قصة اختراع أبراج التبريد

ما هي قصة اختراع أبراج التبريد؟

مفهوم أبراج التبريد وتاريخ ابتكارها:

تم ابتكار أبراج تبريد المياه بفترة العصر الصناعي عندما كانت مصادر مياه التبريد غير متوفرة، مع مرور الوقت والتقدم في التكنولوجيا، كان التقدم في أبراج التبريد مدعومًا بصناعة الطاقة الكهربائية سريعة النمو، الوظيفة الأساسية لتلك الأبراج هي خفض درجات الحرارة وتحديداً الماء، أبراج التبريد هي هياكل كبيرة مبنية خصيصًا من الخشب، ذلك الابتكار تم تشغيله عن طريق توليد الطاقة الكهربائية.

خلال سنة 1918م، تم الإعلان عن تسجيل براءة اختراع لمخترعين من هولندا وهما: فريدريك فان إترسون وجيرارد كويبرز، لبناء أول أبراج تبريد، وهم أول من بنى برجًا بشكل أسطواني عريض جدًا. بعد فترة من الوقت تم بناء العديد منها في المملكة المتحدة، في إنجلترا في محطات لتوليد الطاقة في ليفربول، أبراج التبريد تلعب دورًا محوريًا في كفاءة توليد الكهرباء. حدد تطوير صناعة تكييف الهواء التجارية معايير جديدة لتطوير أبراج التبريد، كان على أبراج التبريد أيضًا أن تواكب التطورات التكنولوجية.

تم بناء أبراج تبريد ميزت أمريكا في ما بعد الحرب العالمية الثانية، تجمع أبراج التبريد الرائدة بين أحدث تقنيات المواد المتقدمة لتحقيق التوازن الأمثل بين مقاومة التآكل والعمر الطويل، والتكلفة المنخفضة بناءً على وظيفتها المحددة، تم تصميم مكونات برج التبريد بحوالي السبعينيات، استخدمت أبراج التبريد الأقدم الخشب فقط، نظرًا لتوفر الخشب بسهولة، مع التقدم الصناعي أصحت المواد المستخدمة في بناء برج التبريد تشمل الخشب والإسمنت والبلاستيك والألياف الزجاجية، والسيراميك.

التطور في تاريخ ابتكار أبراج التبريد:

تم تطوير آلية عمل أبراج التبريد في المصانع، والتي تتكون من مراوح طرد مركزي مصنوعة من الفولاذ المُجلفن، جمعت الابتكارات خلال الستينيات بين أحواض الماء البارد وأقسام المروحة المستعملة في أبراج التبريد، أدّى هذا التطور إلى تقليل متطلبات المساحة وأوزان التشغيل، وتسهيل تنظيف حوض الماء البارد، وتوفير الحماية للمكونات الميكانيكية المتوفرة داخل أبراج التبريد وسهولة الوصول إلى نظام تشغيل المروحة الخاصة ببرج التبريد.

أدّت أزمة الطاقة في منتصف السبعينيات إلى زيادة الوعي بكفاءة الطاقة في جميع جوانب الحياة الأمريكية، بما في ذلك أنظمة تكييف الهواء التجارية. بدأت الخصائص التشغيلية لبرج تبريد مروحة الطرد المركزي تفسح المجال لخفض الطاقة الذي توفره وحدات مروحة المروحة لأبراج التبريد ذات التدفق المتقاطع ذات النمط الصناعي. مع تقدم التطوير في الثمانينيات والتسعينيات استمرت التصميمات في التركيز على زيادة الكفاءة الحرارية وتبسيط الصيانة وتقليل تكاليف التركيب.

تم تطوير أنظمة الأنابيب الداخلية والتي سمحت لموظفي الخدمة بأداء الصيانة الروتينية لنظام توزيع المياه دون تركيب سطح المروحة لأبراج التبريد المتقاطعة، في الواقع توفر طبقة الزنك الواقية من الفولاذ المجلفن حماية فعالة من التآكل وهذا يؤدي إلى توفير عمر خدمة طويل بشكل استثنائي لمعدات التبريد بالتبخير، واستجابة لذلك بدأ مصنعو أبراج التبريد في استخدام درجات أعلى من كميات الفولاذ المجلفن في أبراج التبريد لتوفير حماية إضافية ودمج مواد غير معدنية.

في عام 1981م، قام معهد برج التبريد وهو حاليًا معهد تكنولوجيا التبريد أو (CTI) بتحديث ومراجعة معايير خاصة بأبراج التبريد (STD-201) وذلك للتحقق من كفاءة استعمال أبراج التبريد وبأنها تعمل وفقًا لتصنيفات الأداء الحراري المنشورة من قبل الشركات المصنعة، في عام 1996م، تم توسيع معايير (STD-201) لتشمل أبراج التبريد ذات الدائرة المغلقة، وكذلك أبراج التبريد التقليدية ذات الدائرة المفتوحة.

اليوم، تشارك العديد من الشركات المصنعة في اعتماد المعايير الموضوعة من قبل معهد برج التبريد، لا يزال يستمر تطوير أبراج التبريد والعمل على إجراء تعديلات متعددة تزيد من كفاءة عملها في توفير الطاقة، والذي أدّى إلى تطوير أبراج التبريد المعيارية المعتمدة بشكل مستقل، ومع تقدم القدرات الهندسية والبناء، ازداد حجم أبراج التبريد أيضًا، تعد أبراج التبريد في محطة توليد الطاقة في (Kalisindh) في راجستان، الهند الأطول في العالم. والتي يبلغ ارتفاعها 202 مترًا.

يتم أيضًا استعمال أبراج التبريد في عمليات التعدين والتشغيل لتخفيض الحرارة المنبعثة من الآلات أو المواد التي تتم معالجتها بالحرارة، تقوم بعد ذلك تلك الأبراج بامتصاص الحرارة في أنظمة مياه التبريد التي تستعمل في محطات توليد الطاقة، وأيضًا في مصافي النفط، وكذلك في المحطات البتروكيماوية، ومحطات معالجة الغاز الطبيعي وللمنشآت الصناعة المتعددة الاستخدامات وفي آليات تبريد السائل في صنع الزجاج.