تاريخ اختراع الثلاجة عبر العصور
اسم المخترع: فرديناند كاريه
بلد المنشأ: فرنسا
وصف الاختراع :
قام الفرنسي "فرديناند كاريه" باختراع الثلاجة عام 1859، والتي تعد واحدة من أهم اختراعات العصر الحديث، وتقوم آلية عمل الثلاجة على فكرة التبريد حيث أنها تعتمد على نظم وقوانين فيزيائية. فلنلقي نظرة عن ما قبل اختراع آلة الثلاجة كيف كانت الحياة …
قديما قبل اختراع الثلاجة، كانت تستخدم (ice-houses) لتوفير التخزين البارد لطول العام تقريبا. و كانت توضع هذه البيوت بالقرب من بحيرات المياه العذبة أو تحمل بالثلج والجليد في فصل الشتاء، ثم أصبح هذا الأمر شائع جدا.
وفي القرن الحادي عشر قام الفيزيائي والكيميائي المسلم "ابن سينا" باختراع لفائف تبريد والتي تعمل على تكثيف الأبخرة العطرية.
وقد ظهر أول تبريد اصطناعي معروف من قبل "ويليام كولين"(William Cullen) في جامعة"جلاسكو" (Glasgow) الاسكتلندية في عام 1748
ثم قام المخترع الأمريكي "أوليفر إيفانز" (Oliver Evans) باختراع آلة تبريد ضغط البخار في عام 1805.
وفي عام 1834، قام "جاكوب بيركنز" (Jacob Perkins) بتعديل تصميم "إيفانز" الأصلي وقام ببناء الثلاجة الأولى في العالم وحصل على براءة الاختراع الأولى للتبريد باستخدام ضغط البخار.
ثم اخترع "جون جوري" (John Gorrie)، وهو طبيب أمريكي من ولاية فلوريدا، قام بعمل أول وحدة تبريد ميكانيكي في عام 1841، حيث كان مستندا لنموذج "إيفانز" لعمل ثلج لمرضى الحمى الصفراء. وقد حصل على براءة اختراع في عام 1851.
ثم قام "جيمس هاريسون " في عام 1856، بوضع آلة صنع الثلج باستخدام الأمونيا وضاغط الأثير، وكانت تستخدم في تخمير وتعبئة اللحوم من الصناعات في ولاية "فيكتوريا" بأستراليا ، ثم وضع "فرديناند كاريه" نظام أكثر تعقيدا نوعا ما في عام 1859.
وفي عام 1918، قدمت شركة "Kelvinator" الثلاجة الأولى مع نوع من التحكم الآلي. ثم بدأ إدخال الفريون في العشرينات من القرن العشرين ثم بدأت تتواجد في السوق خلال الثلاثينات، و أصبحت أكثر أمنا، و أقل سمية عن ما كانت المبردات سابقا.
وشهدت فترة الخمسينات و الستينات تقدما تقنيا كبيرا في صناعة الثلاجات مثل إمكانية إزالة الثلج آليا و صنع الثلج آليا ، ثم توالت التحديثات و تطبيقات التكنولوجيا الحديثة في مجال صناعة الثلاجات حتى يوما هذا.
آلية عمل الثلاجة
قبل أن نخوض في تفاصيل دورة التبريد يجب أن نتعرف أولا على بعض القوانين الأساسية والتي تعتمد عليها جميع أنظمة التبريد وهي :
الموائع (السوائل) تمتص الحرارة عندما تتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ( من سائل إلى بخار ) وتطرد الحرارة عند تحولها من بخار إلى سائل ، ويغير المائع حالته عند درجة حرارة وضغط ثابتين ثم تنتقل الحرارة فقط من الجسم الذي درجة حرارته أعلى إلى الجسم الذي درجة حرارته أقل.
أما بالنسبة الأجزاء المعدنية للمبخر والمكثف يجب أن تكون جيدة التوصيل للحرارة ويجب اختيار المعدن الذي لا يتفاعل مع وسيط التبريد ويعتبر النحاس الأصفر والنحاس الأحمر والألمونيوم هم أكثر المعادن شيوعاً .
أما بالنسبة لنظام التبريد فيتكون من جانبين: جانب الضغط العالي وهو يكون من ناحية الخارج، وجانب الضغط المنخفض وهو يكون داخل حيز التبريد ، وعناصر دائرة التبريد هي كالتالي :
الضاغط Compressor:
فوظيفة الضاغط في دورة الضغط المرتفع هي رفع ضغط بخار وسيط التبريد الجاف، فترتفع درجة حرارته ونقلة للمكثف. وفي المكثف يفقد بخار الوسيط حرارته العالية ويعطيها إلى الجو الخارجي، وفي نفس الوقت يتكثف بسبب فقدانه حرارة التبخر . و تنقسم الضواغط إلى:
* ضواغط ترددية
* ضواغط دورانية
* ضواغط طاردة مركزية
* ضواغط حلزونية
المكثف "Condenser"
وظيفة المكثف في دورة ضغط البخار هي استقبال بخار وسيط التبريد الساخن ذو الضغط العالي والقادم من الضاغط وتخليصه من الحرارة الزائدة فيه وتسريبه إلى الجو الخارجي . تلك الحرارة الزائدة هي حرارة التبخر، وإذا كان الوسط المحيط هو الهواء يسمّي بالمكثف المبرد بالهواء، وإذا كان الوسط المحيط ماء يسمّي المكثف المبرد بالمائي.
صمام التحكم"Control Valve"
الغرض من صمام التحكم هو التحكم في سريان وسيط التبريد من جانب المكثف ذو الضغط العالي في الدورة إلى المبخر ذو الضاغط المنخفض. ففي هذا الصمام يتم خفض ضغط سائل التبريد القادم من المكثف وتبعًا لذلك يقوم بخلخلة سائل التبريد فيتمدد و يذهب إلى المبخر .
المبخر "Evaporator"
هو وسيط التبريد ذو الضغط المنخفض و درجة الحرارة المنخفضة القادمين من صمام التحكم والخلخلة. فيصنع المبخر في هيئة أنبوب معدني متعرج ليزيد ملامسة سطحه البارد بالجو داخل الحيز المراد تبريده، وعن طريق ذلك التلامس تتم عملية التبادل الحراري حيث يستمد وسيط التبريد حرارته الكامنة للتبخر من جو الحيز المراد تبريده أو الغرفة فيبرد الهواء في الغرفة.
