من هو مخترع الثلّاجة (البرّاد)؟
يرجع اختراع الثّلاجة أو البرّاد إلى المخترع الفرنسي فردييناند كاريه.
وُلِد فرديناند كاريه في 11 مارس عام 1824، ودرس الهندسة في الجامعة، ومن أهم اختراعاته هو الثّلّاجة أو آلة التّبريد لصناعة وإنتاج الثّلج في الفترة بين عام 1857 و1863، وخرج اختراعه إلى النّور كبراءة اختراع عام 1859.
عمل فرديناند في مجال هندسة الكهرباء، واخترع بجانب الثّلاجة آلة لإنتاج الكهرباء ذات الجهد العالي، واخترع معدّل النّور الكهربائيّ. وتُوفّي في 11 يناير عام 1900.
يعدّ اختراع الثلّاجة أو البرّاد صورة من صور تحوّل الطّاقة من حالة لحالة، فكما يمكن تحويل الطّاقة الكهربيّة إلى حراريّة عالية مثل الفرن، فإنّه يمكن تحويل الطّاقة الكهربائيّة ايضًا إلى طاقة حراريّة منخفضة بدافع التّبريد فينتج الثّلج الذي تعتمد عليه بالأساس فكرة الثّلاجة في حفظ الطّعام والأدوية وغيرها.
تاريخ تطوّر إختراع الثّلّاجة (البرّاد):
كان النّاس قبل إختراع الثّلّاجة يستخدمون فكرة بيوت الثّلج Ice-houses بهدف تخزين طعامهم طوال العام، وتكون هذه البيوت بقرب البحيرات أو الأماكن شديدة البرودة.
قام الفيزيائيّ المسلم “ابن سينا” في القرن الحادي عشر باختراع لفائف التّبريد التي تقوم بتكثيف الأبخرة العطريّة.
وظهرت أوّل عمليّة تبريد صناعي ناجحة في جامعة جلاسكو في اسكتلندا على يد ويليام كولن في عام 1748، وقام بعدها المخترع أوليفر إيفانز عام 1805 بإختراع آلة تبريد تعتمد على ضغط البخار وعدّل عليه جيكوب بركنز عام 1834 وصنّع أوّل ثلّاجة في العالم ونال براءة إختراع هي الأولى من نّوعها في التّبريد باستخدام ضغط البخار.
بعدها اخترع الطّبيب الأميريكيّ جون جوري من ولاية فلوريدا أول وحدة تبريد ميكانيكيّة في عام 1841 معتمدًا على تصميم إيفانز لعمل ثلج لعلاج مرضى الحمّى الصّفراء. وقد نال براءة اختراع عام 1851. بعدها بخمس سنوات قام العالم جيمس هاريسون بصنع آلة تصنع الثّلج باستخدام الأمونيا وكان استخدامها في الأساس لتخمير وتعبئة اللحوم في ولاية فيكتوريا بأستراليا. حتّى جاء فرديناند كاريه ووضع نظامه الذي يعدّ أكثر تعقيدًا وذلك في عام 1859.
بعدها قامت شركة كلفينيتور بصنع ثلّاجة ذات نظام تحكّم آلي في عام 1918، وتم ادخال غاز الفريون في العشرينيّات، وذاع انتشارها في الثلاثينيات وصارت أكثر انتشارًا. ثم تطوّرت صناعتها كثيرًا في خمسينات وستّينات القرن الماضي ودخلت عليها تقنيّات كثيرة حتّى وصلت إلى صورتها المتطوّرة المعروفة.
قوانين عمل الثّلاجة:
تتكوّن الثّلّاجة من صمام ومبخر على الجهة اليساريّة، ومكثّف وضاغط ناحية اليمين، وعازل حراريّ. وتعتمد عمليّة التّبريد داخل الثّلاجة أو البرّاد على قوانين ومسلّمات فيزيائيّة.
- تمتصّ الموانع الحرارة عندما يتم تحويلها من الحالة السّائلة إلى الحالة الغازيّة، وهذا يتطلّب ضغط ودرجة حرارة ثابتين، لأنّ درجة تبخّر الماء في الضّغط العادي تصل لـ 1000 درجة، فيما يُعرف بعمليّة التّبخّر. والحرارة النّاتجة هي حرارة التّبخر. (يصبح السّائل بخارًا عند امتصاصه للحرارة المتبخّرة).
- أمّا بالنّسبة للحرارة فصفتها أنّها تنتقل من الجسم صاحب الدّرجة الحراريّة الأعلى إلى الجسم صاحب الدّرجة المنخفضة، أي من الجسم السّاخن إلى الجسم البارد.
- كذلك لكي عمليّة التبريد على نحوٍ صحيح ينبغي أن يوجد بذل شغل من الخارج للنّظام الدّاخليّ للثّلاجة.
- ينبغي أن تكون الأجزاء المعدنيّة للمكثف والمبخر في الثّلاجة جيدة التّوصيل الحراريّ، شريطة ألّا تكون قابلة للتّفاعل مع وسيط التّبريد..وهي مثل: الألومونيوم والنّحاس الأصفر والأحمر.
أجزاء الثّلّاجة (البرّاد):
الضّاغط compressor: وهو ينقسم إلى ضاغط دوراني – وضاغط مركزي – ضاغط حلزوني – ضاغط تردّدي.
و مهمته هو رفع ضغط البخار للتبريد الجافّ، فترتفع درجة الحرارة فيه فيقوم بنقلها للمكثف الذي يقوم بدوره بإفقاد البخار درجة حرارته العاليّة ويحوّلها للجوّ الخارجيّ.
المكثّف condensor: مهمّته تلقّي البخار السّاخن ذو الضّغط المرتفع الذي انتجه الضّاغط من خلال وسيط التّبريد ويقوم بتحريره وإفقاده درجة حرارته العالية (التي تُسمّى حرارة التّبخّر) ويمرّرها للجوّ الخارجيّ.
صمام التحكّم control valve: يتحكّم في تمرير وسيط التّبريد من المكثّف condensor ذي الضّغط المرتفع إلى المبخر Evaporator ذي الضّغط المنخفض.
المبخر evaporator: إنبوب معدنيّ متعرّج يستقبل وسيط التّبريد ذو درجة الحرارة والضّغط المنخفض الواصل إليه من خلال صمام التحكّم control valve.