برج تبريد: الفرق بين النسختين

بدأت أبراج التبريد في [[القرن 19|القرن التاسع عشر]] عبر تطوير المكثفات لاستخدامها مع المحرك البخاري.<ref name="ICS1902a">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=International Correspondence Schools|تاريخ=1902|عنوان=A Textbook on Steam Engineering|ناشر=International Textbook Co.|مكان=Scranton, Pa.|at=33–34 of Section 29:"Condensers"|مسار=https://archive.org/details/textbookonsteame04inteiala| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20160610103544/https://archive.org/details/textbookonsteame04inteiala | تاريخ الأرشيف = 10 يونيو 2016 }}</ref> تستخدم المكثفات مياهًا باردة نسبيًّا -بوسائل عديدة- لتكثيف البخار الخارج من الأسطوانات أو العنفات. يقلل هذا الضغط الخلفي، ما يخفض بدوره استهلاك [[بخار|البخار]]، وبالتالي استهلاك الوقود، مع زيادة الاستطاعة وإعادة تدوير مياه المرجل بنفس الوقت.<ref name="Croft 1922">{{استشهاد بكتاب|editor-last=Croft|editor-first=Terrell|تاريخ=1922|عنوان=Steam-Engine Principles and Practice|ناشر=McGraw-Hill|مكان=New York|صفحات=283–286|مسار=https://archive.org/details/steamengineprinc00crofrich| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20160331152038/https://archive.org/details/steamengineprinc00crofrich | تاريخ الأرشيف = 31 مارس 2016 }}</ref> ولكن المكثفات تتطلب مؤونة كبيرة من مياه التبريد، تكون دونها غير عملية.<ref name="Heck 1911">{{استشهاد بكتاب|الأخير=Heck|الأول=Robert Culbertson Hays|تاريخ=1911|عنوان=The Steam Engine and Turbine: A Text-Book for Engineering Colleges|ناشر=D. Van Nostrand|مكان=New York|صفحات=569–570|مسار=https://archive.org/details/steamengineturbi00heck| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20200515143142/https://archive.org/details/steamengineturbi00heck | تاريخ الأرشيف = 15 مايو 2020 }}</ref><ref name="The Engineer 19062">{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Watson|الأول=Egbert P.|تاريخ=1 Jan 1906|عنوان=Power plant and allied industries<!--Title on cover image Google books-->|صحيفة=The Engineer (With Which is Incorporated Steam Engineering)|المجلد=43|العدد=1|صفحات=69–72|ناشر=Taylor Publishing Co.|مكان=Chicago|مسار=https://books.google.com/books?id=cKUiAQAAMAAJ}}</ref> يقدر أن استهلاك مياه التبريد للمعالجة المحلية ومحطات الطاقة يخفض توافر الطاقة لمعظم المحطات الحرارية لتوليد الطاقة بحلول 2040-2069 م.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير1=van Vliet|الأول1=Michelle T. H.|الأخير2=Wiberg|الأول2=David|الأخير3=Leduc|الأول3=Sylvain|الأخير4=Riahi|الأول4=Keywan|تاريخ=4 January 2016|عنوان=Power-generation system vulnerability and adaptation to changes in climate and water resources|صحيفة=Nature Climate Change|المجلد=6|العدد=4|صفحات=375–380|doi=10.1038/nclimate2903}}</ref> في حين لا يشكل استخدام الماء مشكلة في المحركات البحرية، فإنه يحد بشدة الكثير من الأنظمة على اليابسة.

بحلول القرن العشرين، كانت العديد من الطرق التبخيرية لإعادة تدوير مياه التبريد في المناطق الخالية من موارد المياه القائمة، منا في المناطق المدنية التي قد لا تكون مياه التغذية الرئيسية فيها كافية للتزود بالمياه؛ أو لا يمكن الاعتماد عليها وقت زيادة الطلب؛ أو ملائمة لتلبية حاجات التبريد. في المناطق التي تتوفر فيها المساحات، اتخذت الأنظمة شكل برك التبريد، أما في الأماكن محدودة المساحات، كما في المجن، فقد اتخذت شكل أبراج التبريد.<ref name="Snow 1908">{{استشهاد بكتاب|الأخير=Snow|الأول=Walter B.|تاريخ=1908|عنوان=The Steam Engine: A Practical Guide to the Construction, Operation, and care of Steam Engines, Steam Turbines, and Their Accessories|ناشر=American School of Correspondence|مكان=Chicago|صفحات=43–46|مسار=https://archive.org/details/steamenginepract00amerrich| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20160331151956/https://archive.org/details/steamenginepract00amerrich | تاريخ الأرشيف = 31 مارس 2016 }}</ref>

أصدرت براءة اختراع لبرج تبريد ذي سطح زائد لصالح المهندسين الهولنديين فريدريك فان إترسون وجيرارد كويبرز في عام 1918.<ref>[http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?KC=A&date=19180411&NR=108863A&DB=EPODOC&locale=en_V3&CC=GB&FT=D UK Patent No. 108,863] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090205201218/http://v3.espacenet.com/publicationDetails/biblio?KC=A&date=19180411&NR=108863A&DB=EPODOC&locale=en_V3&CC=GB&FT=D |date=5 فبراير 2009}}</ref> بنيت أول أبراج ذات سطح زائد في عام 1918 قرب هيرلن. بنيت أول هذه الأبراج في [[المملكة المتحدة]] في عام 1924 في محطة ليستر درايف لتوليد الطاقة في ليفربول في إنجلترا لتبريد المياه المستخدمة في [[محطة توليد طاقة كهربائية]] تعمل على الفحم. <ref>[https://books.google.com/books?id=p-IDAAAAMBAJ&pg=PA201&dq=Popular+Science+1930+plane+%22Popular+Mechanics%22&hl=en&ei=kHFkTvrWBK3G0AHHlemCCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9&sqi=2&ved=0CEsQ6AEwCA#v=onepage&q&f=true "Power Plant Cooling Towers Like Big Milk Bottle" ''Popular Mechanics'', February 1930] bottom-left of pg 201 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140908091921/http://books.google.com/books?id=P-IDAAAAMBAJ |date=8 سبتمبر 2014}}</ref>

يمكن استخدام أبراج التبريد الصناعية لإزالة الحرارة من عدة مصادر كالآلات أو المواد المعالجة بالحرارة. الاستخدام الرئيسي لأبراج التبريد الصناعية الكبيرة هو إزالة الحرارة الممتصة في أنظمة مياه التبريد المدارة المستخدمة في محطات الطاقة، ومصافي [[نفط|النفط]]، والمحطات [[بتروكيمياويات|البتروكيماوية]]، ومحطات معالجة الغاز الطبيعي، ومصانع أنصاف النواقل، ولمنشآت صناعية أخرى كما في مكثفات أعمدة التقطير، وفي عمليات تبريد السائل في صنع الزجاج، ... إلخ.<ref>{{Cite report|title=Profile of the Fossil Fuel Electric Power Generation Industry|url=http://www.epa.gov/compliance/resources/publications/assistance/sectors/notebooks/fossil.html|author=U.S. Environmental Protection Agency (EPA).|year=1997|publisher=Washington, D.C|accessdate=}} Document No. EPA/310-R-97-007. p. 79.</ref> معدل التدوير لمياه التبريد في محطة طاقة تقليدية تعمل على الفحم باستطاعة 700 ميغاواط ببرج تبريد يبلغ نحو 71,600 متر مكعب في الساعة (315,00 غالون أمريكي في الدقيقة)<ref>[http://www.epa.gov/waterscience/presentations/maulbetsch.pdf Cooling System Retrofit Costs] EPA Workshop on Cooling Water Intake Technologies, John Maulbetsch, Maulbetsch Consulting, May 2003 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080309155008/http://www.epa.gov/waterscience/presentations/maulbetsch.pdf |date=9 مارس 2008}}</ref> ويتطلب الماء الدائر معدل تعويض مياه تغذية قد يبلغ 5% (أي 3,600 متر مكعب في الساعة، مكافئ لمتر مكعب واحد في الثانية).

| مسار الأرشيف = https://web.archive.org/web/20190911085219/https://www.nytimes.com/2015/05/13/nyregion/fire-prompts-renewed-calls-to-close-the-indian-point-nuclear-plant.html | تاريخ الأرشيف = 11 سبتمبر 2019 }}</ref> يجب إعادة كميات كبيرة من المياه باستمرار إلى المحيط أو البحيرة أو النهر الذي أخذت منه مع إعادة تزويد المحطة باستمرار بنفس الكميات. أيضًا، قد يرفع لفظ كميات كبيرة من المياه الساخنة درجة حرارة [[نهر|النهر]] أو البحيرة إلى مستوى غير مقبول للنظام البيئي المحلي. يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة أن تقتل الأسماك والكائنات المائية الأخرى، أو يمكنها أيضًا أن تسبب ازديادًا في أعداد كائنات غير مرغوب بها كفصائل الأصداف المخططة أو الطحالب. يبدد برج التبريد الحرارة في الجو بدل ذلك، والانتشار في الرياح والهواء ينشر الحرارة على مساحات أكبر بكثير من المساحات التي تغطيها المياه الساخنة في المسطحات المائية. لا يمكن استخدام مياه التبريد التبخيري لأغراض أخرى لاحقة (غير هطول المطر في مكان ما)، في حين يمكن إعادة استخدام مياه التبريد السطحي. تستفيد بعض محطات الطاقة النووية والعاملة على الفحم في المناطق الساحلية من مياه المحيط المستخدمة للتبريد مرة واحدة. ولكن حتى في تلك الأماكم، يتطلب مخرج المياه تصميمًا مدروسًا بعناية لتفادي أي مشاكل بيئية.