معلومات عن هندسة التبريد والتكييف

هندسة التكييف والتبريد

تُعدّ أنظمة تكييف الهواء والتبريد والتدفئة من أهم الأجزاء في معظم المباني الحديثة، ويُطلق مسمّى مهندس التبريد والتكييف على من يحترف تصميم الأنظمة المتحكمة في درجات الحرارة وجودة الهواء داخل المباني، وتُصنّف هذه الفئة ضمن المهندسين الميكانيكييّن الذين يقع على عاتقهم مسؤولية التنسيق مع المقاولين، ويجب أن يحظى مهندس التبريد والتكييف بخبرةٍ واسعة في مجال السباكة والكهرباء أيضًا باعتبارها جزءاً رئيسياً من أنظمة التحكم بالجو، مع وجوب معرفة قوانين البناء الأساسية، للحصول على بناءٍ مطابق للقوانين حسب الدولة، ومن الجديرِ بالذكرِ أنّ هندسة التبريد والتكييف تحتاج إلى أنظمةٍ قادرة قياس الحرارة وزيادتها وانخفاضها، وأيضًا توضيح كيفيّة تدفق الهواء بواسطة الهياكل المختلفة، وتكمن الحاجة إليهم على وجه الخصوص في تصميم أنظمة التكييف والتبريد في المباني العامة، مثل المستشفيات والمدارس والمطاعم وغيرها.

وبذلك فإنّ هندسة التبريد والتكييف تندرج ضمن مجال الخدمات الميكانيكيّة؛ إذ يكون المهندس متخصصًا في صيانة أنظمة التبريد والتدفئة وإصلاحها وتركيبها، وتخدم بدورها عددًا من المنشآت بدءًا من المنازل السكنية وحتى المباني والشركات الضخمة، وكلما ازداد حجم المنشأة كانت الفرصة للعمل مع فريق متخصص أكبر، مثل العمل مع عمال الصفائح الحديدية والكهربائيين وغيرهم، ويُمكن أن يقتصر عمل المهندس على أنظمة التدفئة المشعة (الراديتر) والألواح الشمسية، ويتطلب هذا العمل الحصول على درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية ، وعند الرغبة بشغلِ مناصب إدارية قد يحتاج درجة الماجستير، أمّا وظائف التعليم العالي والبحث والتطوير فإنّها تتطلّب درجة الدكتوراه.

أهمية هندسة التكييف والتبريد في الحياة

لا يقتصر دور المهندس الميكانيكي المتخصص فقط على إبقاء الأجواء باردة صيفًا ودافئة شتاءً فحسب؛ بل يتّسع نطاق عملهم لأكثر من ذلك، وتتمثّل أهمية هندسة التكييف والتبريد في الحياة بما يلي:

• شغل أدوار ووظائف في الشركات الهندسية والمعمارية المتخصصة في تصميم الأنظمة المنزلية والعامة منها المتاجر، المستشفيات، مباني المكاتب وغيرها.
• تصميم وتكوين ثلاجات البيع المبردة، للمتاجر ومحلات السوبر ماركت.
• بناء نظام حفظ أغذية ومخازن تبريد في المصانع.
• المساهمة في تحضير ساحات التزلج على الجليد.

الوصف الوظيفي لمهندس التدفئة والتهوية وتكييف الهواء

تُعد هندسة التبريد والتكييف فرعًا من فروع الهندسة الميكانيكية كما ذُكر سابقًا، ويُمكن الإشارة إلى الوصف الوظيفي لمهندس التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، بأنّه ذلك المتخصص في تركيب أنظمة التبريد والتدفئة وإصلاحها وصيانتها، وتخدم ميكانيكا وهندسة التبريد والتكييف مختلف أحجام المباني سواء سكنيّة أو تجارية، وتتسع رقعة العمل والخبرة كلما كانت الوظيفة أكبر؛ إذ يُساهم مهندس التبريد والتكييف في إصلاح الأنظمة وفحصها وصيانتها وتركيبها، ويُمكن إيجاد عمل بدوامٍ كامل أو جزئي، وتتاح الفرص أمامهم للعمل لحسابهم الشخصي.

نبذة تاريخية عن هندسة التبريد والتكييف

مرّت هندسة التبريد والتكييف بعدد من المحطات التاريخيّة كغيرها من العلوم ، حتى آلت إلى التطوّر الراهن، وتاليًا نبذة تاريخيّة عن هندسة التبريد والتكييف:

• عام 1840: قدّم الطبيب جون جوري اعتقادات حول إمكانيّة محاربة الأمراض ومعالجتها بواسطة التبريد؛ لذلك فقد جاء بنظامِ تبريدٍ داخلي يتضمن يحتوي كميات ضخمة من الجليد لغاياتِ تبريد غرف المستشفى، وقد لجأ إلى التبريد أيضًا لابتكارِ آلة صنع الثلج بواسطة أشرعة بخارية وقوة الحصان، وقد حقق براءة اختراع بذلك الاختراع عام 1851م.
• في منتصف القرن الثامن عشر الميلادي شهد نظام التبريد والتكييف تطوّرًا هائلًا وملموسًا؛ فقد تجلّت العديد من الابتكارات النموذجية منها الموقد الأول المطوّر بواسطة بنجامين فرانكلين، وأيضًا المحرك البخاري لمبتكره جيمس واط ، كما شهد العالم ابتكار مبادئ الحرارة الكامنة على يد جوزيف بلاك؛ مما ساعد في تطوير أنظمة تسخين المياه.
• 1902م ظهرت آلة المساهمة في الحفاظ على ورق الشجر من الجفاف باستخدام الرطوبة على يد المخترع ويليس كاريير، وقد شاع استخدامها تحت مسمى جهاز معالجة الهواء، وتتشابه إلى حدٍ ما مع تلك التقنية المبتكرة بواسطة جوري.
• عام 1922م: أقدمت شركة Carrier على تركيب نظام التبريد جيداً التصميم الأول من نوعه لمسارح ولاية لوس أنجلوس، وقد ضخ الهواء عبر الفتحات العلوية؛ بالتالي توزّع الهواء البارد بالتساوي في مختلف أرجاء المسرح.
• عام 1925م: توجهت شركة Carrier لتقديم نظامِ تبريد قائم على الطرد المركزي في أرجاء مسرح ريفولي في ولاية نيويورك، وقد حققت نجاحًا وموثوقية غير مسبوقة، إلّا أنّها كانت ذات تكلفة ضخمة عند استخدامها بنطاقٍ واسع.
• عام 1931م: ابتكر شيرمان في ذلك العام وحدة تكييف هواء فردية الأولى من نوعها مصممة للتركيب على حواف النوافذ، وتتراوح تكلفتها ما بين 10-50 ألف دولار، وقد وصفت بأنّها باهظة التكاليف.
• في الوقت الحالي بقي العالم محافظًا على الابتكارات السابقة منذ السبعينات، إلا أن التكنولوجيا قد حققت تطورًا وكفاءة غير مسبوقة؛ وذلك بحكم توفر العديد من خيارات تكييف الهواء واستخدام الطاقة، وقد توفرت منذ تلك الفترة العديد من الأنظمة منها أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية، وأنظمة التدفئة الهجينة.

الخلاصة

بدأت الاكتشافات المتعلقة بالتبريد والتكييف من زمن بعيد، واستمرت في التطور في العصر الحديث على يد أمثال جون جوري وويليس كاريير، وغيرهم من المخترعين، حتى وصلت إلى التطور الذي نشهده حاليًا مثل المكيفات الموفرة للطاقة والتدفئة الأرضية وغيرها، وتستخدم أنظمة التدفئة والتبريد في معظم المباني الحديثة، وهنا تكمن أهمية دور مهندس التبريد والتكييف، فهو المسؤول عن تصميم وتركيب أنظمة التبريد والتدفئة وإصلاحها وصيانتها.