قبل التحدث عن هذه التصميمات، لا بد من الإشارة إلى أنظمة HVAC ، فماذا يعني هذا مصطلح ؟ ما هي المبادئ التي يقوم عليها؟ وما هي الغاية منه؟

هو اختصار لـ Heating, Ventilating and air conditioning  وينطق (ايتش فاك) بمعنى التدفئة – التهوية و تكييف الهواء، وقد يضاف حقل التبريد فيصبح HVACR، أو قد يتم إهمال كلمة التهوية فيصبح HACR.

تعتمد هذه الأنظمة على مبادئ الترموديناميك، ميكانيك السوائل والانتقال الحراري.

ويعد تأمين مستويات الحرارة والتهوية المناسبين هو أهم أهداف هذه الأنظمة .

مع تقدم وتطور العالم أكثر فأكثر، ظهرت أفكار وتصاميم جديدة لجعل أنظمة HVAC جزء فعال في حياتنا، ويمكن التعامل معها بسهولة.

وفيما يلي سنقدم آخر ثمانية تطورات، والتي رفعت عالم التدفئة والتكييف إلى مستوى آخر .

تكييف الهواء (Air Conditioning):

أنظمة تكييف الهواء المقادة بشكل حراري (Thermally Driven AC):

مع التوجه المستمر نحو الطاقات المتجددة، بدأت بعض الشركات باستثمار هذه الطاقات مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في أنظمة تكييف الهواء الخاصة بهم (بدلا من الكهرباء).

فعلى سبيل المثال، أنشأت الشركة الاسترالية  Chromasun وحدة تكييف هواء بكلفة منخفضة، حيث  تعمل هذه الوحدة على الطاقة الشمسية الحرارية، ويتم دعمها بالغاز الطبيعي.

قد يستغرق هذا التصميم بعض الوقت كي يصبح واسع الانتشار، ولكن سوف نشهد في المستقبل الكثير من وحدات التكييف المقادة بشكل حراري.

أنظمة تكييف الهواء الذكية التي تتحسس الحركة (Movement-Activated AC ):

قام مهندسون في MIT (Massachusetts Institute of Technology ) بتطوير وحدة تكييف هواء تعمل فقط عندما تستشعر وجود حركة ما، وهذا يعني أنها تعمل عند الحاجة فقط، مما يساهم في توفير الطاقة وتقليل انبعاث الكربون.

حيث تستخدم هذه الوحدة قضبان ألمنيوم مزودة بحساسات تعلق من السقف، كي تتحسس وجود شخص ما في الغرفة.

أنظمة تكييف الهواء مع الطاقة المثلجة (Ice-Powered AC):

بدلا من تحويل الهواء الدافئ إلى هواء بارد، ابتكرت شركة Energy  Ice (مقرها كاليفورنيا) طريقة للبدء بالهواء البارد، إذ يتم تجميد الماء في الليل داخل خزان، ليعاد استخدامه في اليوم التالي للمساعدة في تبريد المباني.

نحتاج إلى وقت لنرى تصميم كهذا في بيوتنا، ولكنها تعد بداية جيدة.

التدفئة (Heating):

مضخات الحرارة الجوفية (Geothermal Heat Pumps):

مضخات الحرارة الجوفية هي تكنولوجيا ليست بالجديدة، لكنها كانت استثمارات ناجحة لكل من أصحاب الاستثمارات ومالكي المنازل.

حيث تقوم هذه المضخات باستغلال الحرارة الجوفية لباطن الأرض من أجل تشغيل وحدة تكييف الهواء، وذلك لتحويل الهواء البارد إلى هواء دافئ أو العكس.

كما يمكننا الحصول على الماء الساخن أيضًا، مما يجعلها تكنولوجيا متكاملة.

مضخات الحرارة ذات الوقود المزدوج (Dual Fuel Heat Pumps):

يمكن أن تستفيد المنازل والشركات التي لديها إمكانية الوصول إلى الكهرباء والغاز من المضخة الحرارية المزدوجة (التي يتم تصنيعها الآن من قبل العديد من الشركات الأمريكية).

حيث توفر هذه المضخات طريقة فعالة للاستفادة من نوعين من الطاقة، وذلك لتحقيق أقصى استفادة من كليهما.

ففي الأوقات الباردة، تستخدم المضخة الحرارية غاز بتكلفة منخفضة من أجل الطاقة، وعندما ترتفع الحرارة تتحول إلى الكهرباء للمساعدة في توفير المال على المدى الطويل.

استثمار حرارة الحاسب (Computer-Harnessed Heat):

من المعلوم أن الحواسيب المحمولة ترتفع حرارتها عند تشغيلها، وتزداد مع استخدامها، لذلك فإن شركتي Project Exergy  و  Nerdalize كان لديهم آراء حول استغلال هذه الحرارة كمصدر لتدفئة الهواء و/أو تسخين الماء.

وهذا يعني بالضرورة تكاليف أقل وفرصة لتقليل الطاقة اللازمة لتبريد الغرف لأصحاب المنازل والشركات.

التكنولوجيا (Technology):

تطبيقات المنازل (Home Apps):

هناك الكثير من التطبيقات المختلفة التي تتيح لنا التحكم في منازلنا، مثل المراقبة بالفيديو، أنظمة الأمان، الإضاءة، وغيرها..

حيث يمكننا اليوم تشغيل وإطفاء التجهيزات بضغطة زر على هاتفنا الجوال أو على التاب الخاص بنا، ولهذا السبب يقوم المهندسون بتطوير أنظمة HVAC  لتلائم عالم الأجهزة المحمولة والتقنيات السهلة الاستخدام.

أتمتة المنزل (Home Automation):

لسنا بعيدين عن إمكانية وجود منازل مؤتمتة بشكل كامل، إذ تأتي فكرة التطبيقات المؤتمتة مع تجهيزات مثل الثلاجات وغسالات الأطباق وغيرها  لجعل حياتنا أكثر راحة. إنها مسألة وقت فقط قبل الربط المباشر لأنظمة HVAC  مع منازلنا.

المصدر : انقر هنا

إعداد : المهندسة أسماء حمود
تدقيق : المهندس غيث الحجلي
تحرير : المهندس شفيق السالم