هندسة تقنيات التبريد والتكييف هي مجال هندسي تخصصي يعتبر فرعاً خاصاً من الهندسة الميكانيكية، وهي تتضمن تصميم وتركيب وتشغيل وصيانة وتصليح الأنظمة التي تتحكم بدرجة حرارة الهواء وجودته من تبريد وتكييف وتدفئة وتهوية، وذلك في المنازل والمكاتب والمستشفيات والمتاجر والمدارس وغيرها من المباني المعاصرة، وحتى الغواصات والمركبات الفضائية بحاجة لأنظمة تهوية وتكييف وتدفئة، بحيث يشعر الأشخاص المتواجدين فيها بالراحة ويحصلون على هواء نظيف للتنفس. لذلك، في هذا المقال، سوف نشرح باختصار كل ما يخص هذا المجال الهندسي من مواد دراسية إلى مجالات العمل ومهام المهندس وغيرها.

المساقات

إنّ الرياضيات والعلوم واللغة الإنجليزية هي مساقات أساسية للطالب الذي ينوي دراسة هندسة التبريد والتكييف، وبالطبع، على الطالب أن يتوقع العديد من المساقات التخصصية مثل:

  • المبادئ الأساسية في التبريد: التبريد هو عملية انتقال الحرارة من الهواء لجعل درجة حرارته أبرد. تشمل مبادئ التبريد التي سيتم تعلمها: ضغط البخار، امتصاص الحرارة، انتشار وتوزيع الهواء البارد وغيرها.
  • مبادئ الديناميكا الحرارية: في هذا المساق، يتعلم الطالب مفهوم الدورة الديناميكية الحرارية ومفهوم نقل الطاقة، وتطبيقاتها التي تحصل في عملية التبريد والتكييف. بالإضافة إلى ذلك، يتم تدريس القياسات السيكومترية، وهي دراسة مزج الهواء وبخار الماء وتوضيحها عبر الرسوم البيانية السيكومترية، وكيفية استخدام هذه الرسوم والمخططات لحساب كمية التدفئة أو التبريد اللازمة في مكان ما.
  • تصميم نظام التكييف السكني: يتعلم الطالب في هذا المساق المبادئ الهندسية اللازمة لتصميم وبناء مكونات نظام التبريد، مثل حساب المساحة والحجم والموقع والتكاليف.

الضوابط البيئية والتبريد: تتضمن هندسة تقنيات التبريد والتكييف مساقات محددة تشرح عن اللوائح التشريعية والقوانين المتعلقة بإنتاج الهواء النظيف، وإعادة استخدام وإعادة تدوير أجهزة التبريد والتكييف، والتخلص الآمن منها.  1   

  • حساب الحمل الكهربائي: يشرح هذا المساق المفاهيم الأساسية في الكهرباء مثل الدارات الكهربائية والتيار المتناوب والمستمر، وحساب الحمل الكهربائي للنظام أي الطاقة التي يستنفدها نظام التبريد والتكييف في وحدة الزمن.
  • معدات مناولة الهواء: التعرف على أجزاء وحدات مناولة الهواء وكيفية تركيبها وصيانتها.

علاوةً على ذلك، قد تشمل دراسة هندسة التبريد والتكييف العديد من المساقات الأُخرى مثل: حسابات الطاقة، أنظمة المضخات والأنابيب، تدفق الهواء والموازنة، تصميم وتشغيل الأنظمة الميكانيكية، تصميم مجاري الهواء وغيرها.  2   

مجالات العمل

بمجرد الحصول على شهادة في هندسة تقنيات التبريد والتكييف، يمكن للمهندس الحصول على العديد من الفرص الوظيفية في هذا المجال، على سبيل المثال:

  • خبير في ميكانيكا هذه الأنظمة.
  • عمل خاص في تركيب وصيانة وتصليح أنظمة التبريد والتكييف.
  • العمل في تجارة أجهزة ومعدات أنظمة التبريد والتكييف.
  • تطوير واختبار معدات وأجهزة أنظمة التبريد والتكييف.
  • العمل كمهندس مختص بأنظمة التبريد والتكييف لدى الشركات المختصة بتركيب هذه الأنظمة أو لدى شركات البناء.
  • تقدير تكاليف أنظمة التبريد والتكييف، وغيرها.  3   

مستقبلها

يمكن القول أنّ التطورات الميكانيكية قد سيطرت على مجال تكنولوجيا تهوية وتدفئة وتكييف الهواء خلال الفترات الأولى من هذه الصناعة، إلا أنّ الإلكترونيات اليوم قد احتلت مركز الصدارة، إذ تمكّنت الشركات المصنعة باستخدام الحواسيب من تصميم معدات أصغر حجمًا وأكثر فعالية وكفاءة.

نعم لقد مهّدت أجهزة الحواسيب الطريق نحو ابتكارات أكثر كفاءة، ولا بدّ أنها ستهيمن على صناعة أنظمة التبريد والتكييف مستقبلًا، مما يتيح الاستدامة الفائقة والكفاءة العالية والتكلفة الأقل وبالطبع راحةً أكبر للمستخدمين، وذلك عبر استخدام الأتمتة والتكنولوجيا الذكية وتحليل البيانات لتحقيق أفضل أداء لها.

فاليوم، يمكن رؤية مدى تطور هندسة تقنيات التبريد والتكييف في الكثير من دول العالم، إذ يمكن للعديد من المباني والمنازل في الولايات المتحدة الأمريكية التحكم في نظام التكييف والتبريد من خلال هواتفهم، إذ أصبح من السهل اليوم دمج أنظمة التدفئة والتبريد والتكييف مع العديد من الأجهزة الأُخرى في المنزل عبر بضعة أزرار على الهاتف المحمول.

في المستقبل، سوف تستخدم أنظمة التبريد والتكييف تقنيات مثل مضخات الحرارة الأرضية والطاقة الشمسية والثيرموستات الذكية، بالإضافة إلى استخدام مكيفات الهواء التي تعمل بالطاقة الثلجية للحد من استخدامها للطاقة والتخفيف من تأثيرها البيئي. بالإضافة إلى ذلك، سوف تسمح أنظمة التهوية الذكية للمستخدمين بالتحكم بدرجة حرارة كل غرفة أو منطقة في المنزل بشكل منفصل عن الآخر، مما سيوفر المال ويزيد راحة المستخدمين.  4   

كل ما سبق يوضح أنّ هذا المجال هو مجال يتنامى والطلب عليه في تزايد مستمر، لذلك فإن فرص العمل فيه ستزداد بشكل كبير.

المهمات الأساسية لمهندس التبريد والتكييف

إنّ المهام الأساسية لمهندس التبريد والتكييف تتمثل بالقيام بما يلي:

  • مسح المواقع والمباني قبل تركيب أنظمة التبريد والتكييف وتقييم احتياجات شاغليّ الموقع وتحديد نوع الهيكل المطلوب.
  • التخطيط لوضع الأنابيب وقنوات توزيع الهواء ولوحات التحكم مع الأخذ بعين الاعتبار المساحة المربعة للمنطقة وتكاليف الطاقة وحجم الاستخدام اليومي للتصميم.
  • اختيار المواد وحساب التكاليف المقدرة ثم الإشراف على تركيب مكونات النظام.
  • إجراء اختبارات الجودة بغية التأكد أنّ النظام يعمل بشكل آمن وفعال وبكفاءة عالية.
  • إجراء أعمال الصيانة لأنظمة التبريد والتكييف.
  • اكتشاف الأعطال وإصلاحها. 
  • مساعدة العملاء على خفض تكاليف الاستخدام.  5   

المهارات المطلوبة للعمل في هندسة التبريد والتكييف

هناك العديد من المهارات المطلوبة التي قد تفيد أي شخص ينوي التخصص في هندسة تقنيات التبريد والتكييف، ومن هذه المهارات نذكر:

  • القدرة على فهم عملية البناء والتشييد.
  • القدرة على استخدام المعدات والآلات وإصلاحها.
  • المهارات العملية الكبيرة على تركيب المعدات.
  • الدقة والاهتمام الكبير بالتفاصيل.
  • المهارات العالية في خدمة العملاء.
  • القدرة على التفكير المنطقي ومهارات حل المشكلات.
  • القدرة على المبادرة.
  • القدرة على استخدام الحاسوب أو الأجهزة الذكية المحمولة وتنفيذ المهام الأساسية عليها.  6   

في النتيجة تبقى هندسة التكييف والتبريد مجالاً اختصاصياً يحتاج إلى الكثير من الدراسة والبحث، ويجب بالدرجة الأولى أن يبدأ بها من يرغب فعلاً في العمل ضمن مجالات تقنية معاصرة وضرورية لحياتنا اليومية.