الهندسة والآليات > التكنولوجيا
نظامُ تكييف وتهوية منزلي جديد كلياً: أجهزةٌ ذكية للتحكم بدرجة حرارة مَنزِلك
وأنت عائدٌ إلى منزلك في يومٍ شديد الحر، تفتحُ تطبيقاً في هاتفك الذكيّ وتُدخل البيانات التالية: (درجةُ حرارة غرفة الجلوس 18 درجة، غرفةُ الأطفال 24 درجة، المطبخ 20 درجة، باقي المنزل أطفئ التكييف)، كم سيكون ذلك مريحاً؟
هل تعتقد أن ذلك بات ممكناً؟
انتشرت في وقتنا الحالي تطبيقاتُ الهواتف الذكية بشكلٍ كبير لتشمل كافة نواحي الحياة. وفي مقالنا هذا سنتحدث عن نظام يمكّنك من التحكم بدرجة حرارة المنزل، قد يبدو الأمر عادياً للوهلة الأولى، لكن ما نتحدّث عنه هنا ليس بتلك البساطة، فهو قد يُشكِّل ثورةً في عالم التَّكييف يمكن أن تُلغي كلياً أنظمة التكييف الحالية.
تابعوا معنا في هذا المقال آخر ما تمَّ التوصُّل إليه في مجال جعل منزلك أكثر راحةً وعصرية
يأخذُ الباحثون في مجالِ التَّكييف مجموعةً من الاعتبارات، منها زيادةُ راحةِ الشَّخص في المنزل بالوصول إلى درجةِ الحرارة المناسبةِ من جهة، وسهولةِ التَّحكم بنظامِ التَّكييفِ والتَّدفئة من جهةٍ أخرى. حيث توصَّل مجموعةٌ من خبراء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى تصميمِ نظامٍ ذكيّ يُدعى "Ecovent"، يقوم هذا النظامُ بالتَّحكم بدرجةِ حرارة منزلك وكمِّيةِ التهويةِ المطلوبة بالإضافة إلى توفيرهِ كميةً كبيرةً من الطاقة، وذلك من خلالِ عدمِ تكييف الغرفِ الفارغة بالاعتمادِ على مجموعةٍ من الحسَّاسات الموزَّعة في كافةِ أرجاء المنزل.
يرتكزُ نظامُ "Ecovent" على منافذِ تهويةٍ ذكية تُصمِّمُها الشركة ويتمُّ وضعُها عوضاً عن منافذ التهوية التقليدية.
حيث يعتمدُ مبدأُ عملِ هذا النظام على وضعِ مجموعةٍ من الحسَّاسات في كل غرفةٍ من المنزل.
ويتمُّ وضعُ وحدة التَّحكم الرئيسية في أيِّ مكانٍ في المنزل.
وبعد ذلك نقومُ بضبطِ درجة الحرارة المُفضَّلة بواسطةِ تطبيقٍ ذكيٍّ على الهاتف المحمول.
يقوم الحسَّاس باستشعارِ درجةِ الحرارة وإرسال المعلومات إلى وحدةِ التحكُّم الرئيسية، التي تقومُ بدورها بإعطاءِ الأوامر لفتحِ منافذِ التهوية بدرجةٍ معيَّنة تُناسب درجةَ الحرارة المُدخَلة من قِبَل المستخدِم. يقومُ هذا النظام بالعمل للحفاظِ على درجة الحرارة التي قام المُستَخدِم بإدخالها والتي نُطلق عليها "setpoint".
واجهت الشركةَ عدةُ تحدِّياتٍ فيما يتعلقُ بموضوعِ تصميمِ أنظمةٍ للتحكُّم بدرجات الحرارة، فمن اختلاف أحجامِ المنازل وتقسيماتِها، إلى الطَّقسِ المحيط، إلى نوعيةِ النَّوافذ وعددِ الأفرادِ في المنزل، كلُّ هذه العوامل جعلَت التصميمَ أمراً في غاية الصعوبة.
يقوم النِّظام المُصمَّم بتغيير درجاتِ الحرارة بدقةٍ كبيرةٍ وبسرعةٍ آنية، مع الأخذ بعين الاعتبار كميةَ الحرارةِ الناجمةِ عن أشعَّة الشمس أو المنبعثةِ من الفرن في المطبخ. ويمكنه الاستجابةُ حتَّى وإن وُضِعَت الحسَّاسات في مناطقَ تؤثِّر على دقَّة القراءة؛ بالقرب من النوافذ مثلاً أو خلف الأثاث.
اشترك في هذا التَّصميم المتين مجموعةٌ من الخبراء في كافَّة المجالات، حيثُ قضى المدير التنفيذي "DipulPatel" سنواتٍ في برمجةِ الرادارات، كما عملَ مديرَ التَّشغيل والمدير التقني والمعلوماتي في أنظمة تحكُّم الصواريخ وفي المجال الحربي.
أشار "Patel" إلى أن النظامَ يضمنُ إنشاءَ خوارزمياتٍ تستجيبُ لأطنانٍ من صفوف البيانات بسرعة. وهو يشبُه بشكلٍ كبير الصفاتِ الموجودةَ في نظامِ الدّفاع الصاروخي، حيث تقوم الحسَّاسات في كِلا النِّظامين بالكشف عن الأنماطِ والاختلالاتِ في الجوِّ المحيط. بالإضافةِ إلى وضعِ الحسَّاسات في بيئاتٍ غير معروفة، حيث يُحاول العدو في مجال الأنظمة الصاروخية دائماً تشويشك وإرباكك، وبالتالي يجب أن يتمَّ تصميمُ التقنيةِ بشكلٍ متين لتكون قادرةً على مواجهة هذه التحدِّيات.
تُقدِّر الشركة كُلفة تركيب نظام "Ecovent" في منزلٍ يتكون من أربع غرف بحوالي 2100 دولارٍ أميركي، وسيتمُّ تركيبُ أعدادٍ ضخمة منه في الفترة القريبة.
يرى الباحثون في هذا المشروع أنَّه من الممكن الاستفادةُ من هذا النظام في المستقبلِ القريب، واستخدامُ حسَّاساته ونظامِ تحكُّمه في الكشف عن الأخطاء وعن الكوارث التي قد تتسبَّب فيها أنظمةُ التكييف والتَّبريد الاعتيادية "HVAC"، وهي أنظمةُ التكييفِ والتدفئةِ والتهوية المستخدمةُ في معظم المنازل والمراكز الصناعية.
في النهاية نرى مدى الاستفادةِ من أنظمةٍ ذكيةٍ كهذه في جعل حياتنا أكثرَ راحة، وفي توفير كميةٍ كبيرةٍ من الطاقة من خلال إيقافِ تكييفِ وتدفئةِ الجزءِ الفارغ من المنزل.
لا تزال الأبحاثُ في هذا المجال مستمرةً، وسنرى مستقبلاً ما ستؤول إليه المنافسة بين نظام "Ecovent" وأنظمةِ "HVAC" الاعتيادية.
المصدر: