Οι επιστήμονες είχαν από καιρό μια ιδέα για την επίδραση του αερίου CO2 (διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα) στο ανθρώπινο σώμα. Σύμφωνα με τις πληροφορίες που καθορίζονται στον ταξινομητή επιβλαβών ουσιών GOST 12.1.007-76, το διοξείδιο του άνθρακα θεωρείται ουσία χαμηλού κινδύνου (4η κατηγορία), έχει χαμηλή συγκέντρωση στον ατμοσφαιρικό αέρα. Από μόνο του, το CO2 έχει χαμηλό βαθμό επιβλαβών επιπτώσεων στο περιβάλλον, αλλά η αύξηση της συγκέντρωσης αερίου στον αέρα στο 7% μπορεί να βλάψει το ανθρώπινο σώμα: η αναπνοή γίνεται δύσκολη, εμφανίζεται ασφυξία. Ένα χαρακτηριστικό του διοξειδίου του άνθρακα είναι ότι δεν έχει την ικανότητα να θερμαίνει το σώμα, με τη μείωση της συγκέντρωσης του CO2 στον αέρα, η αναπνοή αποκαθίσταται πλήρως.
ASHRAE: τυποποίηση εξοπλισμού HVAC
Τα υψηλά επίπεδα συγκέντρωσης CO2 στον ατμοσφαιρικό αέρα (από 0,1 έως 0,7%) έχουν αρνητικό αντίκτυπο στον άνθρωπο, μειώνοντας απότομα την απόδοσή του. Σε αντίθεση με το διοξείδιο του άνθρακα, το οξυγόνο μπορεί να αλλάξει τη συγκέντρωσή του σε ένα ευρύ φάσμα χωρίς να βλάψει την υγεία. Η Επιτροπή Προτύπων HVAC της ASHRAE έχει δημιουργήσειτο επιτρεπόμενο ποσοστό διοξειδίου του άνθρακα σε δωμάτια με άτομα στο επίπεδο του 0,1% του συνολικού όγκου αέρα. Είναι ο επιτρεπόμενος δείκτης CO2, που υποδεικνύεται από το ASHRAE, που θεωρείται η βασική γραμμή κατά τον υπολογισμό της ανταλλαγής αέρα.
Σκοπός μέτρησης της συγκέντρωσης CO2
Σε γενική έννοια, το επίπεδο διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα καθορίζει τη βουλωμένη του ατμόσφαιρα, η οποία, με τη σειρά της, εξαρτάται από τον αριθμό των ατόμων στο δωμάτιο. Η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα είναι το κύριο κριτήριο για την ποιότητα του αέρα εσωτερικών χώρων, επομένως, εστιάζοντας μόνο στη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα και με ένα σύστημα εξαερισμού που περιέχει αισθητήρες CO2, η ποιότητα του εσωτερικού αέρα μπορεί να ρυθμιστεί αποτελεσματικά.
Όταν αναπνέει, ο μέσος άνθρωπος, εισπνέοντας οξυγόνο, μπορεί να εκπνεύσει από 0,35 έως 0,5% διοξείδιο του άνθρακα. Με άλλα λόγια, το μείγμα αερίων που εκπνέει ένα άτομο υπερβαίνει τη συγκέντρωση CO2 σε σύγκριση με τον εξωτερικό αέρα κατά 100 φορές. Εάν ένα άτομο βρίσκεται σε εσωτερικό χώρο, μέσα σε λίγες ώρες η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα αυξάνεται πολλές φορές και η ποιότητα του αέρα πέφτει απότομα.
Όρια εισπνεόμενου CO2
Παρά το γεγονός ότι το διοξείδιο του άνθρακα δεν έχει ούτε χρώμα ούτε οσμή, η αυξημένη συγκέντρωσή του γίνεται εύκολα αισθητή από ένα άτομο. Κατά την εισπνοή αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε CO2, αισθάνεται κόπωση, εμφανίζεται απουσία μυαλού, ένα άτομο γίνεται απρόσεκτο. Το πρόβλημα του αέρα με υπερβολική περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα είναι ιδιαίτερα έντονο σε κλειστά δημόσια και εκπαιδευτικά ιδρύματα, ιατρικάεγκαταστάσεις.
Εμπειρογνώμονες στο εργαστήριο διαπίστωσαν ότι η συγκέντρωση αερίου πάνω από 0,1% είναι ήδη ικανή να έχει αρνητική επίδραση στον άνθρωπο. Η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην περιοχή από 0,04 έως 0,07% είναι η βέλτιστη για την ανθρώπινη ζωή. Το διοξείδιο του άνθρακα σε συγκέντρωση από 0,07 έως 0,1% βρίσκεται σε υπερπληθυσμένα δωμάτια και μέσα μαζικής μεταφοράς, παρόμοιο ποσοστό αερίου στον αέρα δεν είναι ικανό να προκαλέσει μεγάλη βλάβη και θεωρείται αποδεκτό για την αναπνοή.
Αυξημένη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα (από 0,05 ή περισσότερο) συμβάλλει σε χαμηλή δραστηριότητα του ανθρώπινου σώματος, υπνηλία, αργές αντιδράσεις και χαμηλό δείκτη της διαδικασίας σκέψης, υπάρχει αίσθημα ασφυξίας.
Έλεγχος ποιότητας αέρα δωματίου: επίτοιχος αισθητήρας CO2
Οι επίτοιχοι αισθητήρες CO2 μετρούν συνεχώς τη συγκέντρωση CO2 και στέλνουν ένα σήμα ελέγχου στη μονάδα εξαερισμού για την απομάκρυνση της περίσσειας διοξειδίου του άνθρακα. Τα εξελιγμένα κλιματικά συστήματα μπορεί να έχουν ενσωματωμένους αισθητήρες, αλλά είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ένας εξωτερικός αισθητήρας CO2 και στη συνέχεια να συνδεθεί μέσω ξεχωριστών εξόδων στον ανεμιστήρα.
Υπάρχουν διάφορες επιλογές για αισθητήρες τοίχου στην αγορά, υπάρχουν συσκευές με εξόδους ρελέ ή αναλογικές, καθώς και εξόδους για την οθόνη της οθόνης. Δεδομένου ότι οι κατασκευαστές μπορούν να παρέχουν αισθητήρες ελέγχου με μία μόνο έξοδο, ορισμένοι ιδιοκτήτες τροποποιούν οι ίδιοι τις συσκευές. Αισθητήρας CO2, δικόςβελτιωμένο χειροκίνητα και περιέχει όλες τις αναγραφόμενες επιλογές για τη μετάδοση του σήματος εξόδου, είναι πιο αποτελεσματικό επειδή είναι συμβατό με οποιοδήποτε σύστημα εξαερισμού. Οι σύγχρονοι αισθητήρες CO2 θα πρέπει να εφαρμόζουν ένα σύστημα αυτο-βαθμονόμησης για να βελτιώσουν την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα της συσκευής.
Οι αισθητήρες τοίχου έχουν δύο πιο συνηθισμένες τροποποιήσεις: έναν αισθητήρα CO2 με έξοδο ρελέ που περιέχει ένδειξη LED CO2 και κουμπιά ελέγχου λειτουργίας συστήματος εξαερισμού. ένας αισθητήρας που δεν περιέχει ενδείξεις LED και μεμονωμένα κουμπιά ελέγχου.
Οι αισθητήρες τροφοδοτούνται από δίκτυα AC χαμηλής τάσης. Ορισμένοι κατασκευαστές παρέχουν μια πρόσθετη επιλογή για τη σύνδεση τροφοδοτικού στον αισθητήρα CO2.
Λειτουργικότητα αισθητήρων CO2
Σχεδόν όλοι οι αισθητήρες μπορούν να μετρήσουν τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στο ρεύμα αέρα, ελέγχοντας τις οριακές τιμές. Οι αισθητήρες CO2 είναι ικανοί να μετρούν τις συγκεντρώσεις αερίου στις ακόλουθες περιοχές:
- 0 έως 2000 ppm (0,02%);
- 0 έως 3000 ppm (0,03%);
- 0 έως 5000 ppm (0,05%);
- 0 έως 10000 ppm (0,1%).
Τα δεδομένα που λαμβάνονται από τη συσκευή μετατρέπονται σε ενεργά σήματα εξόδου 0-10V. Οι αισθητήρες για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης CO2 απορροφούν μη σκεδαζόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία (NDIR). Οι συσκευές είναι εξοπλισμένες με προστατευτικό κέλυφος των μέγιστων κατηγοριών προστασίας IP65-IP68.
Ελλείψει ενσωματωμένων συσκευών για οπτική εμφάνιση των αποτελεσμάτωνΗ μέτρηση χρησιμοποιεί αισθητήρα CO2 με αναλογική έξοδο. Οι μετρητές διοξειδίου του άνθρακα διαθέτουν αυτόματη και χειροκίνητη λειτουργία μηδενικής βαθμονόμησης. Πριν ξεκινήσει η βαθμονόμηση, πρέπει να παρέχεται αδιάλειπτη ισχύς στο όργανο για 10 λεπτά. Ο χώρος όπου είναι εγκατεστημένος ο αισθητήρας πρέπει να αερίζεται. Το αντίστοιχο επίπεδο συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα μηδενικού σημείου είναι 300 ppm (0,003%). Οι περισσότεροι αισθητήρες διοξειδίου του άνθρακα βαθμονομούνται μία φορά, με τις επόμενες περιοδικές βαθμονομήσεις να εκτελούνται αυτόματα. Μετά την πρώτη ενεργοποίηση και εκκίνηση των αισθητήρων CO2, το όργανο εκτελεί τις δικές του διαδικασίες δοκιμής και ρύθμισης. Κατά τα πρώτα πέντε λεπτά μετά την εκκίνηση, τα δεδομένα εξόδου ενδέχεται να μην αντιστοιχούν στις πραγματικές τιμές.
Προσαρμοζόμενος εξαερισμός κατοικιών
Ο προσαρμοστικός αερισμός διαφέρει από τον παραδοσιακό εξαερισμό μόνο στους τρόπους λειτουργίας. Οι παραδοσιακοί ανεμιστήρες λειτουργούν σε μία λειτουργία, η κατανάλωση ενέργειας δεν εξαρτάται από τον αριθμό των ατόμων στο δωμάτιο και την ποιότητα του αέρα σε αυτό.
Η λειτουργία προσαρμοστικού αερισμού ελέγχεται αυτόματα, για την οποία χρησιμοποιείται ένας αισθητήρας CO2 για αερισμό, ο οποίος ελέγχει την περιεκτικότητα του διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα. Χάρη σε ένα έξυπνο σύστημα ελέγχου, ο ανεμιστήρας θα παρέχει την απαραίτητη και επαρκή ποσότητα αέρα.
Η ανάγκη ελέγχου του αερισμού με αισθητήραCO2
Το αποδεκτό του επιπέδου συγκέντρωσης CO2 ρυθμίζεται από κρατικά πρότυπα, ένα από τα οποία είναι το GOST 2.1.005-88 (υγειονομικές και υγειονομικές απαιτήσεις για τον αέρα του χώρου εργασίας). Σύμφωνα με την GOST, κατά την εξέταση των επιτρεπόμενων τιμών διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα, λαμβάνονται επίσης υπόψη οι ελάχιστοι δείκτες απόδοσης του εξοπλισμού εξαερισμού (30 m3/ώρα ανά άτομο). Με βάση τις απαιτήσεις του GOST, κάθε άτομο που βρίσκεται στο δωμάτιο θα πρέπει να λάβει 30 m3 αέρα ροής σε 1 ώρα.
συστήματα εξαερισμού ελεγχόμενα με CO2
Οι ειδικοί HVAC χρησιμοποιούν συχνά την έννοια της απόδοσης διανομής αέρα. Ως δείκτης απόδοσης κατανομής αέρα νοείται η ταχύτητα με την οποία η ροή φρέσκου αέρα φθάνει στην περιοχή αναψυχής ή στο χώρο εργασίας (ζώνη αναπνοής). Η ποιότητα του αέρα παροχής που εισέρχεται στη ζώνη αναπνοής δεν πρέπει να μειώνεται καθώς κινείστε στο δωμάτιο, με άλλα λόγια, η ροή φρέσκου αέρα δεν πρέπει να έρχεται σε επαφή με αυτήν που περιέχει υψηλή συγκέντρωση CO2.
Τα σύγχρονα κλιματικά συστήματα και τεχνολογίες εκτελούν αρκετά αποτελεσματικά και οικονομικά τις λειτουργίες των αιθουσών αερισμού. Οι ενσωματωμένοι αισθητήρες και μετρητές διοξειδίου του άνθρακα μπορούν να ελέγχουν το σύστημα εξαερισμού για να διασφαλίζουν τη σωστή ποιότητα του εσωτερικού αέρα, ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την κατανάλωση ενέργειας.
Τα κλιματικά συστήματα σε λειτουργία καθοδηγούνται από δείκτες συγκέντρωσης CO2 στον αέρα, ηλεκτρονικάσυγκρίνει τη λαμβανόμενη τιμή με τη δεδομένη. Οι αισθητήρες CO2 παρέχουν έλεγχο του συστήματος εξαερισμού, διατηρώντας την ποιότητα του αέρα στις βέλτιστες παραμέτρους. Τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε δωμάτια με μεταβλητό αριθμό ατόμων. Μια υψηλή κατηγορία εξοικονόμησης ενέργειας επιτυγχάνεται με τη βελτιστοποίηση της ισχύος αερισμού.
Πού να εγκαταστήσετε έναν αισθητήρα CO2 ή οθόνη
Η επιλογή της θέσης του αισθητήρα διοξειδίου του άνθρακα πρέπει να πραγματοποιείται με βάση τους περιορισμούς:
- η συσκευή πρέπει να απέχει τουλάχιστον 1 μέτρο από τη μόνιμη τοποθεσία των ατόμων.
- οικιακός αισθητήρας CO2 δεν τοποθετείται πιο κοντά από 1 μέτρο στον εξαερισμό παροχής.
- οργάνωση της βέλτιστης τροφοδοσίας της συσκευής συνεπάγεται την κοντινή της θέση στην πηγή ενέργειας.
