Vedci už dlho mali predstavu o vplyve plynu CO2 (oxid uhličitý, oxid uhličitý) na ľudské telo. Podľa informácií uvedených v klasifikátore škodlivých látok GOST 12.1.007-76 sa oxid uhličitý považuje za nízko nebezpečnú látku (4. trieda), má nízku koncentráciu v atmosférickom vzduchu. Samotný CO2 má nízky stupeň škodlivých účinkov na životné prostredie, ale zvýšenie koncentrácie plynu vo vzduchu na 7% môže poškodiť ľudské telo: dýchanie sa stáva sťaženým, dochádza k uduseniu. Charakteristickým rysom oxidu uhličitého je, že nemá schopnosť zahriať telo, s poklesom koncentrácie CO2 vo vzduchu sa dýchanie úplne obnoví.
ASHRAE: štandardizácia zariadení HVAC
Vysoká koncentrácia CO2 v atmosférickom vzduchu (od 0,1 do 0,7 %) má na človeka negatívny vplyv a výrazne znižuje jeho výkonnosť. Na rozdiel od oxidu uhličitého môže kyslík meniť svoju koncentráciu v širokom rozsahu bez poškodenia zdravia. Zriadil sa výbor ASHRAE pre normy HVACprípustná miera oxidu uhličitého v miestnostiach s ľuďmi na úrovni 0,1% z celkového objemu vzduchu. Je to povolený indikátor CO2, označený ASHRAE, ktorý sa považuje za základnú líniu pri výpočte výmeny vzduchu.
Účel merania koncentrácie CO2
Vo všeobecnosti hladina oxidu uhličitého vo vzduchu určuje jeho dusnosť, ktorá zase závisí od počtu ľudí v miestnosti. Množstvo oxidu uhličitého je hlavným kritériom pre kvalitu vnútorného ovzdušia, preto sa so zameraním len na koncentráciu oxidu uhličitého a ventilačným systémom obsahujúcim CO2 senzory dá efektívne regulovať vnútorný vzduch.
Pri dýchaní je priemerný človek, ktorý vdychuje kyslík, schopný vydýchnuť 0,35 až 0,5 % oxidu uhličitého. Inými slovami, zmes plynov, ktorú človek vydýchne, prevyšuje koncentráciu CO2 v porovnaní s vonkajším vzduchom 100-krát. Ak je človek vo vnútri, v priebehu niekoľkých hodín sa koncentrácia oxidu uhličitého vo vzduchu mnohonásobne zvýši a kvalita vzduchu prudko klesne.
Limity inhalovaného CO2
Napriek tomu, že oxid uhličitý nemá farbu ani vôňu, jeho zvýšenú koncentráciu človek ľahko pocíti. Pri vdychovaní vzduchu s vysokým obsahom CO2 je pociťovaná únava, roztržitosť, človek sa stáva nepozorným. Problém vzduchu s nadmerným obsahom oxidu uhličitého je obzvlášť akútny v uzavretých verejných a vzdelávacích inštitúciách, lekárskychzariadenia.
Odborníci v laboratóriu zistili, že koncentrácia plynu nad 0,1% už môže mať negatívny vplyv na človeka. Pre ľudský život je optimálna koncentrácia oxidu uhličitého v rozmedzí od 0,04 do 0,07 %. Oxid uhličitý v koncentrácii 0,07 až 0,1 % sa nachádza v preplnených miestnostiach a verejnej doprave, podobný podiel plynu vo vzduchu nie je schopný spôsobiť veľké škody a považuje sa za prijateľný na dýchanie.
Zvýšená koncentrácia oxidu uhličitého (od 0,05 a viac) prispieva k nízkej aktivite ľudského tela, ospalosti, pomalým reakciám a nízkemu ukazovateľu myšlienkového pochodu, dochádza k pocitu dusenia.
Kontrola kvality vzduchu v miestnosti: nástenný senzor CO2
Snímače CO2 namontované na stene nepretržite merajú koncentráciu CO2 a posielajú riadiaci signál do ventilačnej jednotky na odstránenie prebytočného oxidu uhličitého. Sofistikované klimatické systémy môžu mať vstavané senzory, ale je možné použiť externý senzor CO2 a potom ho pripojiť cez samostatné výstupy k ventilátoru.
Na trhu sú rôzne možnosti nástenných senzorov, existujú zariadenia s reléovými alebo analógovými výstupmi, ako aj výstupy pre obrazovku monitora. Keďže výrobcovia dokážu dodať riadiace senzory len s jedným výstupom, niektorí majitelia si zariadenia upravujú sami. CO2 senzor, vlastnýmanuálne vylepšený a obsahujúci všetky uvedené možnosti prenosu výstupného signálu, je najefektívnejší, pretože je kompatibilný s akýmkoľvek ventilačným systémom. Moderné snímače CO2 by mali implementovať samokalibračný systém na zlepšenie spoľahlivosti a životnosti zariadenia.
Nástenné senzory majú dve najbežnejšie modifikácie: senzor CO2 s reléovým výstupom obsahujúcim LED indikátor CO2 a tlačidlá na ovládanie režimu ventilačného systému; senzor, ktorý neobsahuje LED indikátory a jednotlivé ovládacie tlačidlá.
Snímače sú napájané nízkonapäťovými sieťami striedavého prúdu. Niektorí výrobcovia poskytujú dodatočnú možnosť pripojenia napájacieho zdroja k senzoru CO2.
Funkčnosť senzorov CO2
Takmer všetky senzory sú schopné merať koncentráciu oxidu uhličitého v prúde vzduchu, pričom kontrolujú limitné hodnoty. Senzory CO2 sú schopné merať koncentrácie plynov v nasledujúcich rozsahoch:
- 0 až 2000 ppm (0,02%);
- 0 až 3000 ppm (0,03%);
- 0 až 5000 ppm (0,05%);
- 0 až 10 000 ppm (0,1 %).
Údaje prijaté zariadením sa konvertujú na aktívne výstupné signály 0-10V. Senzory na výpočet koncentrácie CO2 absorbujú nerozptýlené infračervené žiarenie (NDIR). Zariadenia sú vybavené ochranným plášťom maximálnej triedy ochrany IP65-IP68.
Pri absencii integrovaných zariadení na vizuálne zobrazenie výsledkovmeranie využíva snímač CO2 s analógovým výstupom. Merače oxidu uhličitého majú automatickú a manuálnu funkciu kalibrácie nuly. Pred začatím kalibrácie musí byť prístroj na 10 minút napájaný nepretržite. Miestnosť, kde je snímač nainštalovaný, musí byť vetraná. Zodpovedajúca úroveň koncentrácie oxidu uhličitého v nulovom bode je 300 ppm (0,003 %). Väčšina snímačov oxidu uhličitého sa kalibruje raz a následné pravidelné kalibrácie sa vykonávajú automaticky. Po prvom zapnutí a spustení snímačov CO2 vykoná prístroj svoje vlastné testovanie a nastavenie. Počas prvých piatich minút po spustení nemusia výstupné údaje zodpovedať skutočným hodnotám.
Adaptívne obytné vetranie
Adaptívne vetranie sa od tradičného vetrania líši iba prevádzkovými režimami. Tradičné ventilátory pracujú v jednom režime, spotreba energie nezávisí od počtu ľudí v miestnosti a kvality vzduchu v nej.
Režim adaptívneho vetrania je riadený automaticky, na ventiláciu sa používa CO2 senzor, ktorý riadi obsah oxidu uhličitého vo vzduchu. Vďaka inteligentnému riadiacemu systému bude ventilátor privádzať množstvo vzduchu, ktoré je potrebné a dostatočné.
Potreba ovládať ventiláciu senzoromCO2
Prípustnosť úrovne koncentrácie CO2 je regulovaná štátnymi normami, z ktorých jednou je GOST 2.1.005-88 (hygienické a hygienické požiadavky na ovzdušie pracovného priestoru). Podľa GOST sa pri zvažovaní prípustných hodnôt oxidu uhličitého vo vzduchu berú do úvahy aj minimálne ukazovatele výkonu ventilačných zariadení (30 m3/h na osobu). Na základe požiadaviek GOST by každá osoba prítomná v miestnosti mala dostať 30 m3 prúdiaceho vzduchu za 1 hodinu.
systémy riadenej ventilácie CO2
Špecialisti na HVAC často používajú koncept efektívnosti distribúcie vzduchu. Index účinnosti distribúcie vzduchu sa chápe ako rýchlosť, ktorou prúdenie čerstvého vzduchu dorazí do rekreačnej oblasti alebo na pracovisko (dýchaciu zónu). Kvalita privádzaného vzduchu vstupujúceho do dýchacej zóny by sa nemala pri pohybe po miestnosti znižovať, inými slovami, prúd čerstvého vzduchu by sa nemal dostať do kontaktu s tým, ktorý obsahuje vysokú koncentráciu CO2.
Moderné klimatické systémy a technológie celkom efektívne a hospodárne plnia funkcie vetrania miestností. Vstavané senzory a merače oxidu uhličitého dokážu ovládať ventilačný systém, aby sa zabezpečila správna kvalita vzduchu v interiéri a zároveň sa minimalizovala spotreba energie.
V prevádzke klimatické systémy sa riadia indikátormi koncentrácie CO2 vo vzduchu, elektronikouporovnáva prijatú hodnotu s danou. Senzory CO2 zabezpečujú riadenie ventilačného systému, udržiavanie kvality vzduchu na optimálnych parametroch. Takéto systémy sa úspešne používajú v miestnostiach s premenlivým počtom ľudí. Vysoká trieda úspory energie sa dosahuje optimalizáciou výkonu ventilácie.
Kam nainštalovať snímač CO2 alebo monitor
Výber umiestnenia snímača oxidu uhličitého musí byť vykonaný na základe obmedzení:
- zariadenie musí byť vzdialené aspoň 1 m od trvalého miesta pobytu osôb;
- snímač CO2 pre domácnosť nie je umiestnený bližšie ako 1 meter od prívodného vetrania;
- organizácia optimálneho napájania zariadenia predpokladá jeho blízkosť zdroja energie.
