Znanstvenici odavno imaju ideju o učinku plina CO2 (ugljični dioksid, ugljični dioksid) na ljudsko tijelo. Prema podacima navedenim u klasifikatoru štetnih tvari GOST 12.1.007-76, ugljični dioksid se smatra tvari male opasnosti (4. klasa), ima nisku koncentraciju u atmosferskom zraku. Sam po sebi CO2 ima nizak stupanj štetnih učinaka na okoliš, ali povećanje koncentracije plina u zraku na 7% može naštetiti ljudskom tijelu: disanje postaje teško, dolazi do gušenja. Značajka ugljičnog dioksida je da nema sposobnost zagrijavanja tijela, sa smanjenjem koncentracije CO2 u zraku, disanje se potpuno obnavlja.
ASHRAE: standardizacija HVAC opreme
Visoke razine koncentracije CO2 u atmosferskom zraku (od 0,1 do 0,7%) negativno utječu na čovjeka, naglo smanjujući njegovu učinkovitost. Za razliku od ugljičnog dioksida, kisik može promijeniti svoju koncentraciju u širokom rasponu bez štete po zdravlje. Osnovan je ASHRAE HVAC odbor za standardedopuštena stopa ugljičnog dioksida u prostorijama s ljudima na razini od 0,1% ukupnog volumena zraka. To je dopušteni indikator CO2, naznačen od strane ASHRAE, koji se smatra osnovnom linijom pri izračunavanju izmjene zraka.
Svrha mjerenja koncentracije CO2
U općem smislu, razina ugljičnog dioksida u zraku određuje njegovu zagušljivost, što pak ovisi o broju ljudi u prostoriji. Količina ugljičnog dioksida glavni je kriterij za kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru, stoga, fokusirajući se samo na koncentraciju ugljičnog dioksida, a ventilacijskim sustavom koji sadrži senzore CO2, kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru može se učinkovito regulirati.
Kada diše, prosječna osoba, udišući kisik, može izdahnuti od 0,35 do 0,5% ugljičnog dioksida. Drugim riječima, mješavina plinova koju osoba izdahne 100 puta premašuje koncentraciju CO2 u odnosu na vanjski zrak. Ako je osoba u zatvorenom prostoru, u roku od nekoliko sati koncentracija ugljičnog dioksida u zraku se višestruko povećava, a kvaliteta zraka naglo opada.
Ograničenja inhaliranog CO2
Unatoč činjenici da ugljični dioksid nema ni boju ni miris, čovjek lako osjeti njegovu povećanu koncentraciju. Prilikom udisanja zraka s visokim sadržajem CO2 osjeća se umor, javlja se odsutnost, osoba postaje nepažljiva. Problem zraka s prekomjernim sadržajem ugljičnog dioksida posebno je akutan u zatvorenim javnim i obrazovnim ustanovama, medicinskimustanove.
Stručnjaci u laboratoriju otkrili su da koncentracija plina iznad 0,1% već može negativno utjecati na ljude. Koncentracija ugljičnog dioksida u rasponu od 0,04 do 0,07% optimalna je za ljudski život. Ugljični dioksid u koncentraciji od 0,07 do 0,1% nalazi se u pretrpanim prostorijama i javnom prijevozu, sličan udio plina u zraku nije sposoban prouzročiti veliku štetu i smatra se prihvatljivim za disanje.
Povećana koncentracija ugljičnog dioksida (od 0,05 ili više) doprinosi slaboj aktivnosti ljudskog organizma, pospanosti, sporim reakcijama i niskom pokazatelju misaonog procesa, javlja se osjećaj gušenja.
Kontrola kvalitete zraka u prostoriji: zidni senzor CO2
Zidni senzori CO2 kontinuirano mjere koncentraciju CO2 i šalju kontrolni signal ventilacijskoj jedinici za uklanjanje viška ugljičnog dioksida. Sofisticirani klimatski sustavi mogu imati ugrađene senzore, ali moguće je koristiti vanjski senzor CO2, a zatim se preko zasebnih izlaza spojiti na ventilator.
Na tržištu postoje različite opcije za zidne senzore, postoje uređaji s relejnim ili analognim izlazima, kao i izlazi za ekran monitora. Budući da proizvođači mogu isporučiti kontrolne senzore samo s jednim izlazom, neki vlasnici sami modificiraju uređaje. CO2 senzor, vlastitiručno unaprijeđen i sadrži sve navedene opcije za prijenos izlaznog signala, najučinkovitiji je jer je kompatibilan s bilo kojim ventilacijskim sustavom. Moderni CO2 senzori trebali bi implementirati sustav samokalibracije kako bi poboljšali pouzdanost i izdržljivost uređaja.
Zidni senzori imaju dvije najčešće modifikacije: CO2 senzor s relejnim izlazom koji sadrži CO2 LED indikator i tipke za upravljanje načinom rada ventilacijskog sustava; senzor koji ne sadrži LED indikatore i pojedinačne kontrolne tipke.
Senzori se napajaju niskonaponskim AC mrežama. Neki proizvođači pružaju dodatnu opciju za spajanje napajanja na CO2 senzor.
Funkcionalnost senzora CO2
Gotovo svi senzori mogu mjeriti koncentraciju ugljičnog dioksida u struji zraka, kontrolirajući granične vrijednosti. CO2 senzori mogu mjeriti koncentracije plinova u sljedećim rasponima:
- 0 do 2000 ppm (0,02%);
- 0 do 3000 ppm (0,03%);
- 0 do 5000 ppm (0,05%);
- 0 do 10000 ppm (0,1%).
Podaci koje primi uređaj pretvaraju se u aktivne izlazne signale od 0-10V. Senzori za izračun koncentracije CO2 apsorbiraju neraspršeno infracrveno zračenje (NDIR). Uređaji su opremljeni zaštitnom školjkom maksimalnih klasa zaštite IP65-IP68.
U nedostatku integriranih uređaja za vizualni prikaz rezultatamjerenje koristi CO2 senzor s analognim izlazom. Mjerači ugljičnog dioksida imaju funkciju automatske i ručne kalibracije nule. Prije nego započne kalibracija, instrument mora biti opskrbljen neprekidnim napajanjem tijekom 10 minuta. Prostorija u kojoj se nalazi senzor mora biti ventilirana. Odgovarajuća razina koncentracije ugljičnog dioksida nulte točke je 300 ppm (0,003%). Većina senzora ugljičnog dioksida se kalibrira jednom, s naknadnim periodičnim kalibracijama koje se izvode automatski. Nakon što se senzori CO2 prvi put uključe i pokrenu, instrument provodi vlastite postupke testiranja i postavljanja. Tijekom prvih pet minuta nakon lansiranja, izlazni podaci možda neće odgovarati stvarnim vrijednostima.
Prilagodljiva stambena ventilacija
Prilagodljiva ventilacija razlikuje se od tradicionalne ventilacije samo po načinima rada. Tradicionalni ventilatori rade u jednom načinu rada, potrošnja energije ne ovisi o broju ljudi u prostoriji i kvaliteti zraka u njoj.
Prilagodljivim načinom ventilacije upravlja se automatski, za što se koristi CO2 senzor za ventilaciju, koji kontrolira sadržaj ugljičnog dioksida u zraku. Zahvaljujući inteligentnom sustavu upravljanja, ventilator će opskrbljivati količinu zraka koja je potrebna i dovoljna.
Potreba za kontrolom ventilacije pomoću senzoraCO2
Dopuštenost razine koncentracije CO2 regulirana je državnim standardima, od kojih je jedan GOST 2.1.005-88 (sanitarni i higijenski zahtjevi za zrak radnog prostora). Prema GOST-u, prilikom razmatranja dopuštenih vrijednosti ugljičnog dioksida u zraku, uzimaju se u obzir i minimalni pokazatelji učinkovitosti ventilacijske opreme (30 m3/h po osobi). Na temelju zahtjeva GOST-a, svaka osoba prisutna u prostoriji treba dobiti 30 m3 tekućeg zraka za 1 sat.
Sustavi ventilacije kontrolirani CO2
HVAC stručnjaci često koriste koncept učinkovitosti distribucije zraka. Indeks učinkovitosti distribucije zraka podrazumijeva se kao brzina kojom struja svježeg zraka dospijeva u rekreacijski prostor ili radno mjesto (zonu disanja). Kvaliteta dovodnog zraka koji ulazi u zonu disanja ne smije se smanjiti dok se krećete po prostoriji, drugim riječima, strujanje svježeg zraka ne smije doći u dodir s onim koji sadrži visoku koncentraciju CO2.
Moderni klimatski sustavi i tehnologije prilično učinkovito i ekonomično obavljaju funkcije provjetravanja prostorija. Ugrađeni senzori i mjerači ugljičnog dioksida mogu kontrolirati ventilacijski sustav kako bi osigurali odgovarajuću kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru uz minimaliziranje potrošnje energije.
Klimatski sustavi u radu vođeni su indikatorima koncentracije CO2 u zraku, elektronikomuspoređuje primljenu vrijednost s zadanom. CO2 senzori osiguravaju kontrolu ventilacijskog sustava, održavajući kvalitetu zraka na optimalnim parametrima. Takvi se sustavi uspješno koriste u sobama s promjenjivim brojem ljudi. Visoka klasa uštede energije postiže se optimizacijom snage ventilacije.
Gdje instalirati CO2 senzor ili monitor
Odabir lokacije senzora ugljičnog dioksida mora se izvršiti na temelju ograničenja:
- uređaj mora biti najmanje 1 m udaljen od stalne lokacije ljudi;
- domaći CO2 senzor nije postavljen bliže od 1 metar dovodnoj ventilaciji;
- organizacija optimalnog napajanja uređaja podrazumijeva njegovu blizinu izvora energije.
