Zinātniekiem jau sen ir priekšstats par CO2 gāzes (oglekļa dioksīda, oglekļa dioksīda) ietekmi uz cilvēka ķermeni. Saskaņā ar informāciju, kas norādīta kaitīgo vielu klasifikatorā GOST 12.1.007-76, oglekļa dioksīds tiek uzskatīts par zemas bīstamības vielu (4. klase), ir zema koncentrācija atmosfēras gaisā. Pats par sevi CO2 kaitīgā ietekme uz vidi ir zema, bet gāzu koncentrācijas palielināšanās gaisā līdz 7% var kaitēt cilvēka ķermenim: apgrūtināta elpošana, notiek nosmakšana. Oglekļa dioksīda iezīme ir tāda, ka tas nespēj uzsildīt ķermeni, samazinoties CO2 koncentrācijai gaisā, elpošana tiek pilnībā atjaunota.
ASHRAE: HVAC iekārtu standartizācija
Augsts CO2 koncentrācijas līmenis atmosfēras gaisā (no 0,1 līdz 0,7%) negatīvi ietekmē cilvēku, krasi samazinot viņa veiktspēju. Atšķirībā no oglekļa dioksīda, skābeklis var mainīt savu koncentrāciju plašā diapazonā, nekaitējot veselībai. Ir izveidota ASHRAE HVAC standartu komitejapieļaujamā oglekļa dioksīda norma telpās ar cilvēkiem 0,1% līmenī no kopējā gaisa tilpuma. Tas ir pieļaujamais CO2 indikators, ko norāda ASHRAE, un tiek uzskatīts par bāzes līniju, aprēķinot gaisa apmaiņu.
CO2 koncentrācijas mērīšanas mērķis
Vispārīgā nozīmē oglekļa dioksīda līmenis gaisā nosaka tā aizsprostojumu, kas, savukārt, ir atkarīgs no cilvēku skaita telpā. Oglekļa dioksīda daudzums ir galvenais iekštelpu gaisa kvalitātes kritērijs, tāpēc, koncentrējoties tikai uz oglekļa dioksīda koncentrāciju, un ar ventilācijas sistēmu, kurā ir CO2 sensori, var efektīvi regulēt iekštelpu gaisa kvalitāti.
Elpojot, vidusmēra cilvēks, ieelpojot skābekli, spēj izelpot no 0,35 līdz 0,5% oglekļa dioksīda. Citiem vārdiem sakot, cilvēka izelpotais gāzu maisījums, salīdzinot ar ārējo gaisu, 100 reizes pārsniedz CO2 koncentrāciju. Ja cilvēks atrodas telpās, dažu stundu laikā oglekļa dioksīda koncentrācija gaisā palielinās vairākas reizes, un gaisa kvalitāte strauji pazeminās.
Ieelpotā CO2 ierobežojumi
Neskatoties uz to, ka oglekļa dioksīdam nav ne krāsas, ne smaržas, tā paaugstināto koncentrāciju cilvēks viegli jūt. Ieelpojot gaisu ar augstu CO2 saturu, jūtams nogurums, izklaidība, cilvēks kļūst neuzmanīgs. Gaisa problēma ar pārmērīgu oglekļa dioksīda saturu ir īpaši aktuāla slēgtās valsts un izglītības iestādēs, medicīnas iestādēsiestādes.
Speciālisti laboratorijā atklāja, ka gāzes koncentrācija virs 0,1% jau spēj negatīvi ietekmēt cilvēku. Oglekļa dioksīda koncentrācija robežās no 0,04 līdz 0,07% ir optimāla cilvēka dzīvībai. Oglekļa dioksīds koncentrācijā no 0,07 līdz 0,1% ir atrodams pārpildītās telpās un sabiedriskajā transportā, līdzīgs gāzes īpatsvars gaisā nespēj nodarīt lielu kaitējumu un tiek uzskatīts par pieņemamu elpošanai.
Paaugstināta ogļskābās gāzes koncentrācija (no 0,05 un vairāk) veicina zemu cilvēka ķermeņa aktivitāti, miegainību, lēnas reakcijas un zemu domāšanas procesa rādītāju, ir nosmakšanas sajūta.
Istabas gaisa kvalitātes kontrole: pie sienas piestiprināts CO2 sensors
Pie sienas piestiprināti CO2 sensori nepārtraukti mēra CO2 koncentrāciju un nosūta vadības signālu uz ventilācijas iekārtu, lai noņemtu lieko oglekļa dioksīdu. Sarežģītām klimata sistēmām var būt iebūvēti sensori, taču ir iespējams izmantot ārēju CO2 sensoru un pēc tam savienot ar atsevišķu izeju ar ventilatoru.
Tirgū ir dažādas sienas sensoru iespējas, ir ierīces ar releju vai analogajām izejām, kā arī izejas monitora ekrānam. Tā kā ražotāji var piegādāt vadības sensorus tikai ar vienu izeju, daži īpašnieki pārveido ierīces paši. CO2 sensors, savsmanuāli uzlabots un satur visas uzskaitītās izejas signāla pārraidīšanas iespējas, tas ir visefektīvākais, jo ir saderīgs ar jebkuru ventilācijas sistēmu. Mūsdienu CO2 sensoriem jāievieš paškalibrēšanas sistēma, lai uzlabotu ierīces uzticamību un izturību.
Sienu sensoriem ir divas visizplatītākās modifikācijas: CO2 sensors ar releja izeju, kas satur CO2 LED indikatoru un ventilācijas sistēmas režīma vadības pogas; sensors, kas nesatur LED indikatorus un atsevišķas vadības pogas.
Sensorus darbina zemsprieguma maiņstrāvas tīkli. Daži ražotāji nodrošina papildu iespēju CO2 sensoram pievienot barošanas avotu.
CO2 sensoru funkcionalitāte
Gandrīz visi sensori spēj izmērīt oglekļa dioksīda koncentrāciju gaisa plūsmā, kontrolējot robežvērtības. CO2 sensori spēj izmērīt gāzes koncentrāciju šādos diapazonos:
- 0 līdz 2000 ppm (0,02%);
- 0 līdz 3000 ppm (0,03%);
- 0 līdz 5000 ppm (0,05%);
- 0 līdz 10000 ppm (0,1%).
Ierīces saņemtie dati tiek pārveidoti aktīvos 0–10 V izejas signālos. Sensori CO2 koncentrācijas aprēķināšanai absorbē neizkliedēto infrasarkano starojumu (NDIR). Ierīces ir aprīkotas ar maksimālās aizsardzības klases IP65-IP68 aizsargapvalku.
Ja nav integrētu ierīču rezultātu vizuālai parādīšanaimērīšanai izmanto CO2 sensoru ar analogo izvadi. Oglekļa dioksīda skaitītājiem ir automātiska un manuāla nulles kalibrēšanas funkcija. Pirms kalibrēšanas sākuma instrumentam 10 minūtes jāpiegādā nepārtraukta strāva. Telpai, kurā uzstādīts sensors, jābūt ventilētai. Atbilstošais nulles punkta oglekļa dioksīda koncentrācijas līmenis ir 300 ppm (0,003%). Lielākā daļa oglekļa dioksīda sensoru tiek kalibrēti vienreiz, un turpmākās periodiskās kalibrēšanas tiek veiktas automātiski. Pēc tam, kad CO2 sensori ir pirmoreiz ieslēgti un palaists, instruments veic savas pārbaudes un iestatīšanas procedūras. Pirmo piecu minūšu laikā pēc palaišanas izvades dati var neatbilst faktiskajām vērtībām.
Adaptīvā dzīvojamo telpu ventilācija
Adaptīvā ventilācija no tradicionālās ventilācijas atšķiras tikai ar darbības režīmiem. Tradicionālie ventilatori darbojas vienā režīmā, enerģijas patēriņš nav atkarīgs no cilvēku skaita telpā un gaisa kvalitātes tajā.
Automātiski tiek vadīts adaptīvais ventilācijas režīms, kuram ventilācijai tiek izmantots CO2 sensors, kas kontrolē oglekļa dioksīda saturu gaisā. Pateicoties inteliģentajai vadības sistēmai, ventilators piegādās nepieciešamo un pietiekamo gaisa daudzumu.
Nepieciešamība kontrolēt ventilāciju ar sensoruCO2
CO2 koncentrācijas līmeņa pieļaujamību regulē valsts standarti, no kuriem viens ir GOST 2.1.005-88 (sanitārās un higiēnas prasības darba zonas gaisam). Saskaņā ar GOST, apsverot pieļaujamās oglekļa dioksīda vērtības gaisā, tiek ņemti vērā arī minimālie ventilācijas iekārtu darbības rādītāji (30 m3/h uz cilvēku). Pamatojoties uz GOST prasībām, katrai personai, kas atrodas telpā, 1 stundā jāsaņem 30 m3 tekošā gaisa.
CO2 kontrolētas ventilācijas sistēmas
HVAC speciālisti bieži izmanto gaisa sadales efektivitātes jēdzienu. Ar gaisa sadales efektivitātes indeksu saprot ātrumu, ar kādu svaigā gaisa plūsma sasniedz atpūtas zonu vai darba vietu (elpošanas zonu). Pieplūdes gaisa kvalitātei, kas nonāk elpošanas zonā, nevajadzētu pazemināties, pārvietojoties telpā, citiem vārdiem sakot, svaigā gaisa plūsma nedrīkst nonākt saskarē ar gaisa plūsmu, kurā ir augsta CO2 koncentrācija.
Mūsdienu klimata sistēmas un tehnoloģijas diezgan efektīvi un ekonomiski veic telpu vēdināšanas funkcijas. Iebūvētie oglekļa dioksīda sensori un skaitītāji spēj kontrolēt ventilācijas sistēmu, lai nodrošinātu pareizu iekštelpu gaisa kvalitāti, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu.
Klimata sistēmas ekspluatācijā vadās pēc CO2 koncentrācijas rādītājiem gaisā, elektronikassalīdzina saņemto vērtību ar doto. CO2 sensori nodrošina ventilācijas sistēmas vadību, uzturot gaisa kvalitāti optimālos parametros. Šādas sistēmas veiksmīgi izmanto telpās ar mainīgu cilvēku skaitu. Augsta enerģijas taupīšanas klase tiek sasniegta, optimizējot ventilācijas jaudu.
Kur uzstādīt CO2 sensoru vai monitoru
Oglekļa dioksīda sensora atrašanās vietas izvēle ir jāveic, pamatojoties uz ierobežojumiem:
- ierīcei jāatrodas vismaz 1 m attālumā no cilvēku pastāvīgās atrašanās vietas;
- mājsaimniecības CO2 sensors nav novietots tuvāk par 1 metru no pieplūdes ventilācijas;
- optimālas ierīces barošanas avota organizēšana nozīmē, ka tā atrodas tuvu enerģijas avotam.
