Gli scienziati hanno da tempo un'idea dell'effetto del gas CO2 (anidride carbonica, anidride carbonica) sul corpo umano. Secondo le informazioni specificate nel classificatore di sostanze nocive GOST 12.1.007-76, l'anidride carbonica è considerata una sostanza a basso rischio (4a classe), ha una bassa concentrazione nell'aria atmosferica. Di per sé, la CO2 ha un basso grado di effetti nocivi sull'ambiente, ma un aumento della concentrazione di gas nell'aria fino al 7% può danneggiare il corpo umano: la respirazione diventa difficile, si verifica il soffocamento. Una caratteristica dell'anidride carbonica è che non ha la capacità di riscaldare il corpo, con una diminuzione della concentrazione di CO2 nell'aria, la respirazione è completamente ripristinata.
ASHRAE: standardizzazione delle apparecchiature HVAC
Alti livelli di concentrazione di CO2 nell'aria atmosferica (da 0,1 a 0,7%) hanno un impatto negativo su una persona, riducendo drasticamente le sue prestazioni. A differenza dell'anidride carbonica, l'ossigeno può cambiare la sua concentrazione su un ampio intervallo senza danneggiare la salute. L'ASHRAE HVAC Standards Committee ha istituitoil tasso consentito di anidride carbonica nelle stanze con persone al livello dello 0,1% del volume d'aria totale. È l'indicatore di CO2 consentito, indicato da ASHRAE, che viene considerato la linea di base per il calcolo del ricambio d'aria.
Scopo della misurazione della concentrazione di CO2
In senso generale, il livello di anidride carbonica nell'aria determina il suo soffocamento, che, a sua volta, dipende dal numero di persone nella stanza. La quantità di anidride carbonica è il criterio principale per la qualità dell'aria interna, quindi, concentrandosi solo sulla concentrazione di anidride carbonica, e con un sistema di ventilazione contenente sensori di CO2, la qualità dell'aria interna può essere regolata in modo efficace.
Durante la respirazione, la persona media, inalando ossigeno, è in grado di espirare dallo 0,35 allo 0,5% di anidride carbonica. In altre parole, la miscela di gas esalata da una persona supera di 100 volte la concentrazione di CO2 rispetto all'aria esterna. Se una persona è al chiuso, nel giro di poche ore la concentrazione di anidride carbonica nell'aria aumenta molte volte e la qualità dell'aria diminuisce drasticamente.
Limiti di CO2 inalata
Nonostante il fatto che l'anidride carbonica non abbia né colore né odore, la sua maggiore concentrazione è facilmente percepibile da una persona. Quando si inala aria con un alto contenuto di CO2, si avverte affaticamento, si verifica distrazione, una persona diventa disattenta. Il problema dell'aria con un contenuto eccessivo di anidride carbonica è particolarmente acuto nelle istituzioni pubbliche e educative chiuse, medichestabilimenti.
Esperti in laboratorio hanno scoperto che una concentrazione di gas superiore allo 0,1% è già in grado di avere un effetto negativo sull'uomo. La concentrazione di anidride carbonica nell'intervallo da 0,04 a 0,07% è ottimale per la vita umana. L'anidride carbonica a una concentrazione dallo 0,07 allo 0,1% si trova negli ambienti sovraffollati e nei trasporti pubblici, una percentuale simile di gas nell'aria non è in grado di causare molti danni ed è considerata accettabile per la respirazione.
L'aumento della concentrazione di anidride carbonica (da 0,05 o più) contribuisce a una bassa attività del corpo umano, sonnolenza, reazioni lente e un basso indicatore del processo di pensiero, c'è una sensazione di soffocamento.
Controllo della qualità dell'aria ambiente: sensore di CO2 montato a parete
I sensori di CO2 montati a parete misurano continuamente la concentrazione di CO2 e inviano un segnale di controllo all'unità di ventilazione per rimuovere l'anidride carbonica in eccesso. Sofisticati sistemi di climatizzazione possono avere sensori integrati, ma è possibile utilizzare un sensore di CO2 esterno e quindi collegarsi tramite uscite separate alla ventola.
Ci sono varie opzioni per i sensori da parete sul mercato, ci sono dispositivi con uscite a relè o analogiche, così come uscite per lo schermo del monitor. Poiché i produttori possono fornire sensori di controllo con una sola uscita, alcuni proprietari modificano i dispositivi stessi. Sensore di CO2, propriomigliorato manualmente e contenente tutte le opzioni elencate per la trasmissione del segnale in uscita, è più efficace perché compatibile con qualsiasi sistema di ventilazione. I moderni sensori di CO2 dovrebbero implementare un sistema di autocalibrazione per migliorare l'affidabilità e la durata del dispositivo.
I sensori da parete hanno due modifiche più comuni: un sensore di CO2 con un'uscita a relè contenente un indicatore LED di CO2 e pulsanti di controllo della modalità del sistema di ventilazione; un sensore che non contiene indicatori LED e pulsanti di controllo individuali.
I sensori sono alimentati da reti CA a bassa tensione. Alcuni produttori forniscono un'opzione aggiuntiva per collegare un alimentatore al sensore di CO2.
Funzionalità dei sensori di CO2
Quasi tutti i sensori sono in grado di misurare la concentrazione di anidride carbonica nel flusso d'aria, controllandone i valori limite. I sensori di CO2 sono in grado di misurare le concentrazioni di gas nei seguenti intervalli:
- 0 a 2000 ppm (0,02%);
- 0 a 3000 ppm (0,03%);
- 0 a 5000 ppm (0,05%);
- 0 a 10000 ppm (0,1%).
I dati ricevuti dal dispositivo vengono convertiti in segnali di uscita 0-10V attivi. I sensori per il calcolo della concentrazione di CO2 assorbono la radiazione infrarossa non diffusa (NDIR). I dispositivi sono dotati di un guscio protettivo delle classi di protezione massime IP65-IP68.
In assenza di dispositivi integrati per la visualizzazione visiva dei risultatila misurazione utilizza un sensore di CO2 con uscita analogica. I misuratori di anidride carbonica hanno una funzione di calibrazione zero automatica e manuale. Prima dell'inizio della calibrazione, è necessario fornire allo strumento un gruppo di continuità per 10 minuti. Il locale in cui è installato il sensore deve essere ventilato. Il corrispondente livello di concentrazione di anidride carbonica del punto zero è 300 ppm (0,003%). La maggior parte dei sensori di anidride carbonica viene calibrata una volta, con successive calibrazioni periodiche eseguite automaticamente. Dopo che i sensori di CO2 sono stati accesi e avviati per la prima volta, lo strumento esegue le proprie procedure di test e configurazione. Durante i primi cinque minuti dopo il lancio, i dati di output potrebbero non corrispondere ai valori effettivi.
Ventilazione residenziale adattativa
La ventilazione adattiva differisce dalla ventilazione tradizionale solo per le modalità di funzionamento. I ventilatori tradizionali funzionano in una modalità, il consumo di energia non dipende dal numero di persone nella stanza e dalla qualità dell'aria in essa contenuta.
La modalità di ventilazione adattiva è controllata automaticamente, per la quale viene utilizzato un sensore di CO2 per la ventilazione, che controlla il contenuto di anidride carbonica nell'aria. Grazie a un sistema di controllo intelligente, il ventilatore fornirà la quantità d'aria necessaria e sufficiente.
La necessità di controllare la ventilazione tramite sensoreCO2
L'ammissibilità del livello di concentrazione di CO2 è regolata da norme statali, una delle quali è GOST 2.1.005-88 (requisiti sanitari e igienici per l'aria dell'area di lavoro). Secondo GOST, quando si considerano i valori consentiti di anidride carbonica nell'aria, vengono presi in considerazione anche gli indicatori di prestazione minima delle apparecchiature di ventilazione (30 m3/h per persona). In base ai requisiti di GOST, ogni persona presente nella stanza dovrebbe ricevere 30 m3 di aria corrente in 1 ora.
Sistemi di ventilazione controllata CO2
Gli specialisti HVAC utilizzano spesso il concetto di efficienza della distribuzione dell'aria. L'indice di efficienza della distribuzione dell'aria è inteso come la velocità con cui il flusso d'aria fresca raggiunge l'area ricreativa o il luogo di lavoro (zona di respirazione). La qualità dell'aria di mandata che entra nella zona di respirazione non dovrebbe diminuire man mano che ci si sposta nella stanza, in altre parole, il flusso d'aria fresca non deve entrare in contatto con quella che contiene un' alta concentrazione di CO2.
I moderni sistemi e tecnologie di climatizzazione svolgono in modo abbastanza efficace ed economico le funzioni delle stanze di aerazione. I sensori e i misuratori di anidride carbonica integrati sono in grado di controllare il sistema di ventilazione per garantire la corretta qualità dell'aria interna riducendo al minimo il consumo di energia.
I sistemi climatici in funzione sono guidati da indicatori di concentrazione di CO2 nell'aria, elettronicaconfronta il valore ricevuto con quello dato. I sensori di CO2 forniscono il controllo del sistema di ventilazione, mantenendo la qualità dell'aria a parametri ottimali. Tali sistemi sono utilizzati con successo in stanze con un numero variabile di persone. Un'elevata classe di risparmio energetico si ottiene ottimizzando la potenza di ventilazione.
Dove installare un sensore di CO2 o un monitor
La scelta della posizione del sensore di anidride carbonica deve essere effettuata in base alle restrizioni:
- il dispositivo deve essere ad almeno 1 m di distanza dalla posizione permanente delle persone;
- Il sensore di CO2 per uso domestico non è posizionato a meno di 1 metro dalla ventilazione di mandata;
- l'organizzazione dell'alimentazione ottimale del dispositivo implica la sua posizione vicino alla fonte di energia.
