למדענים יש כבר זמן רב מושג לגבי ההשפעה של גז CO2 (פחמן דו חמצני, פחמן דו חמצני) על גוף האדם. על פי המידע המצוין במסווג של חומרים מזיקים GOST 12.1.007-76, פחמן דו חמצני נחשב לחומר בעל סיכון נמוך (מחלקה 4), בעל ריכוז נמוך באוויר האטמוספרי. כשלעצמו, ל-CO2 יש רמה נמוכה של השפעות מזיקות על הסביבה, אך עלייה בריכוז הגז באוויר ל-7% עלולה להזיק לגוף האדם: הנשימה מתקשה, מתרחשת חנק. תכונה של פחמן דו חמצני היא שאין לו את היכולת לחמם את הגוף, עם ירידה בריכוז ה-CO2 באוויר, הנשימה משוחזרת לחלוטין.
ASHRAE: סטנדרטיזציה של ציוד HVAC
לרמות גבוהות של ריכוז CO2 באוויר האטמוספרי (מ-0.1 ל-0.7%) יש השפעה שלילית על אדם, ומפחיתות בחדות את הביצועים שלו. בניגוד לפחמן דו חמצני, חמצן יכול לשנות את ריכוזו בטווח רחב מבלי לפגוע בבריאות. ועדת התקנים של ASHRAE HVAC הקימההשיעור המותר של פחמן דו חמצני בחדרים עם אנשים ברמה של 0.1% מנפח האוויר הכולל. זהו מחוון CO2 המותר, המצוין על ידי ASHRAE, שנחשב לקו הבסיס בעת חישוב חילופי האוויר.
מטרת מדידת ריכוז CO2
במובן כללי, רמת הפחמן הדו-חמצני באוויר קובעת את המחניקה שלו, אשר, בתורה, תלויה במספר האנשים בחדר. כמות הפחמן הדו חמצני היא הקריטריון העיקרי לאיכות האוויר בתוך הבית, לכן, תוך התמקדות רק בריכוז הפחמן הדו חמצני, ועם מערכת אוורור המכילה חיישני CO2, ניתן לווסת ביעילות את איכות האוויר הפנימית.
כאשר נושם, האדם הממוצע השואף חמצן מסוגל לנשוף בין 0.35 ל-0.5% מפחמן דו חמצני. במילים אחרות, תערובת הגזים שנשפת על ידי אדם עולה על ריכוז ה-CO2 בהשוואה לאוויר החיצוני פי 100. אם אדם נמצא בתוך הבית, תוך מספר שעות ריכוז הפחמן הדו חמצני באוויר עולה פי כמה, ואיכות האוויר יורדת בחדות.
מגבלות CO2 בשאיפה
למרות העובדה שלפחמן דו חמצני אין לא צבע ולא ריח, הריכוז המוגבר שלו מורגש בקלות על ידי אדם. כאשר שואפים אוויר עם תכולה גבוהה של CO2, מורגשת עייפות, מתרחשת חוסר חשיבה, אדם הופך לא קשוב. בעיית האוויר עם תכולה מופרזת של פחמן דו חמצני חריפה במיוחד במוסדות ציבוריים וחינוך סגורים, רפואייםמפעלים.
מומחים במעבדה גילו שריכוז הגז מעל 0, 1% כבר יכול להשפיע לרעה על בני אדם. ריכוז הפחמן הדו חמצני בטווח שבין 0.04 ל-0.07% הוא אופטימלי לחיי אדם. פחמן דו חמצני בריכוז של 0.07 עד 0.1% נמצא בחדרים צפופים ובתחבורה ציבורית, שיעור דומה של גז באוויר אינו מסוגל לגרום נזק רב ונחשב מקובל לנשימה.
ריכוז מוגבר של פחמן דו חמצני (מ-0.05 ומעלה) תורם לפעילות נמוכה של גוף האדם, ישנוניות, תגובות איטיות ואינדיקטור נמוך לתהליך החשיבה, יש תחושת מחנק.
בקרת איכות אוויר בחדר: חיישן CO2 צמוד לקיר
חיישני CO2 צמודים לקיר מודדים ברציפות את ריכוז ה-CO2 ושולחים אות בקרה ליחידת האוורור כדי להסיר עודפי פחמן דו חמצני. למערכות אקלים מתוחכמות אולי יש חיישנים מובנים, אבל אפשר להשתמש בחיישן CO2 חיצוני ואז להתחבר דרך יציאות נפרדות למאוורר.
ישנן אפשרויות שונות לחיישני קיר בשוק, ישנם מכשירים עם יציאות ממסר או אנלוגיות וכן יציאות למסך המוניטור. מכיוון שהיצרנים יכולים לספק חיישני בקרה עם פלט אחד בלבד, חלק מהבעלים משנים את המכשירים בעצמם. חיישן CO2, משלומשופר באופן ידני ומכיל את כל האפשרויות המפורטות להעברת אות הפלט, הוא היעיל ביותר מכיוון שהוא תואם לכל מערכת אוורור. חיישני CO2 מודרניים צריכים ליישם מערכת כיול עצמי כדי לשפר את האמינות והעמידות של המכשיר.
לחישני קיר יש שני שינויים נפוצים ביותר: חיישן CO2 עם פלט ממסר המכיל מחוון LED CO2 ולחצני שליטה במצב מערכת אוורור; חיישן שאינו מכיל מחווני LED ולחצני שליטה בודדים.
החיישנים מופעלים על ידי רשתות AC במתח נמוך. חלק מהיצרנים מספקים אפשרות נוספת לחבר ספק כוח לחיישן CO2.
פונקציונליות של חיישני CO2
כמעט כל החיישנים מסוגלים למדוד את ריכוז הפחמן הדו-חמצני בזרם האוויר, תוך שליטה על ערכי הגבול. חיישני CO2 מסוגלים למדוד ריכוזי גזים בטווחים הבאים:
- 0 עד 2000 עמודים לדקה (0.02%);
- 0 עד 3000 עמודים לדקה (0.03%);
- 0 עד 5000 עמודים לדקה (0.05%);
- 0 עד 10000 עמודים לדקה (0.1%).
הנתונים המתקבלים במכשיר מומרים לאותות פלט פעילים של 0-10V. החיישנים לחישוב ריכוז CO2 סופגים קרינה אינפרא אדומה לא מפוזרת (NDIR). המכשירים מצוידים במעטפת מגן בדרגות ההגנה המקסימליות IP65-IP68.
בהיעדר מכשירים משולבים לתצוגה ויזואלית של תוצאותהמדידה משתמשת בחיישן CO2 עם פלט אנלוגי. מדי פחמן דו חמצני הם בעלי פונקציית כיול אפס אוטומטית וידנית. לפני תחילת הכיול, יש לספק אל-פסק למכשיר למשך 10 דקות. החדר בו מותקן החיישן חייב להיות מאוורר. רמת ריכוז הפחמן הדו חמצני המתאימה היא 300 ppm (0.003%). רוב חיישני הפחמן הדו-חמצני מכוילים פעם אחת, כאשר כיולים תקופתיים שלאחר מכן מתבצעים באופן אוטומטי.לאחר הפעלת חיישני ה-CO2, המכשיר מבצע את הליכי הבדיקה וההגדרה שלו. במהלך חמש הדקות הראשונות לאחר ההשקה, ייתכן שנתוני הפלט לא יתאימו לערכים בפועל.
אוורור אדפטיבי למגורים
אוורור אדפטיבי שונה מאוורור מסורתי רק לפי מצבי הפעלה. מאווררים מסורתיים פועלים במצב אחד, צריכת האנרגיה אינה תלויה במספר האנשים בחדר ובאיכות האוויר בו.
מצב האוורור האדפטיבי נשלט אוטומטית, עבורו נעשה שימוש בחיישן CO2 לאוורור, השולט על תכולת הפחמן הדו חמצני באוויר. הודות למערכת בקרה חכמה המאוורר יספק את כמות האוויר הדרושה ומספקת.
הצורך לשלוט באוורור באמצעות חיישןCO2
הקבילות של רמת ריכוז ה-CO2 מוסדרת על ידי תקנים ממלכתיים, שאחד מהם הוא GOST 2.1.005-88 (דרישות סניטריות והיגייניות לאוויר אזור העבודה). על פי GOST, כאשר בוחנים את הערכים המותרים של פחמן דו חמצני באוויר, מדדי הביצועים המינימליים של ציוד אוורור נלקחים בחשבון גם (30 m3/h לאדם). בהתבסס על הדרישות של GOST, כל אדם שנוכח בחדר צריך לקבל 30 m3 של אוויר זורם בשעה.
מערכות אוורור מבוקרות CO2
מומחי HVAC משתמשים לעתים קרובות במושג של יעילות חלוקת אוויר. מדד יעילות חלוקת האוויר מובן כמהירות שבה זרימת האוויר הצח מגיעה לאזור הבילוי או למקום העבודה (אזור הנשימה). איכות האוויר הנכנס לאזור הנשימה לא אמורה לרדת בזמן שאתה מסתובב בחדר, במילים אחרות, זרימת האוויר הצח לא צריכה לבוא במגע עם זה שמכיל ריכוז גבוה של CO2.
מערכות אקלים וטכנולוגיות מודרניות מבצעות בצורה יעילה וחסכונית למדי את הפונקציות של אוורור חדרים. חיישני פחמן דו חמצני מובנים ומדדים מסוגלים לשלוט במערכת האוורור כדי להבטיח איכות אוויר נאותה בתוך הבית תוך מזעור צריכת האנרגיה.
מערכות אקלימיות בפעולה מונחות על ידי אינדיקטורים של ריכוז CO2 באוויר, אלקטרוניקהמשווה את הערך שהתקבל לזה הנתון. חיישני CO2 מספקים שליטה על מערכת האוורור, ושומרים על איכות האוויר בפרמטרים אופטימליים. מערכות כאלה משמשות בהצלחה בחדרים עם מספר משתנה של אנשים. מחלקה גבוהה של חיסכון באנרגיה מושגת על ידי אופטימיזציה של עוצמת האוורור.
היכן להתקין חיישן CO2 או צג
בחירת המיקום של חיישן הפחמן הדו-חמצני חייבת להתבצע בהתבסס על ההגבלות:
- המכשיר חייב להיות במרחק של לפחות מטר אחד מהמיקום הקבוע של אנשים;
- חיישן CO2 ביתי אינו ממוקם קרוב מ-1 מטר לאוורור האספקה;
- ארגון אספקת החשמל האופטימלית של המכשיר מרמז על מיקומו הקרוב למקור האנרגיה.
