Los científicos han tenido durante mucho tiempo una idea sobre el efecto del gas CO2 (dióxido de carbono, dióxido de carbono) en el cuerpo humano. De acuerdo con la información especificada en el clasificador de sustancias nocivas GOST 12.1.007-76, el dióxido de carbono se considera una sustancia de bajo riesgo (cuarta clase), tiene una baja concentración en el aire atmosférico. Por sí mismo, el CO2 tiene un bajo grado de efectos nocivos para el medio ambiente, pero un aumento en la concentración de gas en el aire al 7% puede dañar el cuerpo humano: la respiración se vuelve difícil, se produce asfixia. Una característica del dióxido de carbono es que no tiene la capacidad de calentar el cuerpo, con una disminución en la concentración de CO2 en el aire, la respiración se restaura por completo.
ASHRAE: estandarización de equipos HVAC
Los altos niveles de concentración de CO2 en el aire atmosférico (del 0,1 al 0,7 %) tienen un impacto negativo en una persona, reduciendo drásticamente su rendimiento. A diferencia del dióxido de carbono, el oxígeno puede cambiar su concentración en un amplio rango sin dañar la salud. El Comité de Normas ASHRAE HVAC ha establecidola tasa permitida de dióxido de carbono en habitaciones con personas al nivel de 0.1% del volumen total de aire. Es el indicador de CO2 permisible, indicado por ASHRAE, que se considera la línea de base al calcular el intercambio de aire.
Propósito de medir la concentración de CO2
En un sentido general, el nivel de dióxido de carbono en el aire determina su congestión, que, a su vez, depende de la cantidad de personas en la habitación. La cantidad de dióxido de carbono es el criterio principal para la calidad del aire interior, por lo tanto, centrándose únicamente en la concentración de dióxido de carbono y con un sistema de ventilación que contenga sensores de CO2, la calidad del aire interior se puede regular de manera efectiva.
Al respirar, la persona promedio, inhalando oxígeno, es capaz de exhalar de 0.35 a 0.5% de dióxido de carbono. En otras palabras, la mezcla de gases que exhala una persona supera en 100 veces la concentración de CO2 en comparación con el aire exterior. Si una persona está en el interior, en unas pocas horas, la concentración de dióxido de carbono en el aire aumenta varias veces y la calidad del aire desciende drásticamente.
Límites de CO2 inhalado
A pesar de que el dióxido de carbono no tiene color ni olor, una persona siente fácilmente su mayor concentración. Al inhalar aire con un alto contenido de CO2, se siente fatiga, se produce distracción, una persona pierde la atención. El problema del aire con un contenido excesivo de dióxido de carbono es especialmente agudo en instituciones públicas y educativas cerradas, médicasestablecimientos.
Los expertos en el laboratorio encontraron que la concentración de gas por encima de 0, 1% ya puede tener un efecto negativo en los humanos. La concentración de dióxido de carbono en el rango de 0,04 a 0,07% es óptima para la vida humana. El dióxido de carbono en una concentración de 0,07 a 0,1 % se encuentra en habitaciones abarrotadas y en el transporte público, una proporción similar de gas en el aire no es capaz de causar mucho daño y se considera aceptable para respirar.
El aumento de la concentración de dióxido de carbono (de 0,05 o más) contribuye a la baja actividad del cuerpo humano, somnolencia, reacciones lentas y un bajo indicador del proceso de pensamiento, hay una sensación de asfixia.
Control de calidad del aire de la habitación: sensor de CO2 montado en la pared
Los sensores de CO2 montados en la pared miden continuamente la concentración de CO2 y envían una señal de control a la unidad de ventilación para eliminar el exceso de dióxido de carbono. Los sistemas climáticos sofisticados pueden tener sensores incorporados, pero es posible usar un sensor de CO2 externo y luego conectarlo a través de salidas separadas al ventilador.
Hay varias opciones de sensores de pared en el mercado, hay dispositivos con salidas de relé o analógicas, así como salidas para la pantalla del monitor. Dado que los fabricantes pueden suministrar sensores de control con una sola salida, algunos propietarios modifican los dispositivos ellos mismos. sensor de CO2 propiomejorado manualmente y que contiene todas las opciones enumeradas para transmitir la señal de salida, es más efectivo porque es compatible con cualquier sistema de ventilación. Los sensores de CO2 modernos deberían implementar un sistema de autocalibración para mejorar la confiabilidad y durabilidad del dispositivo.
Los sensores de pared tienen dos modificaciones más comunes: un sensor de CO2 con una salida de relé que contiene un indicador LED de CO2 y botones de control del modo del sistema de ventilación; un sensor que no contiene indicadores LED ni botones de control individuales.
Los sensores funcionan con redes de CA de bajo voltaje. Algunos fabricantes ofrecen una opción adicional para conectar una fuente de alimentación al sensor de CO2.
Funcionalidad de los sensores de CO2
Casi todos los sensores pueden medir la concentración de dióxido de carbono en la corriente de aire, controlando los valores límite. Los sensores de CO2 pueden medir concentraciones de gas en los siguientes rangos:
- 0 a 2000 ppm (0,02%);
- 0 a 3000 ppm (0,03%);
- 0 a 5000 ppm (0,05%);
- 0 a 10000 ppm (0,1%).
Los datos recibidos por el dispositivo se convierten en señales de salida activas de 0-10 V. Los sensores para calcular la concentración de CO2 absorben radiación infrarroja no dispersa (NDIR). Los dispositivos están equipados con una carcasa protectora de las clases de protección máximas IP65-IP68.
En ausencia de dispositivos integrados para visualización de resultadosla medición utiliza un sensor de CO2 con salida analógica. Los medidores de dióxido de carbono tienen una función de calibración cero automática y manual. Antes de que comience la calibración, se debe suministrar alimentación ininterrumpida al instrumento durante 10 minutos. La habitación donde está instalado el sensor debe estar ventilada. El nivel de concentración de dióxido de carbono de punto cero correspondiente es de 300 ppm (0,003 %). La mayoría de los sensores de dióxido de carbono se calibran una vez, y las calibraciones periódicas subsiguientes se realizan automáticamente. Después de encender y poner en marcha los sensores de CO2, el instrumento realiza sus propios procedimientos de prueba y configuración. Durante los primeros cinco minutos después del lanzamiento, es posible que los datos de salida no se correspondan con los valores reales.
Ventilación residencial adaptativa
La ventilación adaptativa se diferencia de la ventilación tradicional solo por los modos de funcionamiento. Los ventiladores tradicionales funcionan en un modo, el consumo de energía no depende de la cantidad de personas en la habitación y la calidad del aire en ella.
El modo de ventilación adaptativa se controla automáticamente, para lo cual se utiliza un sensor de CO2 para la ventilación, que controla el contenido de dióxido de carbono en el aire. Gracias a un sistema de control inteligente, el ventilador suministrará la cantidad de aire necesaria y suficiente.
La necesidad de controlar la ventilación por sensorCO2
La admisibilidad del nivel de concentración de CO2 está regulada por las normas estatales, una de las cuales es GOST 2.1.005-88 (requisitos sanitarios e higiénicos para el aire del área de trabajo). Según GOST, al considerar los valores permitidos de dióxido de carbono en el aire, también se tienen en cuenta los indicadores mínimos de rendimiento del equipo de ventilación (30 m3/h por persona). Según los requisitos de GOST, cada persona presente en la habitación debe recibir 30 m3 de aire circulante en 1 hora.
Sistemas de ventilación controlados por CO2
Los especialistas en HVAC a menudo usan el concepto de eficiencia de distribución de aire. Se entiende por índice de eficiencia en la distribución del aire la velocidad con la que el flujo de aire fresco llega al área de recreación o lugar de trabajo (zona de respiración). La calidad del aire de suministro que ingresa a la zona de respiración no debe disminuir a medida que se mueve por la habitación, en otras palabras, el flujo de aire fresco no debe entrar en contacto con el que contiene una alta concentración de CO2.
Los sistemas y tecnologías de climatización modernos realizan las funciones de aireación de habitaciones de manera bastante efectiva y económica. Los sensores y medidores de dióxido de carbono incorporados pueden controlar el sistema de ventilación para garantizar una calidad de aire interior adecuada y minimizar el consumo de energía.
Los sistemas climáticos en funcionamiento se guían por indicadores de concentración de CO2 en el aire, electrónicacompara el valor recibido con el dado. Los sensores de CO2 proporcionan control del sistema de ventilación, manteniendo la calidad del aire en parámetros óptimos. Dichos sistemas se utilizan con éxito en habitaciones con un número variable de personas. Se logra una alta clase de ahorro de energía mediante la optimización de la potencia de ventilación.
Dónde instalar un sensor o monitor de CO2
La elección de la ubicación del sensor de dióxido de carbono debe realizarse en base a las restricciones:
- el dispositivo debe estar al menos a 1 m de la ubicación permanente de las personas;
- el sensor doméstico de CO2 no se coloca a menos de 1 metro de la ventilación de suministro;
- la organización del suministro de energía óptimo del dispositivo implica su ubicación cercana a la fuente de energía.
