Управление вентиляцией по датчику CO2

В статье рассмотрим следующие вопросы:

• Какие показатели углекислого газа в помещении оптимальны?
• Как CO₂ влияет на человеческий организм?
• Как измерить концентрацию диоксида углерода и сделать так, чтобы его уровень в помещении регулировался автоматически?
• Как работает датчик CO₂ компании TURKOV?

CO₂, диоксид углерода или углекислый газ – химическое вещество без цвета и запаха, участвующее в биохимических процессах живых организмов. Оно играет ключевую роль в кровоснабжении, дыхании и возбудимости нервной системы. Однако избыток CO₂ крайне вреден и может привести к серьёзным заболеваниям, вплоть до снижения функциональной активности всех систем жизнедеятельности.

В ГОСТ 30494-2011 указаны нормативы для комфортных и безопасных условий в помещениях. В том числе описано оптимальное и допустимое содержание диоксида углерода.

Концентрацию углекислого газа измеряют в ppm, что означает количество кубических сантиметров вещества на 1 миллион кубических сантиметров воздуха. Например, значение 800 ppm указывает на то, что в 1 миллионе см³ воздуха содержится 800 см³ CO₂.

Согласно ГОСТ, значение до 400 ppm – благоприятное, а выше 1000 ppm свидетельствует о низком качестве воздуха. Физиологи рекомендуют считать верхние допустимые значения в 800–1000 ppm.

Если находиться в помещении, где уровень концентрации CO₂ превышает 600-800 ppm в течение нескольких часов, то можно наблюдать следующие симптомы:

• ощущение нехватки свежего воздуха;
• головная боль;
• усталость;
• головокружение;
• потеря внимания;
• апатия;
• ощущение жара;
• раздражение глаз;
• плохой сон.

Если же этот показатель превышается на протяжении нескольких дней или даже лет, это может сильно повлиять на состояние организма.

Что влияет на концентрацию CO₂

На изменение уровня углекислого газа в помещении влияют следующие факторы:

• Количество людей. Чем их больше, тем выше концентрация CO₂.
• Эффективность вентиляции. Если её недостаточно или она неисправна, то мощности для своевременного удаления углекислого газа и подачи свежего воздуха не хватит.
• Площадь помещения. В маленьких пространствах диоксид углерода накапливается быстрее, чем в больших.
• Дополнительные источники. Некоторые бытовые приборы, например, газовые плиты, выделяют дополнительное количество CO₂.

Для поддержания концентрации диоксида углерода на комфортном уровне, ГОСТ предполагает наличие правильно организованной системы воздухообмена и её своевременное техническое обслуживание. Особое внимание стоит уделить вентиляции в доме и на рабочем месте, так как большую часть времени мы проводим именно там. Эффективность контроля можно повысить с помощью датчика СО₂.

Как измерить концентрацию углекислого газа в помещении

Современные технологии позволяют автоматизировать регулирование воздухообмена. Вентиляционные системы с датчиком CO₂ могут настраивать его в зависимости от уровня углекислого газа в воздухе.

Датчик СО₂ компании TURKOV

Завод-изготовитель устанавливает внутри вытяжного канала приточно-вытяжного или вытяжного оборудования один из трёх типов измерителей углекислого газа, отличающихся диапазоном измерения:

• от 400 до 2 000 ppm;
• от 400 до 5 000 ppm;
• от 400 до 10 000 ppm.

Поток, который измеряет датчик CO₂, вытягивается со всех помещений и смешивается в магистральном воздуховоде. Исходя из полученных данных, автоматика подаёт сигнал для вентиляторов на уменьшение или увеличение частоты вращения, чтобы скорректировать воздухообмен. Приточный и вытяжной вентиляторы при этом работают синхронно, а диапазон их регулирования составляет от 0 до 100%. То есть для поддержания требуемого уровня CO₂, независимо от количества людей в помещении и их рода деятельности, воздухообмен будет корректироваться автоматически. 

Плюсы такой системы в том, что человеку не нужно думать о подаче кислорода и изменении параметров установки вручную. Кроме того, система работает энергоэффективнее, так как в случае низкой концентрации углекислого газа в воздухе она переходит на меньшую мощность.

Однако с одним датчиком в вытяжном канале анализируется общая концентрация CO₂, смешанная для всех помещений. Например, если в небольшой комнате уровень углекислого газа высокий, а в более крупной комнате, где людей нет, он низкий, показания датчика будут усреднены.

Пример работы вентиляции по датчику CO₂ установленному в вытяжном канале:

В помещении находится один человек. Соответственно установка подаёт в помещение 60 м³/ч. По мере увеличения количества людей, повышается регистрируемый уровень CO₂. Для его компенсации, установка автоматически увеличивает количество воздуха, которое требуется подавать внутрь.

Применение данной системы позволит организовать максимально энергоэффективную вентиляцию, с минимальными эксплуатационными издержками и полностью автоматизированным управлением.

Как понять, какая вентиляция нужна для поддержания оптимального уровня углекислого газа

Так как систем, умеющих регулировать воздухообмен по датчику CO₂ не так много, данный расчёт применяется достаточно редко.

Для вычисления необходимо выявить следующие параметры:

• концентрация углекислого газа на улице;
• расписание пребывания людей в помещениях и тип их физической активности;
• необходимый уровень CO₂ в помещении.

Воздухообмен для компенсации выделения углекислого газа одним человеком высчитывается по следующей формуле:

Таблица 1 – Концентрация углекислого газа на улице в ppm, X₁

Таблица 2 – Количество CO₂, выделяемое одним человеком в л/ч, G

Пример расчёта необходимого объёма воздуха в помещении для 3 человек:

• Кол-во людей: 3
• Выделение углекислого газа одним человеком: 18 л/час
• Допустимая концентрация CO₂ внутри: 600 ppm
• Концентрация диоксида углерода на улице: 511 ppm

Вычисление: (18х550)/(600-511) = 111,24 на одного человека.

То есть для троих человек потребуется воздухообмен в размере 333,72 = 334 м³/ч 

Это значит, что для данного помещения подойдёт приточно-вытяжная установка производительностью от 350 м³/ч.

Если составить график работы оборудования на протяжении суток, то станет понятно, как меняется воздухообмен, в зависимости от выделения CO₂ в квартире.

Как видно на диаграмме, изменения в подаче и выведении воздуха в течение дня весьма существенны. Система постоянно его регулирует, практически не имея на графике «полок». При этом, если вентустановка подобрана верно, то значение CO₂ в квартире будет неизменно.

Управление вентиляцией по датчику углекислого газа является важным аспектом обеспечения комфортного и здорового микроклимата в помещениях. С помощью современных технологий можно эффективно контролировать состояние воздуха, повысить его качество и снизить затраты на энергоресурсы.

Важно учитывать, что правильный выбор устройства и его настройка играют ключевую роль в эффективности работы вентиляционной системы. Если вам требуется помощь в подборе оборудования, вы можете оставить заявку на обратный звонок в шапке сайта, и наши инженеры свяжутся с вами.