Os cientistas há muito têm uma ideia sobre o efeito do gás CO2 (dióxido de carbono, dióxido de carbono) no corpo humano. De acordo com as informações especificadas no classificador de substâncias nocivas GOST 12.1.007-76, o dióxido de carbono é considerado uma substância de baixo risco (4ª classe), possui baixa concentração no ar atmosférico. Por si só, o CO2 tem um baixo grau de efeitos nocivos ao meio ambiente, mas um aumento na concentração de gás no ar para 7% pode prejudicar o corpo humano: a respiração torna-se difícil, ocorre asfixia. Uma característica do dióxido de carbono é que ele não tem a capacidade de aquecer o corpo, com a diminuição da concentração de CO2 no ar, a respiração é completamente restabelecida.
ASHRAE: padronização de equipamentos de climatização
Níveis elevados de concentração de CO2 no ar atmosférico (de 0,1 a 0,7%) têm um impacto negativo sobre uma pessoa, reduzindo drasticamente seu desempenho. Ao contrário do dióxido de carbono, o oxigênio pode alterar sua concentração em uma ampla faixa sem prejudicar a saúde. O Comitê de Padrões ASHRAE HVAC estabeleceua taxa permitida de dióxido de carbono em salas com pessoas no nível de 0,1% do volume total de ar. É o indicador de CO2 permitido, indicado pela ASHRAE, que é considerado a linha de base no cálculo da troca de ar.
Finalidade de medir a concentração de CO2
Em um sentido geral, o nível de dióxido de carbono no ar determina seu entupimento, que, por sua vez, depende do número de pessoas na sala. A quantidade de dióxido de carbono é o principal critério para a qualidade do ar interno, portanto, focando apenas na concentração de dióxido de carbono, e com um sistema de ventilação contendo sensores de CO2, a qualidade do ar interno pode ser regulada de forma eficaz.
Ao respirar, a pessoa média, inalando oxigênio, é capaz de exalar de 0,35 a 0,5% de dióxido de carbono. Em outras palavras, a mistura de gases exalada por uma pessoa excede em 100 vezes a concentração de CO2 em relação ao ar externo. Se uma pessoa estiver dentro de casa, em poucas horas a concentração de dióxido de carbono no ar aumenta muitas vezes e a qualidade do ar cai drasticamente.
Limites de CO2 inalado
Apesar do fato de que o dióxido de carbono não tem cor nem cheiro, sua concentração aumentada é facilmente sentida por uma pessoa. Ao inalar ar com alto teor de CO2, a fadiga é sentida, ocorre distração, uma pessoa fica desatenta. O problema do ar com teor excessivo de dióxido de carbono é especialmente grave em instituições públicas e educacionais fechadas, hospitaisestabelecimentos.
Especialistas do laboratório constataram que a concentração de gás acima de 0,1% já é capaz de ter um efeito negativo em humanos. A concentração de dióxido de carbono na faixa de 0,04 a 0,07% é ideal para a vida humana. O dióxido de carbono em uma concentração de 0,07 a 0,1% é encontrado em salas superlotadas e transporte público, uma proporção semelhante de gás no ar não é capaz de causar muitos danos e é considerada aceitável para a respiração.
O aumento da concentração de dióxido de carbono (de 0,05 ou mais) contribui para a baixa atividade do corpo humano, sonolência, reações lentas e um baixo indicador do processo de pensamento, há uma sensação de asfixia.
Controle de qualidade do ar ambiente: sensor de CO2 montado na parede
Sensores de CO2 montados na parede medem continuamente a concentração de CO2 e enviam um sinal de controle para a unidade de ventilação para remover o excesso de dióxido de carbono. Sistemas climáticos sofisticados podem ter sensores embutidos, mas é possível usar um sensor externo de CO2 e depois conectar através de saídas separadas ao ventilador.
Existem várias opções de sensores de parede no mercado, existem dispositivos com saídas a relé ou analógicas, além de saídas para a tela do monitor. Como os fabricantes podem fornecer sensores de controle com apenas uma saída, alguns proprietários modificam os próprios dispositivos. Sensor de CO2, própriomelhorado manualmente e contendo todas as opções listadas para transmitir o sinal de saída, é mais eficaz porque é compatível com qualquer sistema de ventilação. Os sensores modernos de CO2 devem implementar um sistema de autocalibração para melhorar a confiabilidade e a durabilidade do dispositivo.
Os sensores de parede possuem duas modificações mais comuns: um sensor de CO2 com saída a relé contendo um LED indicador de CO2 e botões de controle do modo do sistema de ventilação; um sensor que não contém indicadores LED e botões de controle individuais.
Os sensores são alimentados por redes CA de baixa tensão. Alguns fabricantes fornecem uma opção adicional para conectar uma fonte de alimentação ao sensor de CO2.
Funcionalidade dos sensores de CO2
Quase todos os sensores são capazes de medir a concentração de dióxido de carbono na corrente de ar, controlando os valores limite. Os sensores de CO2 são capazes de medir as concentrações de gás nas seguintes faixas:
- 0 a 2000 ppm (0,02%);
- 0 a 3000 ppm (0,03%);
- 0 a 5000 ppm (0,05%);
- 0 a 10.000 ppm (0,1%).
Os dados recebidos pelo dispositivo são convertidos em sinais de saída ativos de 0-10V. Os sensores para calcular a concentração de CO2 absorvem radiação infravermelha não espalhada (NDIR). Os dispositivos estão equipados com um invólucro de proteção das classes de proteção máximas IP65-IP68.
Na ausência de dispositivos integrados para exibição visual de resultadosmedição usa um sensor de CO2 com saída analógica. Os medidores de dióxido de carbono têm uma função de calibração zero automática e manual. Antes do início da calibração, deve ser fornecida energia ininterrupta ao instrumento por 10 minutos. A sala onde o sensor está instalado deve ser ventilada. O nível de concentração de dióxido de carbono de ponto zero correspondente é de 300 ppm (0,003%). A maioria dos sensores de dióxido de carbono é calibrada uma vez, com calibrações periódicas subsequentes realizadas automaticamente. Depois que os sensores de CO2 são ligados e inicializados, o instrumento executa seus próprios procedimentos de teste e configuração. Durante os primeiros cinco minutos após o lançamento, os dados de saída podem não corresponder aos valores reais.
Ventilação residencial adaptativa
A ventilação adaptativa difere da ventilação tradicional apenas pelos modos de operação. Os ventiladores tradicionais operam em um modo, o consumo de energia não depende do número de pessoas na sala e da qualidade do ar nela.
O modo de ventilação adaptativa é controlado automaticamente, para o qual é utilizado um sensor de CO2 para ventilação, que controla o teor de dióxido de carbono no ar. Graças a um sistema de controle inteligente, o ventilador fornecerá a quantidade de ar necessária e suficiente.
A necessidade de controlar a ventilação por sensorCO2
A admissibilidade do nível de concentração de CO2 é regulamentada por normas estaduais, uma das quais é GOST 2.1.005-88 (requisitos sanitários e higiênicos para o ar da área de trabalho). De acordo com o GOST, ao considerar os valores permitidos de dióxido de carbono no ar, também são levados em consideração os indicadores mínimos de desempenho dos equipamentos de ventilação (30 m3/h por pessoa). Com base nos requisitos do GOST, cada pessoa presente na sala deve receber 30 m3 de ar corrente em 1 hora.
sistemas de ventilação controlada por CO2
Os especialistas em HVAC costumam usar o conceito de eficiência de distribuição de ar. O índice de eficiência de distribuição de ar é entendido como a velocidade com que o fluxo de ar fresco chega à área de recreação ou local de trabalho (zona de respiração). A qualidade do ar de insuflação que entra na zona de respiração não deve diminuir à medida que você se movimenta pela sala, ou seja, o fluxo de ar fresco não deve entrar em contato com aquele que contém alta concentração de CO2.
Os sistemas e tecnologias climatéricas modernas desempenham de forma bastante eficaz e económica as funções de salas de ventilação. Sensores e medidores de dióxido de carbono integrados são capazes de controlar o sistema de ventilação para garantir a qualidade adequada do ar interno, minimizando o consumo de energia.
Os sistemas climáticos em operação são guiados por indicadores de concentração de CO2 no ar, eletrônicoscompara o valor recebido com o dado. Os sensores de CO2 fornecem controle do sistema de ventilação, mantendo a qualidade do ar em parâmetros ideais. Tais sistemas são usados com sucesso em salas com um número variável de pessoas. Uma alta classe de economia de energia é alcançada otimizando a potência de ventilação.
Onde instalar um sensor ou monitor de CO2
A escolha da localização do sensor de dióxido de carbono deve ser realizada com base nas restrições:
- o dispositivo deve estar a pelo menos 1 m de distância da localização permanente das pessoas;
- sensor de CO2 doméstico não é colocado a menos de 1 metro da ventilação de alimentação;
- organização da fonte de alimentação ideal do dispositivo implica sua localização próxima à fonte de energia.
