Tieteilijöillä on pitkään ollut käsitys CO2-kaasun (hiilidioksidi, hiilidioksidi) vaikutuksesta ihmiskehoon. Haitallisten aineiden luokittelussa GOST 12.1.007-76 määritettyjen tietojen mukaan hiilidioksidia pidetään vähävaarallisena aineena (4. luokka), sen pitoisuus ilmassa on alhainen. Hiilidioksidilla on itsessään vähäiset haitalliset vaikutukset ympäristöön, mutta kaasun pitoisuuden nousu ilmassa 7 prosenttiin voi vahingoittaa ihmiskehoa: hengitys vaikeutuu, tukehtuminen tapahtuu. Hiilidioksidin ominaisuus on, että sillä ei ole kykyä lämmittää kehoa, ja ilman hiilidioksidipitoisuuden pienentyessä hengitys palautuu täysin.
ASHRAE: LVI-laitteiden standardointi
Ilmailman korkeat CO2-pitoisuudet (0,1–0,7 %) vaikuttavat kielteisesti ihmiseen ja heikentävät hänen suorituskykyään jyrkästi. Toisin kuin hiilidioksidi, happi voi muuttaa pitoisuuttaan laajalla alueella vahingoittamatta terveyttä. ASHRAE:n LVI-standardikomitea on perustanutsallittu hiilidioksidin määrä huoneissa, joissa on ihmisiä, on 0,1 % kokonaisilmatilavuudesta. Se on sallittu CO2-indikaattori, jota ilmaisee ASHRAE, ja sitä pidetään perusviivana ilmanvaihtoa laskettaessa.
CO2-pitoisuuden mittaamisen tarkoitus
Yleisesti ottaen hiilidioksidin määrä ilmassa määrää sen tukkoisuuden, mikä puolestaan riippuu huoneessa olevien ihmisten määrästä. Hiilidioksidin määrä on sisäilman laadun pääkriteeri, joten vain hiilidioksidipitoisuuteen keskittymällä ja CO2-anturit sisältävällä ilmanvaihtojärjestelmällä voidaan sisäilman laatua säädellä tehokkaasti.
Hengittäessään keskivertoihminen pystyy hengittämään happea sisään 0,35–0,5 % hiilidioksidista. Toisin sanoen ihmisen uloshengittämien kaasujen seos ylittää CO2-pitoisuuden ulkoilmaan verrattuna 100 kertaa. Jos ihminen on sisällä, ilman hiilidioksidipitoisuus moninkertaistuu muutamassa tunnissa ja ilmanlaatu laskee jyrkästi.
Hengitys CO2-rajat
Huolimatta siitä, että hiilidioksidilla ei ole väriä eikä hajua, sen kohonnut pitoisuus on helposti havaittavissa. Hengitettäessä ilmaa, jossa on korkea CO2-pitoisuus, tuntuu väsymys, hajamielisyys, henkilö muuttuu tarkkaamattomaksi. Liiallisen hiilidioksidipitoisuuden sisältävän ilman ongelma on erityisen akuutti suljetuissa julkisissa ja koulutuslaitoksissa, lääketieteellisissä laitoksissalaitokset.
Laboratorion asiantuntijat havaitsivat, että yli 0,1 %:n kaasupitoisuudella voi jo olla kielteinen vaikutus ihmisiin. Hiilidioksidin pitoisuus alueella 0,04 - 0,07 % on optimaalinen ihmiselämän kann alta. Hiilidioksidia pitoisuutena 0,07 - 0,1 % löytyy ahtaista huoneista ja julkisista liikenteistä, samanlainen osuus ilmassa olevasta kaasusta ei pysty aiheuttamaan suurta haittaa ja sitä pidetään hengitettävänä.
Kohonnut hiilidioksidipitoisuus (0,05:stä tai enemmän) aiheuttaa ihmiskehon alhaista aktiivisuutta, uneliaisuutta, hidasta reaktiota ja matalaa ajatusprosessin indikaattoria, on tukehtumisen tunne.
Huoneilman laadun valvonta: seinään asennettava CO2-anturi
Seinälle asennettavat CO2-anturit mittaavat jatkuvasti CO2-pitoisuutta ja lähettävät ohjaussignaalin ilmanvaihtoyksikköön ylimääräisen hiilidioksidin poistamiseksi. Kehittyneissä ilmastojärjestelmissä voi olla sisäänrakennettuja antureita, mutta on mahdollista käyttää ulkoista CO2-anturia ja liittää sen sitten erillisten lähtöjen kautta puh altimeen.
Markkinoilla on erilaisia vaihtoehtoja seinäantureille, on laitteita rele- tai analogialähdöillä sekä lähdöt näyttöruudulle. Koska valmistajat voivat toimittaa ohjausantureita vain yhdellä lähdöllä, jotkut omistajat muokkaavat laitteita itse. CO2 anturi, omamanuaalisesti paranneltu ja sisältää kaikki luetellut vaihtoehdot lähtösignaalin lähettämiseksi, se on tehokkain, koska se on yhteensopiva minkä tahansa ilmanvaihtojärjestelmän kanssa. Nykyaikaisten CO2-anturien tulisi ottaa käyttöön itsekalibrointijärjestelmä laitteen luotettavuuden ja kestävyyden parantamiseksi.
Seinäantureissa on kaksi yleisintä muunnelmaa: CO2-anturi, jonka relelähtö sisältää CO2-LED-ilmaisimen ja ilmanvaihtojärjestelmän tilan ohjauspainikkeet; anturi, joka ei sisällä LED-ilmaisimia ja yksittäisiä ohjauspainikkeita.
Anturit saavat virtansa pienjänniteverkoista. Jotkut valmistajat tarjoavat lisävaihtoehdon virtalähteen kytkemiseksi CO2-anturiin.
CO2-anturien toiminnallisuus
Lähes kaikki anturit pystyvät mittaamaan ilmavirran hiilidioksidipitoisuutta ja säätelemään raja-arvoja. CO2-anturit pystyvät mittaamaan kaasupitoisuuksia seuraavilla alueilla:
- 0 - 2000 ppm (0,02 %);
- 0 - 3000 ppm (0,03 %);
- 0 - 5000 ppm (0,05 %);
- 0 - 10 000 ppm (0,1 %).
Laitteen vastaanottamat tiedot muunnetaan aktiivisiksi 0-10 V lähtösignaaleiksi. CO2-pitoisuuden laskemiseen tarkoitetut anturit absorboivat ei-sironta infrapunasäteilyä (NDIR). Laitteet on varustettu suojakuorella, jonka suojausluokka on IP65-IP68.
Koska tulosten visuaalista näyttöä varten ei ole integroituja laitteitamittauksessa käytetään analogisella lähdöllä varustettua CO2-anturia. Hiilidioksidimittareissa on automaattinen ja manuaalinen nollakalibrointitoiminto. Ennen kuin kalibrointi alkaa, laitteeseen on syötettävä keskeytymätöntä virtaa 10 minuutin ajan. Huoneen, johon anturi asennetaan, tulee olla tuuletettu. Vastaava nollapisteen hiilidioksidipitoisuustaso on 300 ppm (0,003 %). Useimmat hiilidioksidianturit kalibroidaan kerran, ja seuraavat säännölliset kalibroinnit suoritetaan automaattisesti. Kun CO2-anturit on kytketty päälle ja käynnistetty, laite suorittaa omat testaus- ja asetusmenettelynsä. Ensimmäisten viiden minuutin aikana laukaisun jälkeen lähtötiedot eivät välttämättä vastaa todellisia arvoja.
Sopeutuva asuntojen ilmanvaihto
Sopeutuva ilmanvaihto eroaa perinteisestä ilmanvaihdosta vain toimintatapoiltaan. Perinteiset puh altimet toimivat yhdessä tilassa, energiankulutus ei riipu huoneessa olevien ihmisten määrästä ja sen ilman laadusta.
Mukautuvaa tuuletustilaa ohjataan automaattisesti, johon käytetään ilmanvaihdon CO2-anturia, joka ohjaa ilman hiilidioksidipitoisuutta. Älykkään ohjausjärjestelmän ansiosta puhallin syöttää tarvittavan ja riittävän määrän ilmaa.
Tarve ohjata ilmanvaihtoa anturin avullaCO2
CO2-pitoisuuden tason hyväksyttävyyttä säätelevät v altion standardit, joista yksi on GOST 2.1.005-88 (työalueen ilmaa koskevat saniteetti- ja hygieniavaatimukset). GOST:n mukaan ilman hiilidioksidin sallittuja arvoja harkittaessa otetaan huomioon myös ilmanvaihtolaitteiden vähimmäissuorituskykyindikaattorit (30 m3/h per henkilö). GOST-vaatimusten mukaan jokaisen huoneessa olevan henkilön tulee saada 30 m3 juoksuilmaa 1 tunnissa.
CO2-ohjatut ilmanvaihtojärjestelmät
LVI-asiantuntijat käyttävät usein ilmanjakelutehokkuuden käsitettä. Ilmanjakotehoindeksillä tarkoitetaan nopeutta, jolla raitisilmavirta saavuttaa virkistysalueelle tai työpaikalle (hengitysalueelle). Hengitysvyöhykkeelle tulevan tuloilman laatu ei saa heikentyä liikkuessasi huoneessa, toisin sanoen raitisilmavirta ei saa joutua kosketuksiin sellaisen kanssa, joka sisältää korkean CO2-pitoisuuden.
Nykyaikaiset ilmastointijärjestelmät ja -tekniikat suorittavat varsin tehokkaasti ja taloudellisesti huoneiden tuuletustoiminnot. Sisäänrakennetut hiilidioksidianturit ja mittarit pystyvät ohjaamaan ilmanvaihtojärjestelmää varmistaakseen oikean sisäilman laadun ja minimoiden samalla energiankulutuksen.
Käytössä olevia ilmastojärjestelmiä ohjaavat ilman hiilidioksidipitoisuuden indikaattorit, elektroniikkavertaa saatua arvoa annettuun arvoon. CO2-anturit ohjaavat ilmanvaihtojärjestelmää ja pitävät ilmanlaadun optimaalisilla parametreilla. Tällaisia järjestelmiä käytetään menestyksekkäästi huoneissa, joissa on vaihteleva määrä ihmisiä. Korkea energiansäästöluokka saavutetaan optimoimalla ilmanvaihtoteho.
Mihin CO2-anturi tai näyttö asennetaan
Hiilidioksidianturin sijainnin valinta on tehtävä seuraavien rajoitusten perusteella:
- laitteen on oltava vähintään 1 metrin päässä ihmisten pysyvästä sijainnista;
- kodin CO2-anturia ei ole sijoitettu lähemmäksi kuin 1 metri tuloilmanvaihdosta;
- laitteen optimaalisen virransyötön järjestäminen edellyttää sen sijaintia lähellä energialähdettä.
