Часть первая: Влажность и датчики влажности

Часть вторая: Углекислый газ и датчики СО₂

Ещё одним важным показателем качества воздуха является объёмная доля диоксида углерода, или углекислого газа (СО₂), основным источником которого являются люди, выделяющие его в процессе дыхания. В плохо проветриваемом помещении с людьми этот показатель, как и влажность, растёт. Поэтому чем больше в помещении будет находиться людей, тем быстрее будет расти концентрация этого вредного газа. Следовательно, первостепенной задачей является отслеживание концентрации СО₂ в воздухе и организация такого воздухообмена, который бы обеспечил комфортный уровень его содержания.

Наиболее комфортным для человека является уличный воздух, который обычно содержит около 0,04% углекислого газа, или 400 ppm (parts per million, миллионная доля). В помещении с людьми рост содержания CO₂ неизбежен, при этом увеличение его концентрации до 0,08% (800 ppm) никак не сказывается на самочувствии человека и такой воздух можно считать нормальным. В диапазоне 0,08–0,10% (800–1000 ppm) качество воздуха переходит в разряд среднего. При такой концентрации CO² наиболее чувствительные люди могут испытывать небольшой общий дискомфорт. В диапазоне 0,10–0,14% (1000–1400 ppm) у человека может появиться вялость, затруднённое дыхание, проблемы с носоглоткой, а также внимательностью и обработкой информации. В большинстве стран такое содержание CO² является нижней границей допустимой нормы. При концентрации диоксида углерода выше 0,14% (1400 ppm) качество воздуха переходит в разряд низкого. Находясь в такой воздушной среде, человек может испытывать сильную усталость и вялость, безынициативность и апатию, у него появляются проблемы с концентрацией внимания и сном. Реакция человеческого организма ещё более ярко выражена при содержании CO₂ выше 0,2% (2000 ppm): головная боль и другие недомогания, отсутствие желания работать и заниматься мысленной деятельностью, хронические заболевания носоглотки и т.д. Длительное и регулярное пребывание в среде с содержанием углекислого газа от 0,25–0,5% (2500–5000 ppm) может привести к серьёзным отклонениям в здоровье человека. Вследствие постоянного влияния высоких концентраций CO₂ происходит увеличение кислотности крови, что может привести к ацидозу – смещению кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности. Ацидоз может спровоцировать такие заболевания, как сахарный диабет, проблемы с опорно-двигательным аппаратом, вызвать проблемы сердечно-сосудистой системы, общую слабость.

Бытует распространённое мнение, что проветривание помещений имеет целью пополнение запаса кислорода, который постепенно снижается из-за постоянного его потребления человеком. Частично это так, однако более важным результатом проветривания является удаление из помещения избытка углекислого газа. Известно, что комфортный для человека воздух должен содержать 20,9% кислорода. При этом уменьшение содержания кислорода до 15% или увеличение до 80% не существенно влияет на организм. С углекислым газом дело обстоит иначе: изменение его концентрации на 0,1% оказывает заметное негативное воздействие на человека. Именно поэтому контроль уровня содержания углекислого газа в воздухе имеет первостепенное значение, особенно в дошкольных и школьных учреждениях. Не секрет, что многие школы до сих пор не оснащены системами механической вентиляции, и проветривание в них происходит посредством периодического открывания окон. Контроль уровня содержания СО₂ позволит выявлять повышенные концентрации диоксида углерода, проводить более качественную вентиляцию помещений, а, следовательно, улучшать самочувствие и умственную деятельность учеников, а также восприятие получаемой ими информации.

РЕШЕНИЕ. Определить содержание СО₂ в помещении способен специальный датчик углекислого газа. Прибор будет полезен в жилых, офисных и коммерческих помещениях с большим скоплением людей – учебных классах, конференц-залах и т.п. Такие датчики могут работать как отдельные самостоятельные устройства, так и в связке с вентиляционным оборудованием. В последнем случае вентиляционное устройство может автоматически включаться и выключаться, а также менять режимы своей работы в зависимости от концентрации углекислоты в помещении. Существуют модификации датчиков, оснащенные переключателем режимов и световыми индикаторами уровня СО₂, что дает возможность задействовать работу вентиляции лишь при необходимости – при срабатывании индикатора.

Датчик ВЕНТС CO2 предназначен для измерения уровня концентрации углекислого газа в помещении и регулирования производительности вентиляционного оборудования в соответствии с концентрацией CO₂. Устройство имеет два отдельных выхода: релейный нормально разомкнутый «сухой» контакт и аналоговый выход 0–10 В. Релейный выход используется для включения/выключения вентиляционного оборудования в зависимости от концентрации CO₂, а аналоговый позволяет осуществить плавную регулировку скорости вентилятора с помощью вентилятора с ЕС-мотором или дополнительного регулятора скорости с входным напряжением 0–10 В. При плавной регулировке скорость вентилятора меняется пропорционально концентрации углекислого газа. Благодаря наличию релейного и аналогового выходов датчик совместим с любой вентиляционной системой. Система самокалибровки обеспечивает надежную работу в течение всего срока эксплуатации.

Датчик имеет две модификации: ВЕНТС CO2-1 и ВЕНТС CO2-2. Модель CO2-1 содержит встроенные светодиоды-индикаторы уровня углекислого газа и кнопку переключения режимов работы. Предусмотрены три режима: включено; выключено; режим работы в соответствии с концентрацией CO₂. Кнопка позволяет вручную включить или выключить вентиляционное оборудование, когда нет необходимости в регулировке производительности по концентрации углекислого газа. В модификации CO2-2 индикаторы и кнопка включения/выключения отсутствуют. Эта модель рекомендована для помещений, требующих непрерывной вентиляции, например, в учебных и других общественных учреждениях.

Самокалибрующийся, управляемый микропроцессором датчик DPWQ40200 служит для измерения содержания в воздухе углекислого газа в диапазоне от 0 до 2000 ppm. Устройство имеет два аналоговых выхода (0–10 В; 4–20 мА), которые позволяют осуществлять плавную регулировку скорости вентилятора. При плавной регулировке скорость вентилятора меняется пропорционально концентрации углекислого газа. Содержание CO₂ в воздухе определяется с помощью недисперсного инфракрасного анализатора NDIR.

Продолжение следует…