Частина перша: вологість і датчики вологості

Частина друга: вуглекислий газ і датчики СО2

Ще одним важливим показником якості повітря є об’ємна частка діоксиду вуглецю, або вуглекислого газу (СО₂), основним джерелом якого є люди, які виділяють його у процесі дихання. У погано провітрюваному приміщенні з людьми цей показник, як і вологість, зростає. Тому чим більше у приміщенні перебуватиме людей, тим швидше зростатиме концентрація цього шкідливого газу. Отже, першочерговим завданням є відстеження концентрації СО₂ у повітрі та організація такого повітрообміну, який би забезпечив комфортний рівень його вмісту.

Найбільш комфортним для людини є вуличне повітря, яке зазвичай містить близько 0,04% вуглекислого газу, або 400 ppm (parts per million, мільйонна частка). У приміщенні з людьми зростання вмісту CO₂ неминуче, водночас збільшення його концентрації до 0,08% (800 ppm) ніяк не позначається на самопочутті людини і таке повітря можна вважати нормальним. У діапазоні 0,08-0,10% (800-1000 ppm) якість повітря переходить до розряду середньої. За такої концентрації CO₂ найчутливіші люди можуть відчувати невеликий загальний дискомфорт. У діапазоні 0,10-0,14% (1000-1400 ppm) у людини може з’явитися млявість, утруднене дихання, проблеми з носоглоткою, а також уважністю та обробленням інформації. У більшості країн такий вміст CO₂ є нижньою межею допустимої норми. За концентрації діоксиду вуглецю вище 0,14% (1400 ppm) якість повітря переходить до розряду низької. Перебуваючи у такому повітряному середовищі, людина може відчувати сильну втому та млявість, безініціативність та апатію, у неї з’являються проблеми з концентрацією уваги та сном. Реакція людського організму ще яскравіше виражена, якщо вміст CO₂ вище 0,2% (2000 ppm): головний біль та інші нездужання, відсутність бажання працювати та займатися мисленнєвою діяльністю, хронічні захворювання носоглотки і т. ін. Тривале та регулярне перебування в середовищі з умістом вуглекислого газу від 0,25–0,5% (2500–5000 ppm) може призвести до серйозних відхилень у здоров’ї людини. Внаслідок постійного впливу високих концентрацій CO₂ відбувається збільшення кислотності крові, що може призвести до ацидозу – зсування кислотно-лужного балансу організму в бік збільшення кислотності. Ацидоз може спровокувати такі захворювання, як цукровий діабет, проблеми з опорно-руховим апаратом, викликати проблеми серцево-судинної системи, загальну слабкість.

Існує поширена думка, що провітрювання приміщень має на меті поповнення запасу кисню, який поступово знижується через постійне його споживання людиною. Частково це так, однак важливішим результатом провітрювання є видалення з приміщення надлишку вуглекислого газу. Відомо, що комфортне для людини повітря повинне містити 20,9% кисню. Водночас зменшення вмісту кисню до 15% або збільшення до 80% несуттєво впливає на організм. З вуглекислим газом інша справа: зміна його концентрації на 0,1% чинить помітний негативний вплив на людину. Саме тому контроль рівня вмісту вуглекислого газу в повітрі має першорядне значення, особливо у дошкільних та шкільних установах. Не секрет, що багато шкіл досі не оснащені системами механічної вентиляції, і провітрювання в них відбувається за допомогою періодичного відкривання вікон. Контроль рівня вмісту СО₂ дозволить виявляти підвищені концентрації діоксиду вуглецю, проводити якіснішу вентиляцію приміщень, а отже, покращувати самопочуття та розумову діяльність учнів, а також сприйняття отримуваної ними інформації.

РІШЕННЯ. Визначити вміст СО₂ у приміщенні здатний спеціальний датчик вуглекислого газу. Пристрій буде корисний у житлових, офісних та комерційних приміщеннях з великим скупченням людей – навчальних класах, конференц-залах та ін. Такі датчики можуть працювати як окремі самостійні пристрої, так і у зв’язці з вентиляційним обладнанням. У цьому разі вентиляційний пристрій може автоматично вмикатися та вимикатися, а також змінювати режими своєї роботи залежно від концентрації вуглекислоти у приміщенні. Існують модифікації датчиків, оснащені перемикачем режимів та світловими індикаторами рівня СО₂, що дає змогу задіяти роботу вентиляції лише у разі необхідності – коли спрацює індикатор.

Датчик ВЕНТС CO2 призначений для вимірювання рівня концентрації вуглекислого газу в приміщенні та регулювання продуктивності вентиляційного обладнання відповідно до концентрації CO₂. Пристрій має два окремих виходи: релейний нормально розімкнений «сухий» контакт та аналоговий вихід 0–10 В. Релейний вихід використовується для увімкнення/вимкнення вентиляційного обладнання залежно від концентрації CO₂, а аналоговий дозволяє здійснити плавне регулювання швидкості вентилятора за допомогою вентилятора з ЕС-двигуном або додаткового регулятора швидкості зі вхідною напругою 0–10 В. У разі плавного регулювання швидкість вентилятора змінюється пропорційно концентрації вуглекислого газу. Завдяки наявності релейного та аналогового виходів датчик сумісний з будь-якою вентиляційною системою. Система самокалібрування забезпечує надійну роботу впродовж усього терміну експлуатації.

Датчик має дві модифікації: ВЕНТС CO2-1 та ВЕНТС CO2-2. Модель CO2-1 містить вбудовані світлодіоди-індикатори рівня вуглекислого газу та кнопку перемикання режимів роботи. Передбачено три режими: увімкнено; вимкнено; режим роботи відповідно до концентрації CO₂. Кнопка дозволяє вручну увімкнути або вимкнути вентиляційне обладнання, коли немає необхідності регулювати продуктивність за концентрацією вуглекислого газу. У модифікації CO2-2 індикатори та кнопка увімкнення/вимкнення відсутні. Ця модель рекомендована для приміщень, які потребують безперервної вентиляції, наприклад, у навчальних та інших громадських установах.

Самокалібрувальний, керований мікропроцесором датчик DPWQ40200 призначений для вимірювання вмісту в повітрі вуглекислого газу в діапазоні від 0 до 2000 ppm. Пристрій має два аналогових виходи (0-10 В; 4-20 мА), які дозволяють здійснювати плавне регулювання швидкості вентилятора. У разі плавного регулювання швидкість вентилятора змінюється пропорційно концентрації вуглекислого газу. Вміст CO₂ у повітрі визначається за допомогою недисперсного інфрачервоного аналізатора NDIR.

Далі буде…