Les scientifiques ont depuis longtemps une idée de l'effet du gaz CO2 (dioxyde de carbone, dioxyde de carbone) sur le corps humain. Selon les informations spécifiées dans le classificateur de substances nocives GOST 12.1.007-76, le dioxyde de carbone est considéré comme une substance à faible risque (4e classe), a une faible concentration dans l'air atmosphérique. En soi, le CO2 a un faible degré d'effets nocifs sur l'environnement, mais une augmentation de la concentration de gaz dans l'air à 7% peut nuire au corps humain: la respiration devient difficile, la suffocation se produit. Une caractéristique du dioxyde de carbone est qu'il n'a pas la capacité de réchauffer le corps, avec une diminution de la concentration de CO2 dans l'air, la respiration est complètement restaurée.
ASHRAE: standardisation des équipements HVAC
Des niveaux élevés de concentration de CO2 dans l'air atmosphérique (de 0,1 à 0,7%) ont un impact négatif sur une personne, réduisant considérablement ses performances. Contrairement au dioxyde de carbone, l'oxygène peut modifier sa concentration sur une large plage sans nuire à la santé. Le comité des normes ASHRAE HVAC a établile taux de dioxyde de carbone autorisé dans les pièces avec des personnes au niveau de 0,1% du volume d'air total. C'est l'indicateur de CO2 admissible, indiqué par l'ASHRAE, qui est considéré comme la référence lors du calcul de l'échange d'air.
Objectif de la mesure de la concentration de CO2
De manière générale, le niveau de dioxyde de carbone dans l'air détermine sa congestion, qui, à son tour, dépend du nombre de personnes dans la pièce. La quantité de dioxyde de carbone est le principal critère de qualité de l'air intérieur. Par conséquent, en se concentrant uniquement sur la concentration de dioxyde de carbone, et avec un système de ventilation contenant des capteurs de CO2, la qualité de l'air intérieur peut être efficacement régulée.
Lorsqu'il respire, une personne moyenne, inhalant de l'oxygène, est capable d'expirer de 0,35 à 0,5 % de dioxyde de carbone. En d'autres termes, le mélange de gaz expiré par une personne dépasse de 100 fois la concentration de CO2 par rapport à l'air extérieur. Si une personne se trouve à l'intérieur, en quelques heures, la concentration de dioxyde de carbone dans l'air augmente plusieurs fois et la qualité de l'air chute fortement.
Limites de CO2 inhalé
Malgré le fait que le dioxyde de carbone n'a ni couleur ni odeur, sa concentration accrue est facilement ressentie par une personne. Lors de l'inhalation d'air à haute teneur en CO2, la fatigue se fait sentir, la distraction se produit, une personne devient inattentive. Le problème de l'air à teneur excessive en dioxyde de carbone est particulièrement aigu dans les établissements publics et éducatifs fermés, les établissements médicauxétablissements.
Les experts du laboratoire ont constaté qu'une concentration de gaz supérieure à 0, 1 % est déjà capable d'avoir un effet négatif sur l'homme. La concentration de dioxyde de carbone dans la plage de 0,04 à 0,07% est optimale pour la vie humaine. Le dioxyde de carbone à une concentration de 0,07 à 0,1 % se trouve dans les pièces surpeuplées et les transports en commun, une proportion similaire de gaz dans l'air n'est pas capable de causer beaucoup de dommages et est considérée comme acceptable pour la respiration.
Une concentration accrue de dioxyde de carbone (à partir de 0,05 ou plus) contribue à une faible activité du corps humain, à la somnolence, à des réactions lentes et à un faible indicateur du processus de pensée, il y a une sensation d'étouffement.
Contrôle de la qualité de l'air ambiant: capteur de CO2 mural
Les capteurs de CO2 muraux mesurent en continu la concentration de CO2 et envoient un signal de commande à l'unité de ventilation pour éliminer l'excès de dioxyde de carbone. Les systèmes de climatisation sophistiqués peuvent avoir des capteurs intégrés, mais il est possible d'utiliser un capteur de CO2 externe, puis de le connecter via des sorties séparées au ventilateur.
Il existe différentes options pour les capteurs muraux sur le marché, il existe des appareils avec des sorties relais ou analogiques, ainsi que des sorties pour l'écran du moniteur. Étant donné que les fabricants peuvent fournir des capteurs de contrôle avec une seule sortie, certains propriétaires modifient eux-mêmes les appareils. Capteur de CO2, propreamélioré manuellement et contenant toutes les options répertoriées pour transmettre le signal de sortie, il est le plus efficace car il est compatible avec n'importe quel système de ventilation. Les capteurs de CO2 modernes devraient mettre en œuvre un système d'auto-étalonnage pour améliorer la fiabilité et la durabilité de l'appareil.
Les capteurs muraux ont deux modifications les plus courantes: un capteur de CO2 avec une sortie relais contenant un indicateur LED de CO2 et des boutons de commande du mode du système de ventilation; un capteur qui ne contient pas d'indicateurs LED et de boutons de commande individuels.
Les capteurs sont alimentés par des réseaux alternatifs basse tension. Certains fabricants proposent une option supplémentaire pour connecter une alimentation électrique au capteur de CO2.
Fonctionnalité des capteurs de CO2
Presque tous les capteurs sont capables de mesurer la concentration de dioxyde de carbone dans le flux d'air, en contrôlant les valeurs limites. Les capteurs de CO2 sont capables de mesurer les concentrations de gaz dans les plages suivantes:
- 0 à 2000 ppm (0,02%);
- 0 à 3000 ppm (0,03%);
- 0 à 5000 ppm (0,05%);
- 0 à 10000 ppm (0,1%).
Les données reçues par l'appareil sont converties en signaux de sortie actifs 0-10V. Les capteurs de calcul de la concentration en CO2 absorbent le rayonnement infrarouge non diffusé (NDIR). Les appareils sont équipés d'une coque de protection des classes de protection maximales IP65-IP68.
En l'absence de dispositifs intégrés pour l'affichage visuel des résultatsla mesure utilise un capteur de CO2 avec sortie analogique. Les compteurs de dioxyde de carbone ont une fonction d'étalonnage automatique et manuel du zéro. Avant le début de l'étalonnage, une alimentation sans coupure doit être fournie à l'instrument pendant 10 minutes. La pièce où le capteur est installé doit être ventilée. Le niveau de concentration de dioxyde de carbone correspondant au point zéro est de 300 ppm (0,003 %). La plupart des capteurs de dioxyde de carbone sont calibrés une fois, avec des étalonnages périodiques ultérieurs effectués automatiquement. Après la première mise sous tension et démarrage des capteurs de CO2, l'instrument effectue ses propres procédures de test et de configuration. Pendant les cinq premières minutes après le lancement, les données de sortie peuvent ne pas correspondre aux valeurs réelles.
Ventilation résidentielle adaptative
La ventilation adaptative diffère de la ventilation traditionnelle uniquement par les modes de fonctionnement. Les ventilateurs traditionnels fonctionnent en un seul mode, la consommation d'énergie ne dépend pas du nombre de personnes dans la pièce et de la qualité de l'air qu'elle contient.
Le mode de ventilation adaptative est contrôlé automatiquement, pour lequel un capteur de CO2 pour la ventilation est utilisé, qui contrôle la teneur en dioxyde de carbone dans l'air. Grâce à un système de contrôle intelligent, le ventilateur fournira la quantité d'air nécessaire et suffisante.
La nécessité de contrôler la ventilation par capteurCO2
L'admissibilité du niveau de concentration de CO2 est réglementée par des normes nationales, dont l'une est GOST 2.1.005-88 (exigences sanitaires et hygiéniques pour l'air de la zone de travail). Selon GOST, lors de l'examen des valeurs admissibles de dioxyde de carbone dans l'air, les indicateurs de performance minimaux des équipements de ventilation sont également pris en compte (30 m3/h par personne). Selon les exigences de GOST, chaque personne présente dans la pièce doit recevoir 30 m3 d'air courant en 1 heure.
Systèmes de ventilation contrôlés par CO2
Les spécialistes du CVC utilisent souvent le concept d'efficacité de la distribution d'air. L'indice d'efficacité de la distribution d'air s'entend comme la vitesse à laquelle le flux d'air frais atteint la zone de loisirs ou le lieu de travail (zone de respiration). La qualité de l'air soufflé entrant dans la zone respiratoire ne doit pas diminuer au fur et à mesure que vous vous déplacez dans la pièce, en d'autres termes, le flux d'air frais ne doit pas entrer en contact avec celui qui contient une forte concentration de CO2.
Les systèmes et technologies climatiques modernes remplissent de manière assez efficace et économique les fonctions d'aération des pièces. Les capteurs et compteurs de dioxyde de carbone intégrés sont capables de contrôler le système de ventilation pour assurer une bonne qualité de l'air intérieur tout en minimisant la consommation d'énergie.
Les systèmes climatiques en fonctionnement sont guidés par des indicateurs de concentration de CO2 dans l'air, l'électroniquecompare la valeur reçue avec celle donnée. Les capteurs de CO2 assurent le contrôle du système de ventilation, en maintenant la qualité de l'air à des paramètres optimaux. De tels systèmes sont utilisés avec succès dans des pièces avec un nombre variable de personnes. Une classe d'économie d'énergie élevée est obtenue en optimisant la puissance de ventilation.
Où installer un capteur ou un moniteur de CO2
Le choix de l'emplacement du capteur de dioxyde de carbone doit être effectué en fonction des restrictions:
- l'appareil doit être à au moins 1 m de l'emplacement permanent des personnes;
- le capteur de CO2 domestique n'est pas placé à moins d'un mètre de la ventilation d'alimentation;
- l'organisation de l'alimentation optimale de l'appareil implique son emplacement proche de la source d'énergie.
