domvpavlino.ru

В чем измеряется углекислый газ. Углекислый газ в помещении

Большинство из нас немалую часть времени проводят на работе в офисах, в мастерских с паяльником, и других закрытых помещениях где зачастую отсутствует какая-либо естественная вентиляция. Особенно ситуация с поступлением свежего воздуха извне, усугубилась в последние года с повсеместным приходом пластиковых окон, которые практически "не дышат". В помещениях, где находятся люди всегда присутствует какая-то часть углекислого газа (CO 2), который выдыхает человек. И если помещение периодически не проветривать, то его концентрация постепенно растет.

Концентрация CO 2 (диоксид углерода) измеряется в пропромилле (ppm). За городом и в сельской местности концентрация углекислого газа обычно составляет 350 ppm, в городе 400 ppm, в центре города 450 ppm. Цифры сильно различаются и зависят от плотности транспортного потока, силы ветра и других факторов. К примеру в Москве, на оживленных магистралях уровень CO 2 может достигать значений 800-900 ppm.

При высокой концентрации диоксида углерода у человека появляются дискомфорт, головные боли, сонное состояние, тошнота и др. симптомы. Опасность в том, что порог ухудшения состояния порой очень трудно заметить и величина эта индивидуальная для каждого человека. Поэтому для поддержания нормального самочувствия в помещении важно не превышать порог концентрации CO 2 , который составляет приблизительно 800-900 ppm. В среднем, один человек за 3 часа нахождения в закрытом помещении 20 кв.м повышает уровень концентрации углекислого газа до отметки 1500 ppm. А если там находится три человека, то всего за 1 час.

Существует несколько методов измерения концентрации углекислого газа. В портативных устройствах получил распространение NDIR метод недисперсионной инфракрасной спектрометрии. NDIR-сенсор - это спектрометр, измеряющий поглощение света единственной длины волны в зависимости от концентрации измеряемого газа. Для углекислого газа используется ИК-светодиод с длиной волны 4 мкм.

До недавнего времени CO 2 измерительные приборы были слишком дороги для бытового применения. Во всем мире производителей бытовых измерителей CO 2 можно пересчитать по пальцам. Но тем не менее они есть и уже вовсю продаются на AliExpress и eBay: CO2 Monitor . Правда стоимость даже самых простейших моделей начинается с отметки 100$, а более менее достойных приборов и вовсе от 200$. Во многих из них применяется именно NDIR метод измерения углекислого газа.

Не так давно на отечественном рынке появилось недорогое решение "Детектор углекислого газа" от широко известной в радиолюбительских кругах компании МастерКит. Данный материал посвящен небольшому обзору этого измерителя. Как и у всех товаров от МастерКит у данного измерителя присутствует свой уникальный код - МТ8057.

Характеристики прибора:


Детектор упакован в такую коробку:


На обратной стороне приведена информация об углекислом газе и его уровнях в помещениях.


Страна изготовления прибора - Китай. Забегая вперед сообщу, что нагуглил два прибора внешне практически полностью идентичные обозреваемому:
- ZGm053U
- CO2mini RAD-0301

Стоимость первого на сайте не указана, а второй прибор стоит 100$ без учета стоимость доставки. За прибор от МастерКит я отдал 3400 руб. вместе с доставкой (данные на конец января 2015 г). На сегодняшний день я думаю навряд ли можно найти где-нибудь подобный прибор по меньшей или аналогичной цене.

В коробке находится сам измеритель, USB-кабель и инструкция на русском языке.


Извлекаем измеритель:


На лицевой стороне измерителя мы видим экран для отображение уровня CO 2 и температуры, а также три светодиодных индикатора: зеленый, оранжевый и красный для пороговой индикации. По моему мнению это очень удачное решение - простого взгляда (особенно вечером или ночью) достаточно для быстрой оценки уровня концентрации CO 2 . После недельной эксплуатации прибора, я для себя отметил, что в первую очередь обращаю внимание именно на данные индикаторы, а не цифры на экране прибора. В настройках прибора для каждого светодиода можно задать уровни СО 2 .

Также это хороший вариант для конструирования DIY-устройств, скажем для управления приточной вентиляцией, бытовыми проветривателями и другой климатической техникой. Можно подпаяться к светодиодам или использовать фоторезисторы (или фотодиоды) разместив их напротив светодиодов измерителя. Настроив уровни включения светодиодов, можно включать или выключать приточную вентиляцию при достижении определенного порога. Это может быть существенно дешевле, чем отдельный модуль измерения CO 2 .

С обратной стороны прибора приклеена наклейка с названием, краткими характеристиками и серийный номер, а также 2 кнопки для настроек.

Я когда заказывал измеритель, честно сказать ожидал прибор большего размера. Но прибор оказался достаточно компактным.



Масса составила 64 г.



Размеры: 116*38*23.8мм

Данные на дисплее читаются достаточно отчетливо. Показания СО 2 и температуры:


Питается прибор от USB-шины 5 Вольт. Кабель - microUSB. На корпусе прибора под разъем USB имеется некоторое углубление, из-за чего не каждый micro-USB кабель можно подключить. Во всяком случае из имеющихся у меня в наличии 3-х кабелей, ни один не вошел до конца. Поэтому с родным кабелем нужно быть аккуратным и не терять его, иначе потом придется думать как подключить его к обычному нормальному кабелю.

Питание от батареек не предусмотрено, что немного огорчило меня. Для автономного использования придется использовать Power Bank с USB-выходом.

Отщелкнув заднюю крышку получаем доступ к внутренностям прибора.


Длинный элемент с наклейкой "ZGm053UK" и есть сердце прибора - NDIR датчик концентрации углекислого газа. На видео ниже можно увидеть как вспыхивает лампа для проведения измерений. Частота вспышек составляет примерно 1 вспышка в 5 секунд.


Как видно из осциллограммы выше - напряжение на лампу подается 5 Вольт.


Форма импульса для лампы - нарастающая, видимо для продления срока службы лампы. Длительность импульса - примерно 300 мс.


Качество сборки и пайки достаточно хорошее.


Может возникнуть закономерный вопрос про продолжительность работы сенсора. У производителя ZyAura можно найти ответ на этой страничке :

How long is the NDIR life?
We use dual channel(beam) NDIR (Non-Dispersive Infrared), thermopile from PerkinElmer, which improves the long-term stability of the measurement; it has longer durability than single channel design so the device has a durable life more than 5~10 years.

Т.е. время жизни сенсора составляет 5-10 лет. Калибровать датчик необходимо примерно раз в три года.

Для измерителей существует специальный софт для отображения графиков, а также проведения калибровки. Скачать софт можно на этой страничке . Не забудьте после скачивания переименовать файл ZG.eye в ZG.exe. Для чего так сделали - непонятно, особенно учитывая что все находится в архиве.


Желтая линия на вышеприведенном графике - температура (шкала справа). Нижняя линия - уровень CO 2 .
Комната примерно 12 кв.м. 1 человек. Пластиковые окна. Примерно в 14-35 было открыто окно. Как видно из графика, температура стала падать и вслед за ней сразу же стал понижаться уровень СО2 до приемлемого значения, через 10 минут полностью перейдя в безопасную (на графике зеленым цветом) зону. Примерно в 14-50 окно было закрыто и температура и СО 2 начали постепенно возрастать.

Для операционных систем Linux также существует OpenSource софт, выложенный на GitHub . К сожалению под ОС Debian у меня не получилось скомпилировать приложение, т.к. постоянно ругалось на отсутствие пакета, хотя он был установлен. Но теоретически, это дает возможность подключить измеритель по USB-интерфейсу к различным Linux-микрокомпьютерам (Raspberry Pi, CubeBoard, BeagleBone) и управлять устройствами (через GPIO) или скидывать данные на какой-нибудь сервер, использовать для системы "Умный дом" и т.п. Тут уже открывается масса возможностей.

Нужен измеритель СО 2 или нет - каждый решит сам, лично я потраченных на него денег не жалею и даже подумываю прикупить второй, один для дома, один в офис где я работаю.

Плюсы измерителя углекислого газа MT8057:

  • Низкая цена по сравнению с аналогичными приборами
  • Наличие "светофора" - три разноцветных индикатора
  • Использование современного NDIR-сенсора, а не химического
  • Большой интервал времени для проведения калибровки
  • Подключение к компьютеру по USB для построения графиков
  • Наличие OpenSource софта для Linux-систем

Минусы MT8057 :

  • Отсутствие встроенного источника питания
  • Нештатное углубление в корпусе под Micro-USB разъем
  • Невысокая точность 100ppm, но вполне достаточная для домашнего применения
  • Хотелось бы еще присутствие датчика влажности

Исследования и уровень углекислого газа в помещениях.


В последние годы появились точные инфракрасные сенсоры для замера уровня углекислого газа в помещениях. Они входят в состав газоанализаторов и показывают концентрацию углекислого газа в режиме реального времени, поэтому их удобно ставить в жилых и общественных помещениях, школах и детских садах. Однако для того, чтобы от этих измерений была польза, нужны четкие нормы по уровню углекислого газа в помещениях. А их у нас пока нет. В странах Европы, США и Канаде, как правило, нормой считается 1000 ppm (0,1%). Да, в ближайшее время мы будем измерять уровень углекислого газа в минских квартирах и улицах.

Квартиры.

Повальное увлечение пластиковыми окнами, совершенно безрукие или неработающие вентиляционные системы усугубляют ситуацию. Я измерял в своей квартире: при плотно закрытых окнах и двери помещение объемом 16 кв. метров, уровень углекислого газа в помещении достигает 1500 ppm за полтора часа. Часто люди не обращают внимание на вытяжные вентиляционные отверстия в кухне и туалете. Некоторые даже замуровывают их при ремонте. Иногда сетка на вентиляционных отверстий настолько засорена, что практически останавливает работу вентиляции. Эти факторы способствуют ухудшению качества воздуха в квартире. Представьте, что вы и еще несколько человек находятся в одном небольшом замкнутом пространстве, активно двигаются, готовят кушать и т.д. Через какое-то время, если воздух не обновляется, в этом пространстве становится очень тяжело находиться, в воздухе сконцентрировано много загрязняющих веществ, в том числе углекислого газа

Спальня.

Для хорошего качества сна и здоровья человека необходимо, чтобы уровень СО2 в спальнях и детских комнатах был не выше 0,08%. Ученые Технологического Университета Делф (Delft University of Technology), Нидерланды, считают, что для сна важнее качественный воздух в спальне, чем продолжительность сна. Высокий уровень СО2 в спальнях может также усиливать храп.

Углекислый газ в помещении, оборудованном кондиционером.

Кондиционер дает поток холодного воздуха, перепада температур при выходе на улицу, бактерий, комфортно живущих в прохладе. Но, кроме этого, для экономии электроэнергии, при работе кондиционера закрывают все окна. При этом концентрация углекислого газа быстро достигает значительной величины и получается прохладный, но содержащий избыток углекислого газа воздух.

Школы.

Ещё более тревожные данные принесло масштабное международное исследование, проведённое по инициативе Европейского респираторного общества в школах Франции, Италии, Дании, Швеции и Норвегии. Оно показало, что в учебных заведениях, где концентрация CO2 в классах превышала 1000 ppm, подверженность учащихся заболеваниям респираторных органов повышалась в 2—3,5 раза. Правда, здесь необходимо сделать уточнение. Тем не менее исследователи проблемы пришли к заключению, что безопасный уровень CO2 в помещении не должен превышать 1000 ppm.

А в школах Департамент здравоохранения США рекомендует поддерживать уровень углекислого газа не выше 600 ppm. Кроме того, существует ещё одна норма: воздух в помещениях по содержанию CO2 не должен отличаться от наружного более чем на 350 ppm. Теоретически обеспечить такое соотношение должны системы вентиляции и кондиционирования.

Во многих школах проводится мониторинг качества воздуха по уровню углекислого газа. Конечно, не всегда и не везде этот уровень соответствует норме. Но в этом случае администрация школ обязана принять меры, чтобы улучшить положение. В Финляндии, например, школу, в классах которой обнаружен повышенный уровень углекислого газа, могут даже закрыть до тех пор, пока не будет налажена вентиляция.

Офисы.

В 2007 году доктор медицинских наук Ю. Д. Губернский (Институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сытина РАМН) и кандидат технических наук Е. О. Шилькрот (ОАО «ЦНИИПромзданий) провели исследования воздушной среды в московских офисах и на улицах Москвы. При том что измерения проводились далеко не в самые неблагополучные с точки зрения метеорологической обстановки дни, уровень углекислого газа на улицах составлял 1000 ppm. А в офисах концентрация CO2 достигала 2000 ppm и даже выше.


Часто переделывают под офис помещения без правильно работающей вентиляции, в этом случае проблемы гарантированы. Особенно это касается маленьких переговорок, в которые набиваются по 20 человек. Если в переговорку на 20 квадратов сядут 20 человек — то за час концентрация углекислого газа вырастет уже до 10"000 ppm углекислого газа в помещении — а это уже уровень, при котором мозги перестают работать. Поэтому в маленьких переговорках без постоянно дующей вентиляции со свежим воздухом (не кондиционер!) допустимое время нахождения 5-10 человек без снижения когнитивных способностей — не более 10-20 минут.

Для вентиляции на больших объектах — модно реализовывать управление мощностью измеряя концентрацию CO2 в отработанном воздухе — чтобы автоматически зря воздух не гонять, когда все из офиса ушли (на подогрев/охлаждение-то уходят огромные мощности).

Фитнес-залы.

Занимаясь в фитнес- или тренажерных залах вы также можете столкнуться с проблемой повышенного уровня углекислого газа, и вместо пользы нанесете вред своему организму. Это особенно актуально потому, что при физических нагрузках уровень концентрации углекислоты в крови и так повышается, и в плохо проветриваемом помещении человек почувствует признаки гиперкапнии (избыток углекислого газа).

Вызванные гиперкапнией испарину, головную боль, головокружение и одышку списывают на физическое утомление и воспринимают чуть ли не как доказательство своей двигательной активности. На самом деле, это может говорить о переизбытке углекислого газа в артериальной крови. Длительная гиперкапния характеризуется расширением сосудов миокарда и головного мозга, может привести к росту кислотности крови, вторичному спазму кровеносных сосудов, замедлению сердечных сокращений.

Что делать? Об этом я напишу в следующей статье.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов. В его составе имеются постоянные компоненты атмосферы (кислород, азот, углекислый газ), инертные газы (аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон, радон), небольшие количества озона, закиси азота, метана, йода, водяных паров, а также в переменных количествах различные примеси природного происхождения и загрязнения, образующиеся в результате производственной деятельности человека.

Кислород (О2) самая важная для человека часть воздуха. Он необходим для осуществления окислительных процессов в организме. В атмосферном воздухе содержание кислорода равно 20,95 %, в выдыхаемом человеком воздухе - 15,4-16 %. Снижение его в атмосферном воздухе до 13-15 % приводит к нарушению физиологических функций, а до 7-8 % - к смертельному исходу.

Азот (N) - является основной составной частью атмосферного воздуха. Вдыхаемый и выдыхаемый человеком воздух содержит примерно одно и то же количество азота - 78,97-79,2 %. Биологическая роль азота заключается, главным образом, в том, что он является разбавителем кислорода, поскольку в чистом кислороде жизнь невозможна. При увеличении содержания азота до 93 % наступает смерть.

Диоксид углерода (углекислый газ), СО2 - является физиологическим регулятором дыхания. Содержание в чистом воздухе составляет 0,03 %, в выдыхаемом человеком - 3 %.

Снижение концентрации СО2 во вдыхаемом воздухе не представляет опасности, т.к. необходимый уровень его в крови поддерживается регуляторными механизмами за счет выделения при обменных процессах.

Повышение содержания углекислого газа во вдыхаемом воздухе до 0,2 % вызывает у человека нарушение самочувствия, при 3-4 % наблюдается возбужденное состояние, головная боль, шум в ушах, сердцебиение, замедление пульса, а при 8 % возникает тяжелое отравление, потеря сознания и наступает смерть.

За последнее время концентрация диоксида углерода в воздухе промышленных городов увеличивается в результате интенсивного загрязнения воздуха продуктами сгорания топлива. Повышение в атмосферном воздухе СО2 приводит к появлению в городах токсических туманов и «парниковому эффекту», связанному с задержкой углекислотой теплового излучения земли.

Повышение содержания СО2 сверх установленной нормы свидетельствует об общем ухудшении санитарного состояния воздуха, т.к наряду с диоксидом углерода могут накапливаются другие токсические вещества, может ухудшается ионизационный режим, возрастать запыленность и микробная загрязненность.

Озон (О3). Основное его количество отмечается на уровне 20-30 км от поверхности Земли. В приземных слоях атмосферы содержится ничтожно малое количество озона - не более 0,000001 мг/л. Озон защищает живые организмы земли от губительного действия коротковолновой ультрафиолетовой радиации и одновременно поглощает длинноволновую инфракрасную радиацию, исходящую от Земли, предохраняя ее от чрезмерного охлаждения. Озон обладает окислительными способностями, поэтому в загрязненном воздухе городов его концентрация ниже, чем в сельской местности. В связи с этим озон считался показателем чистоты воздуха. Однако в последнее время установлено, что озон образуется в результате фотохимических реакций при формировании смога, поэтому обнаружение озона в атмосферном воздухе крупных городов считают показателем его загрязнения.

Инертные газы - не имеют выраженного гигиенического и физиологического значения.

Хозяйственно-производственная деятельность человека является источником загрязнения воздуха различными газообразными примесями и взвешенными частицами. Повышенное содержание вредных веществ в атмосфере и в воздухе помещений неблагоприятно сказывается на организме человека. В связи с этим важнейшей гигиенической задачей является нормирование их допустимого содержания в воздухе.

Санитарно-гигиеническое состояние воздуха принято оценивать по предельно допустимым концентрациям (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - это концентрация, которая при ежедневной 8-часовой работе, но не более 41 час в неделю, в продолжение всего рабочего стажа не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья настоящего и последующих поколений. Устанавливают ПДК среднесуточную и максимально разовую (действие до 30 мин в воздухе рабочей зоны). ПДК для одного и того же вещества может быть различной в зависимости от длительности его воздействия на человека.

На пищевых предприятиях основными причинами загрязнение воздуха вредными веществами являются нарушения технологического процесса и аварийные ситуации (канализации, вентиляции и др.).

Гигиеническую опасность в воздухе помещений представляют оксид углерода, аммиак, сероводород, сернистый газ, пыль и др., а также загрязнение воздуха микроорганизмами.

Оксид углерода (СО) - газ без запаха и цвета, попадает в воздух как продукт неполного сгорания жидкого и твердого топлива. Он вызывает острое отравление при концентрации в воздухе 220-500 мг/м3 и хроническое отравление - при постоянном вдыхании концентрации 20-30 мг/м3. Среднесуточная ПДК оксида углерода в атмосферном воздухе - 1 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - от 20 до 200 мг/м3 (в зависимости от длительности работы).

Диоксид серы (S02) - наиболее часто встречающаяся примесь атмосферного воздуха, поскольку сера содержится в различных видах топлива. Этот газ обладает общетоксическим действием и вызывает заболевания дыхательных путей. Раздражающее действие газа обнаруживается при концентрации его в воздухе свыше 20 мг/м3. В атмосферном воздухе среднесуточная ПДК диоксида серы - 0,05 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - 10 мг/м3.

Сероводород (H2S) - обычно попадает в атмосферный воздух с отходами химических, нефтеперерабатывающих и металлургических заводов, а также образуется и может загрязнять воздух помещений в результате гниения пищевых отходов и белковых продуктов. Сероводород обладает общетоксическим действием и вызывает неприятные ощущения у человека при концентрации 0,04-0,12 мг/м3, а концентрация более 1000 мг/м3 может стать смертельной. В атмосферном воздухе среднесуточная ПДК сероводорода - 0,008 мг/м3, в воздухе рабочей зоны - до 10 мг/м3.

Аммиак (NH3) - накапливается в воздухе закрытых помещений при гниении белковых продуктов, неисправности холодильных установок с аммиачным охлаждением, при авариях канализационных сооружений и др. Токсичен для организма.

Акролеин - продукт разложения жира при тепловой обработке, способен вызывать в производственных условиях аллергические заболевания. ПДК в рабочей зоне - 0,2 мг/м3.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) - отмечена их связь с развитием злокачественных новообразований. Наиболее распространенным и наиболее активным из них является 3-4-бенз(а)пирен, который выделяется при сжигании топлива: каменного угля, нефти, бензина, газа. Максимальное количество 3-4-бенз(а)пирена выделяется при сжигании каменного угля, минимальное - при сжигании газа. На пищевых предприятиях источником загрязнения воздуха ПАУ может являться длительное использование перегретого жира. Среднесуточная ПДК циклических ароматических углеводородов в атмосферном воздухе не должна превышать 0,001 мг/м3.

Механические примеси - пыль, частицы почвы, дыма, золы, сажи. Запыленность возрастает при недостаточном озеленении территории, неблагоустроенных подъездных путях, нарушении сбора и вывоза отходов производства, а также при нарушении санитарного режима уборки помещений (сухая или нерегулярная влажная уборка и др.). Кроме того, запыленность помещений увеличивается при нарушениях в устройстве и эксплуатации вентиляции, планировочных решениях (например, при недостаточной изоляции кладовой овощей от производственных цехов и др.).

Воздействие пыли на человека зависит от размеров пылевых частиц и их удельного веса. Наиболее опасны для человека пылинки размером менее 1 мкм в диаметре, т.к. они легко проникают в легкие и могут стать причиной их хронического заболевания (пневмокониоз). Пыль, содержащая примеси ядовитых химических соединений, оказывает на организм токсическое действие.

ПДК сажи и копоти жестко нормируется, ввиду содержания канцерогенных углеводородов (ПАУ): среднесуточная ПДК сажи - 0,05 мг/м3.

В кондитерских цехах большой мощности возможна запыленность воздуха сахарной и мучной пылью. Пыль мучная в виде аэрозолей способна вызывать раздражение дыхательных путей, а также аллергические заболевания. ПДК мучной пыли в рабочей зоне не должна превышать 6 мг/м3. В этих пределах (2-6 мг/м3) регламентируются предельно допустимые концентрации и других видов растительной пыли, содержащей не более 0,2 % соединений кремния.

Ученые давно имеют представление о влиянии газа CO2 (углекислый газ, на организм человека. Согласно сведениям, указанным в классификаторе вредных веществ ГОСТ 12.1.007-76, считается малоопасным веществом (4-й класс), имеет низкую концентрацию в атмосферном воздухе. Сам по себе CO2 обладает низкой степенью вредного воздействия на окружающую среду, однако повышение концентрации газа в воздухе до 7% способно нанести вред организму человека: затрудняется дыхание, наступает удушье. Особенностью углекислого газа является то, что он не имеет способности накаливаться организмом, при снижении концентрации CO2 в воздухе дыхание полностью восстанавливается.

ASHRAE: стандартизация климатического оборудования

Высокие показатели концентрации CO2 в атмосферном воздухе (от 0,1 до 0,7%) оказывают негативное влияние на человека, резко снижая его работоспособность. В отличие от углекислого газа, кислород способен менять концентрацию в широких значениях, не причиняя ущерба здоровью. Комитет ASHRAE, занимающийся стандартизацией в области климатического оборудования, установил допустимую норму углекислого газа в помещениях с людьми на уровне 0,1% от общего объема воздуха. Именно допустимый показатель CO2, обозначенный ASHRAE, считается базовым при расчете воздухообмена.

Цель измерения концентрации CO2

В общем понимании уровень углекислого газа в воздухе определяет его духоту, которая, в свою очередь, зависит от количества людей, находящихся в помещении. Количество углекислого газа - главный критерий качества воздуха в помещении, следовательно, ориентируясь лишь на концентрацию диоксида углерода, и при наличии системы вентиляции, содержащей датчики CO2, можно эффективно регулировать качество воздуха в помещении.

При дыхании среднестатистический человек, вдыхая кислород, способен выдохнуть от 0,35 до 0,5% углекислого газа. Иными словами, выдыхаемая человеком смесь газов превышает концентрацию CO2 по сравнению с наружным воздухом в 100 раз. Если человек находится в закрытом помещении, на протяжении нескольких часов концентрация диоксида углерода в воздухе многократно возрастает, и качество воздуха резко снижается.

Предельные показатели CO2 во вдыхаемом воздухе

Несмотря на то что углекислый газ не имеет ни цвета, ни запаха, его повышенная концентрация легко ощущается человеком. При вдыхании воздуха с высоким содержанием CO2 ощущается усталость, возникает рассеянность, человек становится невнимательным. Особенно остро проблема воздуха с чрезмерным содержанием диоксида углерода отмечается в закрытых общественных и образовательных учреждениях, медицинских заведениях.


Специалисты в лабораторных условиях установили, что показатель концентрации газа свыше 0,1% уже способен оказывать отрицательное действие на человека. Концентрация углекислого газа в пределах от 0,04 до 0,07% оптимальна для жизнедеятельности человека. Углекислый газ в концентрации от 0,07 до 0,1% содержится в переполненных помещениях и общественном транспорте, подобная пропорция газа в воздухе не способна нанести большого вреда и считается допустимой для дыхания.

Повышенная концентрация углекислого газа (от 0,05 и более) способствует низкой активности организма человека, сонливости, замедлению реакций и низкому показателю мыслительного процесса, появляется ощущение удушливости.

Контроль качества воздуха в комнате: датчик CO2 настенный

Настенные датчики контроля углекислого газа ведут постоянное измерение концентрации CO2 и подают управляющий сигнал на вентиляционный прибор для удаления излишков углекислого газа. Сложные климатические системы могут иметь встроенные датчики, однако возможно использовать внешний датчик углекислого газа CO2 с последующим подключением через отдельные выходы к вентилятору.


На рынке представлены различные варианты настенных датчиков, существуют приборы с релейными или аналоговыми выходами, а также выходами для экрана монитора. Поскольку производители могут снабжать датчики контроля только одним выходом, некоторые владельцы самостоятельно дорабатывают устройства. Датчик CO2, своими руками усовершенствованный и содержащий все перечисленные варианты передачи выходного сигнала, наиболее эффективен, поскольку совместим с любой системой вентиляции. В современных датчиках CO2 должна быть реализована система самокалибровки для повышения надежности и долговечности прибора.

Настенные датчики имеют две наиболее распространенные модификации: датчик CO2 с релейным выходом, содержащий светодиодный индикатор CO2 и кнопки управления режимами вентиляционной системы; датчик, не содержащий светодиодных индикаторов и индивидуальных кнопок управления.

Питание электроэнергией датчиков реализуется от переменного тока. Некоторые производители предусматривают дополнительную возможность подключения к датчику CO2 блока питания.

Функциональные возможности датчиков CO2

Практически все датчики способны измерять концентрацию в потоке воздуха, контролируя граничные показатели. Датчики CO2 способны измерять концентрацию газа в следующих диапазонах:

  • от 0 до 2000 ppm (0,02%);
  • от 0 до 3000 ppm (0,03%);
  • от 0 до 5000 ppm (0,05%);
  • от 0 до 10000 ppm (0,1%).

Полученные прибором данные преобразуются в активные выходные сигналы 0-10В. Датчики для вычисления концентрации CO2 поглощают нерассеянное инфракрасное излучение (NDIR). Приборы комплектуются защитной оболочкой максимальных


При отсутствии интегрированных устройств визуального отображения результатов измерений используется датчик CO2 с аналоговым выходом. Приборы для определения концентрации углекислого газа обладают функцией автоматической и ручной калибровки нулевого значения. Перед тем как начинается калибровка, следует обеспечить подачу бесперебойного питания к прибору в течение 10 минут. Помещение, в котором устанавливается датчик, необходимо проветрить. Соответствующий нулевой точке уровень концентрации углекислого газа - 300 ppm (0,003%). Большинство моделей датчиков, контролирующих содержание диоксида углерода, калибруются один раз, дальнейшая периодическая калибровка выполняется автоматически.

После того как датчики CO2 впервые подключаются к питанию и выполняется их запуск, прибор проводит собственное тестирование и выполняет установочные процедуры. В течение первых пяти минут после запуска данные на выходе могут не соответствовать реальным значениям.

Адаптивная вентиляция жилых помещений

Адаптивная вентиляция отличается от традиционной только управлением режимов работы. Традиционные вентиляторы работают в одном режиме, потребление энергии не зависит от количества людей в помещении и качественных показателей воздуха в нем.


Режим работы адаптивной вентиляции управляется автоматически, для чего и используется датчик CO2 для вентиляции, при помощи которого контролируется содержание углекислого газа в воздухе. Благодаря интеллектуальной системе управления вентилятор подаст тот объем воздуха, который необходим и достаточен.

Необходимость регулирования вентиляции по датчику CO2

Допустимость уровня концентрации CO2 регламентируется государственными стандартами, одним из которых является ГОСТ 2.1.005-88 (санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны). Согласно ГОСТу, при рассмотрении допустимых значений углекислого газа в воздухе учитываются и минимальные показатели производительности вентиляционного оборудования (30 м 3 /ч на одного человека). Исходя из требований ГОСТа, каждый человек, присутствующий в помещении, за 1 час должен получить 30 м 3 проточного воздуха.

Системы вентиляции с управлением по уровню CO2

Специалисты по вентиляционному оборудованию часто используют понятие эффективности воздухораспределения. Под показателем эффективности воздухораспределения понимается скорость, с которой свежий поток воздуха достигает зоны отдыха или рабочего места (зоны дыхания). Качество приточного воздуха, поступающего в зону дыхания, не должно снижаться по мере движения по комнате, иными словами, поток свежего воздуха не должен соприкасаться с тем, который содержит высокую концентрацию CO2.


Современные климатические системы и технологии достаточно эффективно и экономично выполняют функции по проветриванию помещений. Встроенные датчики и измерители концентрации углекислого газа способны управлять вентиляционной системой, обеспечивая надлежащее качество воздуха в помещении, при этом минимизировать энергопотребление.

Климатические системы в работе ориентируются на показатели концентрации CO2 в воздухе, электроника сравнивает полученное значение с заданным. Датчики CO2 обеспечивают управление вентиляционной системой, поддерживая качество воздуха в оптимальных параметрах. Подобные системы успешно применяются в помещениях с переменным числом людей. Высокий класс энергосбережения достигается за счет оптимизации мощности вентиляции.



Где установить датчик или прибор контроля уровня CO2

Выбор места расположения датчика углекислого газа необходимо проводить, исходя из ограничений:

  • прибор должен быть удален от места постоянного нахождения людей минимум на 1 м;
  • датчик CO2 бытовой не размещается ближе 1 метра до приточной вентиляции;
  • организация оптимального питания прибора предполагает близкое его расположение к источнику энергии.
Загрузка...