Senzory pre merania kvality vzduchu vo vnútri budov na veľtrhu AMPER 2010

Pri príležitosti práve prebiehajúceho veľtrhu AMPER 2010 prinášame niektoré zaujímavé novinky v odbore elektrotechniky.

Vnútorné prostredie v budovách

Zloženie vzduchu vo vnútri miestností v budove je značne zložité a zásadne ovplyvňuje pocit pohody ich obyvateľov, pretože človek za normálnych okolností strávi viac než 90 % svojho života vo vnútri budov. Preto je nutné zaistiť istú minimálnu úroveň výmeny vzduchu, aby obyvatelia objektu mali pocit pohody. V starých budovách prienik cez drevené okna apod. zaisťoval aspoň minimálnu výmenu vzduchu. Naproti tomu moderné budovy, koncipované na princípe maximálnych úspor energie, používajú riadené vetranie, ich súčasťou má byť tiež zaistenie minimálneho objemu výmeny vzduchu.

Vzduch vo vnútri budovy je zložený z veľkého počtu komponentov, a preto stanovenie jeho kvality je veľmi zložitá úloha. Ukazuje sa, že teplota a vlhkosť nie sú zďaleka jediné zložky určujúce pocit pohody. Ako je známe vo vzduchu nie je obsiahnutý len kyslík, dusík, kysličník uhličitý ale okrem týchto majoritných komponentov tiež ohromné množstvo asi 10 000 rôznych uhľovodíkov, označovaných ako prchavé zložky (VOC - Volatile Organic Components). Ich koncentrácia sa pohybuje v rozmedzí od niekoľko ppb až do ppm.

Empirickou mierou kvality vzduchu je spokojnosť obyvateľov budovy odhadovaná podľa Fangerovho kritéria. Fanger definuje ako jednotku emisie 1 olf. 1 olf je zápach a emisie CO2 priemerného jedinca, sprchujúceho sa jedenkrát za 34 hodín a denne si vymieňajúceho bielizeň.

Celková miera koncentrácie VOC, označovaná ako TOC sa meria plynovými chromatografmi. Tieto pomerne zložité prístroje nie sú vhodné pre bežnú prevádzku klimatizačných zariadení a sú nahradzované jednoduchšími senzormi pre analýzu plynov. Používa sa senzor s elektrochemickými článkami, senzor využívajúci elektrických vlastností kysličníku kovu, senzor kalorimetrických, fotometrických senzor s infračerveným žiarením a senzor detekujúci zložky plynu na princípe mikrováhy. Pre priame určovanie VOC je užívaný nový typ senzoru založený na fotoionizačnom princípe. K ionizácii náplne komôrky detektoru sa používa najčastejšie ultrafialové žiarenie. Fotoionizačný detektor (PID) je vhodný pre meranie TVOC (Total VOC) v rozsahu koncentrácii ppb až ppm.

Významnou zložkou kvality vzduchu sú, ako poznáme, koncentrácie oxidu dusíku (NOX) vznikajúcich zvlášť pri spaľovaní plynu. Senzory vyvinuté pre tieto účely sú založené na obnoviteľných elektrochemických senzoroch a merajú spoľahlivú koncentráciu benzénu v rozmedzí 0-300 ppm.

Prístrojom a metódam pre meranie kvality ovzdušia sa systematicky venuje spoločnosť Siemens, ktorá predstaví alebo poskytne informáciu o tejto triede senzorov na výstave AMPER 2010.

Senzory "komfortu"

S určovaním kvality vzduchu úzko súvisí celková miera komfortu ("klimatické pohody") obyvateľov miestnosti.


Obr.1. Príklady konštrukcie senzorov komfortu

Úlohou senzoru je určiť celkovú mieru komfortu ("klimatickej pohody") obyvateľov miestnosti. Komfort - pohodu však nemožno priamo merať a je závislá podľa Fangera na šiestich parametroch: látkovej výmene jedincov, izolačnej schopnosti ich odevov, teplote, vlhkosti, rýchlosti prúdenia vzduchu a strednej hodnote teploty žiarenia. Senzory komfortu používajú kombinácie senzorov na rôznych princípoch, primárnu rolu má senzor teploty, ktorý môže pracovať v rozsahu 0 - 50 °C. a vlhkosť sa môže meniť od 0 to 90 % RH. Používajú sa v miestnostiach, budovách, úradoch a všade, kde pracujú ľudia. Dôležité je ich použitie v nemocničných izbách, kde pohoda pacientov je prioritná.

Senzory pohody nie sú presné zariadenia a ich údaje môžu byť ovplyvnené slnečným žiarením, parou v kuchyni apod. Majú byť inštalované ďalej od okien a zdroja vlhkosti. Bližšie podmienky pre inštaláciu dodáva výrobca. Lepšie výsledky sa dosahujú inštaláciou niekoľkých senzorov v jednej miestnosti. Výrobe senzorov komfortu sa venuje pomerne málo spoločností, napriek tomu sú dôležitým komponentom systému vykurovania a ventilácie miestností a budov. Známe sú výrobky japonskej firmy Yamatake a firmy Lennox International a ich vonkajší vzhľad je na obr. 1.

autor: prof. Ing. Stanislav Ďaďo, DrSc., ČVUT v Prahe, Fakulta strojná, Katedra merania, redakcia

celý článok tu

zdroj: www.tzb-info.sk