Ответ очевидный: чтобы измерять концентрацию углекислого газа в воздухе. Но для чего нужно ее измерять? Скажем, зачем на базовой станции MagicAir, кроме датчиков температуры и влажности, есть еще и датчик СО2? С температурой и относительной влажностью все ясно: это основные показатели погоды – и на улице, и дома. А про углекислый газ нужно рассказать отдельно. Заодно познакомим вас с понятием адаптивной вентиляции.
Почему именно СО2 – индикатор работы вентиляции?
Человек вдыхает воздух, в котором в среднем 21 % кислорода и 0,04 % углекислого газа. А выдыхает уже совсем другой: 16,3 % кислорода и 4 % углекислого газа. Если взять литр вдыхаемого воздуха и литр выдыхаемого, то во втором будет в 100 раз больше углекислого газа.
Если человек долго сидит в замкнутом помещении, за счет выдыхаемого им воздуха в комнате постепенно накапливается СО2. Чем медленнее обновляется комнатный воздух, тем быстрее растет уровень СО2. К чему может привести большое количество углекислого газа, мы уже писали.
Но повышение уровня СО2 – это не только вред от самого углекислого газа. Многочисленные эксперименты в области микроклимата показали: количество СО2 связано с концентрацией других вредных газов (например, фенолформальдегиды, ацетон, аммиак). Все эти вещества есть почти в любом жилом помещении, их выделяет мебель и отделочные материалы.
Если в комнате много углекислого газа, то скорее всего и других вредных веществ в комнатном воздухе больше, чем полагается.
Эта связь объясняется очень просто. Углекислый газ не удаляется из воздуха никакими бытовыми фильтрами, единственный способ избавиться от него – «выдуть» его из комнаты с помощью приточной и вытяжной вентиляции. Если вентиляция работает плохо, значит СО2 будет накапливаться в помещении. А вместе с ним и другие вредные газы.
Именно поэтому специалисты приняли уровень СО2 как главный индикатор работы вентиляции. По идее, оценить работу вентиляции можно было бы и по концентрации любого другого газового загрязнителя. Но мы не знаем наверняка, какие именно газы есть в конкретном помещении, а каких нет. Зато мы знаем, что углекислый газ в комнате точно есть, и датчик нам его покажет.
Кто-то из читателей дал мне ссылку на очень дешёвый измеритель уровня углекислого газа с трёхступенчатым управлением вентиляцией.
Стоимость обычных измерителей CO2 в оффлайне начинается от 5000 рублей, на Алиэкспрессе от $60, поэтому измеритель за $45, да ещё и красивый, да ещё и с автоматикой казался практически идеальным. Увы, реальность разрушила мои планы на добавление к моей самодельной системе вентиляции автоматического управления. Пришедший прибор показывал какую-то чушь.
То его показания были похожи на показание прибора, точно измеряющего уровень CO2 в помещении.
То он, как ни в чём не бывало, показывал низкий уровень CO2, когда в реальности он был очень высоким.
То наоборот показывал большие цифры, когда уровень CO2 был невысоким (извините за качество фото).
Я открыл диспут и продавец начал убеждать меня, что прибор всё измеряет правильно, а я что-то не то делаю.
Сначала он написал, что перед использованием прибор нужно прогреть час (а он у меня и так работал всю ночь), потом прислал странные доводы на отсканированном листе с моими фотографиями, расположенными не в том порядке. 🙂
А потом я случайно заметил, что когда моя девушка, только что надушившись, зашла в комнату, показания чудо-прибора начали резко расти. Для чистоты эксперимента я включил вентиляцию и дождался, когда показания настоящего измерителя CO2 и этого прибора станут минимальными и «пшикнул» в комнате обычным освежителем воздуха.
Через несколько секунд показания прибора дошли до максимума — 3000 ppm, в то время, как показатели настоящего измерителя CO2 практически не менялись. Весь эксперимент я снял на видео.
https://youtube.com/watch?v=hMMPnaSLE0Y%3Fautoplay%3D0%26hl%3Dru_RU%26rel%3D0
Скорее всего на заводе просто перепутали и поставили в прибор не тот датчик — вместо датчика CO2 установили датчик летучих органических соединений (ЛОС).
У того же продавца есть и другой измеритель CO2 с управлением вентилятором. Вполне возможно, что и он вместо CO2 измеряет уровень ЛОС.
Когда я заказал этот прибор, я написал об этом в своём блоге и в телеграм-канале, поэтому, к сожалению, «попал» я не один. Точно знаю, что ещё один человек столкнулся точно с такой же проблемой и тоже ведёт диспут с продавцом, наверняка есть и другие пострадавшие.
Мой диспут продолжается. Я требую возврата $40 из $45. Посмотрим, чем всё это закончится. Если вы тоже купили этот прибор, срочно открывайте диспуты. Теперь в мобильном приложении Aliexpress диспут можно открыть даже в течение 15 дней после подтверждения получения.
Измеритель уровня углекислого газа (CO2) наверное самый недооценённый прибор, который на мой взгляд должен быть в каждой квартире, ведь он показывает, насколько воздух пригоден для дыхания и с помощью него всегда видно, когда пора проветривать.
Такой измеритель в квартирах большая редкость прежде всего из-за высокой цены.
Недавно на Aliexpress появились измерители CO2 с большим цветным экраном дешевле 3000 рублей. Я заказал такой измеритель и сравнил его с другими моделями.
У этого измерителя CO2 нет никакого названия. На белой коробке написано лишь название некоего испанского импортёра. В коробке измеритель, кабель USB-MicroUSB, инструкция на нескольких языках (английский есть, русского нет).
У измерителя есть встроенный аккумулятор, но основной режим работы — от сети с помощью любого источника напряжения 5В с разъёмом USB, например зарядки от смартфона. Справа кнопка включения и разъём MicroUSB. Для включения и выключения нужно подержать кнопку 2 секунды, других функций у копки нет.
На экране показывается уровень CO2, вокруг него круг, меняющий цвет в зависимости от значения CO2, снизу температура и влажность. Температура всегда завышена, и дело не в плохом датчике, а в неудачном его расположении — датчик нагревается от самого прибора. Под надписью «CO2» какие-то иероглифы (их убрать нельзя). В правом верхнем углу индикатор уровня разряда батареи. Он мигает целиком, когда идёт заряд и горит, когда батарея заряжена.
Углы обзора экрана не очень хорошие. Если смотреть сверху, почти ничего не видно.
Для начальной калибровки я выставил четыре прибора на балкон (на улице всегда 400 ppm независимо от погоды и загазованности). Через сутки картина была такой.
AZ Instruments 7798 показывал 428 ppm, первый Даджет 420 ppm, второй даджет «улетел» в нереальные 312 ppm (ничего страшного, через пару недель вернётся к нормальным показаниям), а новый прибор показывал ровно 400 PPM и это неспроста — оно просто не умет показывать значения меньше 400.
Дальше я установил все четыре прибора на столе, закрыл окно, выключил вентиляцию и начал проводить над собой негуманный эксперимент. Через полчаса в комнате стало около 600 ppm CO2.
Новый прибор действительно измеряет CO2 и показывает близкие к другим приборам значения. И всё было бы хорошо, если бы не одно но. Периодически он начинает вдруг показывать 400 PPM, когда в реальности совсем не 400.
Минут через десять он оживает и снова начинает показывать правильно. Но этот глюк я замечал за ним по нескольку раз в день. Возможно, это брак моего экземпляра, а может они все такие.
Я специально покупал его с бесплатным возвратом и воспользовался им. Сейчас там, где я его покупал, их уже нет, поэтому даю ссылку на такой же измеритель с максимальным количеством проданных экземпляров. Советовать покупать такой прибор я не буду: хоть он в основном и показывает правильные значения концентрации CO2, глюк с произвольным показом 400 PPM раздражает и чтобы нормально видеть экран нужно ставить прибор на уровне глаз или выше.
В последние годы стало модно мониторить качество воздуха в помещениях, обращая особое внимание на загрязнённость. Для этого используются разные датчики, и один из них — датчик концентрации углекислого газа.
Считается, что повышение этой концентрации в помещении ухудшает самочувствие и работоспособность людей. Уже концентрация выше 1000ppm нежелательна и создаёт заметный дискомфорт. Хочу подчеркнуть: так считается в Интернете, но реакция организма может быть индивидуальной.
Содержание углекислоты в чистом атмосферном воздухе составляет около 400ppm (миллионных массовых частей), и оно повышается с каждым годом. На 2022 год актуально уже значение в 420ppm.
Существует несколько способов измерить эту концентрацию, но все бюджетные реальные датчики основаны на принципе NDIR — nondispersive infrared. Кроме этого, существуют псевдодатчики, которые не измеряют концентрацию CO2 напрямую, а прикидывают её косвенно, основываясь на измерениях более доступных параметров. На это надо обращать внимание при выборе: если у датчика в описании нет слова NDIR — это почти наверняка обманка.
Один датчик концентрации углекислого газа у меня уже был, в составе ClearGrass Air Detector. Но с развитием «умного дома», когда в каждой комнате появился свой термометр, захотелось контролировать CO2 в разных комнатах. Поэтому был заказан герой обзора, сенсор для экосистемы Tuya с радиомодулем Zigbee. Планировалось подключить его в Home Assistant.
Датчик довольно большой, имеет кронштейн для крепления на стену или потолок. Требует внешнего питания Micro USB 5V/1A. В комплекте идёт короткий провод USB.
В Home Assistant датчик из коробки не заработал — для него нет подходящего ZHA quirk. Это должно решиться сравнительно легко, потому что очень похожие датчики там есть, не соответствует только код изготовителя. Поэтому я сначала подключил его через шлюз Tuya.
На подоконнике открытого окна показания не опустились ниже 520ppm. Получается, что датчик заметно (на 100ppm) завышает показания. В приложении нет никаких функций для принудительной калибровки датчика. Возможно, что со временем показания выровнялись бы, но ждать не хотелось.
Разбирается корпус очень легко — 4 самореза, никаких защёлок. Потроха (ради которых и написан обзор):
В корпусе очень просторно, на основной плате неотмытая канифоль, в остальном — всё прилично.
Внутри действительно оказался сенсор типа NDIR, но безымянный, без маркировки. Даташит найти не удалось, хотя сенсор очень похож на MH-Z19. Один из выводов этого сенсора позволяет провести принудительную калибровку по уровню 400ppm. Замыкаем вывод bCal на землю на 7 секунд, показания датчика меняются на 400ppm. Похоже, что после этого нужно некоторое время держать его на свежем воздухе, если по аналогии с другими — 20 минут. Я же немного поспешил, и возможно, что именно поэтому показания стали заниженными примерно на 40PPM по сравнению с «эталонным» (перекалиброванным вчера) CGS1.
Затем датчик удалось подключить к Home Assistant, и вот результат сравнения:
Датчик измеряет и передаёт концентрацию раз в секунду, погрешность измерения заметна, поэтому график шумный. Со сглаживанием он выглядит лучше.
Резюме: датчик рабочий, пользоваться можно. Цена более приемлемая, чем несколько лет назад. В этом варианте исполнения не измеряется ничего, кроме CO2, и это немного неудобно, потому что температура и влажность обычно тоже нужны. Но комбинированные устройства, которые предлагает рынок, либо сильно дороже, либо не содержат сенсора NDIR.
UPDATE 2022.09.08: Всего через сутки работы возникло подозрение на фатальный недостаток. Датчик скачкообразно изменил показания ровно через 24 часа после начала работы.
UPDATE 2022.09.15: Выяснилось, что датчик проводит рекалибровку один раз, чуть более чем через сутки после подачи питания. Если в течение этих суток он какое-то время находился на свежем воздухе, то показания становятся адекватными. При дальнейшей работе в течение недели рекалибровок больше не случалось, несмотря на неоднократные проветривания.
Представляю вашему вниманию обзор на 12 гаджетов, которые позволят узнать качество воздуха, которым вы дышите. В основном это устройства, которые позволяют измерять концентрацию углекислого газа и количество микрочастиц пыли PM2.5. Но некоторые из представленных в обзоре устройств также могут измерять концентрацию угарного газа, озона и уровень шума (а также температуру, влажность и давление).
Но обо всём по порядку. Поехали!
Итак, сегодня речь пойдёт о следующих устройствах:
• Мастеркит MT8057• Awair• ТИОН MagicAir• AirVisual Node/Pro• iCeeO2-500 (-700)• AZ Instruments AZ-7798/7788/7787• HT-2000• NetAtmo Weather Station• uHoo Air Sensor• Специализированные CO2-реле• CleanSpace Tag• Xiaomi PM2.5 Detector• WP-6910/6912
Из этого списка я пользуюсь всем, кроме: AZ-7798, NetAtmo Weather Station, uHoo Air Sensor и HT-2000. В большей степени потому, что эти устройства имеют меньший функционал, чем аналоги. Все обозреваемые устройства (кроме одного, но его нет в этом списке) имеют настоящий NDIR детектор концентрации углекислого газа CO2 и/или качественный сенсор PM2.5. Также мы рассмотрим специализированные СО2-реле, позволяющие автоматизировать управление приточной вентиляцией.
Базовая станция МеджикЭйр измеряет температуру, влажность и концентрацию углекислого газа в помещении. Питается от USB, имеет на борту Wi-Fi для подключения к сети и радиомодуль для связи с бризерами приточной вентиляции. Все измерения хранятся в облачном сервисе. Основная задача устройства — автоматизировать работу приточной вентиляции ТИОН. Устройство оснащено высококачественным сенсором концентрациии углекислого газа SenseAir S8. Базовая станция подходит только для стационарных измерений т.к. требует постоянного подключения к интернету. Идеальна для работы в комплексе с бризером. Мобильное приложение пока не имеет push-уведомлений. Идеальное устройство, если вы хотите автоматизировать работу приточной вентиляции в своей квартире. Купить можно на официальном сайте Тион.
Подробный обзор про ТИОН MagicAir можно посмотреть здесь.
Измеритель качества воздуха Awair имеет стильный внешний вид (корпус из натурального дерева) и достаточно неплохой функционал, включая мобильное приложение с push-уведомлениями. Из недостатков стоит отметить инфракрасный детектор частиц пыли (particle matter), который не может точно определить размер частиц, что приводит к достаточно большой погрешности измерений. Зато устройство имеет датчик летучей органики (VOC), который по моему мнению совершенно не нужен в бытовых условиях (об этом далее). Все измерения хранятся на сервере, поэтому устройство подходит только для стационарных измерений. Также данные нельзя получить в текстовом виде для самостоятельного анализа (это касается и станции ТИОН MagicAir). Кроме этого 12-вольтовое питание не позволит использовать внешний аккумулятор для носимых измерений. Купить устройство можно на Amazon с доставкой в Россию через посредника.
Подробный обзор про Awair можно посмотреть здесь.
По моему мнению это лучшее устройство на рынке, которое не имеет аналогов. Измеряет CO2 и PM2.5 (а также температуру и влажность). Имеет огромный цветной экран, встроенную память (4 Гб) и аккумулятор для автономной работы. Также имеется мобильное приложение с картой качества воздуха и push-уведомлениями (приложение можно использовать и без станции). Устройство может работать как в автономном режиме, так и подключенное к сети по Wi-Fi. Доступ с компьютера возможен по протоколу Samba (как на любой сетевой диск). Имеет датчик углекислого газа SenseAir S8 Extended Range и высокоточный детектор PM2.5 промышленного класса точности (подтверждено многочисленными тестами, результаты есть в интернете), собственной разработки компании.
Подробный обзор про AirVisual Node можно посмотреть здесь.
Данное устройство я регулярно использую для оценки качества воздуха в жилых и офисных помещениях, а также с помощью него я проводил исследование качества воздуха в общественном транспорте. В настоящий момент это устройство является публичной станцией по наблюдению за качеством воздуха в Москве (район м. Университет). Более продобнее про это можно прочитать здесь.
IQAir AirVisual Pro
Ещё 4 устройства, про которые стоит упомянуть, но я лично ими не владею.
AZ Instruments AZ-7798/7788/7787Это один из первых массовых сенсоров СО2, который можно было купить на Aliexpress. За несколько лет цена на него снизилась. Существует 3 модификации устройства: без памяти измерений и без реле, только с памятью, только с реле. С поставленной задачей по наблюдениям за СО2 справляется отлично. Дизайн устарел, функционал ограничен, носить с собой неудобно. Купить можно на Aliexpress.
Пожалуй самый дешёвый СО2 логгер на рынке. Оснащён либо датчиком SenseAir S8 LP, либо MH-Z19 (как повезёт). Имеет проблемы с автоматической калибровкой, можно подключить к компьютеру. Хороший вариант если вам нужно самый дешёвый логгер СО2. Купить можно на Aliexpress.
NetAtmo Weather StationПерсональная погодная станция оснащённая датчиком СО2 собственной разработки. Также измеряет давление и уровень шума. Есть неплохое мобильное приложение с push-уведомлениями. При этом очень медленно реагирует на изменение концентрации СО2. Купить можно в России.
uHoo Air SensorУстройство обладающее огромным количеством датчиков, по сравнению с конкурентами. Помимо общепринятых индикаторов качества воздуха CO2 и PM2.5, это устройство может измерять концентрацию угарного газа (СО), диоксид азота (NO2) и озон (O3). По этой же причине это самое дорогое устройство из обзора. Но при этом у него нет экрана (только мобильное приложение), аккумулятора (для автономной работы) и памяти. Также на мой взгляд устройство обладает избыточным набором датчиков. Объективно, для измерений внутри помещений достаточно одного датчика углекислого газа. Купить устройство можно на официальном сайте, доставка обойдётся ещё в 30 долларов.
ДОПОЛНЕНИЕ: Я приобрёл это устройство и разочаровавшись вернул обратно. К сожалению не удалось от него добиться ни точных показаний по СО2, ни тем более по PM2.5 (тем более, что у него не лазерный детектор). Плюс были проблемы с подключением к Wi-Fi. Не рекомендую.
Специализированные устройства: CO2-релеЭти устройства нужны для автоматизации работы приточной вентиляцией в жилых и офисных помещениях. Они оснащаются датчиком СО2 и силовым реле, которое управляет включением/выключением приточной вентиляции по достижению определённого значения (порог срабатывания и гистерезис устанавливается пользователем).
На этом фото два таких CO2 реле от производителя Tongdy, они продаются по всему миру и под другими брендами. В устройстве слева используется датчик SenseAir K-30, а питается устройство от 24 вольт. Справа устройство с цветным экраном и питанием от 220 вольт. В нём используется датчик GE Telaire T6500. Купить в России эти устройства невозможно, я их покупал напрямую у производителя, заплатив в том числе за дорогую доставку. Устройство слева стоило 8 тысяч рублей, справа — 11 тысяч. Кстати, реле справа я готов продать т.к. для своих задач в загородном доме решил выбрать первый вариант (про это сделаю отдельную статью).
Доступной альтернативой для задач автоматизации работы приточной вентиляции можно рассмотреть устройства от AZ Instrument. Это AZ-7722/7721 (последний не имеет датчика влажности). Меня оно не устроило из-за своих габаритов и старомодного внешнего вида. Стоит такое устройство примерно 10 тысяч рублей, купить его можно на Aliexpress.
Раз мы затронули СО2-реле, то естественно стоит упомянуть вот это устройство, которое наделало много шума в интернете прошлой осенью. Это Hessway KF-900F (на фото слева). Проблема заключается в том, что продавец разместивший лот на Aliexpress упомянул в тексте не только VOC, но и СО2. Любители халявы моментально набросились на устройство, которое продавалось менее, чем за 50 долларов, хотя любому здравомыслящему человеку очевидно, что за эти деньги невозможно купить устройство с настоящим NDIR-сенсором CO2.
И что же оказалось на самом деле? Нет, это не СО2-реле для приточной вентиляции. Это — VOC-реле для управления ВЫТЯЖНОЙ вентиляцией. Об этом во-первых, чётко написано в инструкции. А во-вторых, это очевидно из принципа работы. Устройство имеет на борту 4 реле: 3 из которых используются для включения вентилятора на разных скоростях, а ещё одно — для управления байпасным клапаном приточной вентиляции (на экране даже видна иконка). Следовательно это устройство предназначено для установки на вытяжку рабочей зоны (на кухне, например). Управление байпасом нужно потому что как мы знаем кухонная вытяжка не «дружит» с приточно-вытяжной вентиляцией. А в грязной зоне нет необходимости измерять конкретно СО2. Задача более глобальна — удалить запахи. Поэтому в устройстве и используется VOC сенсор Winsen MG-812. Использовать это устройство как СО2 измеритель или реле для управления приточной вентиляцией не получится.
Также стоит отметить различные самодельные устройства, которые люди пытаются сделать с помощью Ardiuno/Raspberry и самого дешёвого NDIR CO2 датчика Winsen MH-Z19(B). Во-первых, себестоимость устройства всё равно получится в районе 100 долларов (а значит какой смысл этим заниматься, если можно купить готовое устройство?). Во-вторых, надежность и точность самодельного измерителя будет гораздо ниже, чем заводское решение (все самоделки обычно заваливают автоматическую калибровку).
Это устройство с «вечным» аккумулятором выделяется из обзора тем, что оно не измеряет ни CO2, ни PM2.5. Зато оно может измерять концентрацию смертельно опасного для человека угарного газа (СО). Актуально оно только для измерений на улице (в пробках) или на подземных парковках. В квартиры (в особенности на высоких этажах) угарный газ обычно не попадает. Несмотря на то, что само устройство заряжается от радиосигнала GSM и Wi-Fi, его мобильное приложение для полноценной работы требует держать включенным GPS, что крайне негативно сказывается на времени работы вашего смартфона. Зато хочу отметить один интересный момент, который обнаружился в процессе эксплуатации — bluetooth-соединение со смартфоном поддерживается на расстоянии не менее 20 метров. Устройство производят в Англии и официально в России не продают, но мне удалось договориться о продаже в Россию.
Подробнее про CleanSpace Tag можно прочитать здесь.
WP-6910/6912 (на фото слева и справа)
Так что же выбрать?
Для начала стоит определиться, что именно вы хотите измерять и какую задачу решить.
Если вас беспокоит грязный воздух на улице, то нужен детектор частиц PM2.5. То есть очевидно, что любой детектор частиц PM2.5 должен быть мобильным. Ещё датчик частиц PM2.5 будет вам очень полезен, если вы пользуетесь печным отоплением/камином. Я рекомендую Xiaomi PM2.5 Detector.
Если в квартире/офисе душно и вы хотите отслеживать момент, когда надо открыть окно для проветривания — вам нужен датчик углекислого газа CO2. Я рекомендую iCeeO2-500.
Но на самом деле, измерения качества воздуха в помещениях упираются в то, что внутри жилых помещений обязательно необходима автоматизированная приточная вентиляционная система с фильтрацией.
Получается замкнутый круг: в комнате стало душно (высокая концентрация СО2) — вы открыли окно, чтобы подать в комнату свежий воздух, а на улице грязный воздух (частицы PM2.5) — окно нужно снова закрывать.
Конечно можно бороться со следствием (частицы PM2.5 попавшие в квартиру через окно с улицы) и установить мойку воздуха, но на самом деле нужно бороться с источником загрязнения (улица) и использовать приточную вентиляцию с фильтрацией. А ещё не забывайте, что если у вас нет приточной вентиляции, то окно фактически придётся постоянно держать открытым (либо открывать на 5 минут каждые 30 минут и делать так круглосуточно — я публиковал замеры ранее).
Это же касается формальдегида и летучей органики VOC. Они есть в любой квартире и офисе. Эмиссия вредных веществ из отделочных материалов и мебели имеет место было в течение всего срока службы. Это тот самый запах, который вы ощущаете когда входите в квартиру, в которой не было людей и были закрыты окна (вроде не душно, а есть какой-то запах). Но все эти воздушные загрязнители элементарно удаляются с помощью принудительной приточной вентиляции. А если у вас есть принудительная приточная вентиляция, то получается, что у вас нет необходимости в датчике СО2 (кроме как для отслеживания момента замены фильтра).
Если вы хотите измерять и CO2 и PM2.5, то альтернатив у AirVisual Pro нет. Поскольку ни Awair, ни uHoo Air Sensor нельзя взять с собой. И AirVisual фактически единственное устройство, которое имеет встроенную память измерений.
Берегите своё здоровье и здоровье ваших близких.И не забывайте: одно дело кратковременное воздействие загрязнителей (пробка на улице, душный вагон), совсем другое — регулярное (ваша квартира, в которой вы проводите половину своей жизни).
Литература для самостоятельного изучения:• Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?• К вопросу о нормировании воздухообмена по содержанию СО2 в наружном и внутреннем воздухе• Качество внутреннего воздуха в зданиях, построенных в холодном климате• Частицы РМ2.5: что это, откуда и почему об этом все говорят
Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!
Сколько СО2 в воздухе
В российском ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» указаны четыре класса помещений, в зависимости от уровня СО2. В двух словах эти классы выглядят так:
- 1 класс: СО2 до 400 ppm – отличный воздух, дышите на здоровье!
- 2 класс: СО2 от 400 до 600 ppm – хороший воздух, дышать легко.
- 3 класс: СО2 от 600 до 1 000 ppm – на нижней границе воздух еще нормальный, на верхней уже так себе.
- 4 класс: СО2 больше 1 000 ppm – недопустимое качество воздуха, срочно проветривать!
1 ppm – это одна миллионная доля. Если датчик СО2 показывает 1 ppm, это значит, что в 1 м3 воздуха содержится 1 см3 углекислого газа. Не стоит ломать голову над этой величиной, предлагаем относиться к ней как к условной единице измерения концентрации газов в воздухе. В том числе углекислого. На улице уровень СО2 составляет 350-400 этих условных единиц, в помещении – до 1 000. Больше 1 000 условных единиц – значит, углекислого газа в воздухе больше, чем должно быть.
Зачем регулировать вентиляцию по датчику СО2
Вот пример того, как изменяется уровень СО2 в течение дня (измерения с помощью MagicAir):
В том же ГОСТе про допустимые и недопустимые уровни СО2 указана минимальная производительность вентиляции. Она равна 30 м3 /ч на одного человека, то есть каждый человек в комнате должен в час получать 30 кубометров свежего воздуха. Если в комнате находятся два человека, то в час им нужно минимум 60 м3 свежего воздуха. Тогда они будут дышать свежим воздухом с нормальным уровнем углекислого газа.
Но если в комнате нет людей, то незачем гонять вентиляцию на высоких оборотах в режиме 120 м3 /ч. В пустом помещении можно поддерживать свежесть воздуха и в более экономичном режиме. «Умная» вентиляция так и делает. Таким образом сокращаются траты на электроэнергию, и все элементы вентиляционной системы изнашиваются меньше.
После того, как люди придут в комнату, вентиляция включится именно в тот момент, когда датчик зафиксирует превышение допустимого уровня СО2. До этого времени нет нужды включать вентиляцию – людям хватит свежего воздуха, который успел накопиться в пустой комнате.
Кроме того, датчик покажет реальный уровень углекислого газа именно в зоне дыхания. Это даст стимул делать приточную вентиляцию более эффективной: направлять свежий воздух не абы куда, а туда, где находятся люди. Какой смысл проверять его концентрацию в углу комнаты, где вы даже не появляетесь?
Как СО2 распределяется по комнате
Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому в стоячем воздухе он постепенно опускается к полу. А именно в нижней зоне помещения находятся люди. Получается, углекислый газ надо «отгонять» от людей.
У специалистов в области вентиляции есть такое понятие – эффективность воздухораспределения. Оно говорит о том, насколько быстро свежий приточный воздух доходит до зоны дыхания: к рабочему столу, к кровати, к промышленному станку – в общем, туда, где чаще всего находятся люди. При этом в идеале приточный воздух на пути к человеку не должен проходить через зоны с грязным воздухом, в котором уже накопился СО2 и другие вредные газы. Иначе он их захватит и принесет к нам в легкие.
Цель вентиляции – двигать комнатный воздух так, чтобы около людей, в зоне их дыхания, воздух был всегда свежим и чистым, а весь углекислый газ вместе с другими загрязнителями поднимался вверх и удалялся через вытяжку. Чем быстрее свежий воздух доходит из приточной вентиляции до человека, тем лучше работает эта вентиляция.
К примеру, если сесть около бризера прямо у его решетки, то свежий воздух дойдет до вас за секунду. А повесите бризер рядом с вентиляционным отверстием – и большая часть притока из прибора прямиком отправится в вытяжку, а вы почувствуете свежий воздух в лучшем случае через несколько минут.
Адаптивная вентиляция для дома
Традиционная вентиляция всегда работает в одном и том же режиме, пока вы не измените его вручную. Такой вентиляции все равно, сколько людей в комнате и насколько интенсивно они дышат.
Показательный пример с вентиляцией в кинотеатре. Пятница, вечерний сеанс, премьерный показ ожидаемого блокбастера – набивается полный зал. Воскресенье, утро, ничем не примечательный фильм – в зале 10 человек. В обоих случаях традиционная вентиляция работает с одной и той же интенсивностью. И если во время пятничного аншлага есть смысл включать вентиляцию на полную мощность, то поддерживать тот же режим в воскресенье для 10 зрителей – это неоправданно высокие затраты.
Адаптивная вентиляция с датчиком СО2 в каждый момент времени подает ровно столько воздуха, сколько нужно. В зале мало зрителей – вентиляция перешла в экономичный режим или вообще выключилась, если уровень СО2 и так в пределах нормы. В зале 1 000 человек – вентиляция работает на самой высокой скорости.
В общем смысле адаптивная вентиляция – это та, которая регулируется по любому параметру воздуха. Это может быть температура, влажность или концентрация воздушных загрязнителей. Углекислый газ – один из них, и именно он является общепризнанным показателем для регуляции воздухообмена.
На вокзалах, в торговых и офисных центрах адаптивная вентиляция с датчиками углекислого газа по всему зданию сокращает траты на электроэнергию на 30-50 %. Правда, стоят такие сложные инженерные системы сотни тысяч рублей, так что в обычной квартире в них нет большого смысла.
Но есть адаптивная вентиляция и для обычных квартир. Стоит она как минимум в 10 раз меньше, а уменьшить траты на вентиляцию может на те же 30-50 %. В будущем эта система будет дополняться новыми датчиками, в том числе датчиками частиц РМ2.5 и летучих органических соединений, а также модулями для управления кондиционерами, увлажнителями и очистителями воздуха.
