Sensoren für die Luftqualität in Innenräumen

ABSTRAKT

Das gestiegene Bewusstsein über eine optimale Raumluftqualität (IAQ) sowie die Notwendigkeit, die mechanischen Lüftungsraten zu optimieren, um diese Luftqualität zu gewährleisten, haben zu einem erhöhten Bedarf an Luftsensoren geführt. Es wird verständlicherweise viel über die unterschiedliche Qualität der verschiedenen Sensoren und den Umfang der zu messenden Schadstoffe diskutiert, aber die Bedeutung der Position des Sensors in einem Raum wird oft vernachlässigt.

Um die Bedeutung der Positionierung eines Luftsensors zu demonstrieren, führte Rensair einen einfachen Versuch in einem belüfteten, möblierten Raum durch, bei dem mit drei Sensoren an verschiedenen Stellen eingebrachte Luftschadstoffe gemessen wurden

Die resultierenden Daten zeigten, dass selbst in einem belüfteten Innenraum der an der Wand montierte Sensor nur die Hälfte der Schadstoffe misst, die der in der Mitte des Raums platzierte Sensor registriert. Diese signifikante Abweichung bei den Messungen unterstreicht die Bedeutung der Position des Sensors für die genaue Messung der Raumluftqualität, sowohl um eine sichere Umgebung zu gewährleisten als auch um die richtigen Belüftungsmengen zu regulieren.

BEDEUTUNG DER PLATZIERUNG DES LUFTSENSORS

Die richtige Platzierung eines Raumluftqualitätssensors (IAQ) ist aus mehreren Gründen wichtig:

Genauigkeit: Ein IAQ-Sensor dient zur Messung der Konzentration von Feinstaub (PM) Schadstoffen oder Gasen in der Luft. Um die Schadstoffkonzentration in der Atemluft der Menschen genau zu messen, muss ein Sensor an der richtigen Stelle platziert werden. Wenn der Sensor falsch positioniert ist, spiegelt er möglicherweise die Luftqualität im Raum nicht genau wider, was zu falschen Messungen und einem falschen Sicherheitsgefühl führt. Wenn außerdem die mechanische Beatmungsrate von den Daten des Sensors abhängt, führt eine ungenaue Messung zu falschen Beatmungsraten (was typischerweise zu einer Unterbeatmung führt).

Identifizieren von Quellen: Die Platzierung eines IAQ-Sensors an der richtigen Stelle kann dabei helfen, die Verschmutzungsquellen in einem Raum zu identifizieren. Wenn beispielsweise ein Sensor in der Nähe eines Gasherds angebracht wird, kann er die Menge an Kohlenmonoxid erfassen, die der Herd produziert. Diese Informationen können den Menschen helfen, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Belastung durch Schadstoffe zu reduzieren.

Überwachung der Wirksamkeit von Maßnahmen: IAQ-Sensoren können verwendet werden, um die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verbesserung der Raumluftqualität zu überwachen, wie z. B. das Öffnen von Fenstern, das Einschalten von Luftreinigern oder die Verwendung von Lüftungssystemen. Die Platzierung von Sensoren an der richtigen Stelle kann dabei helfen, festzustellen, ob die Eingriffe den gewünschten Effekt haben, indem sie die Schadstoffe niedrig und den CO2-Ausstoß innerhalb angemessener Schwellenwerte halten.

INNENLUFTSTROM

Die Luft kann sich bis zu einem gewissen Grad frei in einem Raum bewegen, aber das Ausmaß, in dem sie sich bewegen kann, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich der Größe und Gestaltung des Raums, der Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Luft und dem Vorhandensein von Hindernissen wie Möbeln oder Wände und das Vorhandensein von Ventilatoren oder anderen Luftbewegungsquellen.

Im Allgemeinen bewegt sich Luft von Bereichen mit höherem Druck zu Bereichen mit niedrigerem Druck, und die Luftbewegung in einem Raum wird oft durch natürliche Konvektion beeinflusst, die auftritt, wenn warme Luft aufsteigt und kühle Luft absinkt. Dies kann eine natürliche Luftzirkulation im Raum erzeugen, obwohl die Luftbewegung durch Hindernisse wie Wände, Möbel oder Personen verlangsamt oder blockiert werden kann.

Die Luftbewegung innerhalb eines Raumes kann durch Ventilatoren oder andere mechanische Luftbewegungsquellen wie Klimaanlagen oder Lüftungsanlagen beeinflusst werden. Diese können verwendet werden, um die Luft gleichmäßiger im Raum zu verteilen oder den Frischluftstrom in den Raum zu erhöhen.

Es kann auch Bereiche in einem Raum geben, in denen die Luft mit wenig Bewegung stagniert. Dies kann durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, wie z. B. das Vorhandensein von Hindernissen, mangelnde Belüftung oder Temperaturgradienten. Beispielsweise kann die Luft in der Nähe von Wänden, in Ecken oder Nischen, wo es wenig natürliche Luftbewegung gibt, oder in Bereichen, die durch große Möbelstücke oder andere Hindernisse blockiert sind, stagnieren.

Auch in schlecht belüfteten Räumen kann die Luft stagnieren, was zu Schadstoffansammlungen oder zu hoher Luftfeuchtigkeit führen kann. Dieser Mangel an Belüftung kann zu einer Ansammlung von Schadstoffen führen, die sich negativ auf die Raumluftqualität auswirken und gesundheitliche Probleme für die Bewohner verursachen können. Darüber hinaus kann stagnierende Luft heiße oder kalte Stellen in einem Raum erzeugen, die zu Unbehagen oder sogar thermischen Beschwerden führen.
Die Platzierung eines IAQ-Sensors in einem Bereich mit stehender Luft führt zu ungenauen Messwerten der Luftqualität dieses Innenraums.

Insgesamt kann sich die Luft zwar bis zu einem gewissen Grad frei in einem Raum bewegen, ihre Bewegung wird jedoch häufig von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, und es kann erforderlich sein, mechanische Mittel einzusetzen, um den Luftstrom zu optimieren und eine angemessene Belüftung sicherzustellen. Die genaue Platzierung eines IAQ-Sensors muss sorgfältig überlegt werden, damit er nicht in einem Bereich mit stehender Luft installiert wird.

VERSUCH ZUR MESSUNG VON LUFTSCHADSTOFFEN MIT LUFTSENSOREN AN VERSCHIEDENEN STANDORTEN

Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Rensair führte einen Versuch durch, um die Raumluftqualität zu messen, indem drei hochwertige Luftsensoren verwendet wurden, die an verschiedenen Stellen im Raum positioniert waren. Die Sensoren maßen PM1- und PM2,5-Werte.

• Der Raum hatte Tische und Stühle, also Möbel, die den Luftstrom behindern könnten.
• Der Raum profitierte von einer mechanischen Belüftung.
• An vier verschiedenen Stellen (P1, P2, P3 und P4) wurden Schadstoffe eingebracht.
• Ein IAQ-Sensor befand sich an einer Wand, ein weiterer genau in der Mitte des Raums und der letzte auf der Oberseite eines Rensair-Luftreinigers, der nahe an einer Wand stand.

TESTERGEBNISSE

Das folgende Diagramm zeigt die PM1-Messungen in Mikrogramm/m3 (µg/m3), die von jedem der drei Sensoren über eine Stunde gemessen wurden, als Schadstoffe im Laufe der Zeit an verschiedenen Stellen im Raum eingeführt wurden.

Die Daten aus den Messungen zeigen, dass:

• der sensor in der raummitte hat die meisten schadstoffe gemessen.
• Die Messungen des an den Rensair-Geräten angebrachten Luftsensors waren dem in der Mitte des Raums angebrachten Sensor sehr ähnlich, mit Ausnahme der Einführung der zweiten Verschmutzung.
• der wandmontierte Sensor hat immer weitaus weniger Verschmutzung gemessen als der Wandsensor (im Durchschnitt waren die PM1-Messwerte ~50% niedriger).
• Die Verschmutzungsmessungen des Wandsensors waren im Vergleich zu denen des Sensors in der Mitte des Raums und des Rensair-Geräts verzögert.

Der Grund, warum die Daten des auf dem Rensair-Gerät platzierten Sensors denen des Sensors in der Mitte des Raums ähnlich waren, liegt darin, dass ein Rensair-Gerät eine effektive Luftzirkulation in einem Raum erzeugt (durch unabhängige Tests bestätigt). Sie atmen Luft oben am Gerät in einer halbkugelförmigen 360-Grad-Aktion ein und atmen unten Luft aus (*). Das Ergebnis ist, dass ein Gerät, das auf einem Rensair-Gerät platziert ist, eine genaue Messung der Raumluftqualität liefert.

ABSCHLUSS

Um die IAQ eines Raums richtig zu messen, sollte ein Sensor an der richtigen Stelle platziert werden, um sicherzustellen, dass er die Schadstoffkonzentration in der Luft, die Menschen atmen, genau misst, und nicht an einem Ort, an dem die Gefahr von stehender Luft besteht.

Alternativ sollte der Sensor, wenn er an einer Wand angebracht ist, die Möglichkeit haben, eine gute Luftzirkulation zu erzeugen, um sicherzustellen, dass er nicht die Luft in einer stagnierenden Zone misst.

Die Bedeutung des Standorts des Luftsensors darf im Hinblick auf die intelligente bedarfsgesteuerte Lüftung und die mechanische Lüftung, die anhand von Live-Messungen der Raumluftqualität angepasst wird, nicht unterschätzt werden. Wie aus den Ergebnissen in der obigen Tabelle hervorgeht, die in einem belüfteten Raum aufgenommen wurden, hätte ein System, das von den Messwerten des an der Wand montierten Sensors abhing, den Raum unterbelüftet, nachdem es registriert hatte, dass die Verschmutzung nur die Hälfte des tatsächlichen tatsächlichen Niveaus betrug .

Sensoren sollten auch so positioniert werden, dass ein ungehinderter Luftstrom zum Sensor möglich ist. Vermeiden Sie die Platzierung in der Nähe von Hochspannungsleitungen, die elektronische Interferenzen erzeugen können.

Wie bei Außensensoren ist es ideal, Innensensoren in der Nähe der typischen Atemzonenhöhe (3 – 6 Fuß) zu platzieren. Sensoren sollten entfernt von Luftverschmutzungsquellen wie Toastern und Luftverschmutzungssenken wie Luftreinigern platziert werden, um eine repräsentativere Messung der Raumluftqualität zu erhalten. Sensoren sollten einen freien Luftstrom haben und nicht hinter Möbeln platziert oder in Ecken versteckt werden. Fenster, Türen und Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC)-Kanäle können schnell wechselnde Temperatur- und relative Feuchtigkeitsbedingungen einführen, die einige Sensoren nachteilig beeinflussen können. Darüber hinaus können die Luftqualitätsbedingungen in der Nähe von Türen, Fenstern und Ein- oder Ausgängen von Kanälen übermäßig durch externe Quellen beeinflusst werden und nicht repräsentativ für die durchschnittlichen Konzentrationen in Innenräumen sein.

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(*) CFD-Studien zeigen, dass dieser kombinierte Luftstrom eine toroidale Luftzirkulation in einem Raum erzeugt – tatsächlich zeigen unabhängige Tests, dass ein Rensair-Gerät bei der Luftreinigung effektiv ist, unabhängig davon, wo das Gerät in einem Raum aufgestellt wird.