Bedarfsgesteuerte Lüftung mit TVOC
Jetzt werden Airmasters CO2-Sensoren um einen TVOC-Sensor erweitert, damit die Lüftung nach mehreren Parametern steuerbar ist.
Die CO2-Konzentration wurde lange als Indikator für die menschliche Aktivität verwendet. Forschungsergebnisse belegen aber, dass Konzentrationsprobleme u. ä. nicht nur durch die CO2-Konzentration verursacht werden. Sogenannte VOC, die in relativ geringen Konzentrationen in der Raumluft auftreten, sind von großer Bedeutung für das menschliche Empfinden der Luftqualität und das Wohlbefinden.
VOC sind leicht flüchtige organische Stoffe, die beispielsweise von Hand-Desinfektionsmitteln, Reinigungsmitteln, Baumaterialien, Möbeln, Teppichen, Arbeitsvorgängen, Kosmetik und Prozessen im menschlichen Körper stammen können. Sie bestehen zum Beispiel aus Formaldehyd, Aceton, Methanol, Essigsäure und Ethanal.
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Prospekt Bedarfsgesteurte Lüftung mit TVOCMehrere Parameter zur Steuerung des Raumklimas
Die CO2- und TVOC-Konzentration verläuft nicht immer parallel. Deshalb ist eine separate Messung der VOC-Werte relevant. Für die Nutzer der Räume liegt der Vorteil darin, dass der Luftaustausch nach mehreren relevanten Parametern erfolgt.
Wenn TVOC- und CO2-Sensoren als Kombination funktionieren, ist das kritischste Signal für den Luftwechsel ausschlaggebend. Die Bedarfssteuerung gibt ein modulierendes Betriebssignal ab, welches gewährleistet, dass dem Raum die erforderliche Luftmenge zugeführt wird, um ein gutes Raumklima beizubehalten.
Anzeige der TVOC-konzentration
Sowohl am Orbit-Panel als auch in Airlinq Online ist es möglich, die TVOC-Konzentration abzulesen, wenn ein TVOC-Sensor aktiviert ist.
Damit die TVOC-Messung leichter verständlich ist, haben wir uns für 5 Skalen mit jeweils unterschiedlichen Farbkennzeichnungen entschieden. Für eine leichtere Wiedererkennung haben wir uns in puncto CO2 für eine dementsprechende 5-Schritt-Skala entschieden.
Ein CO2- und TVOC-Niveau von dunkelgrüner Farbe zeigt beispielsweise ein Raumklima von „sehr guter“ Qualität an.
Die TVOC-Messungen erfolgen anhand von Stoffkonzentrationen, deren Größenordnung 1000-mal geringer als die CO2-Messungen sind.
TVOC, CO2 und die Luftmenge können in Airlinq Online angezeigt werden.
Wann ist TVOC relevant?
Die TVOC-Steuerung ist dort relevant, wo die körperliche Aktivität der Menschen nicht die einzige Ursache für eine schlechte Luftqualität ist.
Als Beispiele sind zu nennen:
- In Räume mit vielen Bastelprodukten, Spielzeug, Kissen und ähnlichem, wie beispielsweise in Kindergärten u. ä.
- Beim Umgang mit Chemikalien wie Handdesinfektionsmitteln, Parfümen und Reinigungsmitteln oder bei Prozessen, in denen beispielsweise Kleber und Farbe verwendet werden.
- In Druckerräumen u. ä.
- Baumaterialien und Einrichtungsgegenstände können VOC abgeben, was eine Bedeutung in Räumen mit einer geringen Personenbelastung haben kann, die aber voller Materialien sind, die VOC absondern.
Beispiele für die TVOC- und CO2-messungen an einer Schule
Es wurden in der Schule in unterschiedlichen Raumtypen Airmaster-Lüftungsgeräte mit CO2- und TVOC-Sensoren installiert.
Hier zeigen wir beispielhaft einige Alltagsaktivitäten, die etwas über das Auftreten von VOC aussagen, und warum sich Airmaster für die Bedarfssteuerung mit TVOC-Sensoren interessiert.
Es gilt für die Beispiele, dass wir in den meisten Fällen, die Verschmutzungsquelle kennen und somit die Ursache für die TVOC-Schwankungen erklären können. Das ist das bei weitem nicht überall der Fall. Die TVOC-Sensoren signalisieren, dass „etwas“ anwesend ist, und ob dieses „wenig“ oder „viel“ ist, aber nicht welche TVOC.
Weil wir den Raum kennen, wissen wir, dass ein Drucker die Schwankung der TVOC-Konzentration verursacht hat.
Die Bibliothek - 2. September
Mit CO2- und TVOC-Steuerung
Die Kurve zeigt ein niedriges CO2-Niveau am Morgen an, das in den ersten Stunden je nach Anzahl der Bibliotheksbesucher steigt und fällt.
Die CO2-Konzentration fällt im Laufe des Vormittags, aber die Verwendung des Druckers um 11 Uhr verursacht einen kräftigen Anstieg der TVOC-Konzentration.
Erst als die CO2- und TVOC-Konzentrationen fallen, beginnt das Lüftungsgerät schrittweise damit, den Betrieb herunterzufahren.
Die Bibliothek - 7. September
Die TVOC-Steuerung ist deaktiviert
Hier ist die Steuerung für TVOC deaktiviert, so dass die Steuerung nur über die CO2-Konzentration erfolgt.
Es sind nur sehr wenige Personen anwesend, weshalb die CO2-Konzentration nur einen begrenzte Luftmenge im Lüftungsgerät aktiviert.
Im Vergleich zur Kurve vom 2. September wird deutlich, dass mit einer geringeren Luftmenge eine Anhäufung von TVOC im Raum einhergeht.
Ein Klassenraum - 27. August
Mit CO2- und TVOC-Steuerung
2020 haben wir alle gelernt, sehr häufig Handdesinfektionsmittel zu verwenden. Die Kurve stellt die Messungen in einem Klassenraum dar, in dem die Hände zweimal täglich desinfiziert werden: morgens und nachmittags. Beide Male desinfizieren sich alle im Raum Anwesenden die Hände, und das Lüftungsgerät reagiert, indem es in den Maximalbetrieb (100%) geht.
Im dazwischenliegenden Zeitraum reagiert das Lüftungsgerät auf CO2 sowie TVOC und steuert nach dem Sensor, der den höchsten Ausschlag gibt.
Ein Klassenraum - 11. September
Die TVOC-Steuerung ist deaktiviert
Hier ist die Steuerung über den TVOC-Sensor deaktiviert, so dass die Bedarfssteuerung nur über die CO2-Konzentration erfolgt.
Das Lüftungsgerät reagiert planmäßig mit der Bedarfssteuerung, die sich ausschließlich nach der CO2-Konzentration richtet.
Der TVOC-Sensor misst weiterhin die VOC, obwohl das Lüftungsgerät die Messungen nicht zur Steuerung verwendet. Im Raum wird ein Handdesinfektionsmittel verwendet, was die TVOC-Konzentration kräftig erhöht.
Das Lüftungsgerät reagiert natürlich nicht, da die Steuerung nach TVOC deaktiviert ist.
Ein Klassenraum– 3. September versammlung am abend
In der Schule findet um 19 Uhr ein Elternabend statt. Die Lehrkraft trifft etwas früher ein, was an den Kurven ersichtlich ist, die um ca. 18.30 Uhr Aktivität anzeigen. Es waren viele Menschen anwesend, was an der CO2-Konzentration abzulesen ist.
Wir haben erfahren, dass zu Beginn des Elternabends die Hände desinfiziert wurden, was auch aus der TVOC-Konzentration hervorgeht. Die hohe TVOC-Konzentration veranlasst das Lüftungsgerät umgehend dazu, in den Maximalbetrieb (100%) zu gehen, um die TVOC-Konzentration zu reduzieren.
Das Lüftungsgerät bringt das hohe, vom Desinfizieren verursachte TVOC-Niveau relativ schnell unter Kontrolle und reduziert den Betrieb ein wenig, bis um ca. 20.40 Uhr wieder Desinfektionsmittel verwendet wird. Das Lüftungsgerät erreicht deshalb wieder den maximalen Betrieb und bleibt dort, bis die Menschen den Raum verlassen. Erst als die CO2- und TVOC-Konzentrationen gegen 21.10 Uhr fallen, beginnt das Lüftungsgerät schrittweise damit, den Betrieb herunterzufahren.
Ein Büro - 28. August
Die Lüftung in diesem Raum erfolgt nur über die CO2-Steuerung.
Die Luftqualität ist gut, wenn wir das CO2 isoliert betrachten. Wenn wir uns ebenfalls die TVOC-Messung ansehen, ist die Kurve unregelmäßiger.
Die TVOC-Konzentration steigt stark im Laufe des Tages mit vielen Spitzenwerten, die durch die Verwendung von Handdesinfektionsmittel verursacht werden, wenn im Büro Besucher eintreffen.
