Sensori di qualità dell’aria interna CAREL: temperatura, umidità relativa, CO₂, VOC, PM2.5, PM10

Molteplici studi indicano come le persone oggi passino in media il 90% della loro giornata all’interno di edifici, principalmente fra casa e ufficio.
Questi edifici, specialmente quelli nuovi, sono estremamente isolati, in modo da evitare dissipazioni di energia quando gli impianti di riscaldamento e raffrescamento sono in funzione.
La qualità dell’aria interna ne risulta però deteriorata. Con gli scambi d’aria con l’esterno ridotti al minimo l’aria diventa stagnante e la concentrazione di inquinanti aumenta, mettendo a repentaglio comfort, produttività e salute degli occupanti.
Diventa quindi fondamentale monitorare e regolare la qualità dell’aria interna, sia nelle applicazioni commerciali che residenziali.

Parametri per misurare la IAQ

Per misurare la qualità interna dell’aria negli ambienti, per determinare se quella che stiamo respirando è “buona” oppure no, è necessario prendere in considerazione più parametri.
I parametri vengono indicati tramite intervalli in quanto non è possibile indicare valori precisi perché ogni persona prova sensazioni diverse anche se l’ambiente è lo stesso, a seconda di diversi fattori come il vestiario, l’attività svolta, ecc.

• Temperatura: è espressione dell’energia termica degli oggetti ed è un parametro fisico al quale corrispondono le sensazioni di caldo e freddo. La temperatura interna per il comfort delle persone deve essere tra i 20 e i 27° C (o 67 e 82 F°) nell’arco dell’anno

• Concentrazione di CO₂: l’anidride carbonica è naturalmente presente nell’aria ed è un gas che viene prodotto dalla combustione e dalla respirazione dell’uomo, assorbita dalle piante tramite il processo della fotosintesi. La sua misurazione in ambienti chiusi è indice dell’occupazione umana, nel caso in cui superi i 1000 ppm è necessario un aumento della ventilazione

• Umidità relativa: è il rapporto tra il vapore d’acqua presente nell’aria rispetto alla massima quantità che la stessa aria può tenere in sospensione. La percentuale ottimale per il corpo umano è tra 40 e 60%
• Concentrazione di VOC: i Composti Organici Volatili (VOC) sono i componenti chimici organici responsabili della presenza odori e di alcuni inquinanti. I valori raccomandati sono sotto i 300 ppb negli ambienti interni. I livelli esterni solitamente sono più bassi rispetto a quelli degli ambienti interni a causa dell’utilizzo di agenti pulenti e detergenti
• Concentrazione di PM: il particolato comprende un insieme di particelle solide e/o liquide sospese in aria, e generate attraverso la cottura, il fumo di sigaretta e altre fonti di combustione. Le particelle più fini sono in grado di penetrare in profondità dei polmoni. I valori raccomandati per gli ambienti interni sono sotto i 10 μg/m³ per i PM2.5, sotto i 20 μg/m³ per i PM10

Monitoraggio e regolazione della qualità dell’aria interna

Le macro architetture principali per inquadrare l’installazione di sensori per la qualità dell’aria sono due: 

• sistema di monitoraggio
• sistema di monitoraggio e regolazione

I parametri che indicano la qualità dell’aria nell’ambiente vengono rilevati grazie a dei sensori installati in diversi punti dell’ambiente. 
I sensori raccolgono e inviano i dati rilevati ad un sistema di supervisione locale e/o remota degli impianti HVAC o ad un sistema BMS, i quali vengono elaborati ma non utilizzati immediatamente come input per l’impianto di ventilazione.
Grazie a questa installazione è possibile ricevere informazioni aggiornate sull’andamento della qualità dell’aria all’interno dell’edifico e valutare così come e quando azionare gli impianti di ventilazione. 

Sistema di regolazione e monitoraggio

Il sistema di regolazione e monitoraggio comprende, oltre alla raccolta delle informazioni, anche delle unità per la ventilazione dell’aria negli ambienti, come:

• unità di trattamento aria vere e proprie
• unità per ventilazione con recupero di calore
• rooftops

Queste unità ricevono il segnale dai sensori che rilevano i parametri sulla qualità dell’aria e operano in base ai segnali ricevuti, per ristabilire i livelli corretti.
A loro volta queste possono essere controllate e monitorate da un sistema di supervisione.

Fra le soluzioni per l’installazione in ambiente CAREL è in grado di fornire:

• sensori di temperatura, umidità relativa, CO₂, VOC, PM2.5, PM10
• terminali di controllo di zona

Tecnologia digitale a servizio della gestione degli impianti

CAREL ha pubblicato un white paper rispetto al tema della supervisione e del monitoraggio, con lo scopo di evidenziare l’importanza dei sistemi digitali applicati agli impianti per ottimizzare e rendere sempre più sostenibile nel tempo il controllo dei consumi.

Grazie ai sistemi digitali applicati è possibile semplificare la gestione e ridurre le attività di ispezione in campo, arrivando alla formalizzazione di un libretto di impianto digitale, come indicato dalla nuova “Energy Performance of Building Directive”. Nel documento viene analizzato anche il Regolamento Data Act, per una condivisione e un’elaborazione efficace delle informazioni a tutti i possibili fruitori.

I dati raccolti, grazie alle tecniche di data mining e machine learning, vengono aggregati e forniscono analisi efficaci delle performance dei sistemi. In particolare, si utilizzano logiche di normalizzazione e modellazione del comportamento atteso nel caso in cui si debba analizzare sistemi diversi tra loro per condizioni esterne oppure per confrontare diverse tecnologie. È possibile così evidenziare l’allontanamento dalle prestazioni ottimali, concentrando il lavoro su casi realmente critici.