Ventilatie

Vraaggestuurde ventilatie

Moderne ventilatiesystemen regelen de binnenluchtkwaliteit door verschillende parameters, zoals temperatuur, relatieve vochtigheid, koolstofdioxide (CO₂), totaal vluchtige organische stoffen (TVOC) en koolstofmonoxide (CO) op te volgen.

Deze factoren fluctueren afhankelijk van het aantal mensen in een ruimte, de tijd die men binnen doorbrengt, de weersomstandigheden buiten en de aanwezigheid van bepaalde verontreinigende stoffen binnenshuis. De meeste ventilatiesystemen zijn ontworpen om voldoende verse lucht aan te voeren, zelfs wanneer de ruimtes volledig bezet zijn. Wanneer lokalen leeg zijn of slechts gedeeltelijk worden gebruikt, kan de luchtstroom worden verminderd terwijl de luchtkwaliteit toch op peil blijft. Een continue toevoer van verse lucht helpt om vervuilende stoffen in de binnenlucht – waaronder ook virussen – af te voeren via de ventilatiekanalen, zodat ze zich niet opstapelen in het gebouw.

In kantoren en werkruimtes zorgen luchtkwaliteitssensoren, die in HVAC-systemen zijn geïntegreerd, voor maximale energie-efficiëntie, een adequate ventilatie en een goede luchtkwaliteit. Zo wordt een gezonde en productieve werkomgeving gecreëerd. Er is echter ook een keerzijde aan ventilatie: een hoger energieverbruik en hogere kosten, wat bijdraagt aan de uitstoot van broeikasgassen en uiteindelijk aan de klimaatverandering.

Elk jaar worden aanzienlijke hoeveelheden geld en energie verspild als gevolg van inefficiënte verwarming, ventilatie en airconditioning – waarbij open ramen een van de grootste oorzaken zijn. Slecht werkende HVAC-systemen kunnen de luchtkwaliteit binnenshuis zelfs verslechteren in plaats van verbeteren. Het vinden van de juiste balans tussen het handhaven van een hoge binnenluchtkwaliteit en het minimaliseren van energieverliezen blijft dan ook een grote uitdaging.

85% van de gebouwen in de EU is gebouwd vóór 2000 en 75% daarvan heeft slechte energieprestaties

Temperatuur en relatieve vochtigheid (RV)

Temperatuur en relatieve vochtigheid (RV) zijn twee basisparameters die het comfort en welzijn van bewoners bepalen. Daarbij is niet de absolute temperatuur, maar vooral de schijnbare of gevoelstemperatuur van belang – de temperatuur die mensen daadwerkelijk ervaren. Deze temperatuur kan echter sterk afwijken van de absolute temperatuur als gevolg van verschillende factoren, zoals luchtvochtigheid, windsnelheid (of tocht binnenshuis) en blootstelling aan zonlicht. Bovendien hangt het af van de personen in de ruimte zelf en de activiteiten die ze uitvoeren.

Binnenshuis zal het verschil tussen de gevoels- en werkelijke temperatuur vooral afhangen van het samenspel tussen relatieve luchtvochtigheid en temperatuur. Een hoge luchtvochtigheid versterkt zowel het warmte- als het koudegevoel. Koude lucht in combinatie met een hoge relatieve luchtvochtigheid voelt kil aan, terwijl warme lucht in combinatie met een hoge relatieve luchtvochtigheid warmer aanvoelt dan drogere warme lucht.
Daarom is ventilatie op basis van temperatuur en relatieve vochtigheidsgraad vooral interessant in ruimtes waar deze twee parameters sterk kunnen schommelen, zoals in de keuken of badkamer.

De meeste Sentera-sensoren kunnen zowel de omgevingstemperatuur als de relatieve luchtvochtigheid meten.

Vrije koeling tijdens de nacht

In de zomer is er doorgaans behoefte om de binnentemperatuur te verlagen, terwijl men in de winter juist de temperatuur wil verhogen en warmteverliezen beperken. Warmtewisselaars kunnen hierbij helpen, net als ventilatorkachels.
De belangrijkste toepassing van ventilatie op basis van temperatuur is vrije koeling, wat een alternatief of aanvulling is op airconditioning. Wanneer de buitentemperatuur ’s nachts daalt, zuigt het ventilatiesysteem de koelere buitenlucht naar binnen. Na verloop van tijd begint het gebouw af te koelen. Zodra de gewenste temperatuur is bereikt, stopt het systeem met de toevoer van lucht naar binnen. Deze methode is kostenbesparend en de buitenlucht komt de binnenluchtkwaliteit ten goede.

Wat zijn goede binnentemperaturen?

De ideale binnentemperatuur hangt ook af van het gebruik van de ruimte. Over het algemeen worden vier categorieën onderscheiden:

Koolstofdioxide (CO₂)

Koolstofdioxide (CO₂) is een natuurlijk bijproduct van zowel metabolische processen in levende organismen als verbranding. Chemisch gezien bestaat het uit één koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Mensen produceren CO₂ tijdens het ademen, waardoor het een veel voorkomende luchtverontreinigende stof binnenshuis is, vooral in drukbezochte of slecht geventileerde ruimtes. Hoewel CO₂ een normaal bestanddeel is van de lucht die we uitademen, kunnen te hoge concentraties schadelijk zijn. Matige concentraties kunnen leiden tot hoofdpijn en vermoeidheid, terwijl hogere waarden misselijkheid, duizeligheid en zelfs braken kunnen veroorzaken. In extreme gevallen kunnen zeer hoge CO₂-concentraties leiden tot bewusteloosheid.

Indicator van bezetting en luchtkwaliteit

Koolstofdioxide is een betrouwbare indicator van het aantal aanwezige personen in een ruimte. Omdat het merendeel van de CO₂ binnenshuis afkomstig is van de menselijke stofwisseling, is de concentratie ervan nauw verbonden met de mate waarin een ruimte gebruikt wordt. Om een gezonde binnenluchtkwaliteit te behouden en de ophoping van CO₂ te voorkomen, is een constante toevoer van verse lucht via goede ventilatie essentieel. Het opvolgen van CO₂-niveaus is dus belangrijk omdat hoge concentraties kunnen duiden op een slechte luchtkwaliteit. Wanneer het CO₂-gehalte stijgt, betekent dit meestal dat er te weinig verse lucht wordt aangevoerd en dat andere verontreinigende stoffen – zoals vluchtige organische stoffen (VOC’s) en ziekteverwekkers in de lucht – zich kunnen ophopen.

Moderne vraaggestuurde ventilatiesystemen maken gebruik van CO₂-sensoren om te bepalen of extra verse lucht nodig is in een ruimte. Deze systemen passen de ventilatie automatisch aan op basis van actuele CO₂-waarden, zodat de luchtkwaliteit steeds optimaal blijft en afgestemd is op het aantal aanwezigen en hun activiteiten. CO₂-gestuurde ventilatie is vooral handig in ruimtes met een wisselende bezetting, zoals vergaderzalen, klaslokalen en auditoria van universiteiten. Sentera biedt een uitgebreid gamma aan betrouwbare CO₂-sensoren die in dergelijke systemen kunnen worden geïntegreerd, waardoor ze een slimme keuze zijn voor een efficiënte en energiezuinige regeling van het binnenklimaat.

Wanneer een zieke persoon een ruimte gebruikt, zullen besmettelijke deeltjes in de lucht vrijkomen, blijven hangen en zich ophopen, vooral in slecht geventileerde ruimtes. Het is praktisch niet haalbaar om alle soorten infectieuze deeltjes rechtstreeks te meten, maar CO₂ is een nuttige indirecte indicator. Hogere CO₂-niveaus correleren vaak met een hoger risico op overdracht van ziekten via de lucht. Door gebruik te maken van op CO₂ gebaseerde vraaggestuurde ventilatie kan de verspreiding van ziekten door asymptomatische of presymptomatische personen aanzienlijk worden verminderd, omdat verse lucht de potentieel schadelijke deeltjes effectief verdunt.

Wat zijn aanbevolen CO₂-gehaltes?

De CO₂-sensoren van Sentera hebben een instelbaar meetbereik voor verschillende toepassingen. Voor typische binnenomgevingen wordt aanbevolen om de CO₂-concentraties onder de 800 ppm te houden om een goede luchtkwaliteit te behouden. Waarden hoeven niet onder 400 ppm te worden gebracht, aangezien dit overeenkomt met de gemiddelde concentratie van de buitenlucht. In specifieke omgevingen zoals serres worden echter vaak hogere CO₂-niveaus nagestreefd om de plantengroei te bevorderen.

Totale vluchtige organische stoffen

Vluchtige organische stoffen (VOC's) zijn organische verbindingen die gemakkelijk verdampen bij kamertemperatuur. Ze vormen een belangrijke bron van luchtvervuiling op grondniveau en zijn een veelvoorkomend probleem in binnenomgevingen. De term totale VOC of TVOC verwijst naar de gecombineerde concentratie van meerdere VOC's die tegelijkertijd in de lucht aanwezig zijn.

Gezondheid en comfort

Blootstelling aan VOC's kan leiden tot irritatie van ogen, neus en keel, hoofdpijn, duizeligheid, vermoeidheid en concentratieproblemen. Langdurige blootstelling – vooral aan stoffen zoals formaldehyde – wordt in verband gebracht met kanker en de ontwikkeling van allergieën bij kinderen. Naast de impact op de gezondheid, beïnvloeden VOC's ook het comfortgevoel. Sommige VOC's, zoals tolueen, zijn irriterend. Hoge VOC-concentraties, bijvoorbeeld afkomstig van schoonmaakmiddelen, kunnen de perceptie van reinheid in een ruimte negatief beïnvloeden en onaangename geuren veroorzaken.

Vluchtige organische stoffen komen altijd in zekere mate voor, zowel binnen als buiten. De concentraties binnenshuis liggen echter doorgaans 2 tot 5 keer hoger, en in sommige gevallen zelfs tot 1000 keer hoger, afhankelijk van de activiteit en de gebruikte materialen in de ruimte. Nieuwe gebouwen – vooral gebouwen die minder dan twee jaar oud zijn – hebben vaak de hoogste VOC-niveaus als gevolg van emissies van bouwmaterialen en afwerkingsproducten. Bronnen van VOC's binnen en buiten zijn mensen zelf, schoonmaakmiddelen, verf, pesticiden, industriële vervuiling, enz.

Daarnaast vertonen verschillende kamertypes verschillende VOC-profielen:

• Keuken en badkamer: koken, reinigingsproducten
• Woonkamer, slaapkamer en kantoor: bouwmaterialen, meubels, tapijten, reinigingsproducten en aanwezigheid van mens (en dier)
• Garage en opslagruimte: uitlaatgassen, autovloeistoffen, verf en pesticiden

In dit opzicht zijn ziekenhuizen en woonzorgcentra bijzonder gevoelig voor hoge VOC-niveaus als gevolg van veelvuldig gebruik van ontsmettings- en reinigingsmiddelen.

Ventilatie op basis van TVOC-niveau: slim en efficiënt

Het regelen van de ventilatie op basis van TVOC-niveaus is vooral interessant in omgevingen waar de binnenluchtkwaliteit continu moet worden geoptimaliseerd, zoals woonkamers, kantoorgebouwen en bepaalde industriële omgevingen. Moderne ventilatiesystemen gebruiken TVOC-sensoren om de luchtkwaliteit te monitoren en het luchtdebiet in real-time aan te passen. Deze sensoren zijn gevoelig voor waterstof (H₂), dat door mensen samen met CO₂ wordt uitgestoten tijdens de ademhaling. Omdat menselijke aanwezigheid gepaard gaat met stijgingen van beide gassen, kan het systeem dankzij deze metingen:

• De bezettingsgraad detecteren
• Een onderscheid maken tussen menselijke en materiaalgebonden verontreinigende stoffen
• De ventilatie optimaliseren op basis van de werkelijke luchtkwaliteit

Deze vraaggestuurde ventilatie verbetert de luchtkwaliteit, verhoogt het comfort en verlaagt het energieverbruik doordat er alleen geventileerd wordt wanneer dat nodig is.

Verschildruk

De term verschildruk verwijst naar het verschil in luchtdruk tussen twee verschillende punten in een systeem. Het handhaven van het juiste drukverschil is cruciaal voor een goede luchtstroom, de binnenluchtkwaliteit en energie-efficiëntie.

Toestellen voor het meten van het drukverschil, waaronder schakelaars, sensoren en regelaars, spelen een sleutelrol in ventilatiesystemen, vooral binnen verwarming-, ventilatie- en airconditioningsystemen (HVAC) en in gecontroleerde omgevingen zoals cleanrooms, laboratoria en ziekenhuizen. Ze zorgen voor een efficiënte en kosteneffectieve werking van de installaties door de luchtstroom te monitoren en te regelen, en door verstopte filters te detecteren. Kortom, toestellen voor het meten van het drukverschil zijn onmisbaar om veiligere, slimmere en duurzamere binnenomgevingen te creëren.

Een te klein drukverschil kan leiden tot onvoldoende luchtstroom, wat de kwaliteit en het comfort van de binnenlucht in gevaar brengt. Een te groot drukverschil daarentegen kan de onderdelen extra belasten en het energieverbruik doen toenemen.

Toestellen voor het meten van de verschildruk

De verschildruksensoren, -schakelaars en -regelaars van Sentera worden gebruikt voor het meten en regelen van lage drukverschillen van niet-agressieve en niet-brandbare gassen, maar ze zijn speciaal ontwikkeld voor lucht.

1. Verschildrukschakelaar
   Detecteert het drukverschil tussen twee punten en schakelt een elektrisch circuit aan of uit op basis van een vooraf ingestelde drempelwaarde. Wanneer het drukverschil de ingestelde grens overschrijdt of eronder daalt, opent of sluit de schakelaar het circuit, waardoor een alarm of actie wordt geactiveerd.
2. Verschildruksensor
   Meet en levert real-time gegevens over het drukverschil tussen twee punten.
   Gebruikt verschillende technologieën (bijv. piëzoresistief, capacitief) om het drukverschil te meten en zet dit om in een elektrisch signaal (meestal analoog).
3. Verschildrukregelaar
   Handhaaft actief een ingestelde drukverschilwaarde. Gebruikt een proportioneel-integraal (PI)- algoritme om de uitgang (bijv. een 0–10V-signaal) aan te passen en ervoor te zorgen dat het drukverschil stabiel op de gewenste waarde blijft.

Monitoring van luchtfilters

Een van de belangrijkste toepassing van drukverschil is het monitoren van luchtfilters. Een luchtfiltermonitoringssysteem wordt in HVAC-systemen gebruikt om de toestand en efficiëntie van luchtfilters te monitoren. Het toestel kan aangeven wanneer filters aan vervanging of onderhoud toe zijn. Naarmate luchtfilters vuil worden, stijgt het drukverlies over de filter. Verschildruksensoren detecteren deze verandering en kunnen waarschuwingen genereren. Dit garandeert een constante toevoer van schone lucht, verbetert de energie-efficiëntie en verlengt de levensduur van het systeem.

Sensoren en regelaars zijn onmisbaar om uw ventilatiesysteem te optimaliseren. Meet of regel het drukverschil (Pa), de luchtstroomsnelheid (m/s) of het luchtdebiet (m³/uur). Zorg ervoor dat de juiste hoeveelheid verse lucht in uw gebouw wordt aangevoerd en detecteer verstopte filters om het comfort van de bewoners en een optimale binnenluchtkwaliteit te garanderen.