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Juergen Ziesche Product Management Sensors SAUTER HeadOffice Allgemeine Information CO 2 -Sensoren
Agenda ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Was ist CO 2  ?   ,[object Object],Frischluft CO 2  Konzentration:  0,03 % oder 366 ppm  (trockene Standardatmosphäre) 0,01...3% H 2 O Wasserdampf ~ 0,97     Argon, etc. 0,03 CO 2 Kohlendioxid 20,9 O 2 Sauerstoff 78,1 N 2 Stickstoff Trockene Standardatmosphäre [% v/v]
Welche Effekt hat CO 2  auf den Menschen ? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Wo kommt ein erhöhter CO 2 -Gehalt vor? ,[object Object]
Welche Effekt hat CO 2  auf den Menschen ? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Frische, natürliche Umgebungsluft 400ppm Empfohlener Grenzwert für Raumluft nach Dr. Max Pettenkofer 1000ppm > 1000ppm Müdigkeit und Konzentrations- schwäche machen sich bemerkbar. Fehlerhäufigkeit steigt, Lernfähigkeit  und Produktivität sinkt. (CEN EN13779) Max. Arbeitsbereich eines selektiven CO 2 -Sensors nach VDMA Arbeitsblatt 2000ppm Maximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK-Wert) Grenzwert für  CO 2 - Konzentration am Arbeitsplatz 5000ppm
Typische CO 2 -Konzentration ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
CO 2  und Luftqualität ,[object Object],[object Object]
Möglichkeiten wie bedarfsgerecht  gelüftet werden kann ,[object Object],sehr schlecht, unbedingt lüften! fünfmal blinkt über 3.000 schlecht, bitte lüften zweimal 2.500 bis 3.000 mittelmässig, Lüften empfohlen einmal 1.500 bis 2.500 gut 0 bis 1.500 Luftgüte akustisches Signal (Piepton) optisches Signal (LED) CO 2 -Konzentration (ppm)
Bedarfsgerechte Lüftung über  die CO 2 -Konzentration   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Bedarfsgerechte Lüftung über  die CO 2 -Konzentration   ,[object Object],Die Fläche in blau zeigt die Energieeinsparung
Bedarfsgerechte Lüftung über  die CO 2 -Konzentration ,[object Object],Die Werte basieren aus Resultaten aus dem IEA-Projekt Annex 18  „Bedarfsgeregelte Luftung “ ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Messprinzipien von CO 2 -Sensoren ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Messprinzipien von  NDIR – CO 2 -Sensor ,[object Object],(c)  single source – dual beam – dual wavelength (a) Single-lamp single single-wavelength (b) Dual source – dual beam – single wavelength (d) Single source – single beam – dual wavelength
Eignung der verschiedenen NDIR – CO 2  Messverfahren für die bedarfsgeregelte Lüftung EGQ222F001 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object], Hoch single source – dual beam – dual wavelength ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Niedrig  single source – single beam – single wavelength   Detektor mit ABC Algorithmus ,[object Object],[object Object],Hoch single source – single beam – dual wavelength ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object], Hoch dual source – dual beam – single wavelength Bemerkungen Eignung für bedarfsgeregelte Lüftung Her-stell-Kosten CO 2  Messprinzip
Aufbau eines NDIR CO 2  -Sensors  (Bisheriges Model der Firma Sauter ) ,[object Object],IR detector sensor cell (optical path , sample chamber IR spectral filter IR source (pulsed operation) single source  –    single beam  –    single wavelength   ,[object Object],[object Object],Einstrahlverfahren U
Der neue CO 2 -Sensor von Sauter  ,[object Object],single source  –  dual beam  –  dual wavelength Zweistrahlverfahren
Möglichkeiten wie bedarfsgerecht  gelüftet werden kann ,[object Object],sehr schlecht, unbedingt lüften! fünfmal blinkt über 3.000 schlecht, bitte lüften zweimal 2.500 bis 3.000 mittelmässig, Lüften empfohlen einmal 1.500 bis 2.500 gut 0 bis 1.500 Luftgüte akustisches Signal (Piepton) optisches Signal (LED) CO 2 -Konzentration (ppm)
Möglichkeiten wie bedarfsgerecht  gelüftet werden kann ,[object Object],CO 2  und Temperatursensor EGQ222F001 * EnEV 2009 und DIN V 18599 -  Nichtwohnbau
Zusammenfassung  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Zusammenfassung  ,[object Object],[object Object]
Zusammenfassung  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Informationsquellen CO 2   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Richtlinie für Fühlermontage Quelle www.climasuisse.ch Fühler auf ca. 1,5 m Höhe in der Aufenthaltszone und min. 50 cm von der nächsten Wand entfernt montieren. Nicht da, wo die Sonne den Fühler anstrahlen kann! Nicht an eine Aussenwand! Nicht in Nischen und Gestellen! Nicht in unmittelbarer  Nähe der Türe! Nicht in der Nähe von Lampen oder über Heizkörpern! Bei Massivwänden  (Stahl, Beton usw.) ist  eine wärme dämmende Unterlage zwingend Nicht hinter Vorhängen!
[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],IR detector sensor cell (optical path, sample chamber IR spectral filter IR source (pulsed operation) single source  –  dual beam  –  dual wavelength Structure of a NDIR CO 2  sensor  (old Sauter model) U
Drift compensation ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Wenn der Minimum Wert z.B. nur auf 800ppm sinkt, stellt der Sensor einen Offset von 800 ppm ein und im Laufe der Zeit driftet  der Sensor ganz ab. Days CO 2  Concentration
single source  –  dual beam  –  dual wavelength Dual- beam  sensor  ,[object Object],[object Object],[object Object],The new CO 2  sensor from Sauter
The new CO 2  sensor from Sauter
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Dual-beam procedure

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CO2 Sensor, Detector, NDIR,

  • 1. Juergen Ziesche Product Management Sensors SAUTER HeadOffice Allgemeine Information CO 2 -Sensoren
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  • 22.
  • 23.
  • 24. Richtlinie für Fühlermontage Quelle www.climasuisse.ch Fühler auf ca. 1,5 m Höhe in der Aufenthaltszone und min. 50 cm von der nächsten Wand entfernt montieren. Nicht da, wo die Sonne den Fühler anstrahlen kann! Nicht an eine Aussenwand! Nicht in Nischen und Gestellen! Nicht in unmittelbarer Nähe der Türe! Nicht in der Nähe von Lampen oder über Heizkörpern! Bei Massivwänden (Stahl, Beton usw.) ist eine wärme dämmende Unterlage zwingend Nicht hinter Vorhängen!
  • 25.
  • 26.
  • 27.
  • 28.
  • 29. The new CO 2 sensor from Sauter
  • 30.

Hinweis der Redaktion

  1. Sehr geehrte Damen und Herren Ich möchte Ihnen die technischen Neuigkeiten im Bereich der CO 2 Messtechnik vorstellen
  2. Die Themen der Präsentation sind
  3. CO 2 ist ein natürliches Gas, das in der Atmosphäre vorkommt. Ein Teil des CO 2 entsteht durch die Umwandlung von Sauerstoff bei der Atmung
  4. In einem unbelegten Büro liegt die CO 2 Konzentration bei ca. 450 bis 500 ppm. Wenn das Büro belegt ist, steigt die CO 2 Konzentration an, die Geschwindigkeit und die Höhe des Anstieges ist stark abhängig von der Anzahl der Personen im Raum und deren Tätigkeit. Wird zB. ein Fenster geöffnet, sinkt die CO 2 Konzentration im Raum rapide. Wird das Fenster wieder geschlossen, steigt die CO 2 Konzentration wieder an.
  5. Kurz zu erwähnen ist, dass eine hohe CO2 Konzentration zu Ermüdung und Konzentrationsschwierigkeiten führt. Deswegen gibt es in der EG Empfehlungen, in Schulen und Büros CO 2 geführte Lüftungen einzusetzen. Ein grosses Einsatzgebiet für die CO 2 Sensoren sind deshalb Schulen und Universitäten.
  6. Typische Beispiele für CO 2 Konzentrationen sind
  7. Wie Sie sehen können nimmt das Wohlbefinden der Menschen mit zunehmendem CO 2 Gehalt ab. Deswegen ist die CO 2 Konzentration neben Feuchtigkeit und Temperatur eine wichtige Messgrösse zur effizienten Raumlüftung.
  8. Mit der CO 2 Ampel sollen die Menschen betreffend der CO 2 Problematik sensibilisiert werden, sie ist keine Alternative zu einer CO 2 -effizienten geregelten Lüftung. Beispiel: Oftmals wird ein Fenster geöffnet, wenn die CO2 Ampel schlechte Luft anzeigt. Leider wird in vielen Fällen vergessen, das Fenster zu schliessen wenn die Luftqualität wieder in Ordnung ist und Wärme entweicht . Es gibt auch CO 2 Ampeln die einen Relaisausgang haben z.B. um Fenster zu öffnen oder zu schliessen. Hierbei handelt es sich um eine Zweipunkt Steuerung, welche nicht so energieeffizient ist wie eine Regelung.
  9. Der Aussenluftvolumenstrom von RLT-Anlagen wird üblicherweise für die Maximalbelegung ausgelegt. Um die Energie rationell einzusetzen, muss der Aussenluftvolumenstrom bei einer Teilbelegung reduziert werden. Eine optimale Lösung um Energie einzusparen ist eine CO 2 geführte Lüftungsanlage.
  10. Das Beispiel zeigt das Einsparpotential einer CO 2 geführten Lüftungsanlage. Die blaue Fläche stellt das Einsparpotential gegenüber einer Zweipunkt- Steuerung dar.
  11. Wie Sie sehen können bietet die CO 2 geführte Lüftung ein hohes Einsparpotential
  12. !!! Nur, falls jemand nachfragt: Bei Elektrochemischen geht CO2 eigentlich nicht, ebenso bei den MOX Sensoren, dort misst man die VOCs. Grund: CO2 ist unpolar Es gibt vier gängige Verfahren mit denen man CO 2 messen kann. Metalloxid-Halbleiter-System Sensor Diese Technologie hat ein grosses Zukunftspotential , diese Technologie wird schon von verschiedenen Firmen für Bereiche angeboten, in denen keine selektive CO 2 Messung gefordert ist, z.B. von der Firma Al-KO . Vorteile: Preisgünstig Kleine Baugrösse Geringer Energieverbrauch Nachteile: DieCO 2 Messgenauigkeit ist nicht sehr gross, sie beruht heute noch auf eine Annahmen des CO 2 Wertes Der Metalloxid-Halbleiter- Sensor hat heutzutage noch eine hohe Querempfindlichkeit Die Langzeit Messstabilität (Drift) ist noch nicht so hoch wie bei NDRI CO 2 Sensor, da eine zuverlässige Kompensation bei der CO 2 Messung nicht einfach und sehr komplex ist. Bis jetzt kann noch keine zuverlässige Aussage über die Lebensdauer der Sensoren gemacht werden, da es sich um eine neue Technologie handelt. Kommentar: die Firma Sauter wird diese Technologie im Auge behalten. Wenn sie sich positiv weiter entwickelt und die noch bestehenden Kinderkrankheiten über wunden sind, sie als preisgünstige Alternative zum selektiven CO 2 Sensor anbieten.
  13. Es gibt vier gängige NDIR Verfahren mit denen man CO 2 messen kann. Die blauen Verfahren sind im Prinzip gleich gut für eine bedarfsgerechte Lüftung. Die Firma Sauter hat sich für die neue C Technologie Single-lamp dual-wavelength entschieden.
  14. Es gibt vier gängige NDIR Verfahren mit denen man CO 2 messen kann. Verschiedene unabhängige Studien haben festgestellt, dass nur zwei NDIR CO 2 Messverfahren für die Regelung einer bedarfsgerechten Lüftung geeignet sind. dual source – dual beam – single wavelength single source – dual beam – dual wavelength Grund: Die Drift Kompensation der CO 2 Sensoren wird bei den anderen Verfahren nicht zuverlässig durchgeführt. Deswegen besteht eine hohe Gefahr, dass die CO 2 Sensoren unkontrolliert wegdriften und falsche Messergebnissen anzeigen. Auf der nächsten Folie möchte ich Ihnen kurz zeigen, warum CO 2 Sensoren abdriften können.
  15. Mit der CO 2 Ampel sollen die Menschen betreffend der CO 2 Problematik sensibilisiert werden, sie ist keine Alternative zu einer CO 2 -effizienten geregelten Lüftung. Beispiel: Oftmals wird ein Fenster geöffnet, wenn die CO2 Ampel schlechte Luft anzeigt. Leider wird in vielen Fällen vergessen, das Fenster zu schliessen wenn die Luftqualität wieder in Ordnung ist und Wärme entweicht . Es gibt auch CO 2 Ampeln die einen Relaisausgang haben z.B. um Fenster zu öffnen oder zu schliessen. Hierbei handelt es sich um eine Zweipunkt Steuerung, welche nicht so energieeffizient ist wie eine Regelung.
  16. Auf Grund der europäischen Energiesparverordnung werden in Zukunft immer mehr Niedrigenergiehäuser gebaut, und die bedarfsgerechte Lüftung über den CO 2 Wert gewinnt immer mehr Bedeutung. Durch eine bedarfsgerechte Lüftung kann unter anderem die Schimmelbildung in den Gebäuden verhindert werden, somit werden die Instandhaltungskosten stark reduziert. Auch die Gesundheitsgefährdung durch Schimmel kann so verhindert werden.
  17. Einer der Hersteller ist GE (erweitert sein Portofolio mit dual beam Lösung)
  18. Weitere Informationen zu CO2 Sensoren und unabhängige Testberichte finden Sie im Extranet unter CO2 Sensoren EGQ 222
  19. First I explain the structure of the old CO 2 Sensor I want to show you the difference between the old and the new CO 2 Sensor
  20. The old CO 2 sensors were calibrated using a software and the assumption of a regular background concentration of 400 to 500 ppm „ Assumption“ means that the CO 2 concentration must decrease to at least 500 ppm for 4-8 hours at least once every two weeks Sensor uses this minimum value as an offset Otherwise the sensor will drift from its original settings, until only incorrect readings are provided In Winter especially in big cities it is difficult to reach background concentrations of below 500 ppm
  21. The new Sensor has two detectors. A Reference detector And a detector to measure the CO 2 concentration With this System the CO 2 concentration and the Drift can be absolutely reliable measured.
  22. Der Filter des Referenz-Detektors ist auf eine Strahlungslänge von ca. 3.8 μ m ausgelegt. Bei dieser Wellenlänge können Gase nur in Ausnahmefällen detektiert werden und wirken sich deshalb kaum auf die Referenzmessung aus. Über das Referenzsignal, welches sich mit der Zeit verändert, kann die Alterung der RI Quelle und die Verschmutzung der Messzelle bestimmt werden. S omit kann über die Veränderung des Referenz M esswert Signals eine zuverlässige Drift Kompensation durchgeführt werden. The filter of the reference detector is designed for a beam length of about 3.8 μ m. At this wavelength, gases can be detected only in exceptional cases, so they have hardly any effect on the reference measurement. Using the reference signal, which changes over time, it is possible to determine the ageing of the RI source and the level of contamination of the measuring cell. This makes it possible to carry out a reliable drift compensation based on the change in the reference value signal.
  23. The new Sensors are available sins May The housing stays the same, the only change will be the Index (A) of the Sensors