‫‪Controtec‬‬ ‫בקרת פחמן דו‪-‬חמצני‬ ‫מאת אלדד לוי‪ ,‬מנהל פיתוח עסקי בקונטרוטק‬ ‫פחמן דו‪-‬חמצני )‪ (CO2‬הוא גז חסר ריח וצבע הנפלט בתהליכי נשימה ושריפה של חומרים אורגנים‪.‬‬ ‫בריכוזים גבוהים הוא עשוי לגרום לתופעות פזיולוגיות שונות כגון כאבי ראש ועייפות‪ ,‬ובמקרים קיצוניים‬ ‫אף למוות‪ .‬באוויר צח ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני נע בטווח של ‪( 350-450 ppm‬חלקיקים למיליון)‪ ,‬כאשר‬ ‫באיזורים מתועשים קיים ריכוז גבוה יותר של עד ל‪ 800 ppm-‬הנובע מתהליכי שריפה של דלקים וחומרים‬ ‫אחרים‪ .‬מאחר ופחמן דו‪-‬חמצני נפלט בנשימה‪ ,‬ריכוזו גבוה יותר במבנים הומי אדם כגון בתי חולים‪,‬‬ ‫מבנים ציבוריים‪ ,‬משרדים‪ ,‬אולמות ואוניברסיטאות‪ .‬במבנים צפופים ללא איוורור מתאים ריכוזו יכול‬ ‫להגיע ל‪ 3,000 ppm-‬ויותר‪.‬‬ ‫פחמן דו‪-‬חמצני במבנים‬ ‫בשנים האחרונות קיימת עלייה במודעות לצורך בבקרת פחמן דו‪-‬חמצני במבנים‪ ,‬כאשר ריכוז גבוה‬ ‫מהווה אינדיקציה לאיוורור לקוי‪ .‬תקן ה‪ ASHRAE-‬האמריקאי קובע כי ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני הסטנדרטי‬ ‫לחדר לא יעלה על ‪ .1,000 ppm‬עם זאת‪ ,‬בחלק גדול מהמבנים הסגורים בארץ ובעולם קיים ריכוז גבוה‬ ‫יותר‪.‬‬ ‫פחמן דו‪-‬חמצני כשלעצמו אינו מזהם‪ ,‬אך משמש כאינדיקטור למזהמים הנפלטים ממיקרואורגניזמים‬ ‫הגדלים במקומות סגורים ומאוכלסים‪ .‬ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני בבניינים נותן אינדיקציה ליחס שבין כמות‬ ‫הפחמן הדו‪-‬חמצני הנפלטת בנשימה לבין הדילול שנובע מאיוורור מכאני וטבעי‪ .‬מכאן שכאשר קיים‬ ‫הפרש יציב בין ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני באוויר בחוץ לבין ריכוזו במבנה‪ ,‬ניתן להשתמש בריכוז במבנה‬ ‫כאינדיקציה לביצועי מערכת האיוורור‪.‬‬ ‫איוורור חסר עלול לגרום למספר תופעות אותן מסווגים כ"‪( "Sick Building Syndrome‬תסמונת המבנה‬ ‫ה"חולה") או ‪ .SBS‬תופעות אלה כוללות כאבי ראש‪ ,‬עייפות ורגישות בעיניים ובאף‪ .‬ישנם ממצאים‬ ‫המעידים על כך שאיוורור חסר משפיע על ביצועיהם של תלמידים ועובדים העוסקים בעבודות הדורשות‬ ‫ריכוז‪.‬‬ ‫מחקר שבוצע באוניברסיטת דנמרק מצא שאיוורור יעיל מסייע לתפוקה בעבודה משרדית בצורה‬ ‫משמעותית‪ ,‬ואף משפיע באופן חיובי על שביעות הרצון ממקום העבודה‪ .‬במסגרת מחקר אחר שהתקיים‬ ‫במספר בתי ספר בפינלנד הותקנו מערכות איוורור הכוללות בקרה על ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני במספר‬ ‫כיתות נבחרות‪ .‬לאחר ההתקנה נמצא כי ציוני התלמידים הלומדים בכיתות בהן הותקנו המערכות עלו‬ ‫באופן משמעותי‪ ,‬בעוד שהציונים בכיתות האחרות לא השתנו‪.‬‬ ‫איוורור לפי דרישה (‪)DCV‬‬ ‫חשוב לדאוג לאיזון נכון של מערכות לבקרת איוורור במבנים‪ .‬איוורור ייתר מבזבז אנרגיה ואף עלול לגרום‬ ‫לבעיות באיכות האוויר במקומות חמים ולחים‪ .‬איוורור חסר מוביל לאיכות אוויר ירודה הגורמת לאי‪-‬נוחות‬ ‫ובעיות בריאותיות‪ .‬איוורור לפי דרישה (‪ )Demand-Controlled Ventilation‬המבוסס על רגשי פחמן דו‪-‬‬ ‫חמצני מהווה פיתרון אופטימלי לבעיה זו‪ .‬מערכות אלה מתאימות את עוצמת האיוורור לרמת התפוסה‬ ‫בחלל המבוקר‪ .‬שימוש במערכות איוורור לפי דרישה מקנה מספר ייתרונות מרכזיים‪ ,‬בינהם עלייה‬ ‫באיכות האוויר‪ ,‬חיסכון באנרגיה‪ ,‬מניעת כניסה מיותרת של אוויר לח ותיעוד של איכות האוויר במבנה‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪Controtec Control Technologies Ltd.‬‬ ‫‪Phone: 972-(0)4-8724558‬‬ ‫‪Fax: 972-(0)4-8724559‬‬ ‫‪Website: http://www.controtec-ltd.com‬‬ ‫‪Email: [email protected]‬‬ ‫‪Controtec‬‬ ‫חסכון באנרגיה‬ ‫בכדי לחסוך באנרגיה התקן האמריקאי ממליץ על הזרמת אוויר טרי בספיקה של ‪ 15-20 cfm‬לאדם‪ .‬כדי‬ ‫לעמוד בתקן‪ ,‬מערכות רבות מזרימות אוויר בספיקה מקסימלית גם כאשר המבנה מכיל מספר קטן של‬ ‫אנשים באיזור מסויים‪ .‬התוצאה היא שמערכות אלה גורמות לאיוורור ייתר ובזבוז אנרגיה‪ .‬החסכון השנתי‬ ‫הפוטנציאלי במערכות איוורור לפי דרישה המבוקרות ע"י רגשי פחמן דו‪-‬חמצני מוערך בין ‪ $0.05‬ליותר‬ ‫מ‪ $1-‬למטר מרובע‪ .‬את החסכון הרב ביותר ניתן לקבל בחללים הומי אדם בהם התפוסה משתנה ובלתי‬ ‫צפויה‪.‬‬ ‫פחמן דו‪-‬חמצני בחממות‬ ‫פחמן דו חמצני עלול להזיק לבני אדם‪ ,‬אך מדובר במשאב חיוני לצמחים ומיקרואורגניזמים המייצרים‬ ‫חומרים אורגניים‪ .‬חמרים אלה מורכבים בעיקר על ידי צמחים בתהליך שנקרא פוטוסינטזה‪ .‬בתהליך זה‬ ‫הצמח משתמש בפחמן דו‪-‬חמצני מהאוויר ואור שמש כדי לבנות שרשראות פחמן שמרכיבות חומרים‬ ‫אורגניים שונים החיוניים לצמיחתו‪.‬‬ ‫חממה ללא איוורור מתאים עלולה להכיל ריכוזים נמוכים מ‪ .250 ppm-‬ריכוזים כאלה גורמים להאטה‬ ‫בקצב גדילת הצמחים ופוגעים בתפוקה‪ .‬העלאת ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני בחממות ל‪1,300 ppm-‬‬ ‫מגדילה את התפוקה בעשרות אחוזים ע"י הגברת שיעור הפוטוסינטזה ויצירה מוגברת של חומר אורגני‪.‬‬ ‫מחקרים מצאו שהעלאת ריכוז הפחמן הדו‪-‬חמצני מ‪ 340 ppm-‬ל‪ 1,000 ppm-‬תגביר את שיעור‬ ‫הפוטוסינטזה של רוב החממות בכ‪ .50%-‬בנוסף‪ ,‬קיימים צמחים בהם ריכוז גבוה של פחמן דו‪-‬חמצני‬ ‫מעודד הנצה מוקדמת ובכך מגדיל את מספר הפירות‪ .‬חממות רבות מכילות מערכת לייצור ופיזור של‬ ‫פחמן דו‪-‬חמצני על מנת לשמור על תפוקה אופטימלית‪ .‬מערכות אלה מבוקרת ע"י רגשי פחמן דו‪-‬חמצני‬ ‫מיוחדים המותאמים לתנאי חממה‪ .‬רגשים דומים ניתן למצוא באינקובטורים‪ ,‬מדגרות‪ ,‬חוות פטריות‪,‬‬ ‫מחלבות ואיזורי איחסון והובלה של תוצרת חקלאית‪.‬‬ ‫טכנולוגיה ‪ -‬רגשי ‪NDIR‬‬ ‫מדידה של פחמן דו‪-‬חמצני לרוב מתבצעת באמצעות טכנולוגיות ‪)Non-Dispersive Infrared( NDIR‬‬ ‫המשתמשת באור אינפרא אדום כדי למדוד ריכוז של גז‪ .‬פחמן דו‪-‬חמצני סופג אורכים ספציפיים של גל‬ ‫אינפרא אדום‪ ,‬כך שניתן להאיר על אוויר המכיל כמות לא ידועה של פחמן דו‪-‬חמצני ולחשב את ריכוזו‪.‬‬ ‫רגש ‪ NDIR‬טיפוסי מורכב מארבעה חלקים‪ ,‬נורה‪ ,‬תא דגימה‪ ,‬מסנן ספקטראלי ומד עוצמת אור‪ .‬אור‬ ‫אינפרא אדום נפלט מהנורה ומגיע לתא הדגימה המכיל אוויר מהסביבה‪ .‬אורכי גל מסויימים של האור‬ ‫נספגים בגזים השונים המרכיבים את האוויר שבתא הדגימה‪ .‬בהמשך‪ ,‬האור עובר דרך מסנן ספקטראלי‬ ‫וממשיך לגלאי אור אינפרא אדום שבו ניתן לבדוק את עוצמת אורכי הגל הרלוונטים‪ .‬ככל שעוצמתם של‬ ‫אורכי גל אלה נמוכה יותר‪ ,‬כך ריכוזו בתא הדגימה גבוה יותר‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Controtec Control Technologies Ltd.‬‬ ‫‪Phone: 972-(0)4-8724558‬‬ ‫‪Fax: 972-(0)4-8724559‬‬ ‫‪Website: http://www.controtec-ltd.com‬‬ ‫‪Email: [email protected]‬‬