Alp22.ru

Промышленное строительство
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое улавливание углерода и может ли оно сделать авиатранспорт более экологичным

Что такое улавливание углерода и может ли оно сделать авиатранспорт более экологичным

Американская авиакомпания United Airlines недавно заявила, что планирует достичь нулевого уровня выбросов углекислого газа к 2050 году. Звучит амбициозно, но как она собирается это сделать? С помощью технологии прямого улавливания CO2 из воздуха. О том, что из себя представляет эта технология и какие меры могут принять туристические агентства и сами путешественники, чтобы остановить глобальное потепление, рассказывает National Geographic.

Ежегодно вследствие деятельности человека выделяется более 44 миллиардов тонн двуокиси углерода. По результатам исследования, опубликованным в 2018 году в журнале Nature Climate Change, на долю туризма, и в первую очередь авиаперелетов, приходится 8% годовых выбросов.

Во время пандемии мы стали свидетелями того, как замедление глобальной экономики, основанной на ископаемом топливе, положительно отразилось на окружающей среде. Это стало откровением для многих туристов и заставило их задуматься о том, как уменьшить свой углеродный след.

Традиционные методы углеродной компенсации хороши, но их эффективность трудно оценить. Куда более надежное решение — захватывание углерода из атмосферы и его хранение в земле. До сих пор эта технология применялась лишь в научной сфере, но благодаря новым инициативам внести свой вклад в борьбу с глобальным потеплением смогут также представители туристической индустрии и даже сами путешественники.

Как работает технология прямого захвата углерода из воздуха

Швейцарская компания Climeworks разработала проект установок для улавливания CO2. Модульные машины Climeworks при помощи вентиляторов втягивают воздух в коллектор, в котором углерод захватывается фильтром из органических соединений. Когда фильтр заполняется, коллектор закрывается и нагревается до 100 °C, в результате чего высвобождается чистая двуокись углерода.

На принадлежащей Climeworks геоТЭС Хедлисхейди в Исландии углерод соединяется с водой и закачивается под землю. Там он вступает в реакцию с базальтовыми породами и в течение нескольких лет превращается в камень.

Работы на геотермальной станции Хедлисхейди были проведены совместно с компанией CarbFix, специализирующейся на «минерализации» углекислого газа.

Системы захвата углерода из воздуха Climeworks питаются от возобновляемых источников энергии: в Хедлисхейди — от геотермальной электростанции; в Хинвиле (Швейцария) — от мусоросжигательного завода. Другие проекты по захвату углерода в мире, в том числе Carbon Engineering в Канаде и Global Thermostat в США, также используют зеленую энергию.

Искусственный лес

Завод по выкачиванию углекислого газа — это своего рода суперлес.

Настоящие леса поглощают углерод, но большинство специалистов сходятся в том, что этот процесс слишком медленный и леса не в состоянии справиться с нынешними объемами выбросов.
Дженнифер Уилкокс, эксперт по энергетической политике из Пенсильванского университета, сотрудница Министерства энергетики США:

«Биосфера земли и океан, вместе взятые, нейтрализуют лишь половину углекислого газа, выделяемого в атмосферу каждый год. Мы должны ускорить этот процесс».

Недавнее исследование показало, что ледники тают стремительными темпами, а это может означать наихудший сценарий из описанных Межправительственной группой экспертов по изменению климата в 2018 году. Мы должны ускорить удаление углекислого газа из атмосферы, но и при этом не навредить мировому океану (поглощение двуокиси углерода ведет к закислению океана) и почве.

Дженнифер Уилкокс:

«Завод по прямому захвату углерода из воздуха в сто раз эффективнее леса. Земля — ограниченный ресурс. Преимущество улавливания углерода в том, что для этого не нужно использовать пахотные земли».

Каждый коллектор на заводах Climeworks захватывает количество углекислого газа, сопоставимое с тем, что поглощают 2000 деревьев. Кроме того, благодаря тому, что концентрация углекислого газа везде одинаковая, эти заводы могут находиться в любой точке мира.

Что делают авиакомпании

Чтобы реализовать свой план по захвату углерода, United Airlines планирует совместно с 1PointFive построить в Техасе крупный завод, который будет «высасывать» из атмосферы миллион тонн углекислого газа в год.

Проекты по улавливанию углерода хороши еще тем, что позволяют перерабатывать его и использовать в качестве сырья. Например, углекислый газ с завода в Хинвиле используется для подкормки парниковых растений и газирования минеральной воды.
Дэвид Голдберг из Института Земли Колумбийского университета:

«Бизнес-модель, предполагающая дальнейшую продажу углекислого газа, способствует развитию зеленых технологий».

В сочетании с водородом, полученным из возобновляемых источников энергии, захваченный углерод можно использовать и для создания экологически чистого авиатоплива. Такое топливо, например, производит Norsk e-Fuel.

Хоть в этом случае углекислый газ и не удаляется из атмосферы навсегда, этот способ позволяет создать экономику замкнутого цикла, а также рынок по захвату углерода, что может в будущем помочь изменить ситуацию к лучшему.

Что могут сделать путешественники

Объединение путешественников Tomorrow’s Air, сотрудничающее с Climeworks, планирует привлечь к решению этой экологической проблемы туристов. Пассажиры смогут компенсировать выбросы, делая ежемесячные взносы на улавливание углерода, и одновременно получать специальные предложения от компаний-партнеров. В рамках инициатив Artists for Air и Airbnb Climeworks tours люди могут узнать, как технология захвата углерода помогает бороться с изменением климата.

Кристина Бекманн, основательница Tomorrow’s Air:

«Теперь путешественники могут тоже вступить в борьбу с изменением климата. Мы должны сделать всё, что в наших силах, чтобы сократить выбросы. Пришло время задуматься о постоянном хранении углерода».

Туристы видят последствия изменения климата и ищут способы исправить ситуацию. «Последние два лета были самыми теплыми в истории. В Гренландии ледники тают на глазах», — говорит Люкке Гайслер-Якабойлу, основательница компании Sila Greenland, занимающейся продвижением туризма в Гренландии. Гайслер-Якабойлу недавно присоединилась к Tomorrow’s Air и планирует включить углеродную компенсацию в стоимость предлагаемых ее компанией туров.

Традиционные методы компенсации вроде посадки деревьев, конечно, действенны, но прямой захват углерода позволяет получить мгновенный эффект. «Чтобы извлечь пользу из посаженного дерева, нужно ждать 50 лет, но выбросы происходят сегодня», — говорит Голдберг.

Лесовосстановление также осложняется участившимися по всему миру лесными пожарами, которые ведут к тому, что удаленный углерод возвращается обратно в атмосферу. «Сокращение выбросов, а также захват и хранение оставшегося CO2 помогут существенно улучшить ситуацию», — добавляет Голдберг.

Читайте так же:
Фасонные фрезы по металлу
Читайте также

Как реализовать потенциал технологии

Проинформированные о преимуществах удаления углерода путешественники будут подходить к своим поездкам более ответственно.

«Во всех наших турах заложена углеродная компенсация. Мы сотрудничаем с разными проектами, в том числе с Climeworks, — говорит основатель The Explorer’s Passage Джефф Бональди. — Туристы знают, куда идут их деньги, и благодаря этому начинают воспринимать свои поездки как нечто большее, чем просто приключение. Они понимают, что помогают планете».

Рост спроса на углеродные компенсации со стороны потребителей и корпораций также может помочь снизить стоимость технологии, которая по-прежнему очень высока. Microsoft недавно заявила о планах достичь отрицательного уровня выбросов CO2 к 2030 году с помощью систем захвата и хранения углерода.

«Одной технологии недостаточно. Правительства также должны поддерживать подобные проекты», — считает Уилкокс.

План Джо Байдена по достижению углеродной нейтральности к 2050 году подразумевает налоговые стимулы и федеральные инвестиции в улавливание углерода.

У технологии прямого захвата углерода большой потенциал в борьбе с изменением климата и создании экологичного транспорта. Но это ни в коем случае не панацея. Технология должна применяться в сочетании с другими методами сокращения выбросов, предупреждают специалисты.

«Нам придется делать и то и другое: как можно быстрее развивать технологию прямого захвата углерода и сокращать выбросы. У нас нет выбора», — говорит Голдберг.

Как сжечь углекислый газ?

Новые катализаторы помогут превратить диоксид углерода в топливо.

Чтобы получить энергию, как правило, необходимо что-нибудь сжечь: обычные автомобили сжигают топливо в двигателях внутреннего сгорания, электромобили заряжают свои батареи от электричества, поступающего, например, на ТЭЦ, где сжигают природный газ, и даже нам для мышечной или умственной работы надо «сжечь» внутри себя съеденный завтрак.

В любом органическом топливе, будь то бензиновые углеводороды или углеводы из шоколадки, содержатся атомы углерода, которые в конце своего энергетического пути превращаются в углекислый газ. Ну а газ, в свою очередь, отправляется в атмосферу, где он может накапливаться и вызывать всякие нехорошие эффекты вроде глобального потепления.

С энергетической точки зрения углекислый газ абсолютно бесполезен, поскольку углерод в нём полностью «сгорел», прочно и неразрывно связав себя с двумя атомами кислорода. Гореть он уже не горит, и единственное что с ним можно сделать – утопить или закопать. Утопить его можно, растворив в океане – и это действительно один из способов утилизации СО2. Другой способ – закачать его под высоким давлением под землю, желательно там, где есть нефтяные месторождения; это позволит повысить отдачу нефтяных пластов и поможет добыть больше нефти. Однако химики всё же нашли способ «сварить кашу из топора» – существует третий путь утилизации СО2, когда его превращают в топливо.

Чтобы превратить СО2 в топливо, нужно «похимичить» с молекулой углекислого газа, например, отобрать у неё один атом кислорода. Тогда углекислый газ превратится в угарный газ СО. Несмотря на то, что для большинства угарный газ – это «тот газ, от которого периодически погибают неаккуратные пользователи дровяных печей», в промышленности его используют в самых разных процессах: во-первых, его можно сжечь и получить энергию, во-вторых, его можно использовать в металлургических процессах, а в-третьих, из него можно синтезировать различные органические молекулы, в том числе и жидкое топливо. Как раз последний пункт и открывает перед углекислым газом нефтехимические перспективы.

Однако стоит заметить, что использование угарного газа в химических целях не есть что-то совсем новое. Ещё на заре ХХ века германские химики Франц Фишер и Ганс Тропш разработали способ, как из обычного угля получить жидкое топливо: сначала из каменного угля и воды получают синтез-газ – так называется смесь угарного газа и водорода, а затем с помощью катализатора из синтез-газа получают различные углеводороды. Этот способ был востребован, когда обычной нефти не хватало, однако со временем, во второй половине двадцатого века метод получения топлива из угля стала просто дорогой альтернативой «классическим» нефтеперерабатывающим технологиям. Но если в процессе Фишера-Тропша в качестве сырья используют каменный уголь, который сам по себе есть полезное ископаемое, то химики из Массачусетского технологического института для той же цели – получения синтез-газа – разработали способ, позволяющий делать его из «ненужного» углекислого газа.

Такие вещи невозможны без использования катализаторов, и, чтобы получить работающий катализатор, химикам порой приходится идти на самые разные хитрости. Дело в том, что, кроме определённого химического состава, для катализатора очень важна его внутренняя структура. Если говорить упрощённо, катализатор, нанесённый на ровную поверхность, может оказаться нерабочим, а вот если его нанести на пористую поверхность, и если у пор при этом будет определённый размер, то тогда он сможет заработать в полную силу.

Для того чтобы создать такой катализатор, химики взяли электропроводящий материал в качестве подложки и нанесли на него слой из полистирольных шариков диаметром около 200 нанометров. После чего пустоты, оставшиеся в пространстве между шариками, заполнили атомами серебра. (В качестве аналогии можно представить, что мы насыпали на пол слой из бильярдных шаров, а потом всё сверху залили ровным слоем расплавленного парафина.) Теперь, чтобы получить пористый субстрат, нужно каким-то образом убрать из материала все шарики, оставив в целости оставшуюся структуру. В случае с бильярдными шарами это было бы весьма проблематично, а вот в случае с полистирольными шариками все оказалось намного проще – и в итоге после удаления полистирола на поверхности электрода получилась ячеистая структура из серебра с «сотами» определённого размера.

Подобный материал, как оказалось, хорошо превращает углекислый газ в синтез-газ, причём эффективность и селективность катализатора управляется за счёт размера сот: если на этапе синтеза катализатора взять полистирольные шарики покрупнее, то после реакции получится один состав продуктов, а если помельче – то другой. Подробно результаты исследований опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

И вроде бы всё хорошо, и человечество должно бы праздновать победу над выбросами парниковых газов, а каждую трубу, чадящую в атмосферу продуктами сгорания, нужно оборудовать подобным серебряным катализатором, но всё-таки стоит сделать одно замечание. Один из важных законов, по которому живёт окружающий нас мир – закон сохранения: масса и энергия не возникают ниоткуда и не пропадают в никуда. Это справедливо и для атомов химических элементов, и для тепла, вырабатываемого при сжигании топлива, и для электрической энергии. Поэтому сколько энергии получается при сжигании угарного газа до углекислого, как минимум, столько же энергии нужно затратить (упрощённо), чтобы превратить молекулу углекислого газа обратно в молекулу угарного. И очевидно, что для такой, в общем-то, «зелёной» технологии по утилизации парникового газа нужен свой источник энергии, который как минимум не «начадил» бы в атмосферу столько СО2, сколько можно было бы превратить в полезный продукт.

Читайте так же:
Масло для двухтактных двигателей для триммера

Откуда взять энергию для превращения одного газа в другой? Например, от ветряных или солнечных энергоустановок, которые производят энергию, но не выбрасывают в атмосферу продукты сгорания топлива – в результате это позволило бы уменьшить общее количество углекислого газа.

Забавно, что похожей деятельностью занимались древние растения и бактерии, поглощавшие находившийся тогда в избытке в атмосфере углекислый газ, и преобразовывшие его в органические вещества, ставшие потом ископаемым топливом. Возможно, что человечеству в будущем придётся заниматься чем-то похожим, но только уже с использованием химических технологий.

Углекислый газ в теплице и гроубоксе или CO2 для растений

Углекислый газ в теплице и гроубоксе или CO2 для растений

Еще на уроках биологии мы изучали, как дышат растения. Организм человека устроен по-другому, поэтому мы существуем вместе и зависим друг от друга.

CO2 — диоксид углерода, бесцветный газ без запаха, его небольшой % содержится в атмосфере. Это источник углерода для растений, от которого зависят все процессы их жизнедеятельности. Углекислый газ играет важную роль в фотосинтезе, дает возможность растению производить энергию для своего развития и роста. Без CO2 растения погибнут так же, как люди без кислорода.

Как CO2 влияет на урожай

Если при выращивании растений вы используете умеренное освещение, то вашим подопечным хватает углекислого газа, который содержится в воздухе. При использовании мощных световых источников культуры не могут полностью использовать получаемую энергию.

Мощное освещение помогает поглощать больше света, фотосинтез происходит активнее. В результате культуры быстрее растут, формируют пышные соцветия, созревают более сочные плоды, содержащие больше вкусоароматических веществ. Урожай более весомый, вкусный, снимается он немного раньше.

Положительная сторона использования углекислого газа в теплицах и гроубоксах состоит в том, что растения становятся устойчивее к высокой температуре и световым ожогам. Они отлично чувствуют себя при температуре до 35 градусов.

СО2 и повышение его концентрации

Открытый грунт

По причине свободного передвижения воздуха на открытом грунте CO2 быстро улетучивается. И для незначительного его поднятия требуется много газа и энергии. Положительное влияние CO2 сводится к нулю. о если внести в грунт органические удобрения, они будут разлагаться и выделять углекислый газ. Процесс длится долго, приближенный к растениям воздух хорошо насыщается СО2.

Закрытый грунт

Повысить концентрацию CO2 здесь намного проще. Ценовая политика распространенных способов повышений углекислого газа широка, и гровер должен прежде всего ориентироваться на свои финансовые возможности. Затраты также зависят от площади грунта и количества выращиваемых культур.

Генератор углекислого газа

Это специальное устройство, в котором СО2 выделяется при сжигании этилового спирта и пропана. Контроль ведет датчик измерения концентрации CO2. С его помощью необходимый уровень углекислого газа в закрытом пространстве легко поддерживается. Прибор подходит для больших теплиц, так как требует значительных финансовых вложений при покупке прибора и соблюдении мер безопасности. Также генератор повышает влажность и температуру в гроубоксе, поэтому рекомендуется его устанавливать за стенками теплицы.

Сжатый CO2 в баллонах

Этот способ оправдывает себя при солидных посевных площадях. Садовод устанавливает газовый баллон в гроубоксе или теплице, затем открывает кран, чтобы свободно выходил углекислый газ. Без датчика концентрации можно перенасытить замкнутое пространство углекислым газом, что плохо скажется на растениях. К тому же баллон взрывоопасен.

Ферментация или брожение

Подходит для небольших гроубоксов, так как вырабатывается небольшой объем СО2. В гроубоксе принудительно располагаются специальные вещества, затем активируется процесс их брожения, при котором производится углекислый газ. Гровер должен уметь осуществлять контроль над процессом брожения, так как выделяется неприятный запах, привлекающий насекомых.

Использование органики

Это самый популярный способ, не требующий специальных умений. Гровер покупает препарат СО2 Bottle — бутылку с сухим веществом. При наполнении ее теплой водой выделяется углекислый газ. Его количества достаточно для насыщения гроубокса. Органика проста в использовании. После добавления воды необходимо убрать стикер с выходного отверстия и потрясти бутылку. Рассчитана она на 3-4 недели использования, затем покупается дополнительный пакет для заправки с органическим веществом, который высыпается в бутыль, и процесс можно повторить заново. Встряхивать бутыль необходимо раз в два дня. Это самый дешевый способ насыщения воздуха углекислым газом.

Компостирование

Этот метод очень хлопотный. С самодельным компостом работать трудно, а результат можно получить неоднозначный – гровер не может предугадать объем выделяемого углекислого газа. Готовые бустеры можно купить в магазине, но цены на них высокие, и они вырабатывают очень много CO2 для домашнего гроубокса. В процессе компостирования выделяется неприятный запах, процесс негигиеничный.

Сухой лед

Это твердый СО2, который при нагревании попадает в воздух. Хорошо повышает уровень углекислого газа в закрытом помещении. Но если применять его постоянно — это дорого и долго, так как пополнять запасы сухого льда придется ежедневно, а уровень CO2 в воздухе сложно контролировать.

Какой объем СО2 необходим растениям и в какое время суток

Когда наша планета была намного моложе, концентрация CO2 в атмосфере была намного выше. В процессе эволюции флора приспособилась к условиям планеты. Ее представители научились поглощать больше СО2, чем объем, который сейчас сконцентрирован в воздухе. Растения эффективно используют до 1500 ppm углекислого газа, а в современной атмосфере его всего 400 ppm. Таким образом эффект от повышения процента CO2 заметно ощутим. Растения производят намного больше энергии при фотосинтезе с повышенным CO2, что положительно отражается на их росте и урожайности.

Читайте так же:
Чем защитить металл от коррозии

Помните, что на эффективность фотосинтеза влияет световая мощность. При низком уровне СО2 растения перерабатывают не всю световую энергию. Поэтому при повышении контракции углекислого газа в гроубоксе или теплице не забудьте про установку мощных светильников.

Советуем поддерживать концентрацию CO2 в закрытом грунте в пределах 1200-1500 ррm при установке ДНаТ или LED светильников, мощность которых более 600 Вт для площади культивации в 1 кв.м. Если мощность светильников ниже, то и площадь должна быть меньше.

Также в ночное время растения отдыхают и не поглощают CO2. Соответственно, при выключенном освещении CO2 не должен поступать — отключайте приборы на ночь.

Углекислый газ в теплице

Необходимость подавать углекислый газ в теплицу наглядно демонстрирует общая формула фотосинтеза:

6СО2 +6Н2О+энергия света=С6Н12О6 +6О2↑

Здесь видно, что глюкоза (основное органическое вещество, источник энергии для растений) образуется из углекислого газа и воды при участии энергии света. Получается, что СО2 служит одним из важнейших кирпичиков в обменных процессах.

Иногда можно услышать мнение, что СО2 в теплицу подавать не следует. Некоторые объясняют это тем, что углекислота выделяется как продукт распада и результат жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, а другие – тем, что конструкция теплицы сама по себе не герметична, и нужные вещества поступают из атмосферного воздуха. Однако на практике оказывается, что эти утверждения могут быть справедливы только для частных домохозяйств, где не используются стерильные искусственные субстраты, а сами теплицы построены с нарушениями герметичности. В новых аграрных комплексах вполне реальна ситуация, когда содержание углекислого газа внутри теплицы в 4 раза меньше, чем в атмосфере, а это приводит к замедлению роста растений.

Подача СО2 в теплицы: когда и почему это необходимо

Растения в сухом остатке на 95% состоят из углерода, причем черпают его они из атмосферы. В каждом кубическом метре воздуха содержится 0,56 грамм диоксида углерода. Но растения способы усвоить в 4 раза больше. В стандартных условиях концентрация СО2 составляет 0,03-0,04% от общего объема воздуха. Агрохимики рекомендуют увеличивать концентрацию углекислого газа до 0,1-0,15%, то есть в 3-5 раз по сравнению с атмосферным воздухом. Особенно оправданно это в условиях усиленного рассеянного освещения, когда потребление СО2 возрастает многократно. Соответственно, это позволит увеличить концентрацию диоксида углерода до 0,2-0,6%, в результате чего существенно ускорится процесс фотосинтеза.

А это, в свою очередь, сокращает сроки созревания плодов на 7-12 дней в среднем. Также растет и урожайность – по статистике, в теплицах, где углекислый газ подается дополнительно, она на 15-40% выше (в зависимости от вида культур). Но не стоит допускать, чтобы концентрация СО2 превышала 0,6%, поскольку в этом случае рост культур может замедлиться. Соответственно, нужно знать, как увеличить содержание углекислого газа в теплице и что делать, если обнаружено повышенное СО2. Чтобы иметь возможность проконтролировать эти показатели в нужные моменты времени, устанавливают специальные датчики.

Почему важно контролировать количество СО2 в теплицах?

Подача углекислого газа в теплицу может осуществляться тремя способами:

  • Ввод отработанных газов из котельной;
  • Прямая газация путем установки плазменной горелки;
  • Установка газовой пушки или подача углекислоты напрямую из баллона.

Вот как можно получить углекислый газ в теплице. При подаче газа как отработанного продукта горения из котельных его нужно предварительно охладить. Однако вопрос чистоты поставляемой газовой смеси все равно остается открытым: побочные продукты, содержащиеся в ней, могут негативно влиять на температурный и влажностной режимы внутри теплицы. Также в смеси содержится угарный газ, а он опасен не только для человека, но и для растений.

Более безопасным считается использование баллонов с очищенным углекислым газом (чистота газовой смеси – 99,8%, вредных веществ в составе не содержится, по ГОСТ 8050-85). В этом случае можно организовать централизованную подачу углекислоты. В перечень необходимого оборудования в этом случае входят и приборы для измерения СО2 в теплице – контрольно-измерительная аппаратура, способная поддерживать необходимую концентрацию диоксида углерода и изменять ее при необходимости (величина будет отличаться для разных культур).

Современные датчики СО2

Системы подачи СО2 в теплицах позволяют обеспечить подачу газовой смеси, принимающей активное участие в фотосинтезе. Стабильное присутствие СО2 в нужной концентрации создает предпосылки для раннего стабильного цветения и увеличивает урожайность даже лучше, чем применение минеральных удобрений.

Контроль содержания СО2 в воздухе теплицы (то есть состояния и качества воздушной среды) обеспечивают специальные датчики. Они устанавливаются в разных тепличных хозяйствах, вне зависимости от сорта выращиваемых там культур.

Принцип действия приборов

Регулятор СО2 в теплице – это электронный прибор с энергонезависимой памятью, реле, которое будет срабатывать (включаться и выключаться) при заданных значениях. Устройство может интегрироваться в комплекс с промышленными увлажнителями и вентиляционной системой.

Датчик углекислого газа в теплице обеспечивает измерения концентрации в диапазоне от 0 до 2000ppm, а опционально – до 5000ppm или 10000ppm. Допустимая температура – до 50 градусов, влажность – до 95%, при этом появления конденсата допускать нельзя.

Сенсорный датчик углекислого газа в теплице работает по такому принципу: измеряется интенсивность инфракрасного излучения до и после поглощения углекислого газа, измеряется количество света, прошедшего через светофильтр и поглощенного углекислотой. Прибор высчитывает разницу между поглощенным потоком и прошедшим мимо оптического устройства.

Виды датчиков

Датчики углекислого газа СО2 в теплице выпускаются в виде стационарных (работающих от электрической сети) и автономных (с независимым источником питания) устройств, рассчитанных на настенных, напольный, настольный монтаж или непосредственно на установку в вентканал.

Устройства комплектуются корпусами из поликарбоната, отличающимися высокой ударопрочностью и химической устойчивостью.

Дисперсионные анализаторы используют одноволновое излучение, получаемое монохроматографом. Высокую стабильность измерений демонстрируют модели с недисперсионным инфракрасным методом детектирования (они обеспечивают точность вне зависимости от содержания кислорода в воздухе). Современные модели работают по методу NDIR (недисперсионной ИК-спектрометрии). Они высокочувствительны, отличаются продолжительным эксплуатационным периодом, не нуждаются в сложных настройках и выпускаются в современном дизайне. Однако следует помнить, что они чувствительны к пыли и влаге. Поэтому необходимо выбирать модели в пылевлагозащищенном корпусе IP65, а также правильно подбирать место установки.

Читайте так же:
Что такое шабер маникюрный

Как выбрать датчики в теплицу?

Все измерительные приборы, устанавливаемые в теплицах, должны соответствовать особенностям климата (высокая влажность и повышенное содержание в воздухе загрязняющих веществ, в том числе гербицидов, удобрений).

Основными критериями выбора служат:

  • Высокая точность измерения, в пределах 30ppm;
  • Прочный, функциональный корпус, повышенная степень защиты его от попадания влаги и пыли;
  • Наличие реле;
  • Удобная световая и звуковая индикация для быстрого контроля и проверки работоспособности;
  • Наличие процедуры автокалибровки, компенсирующей старение инфракрасного источника;
  • Защелкивающийся монтажный фланец на корпусе для удобства установки.

Выбирайте профессиональные датчики, позволяющие контролировать СО2 в теплице. Эти измерители содержания углекислоты помогают регулировать подачу газа и соблюдать агротехнику. В каталоге компании Измеркон представлены высокоточные детекторы углекислого газа и канальные преобразователи концентрации СО2. В парниках это оборудование позволяет контролировать генератор подачи газа и повышать урожайность естественным способом.

Допустимая концентрация углекислого газа в помещении

Что такое углекислый газ, какое действие он оказывает на организм человека и почему именно его концентрацию измеряют для определения качества воздуха? В этой статье мы развенчаем несколько популярных мифов об СО2, приведем нормативы ГОСТ по концентрации углекислого газа в помещениях и расскажем о том, как поддерживать её на оптимальном уровне без особых усилий.

О «вредном» углекислом газе и «живительном» кислороде

Существует устойчивый стереотип о том, что СО2 – это плохо, а О2 – это хорошо. В действительности всё иначе: роль углекислого газа в метаболизме не менее важна, чем роль кислорода. Если бы в воздухе не было СО2, то мы попросту не смогли бы дышать.

CO2

Углекислый газ (СО2, диоксид углерода) является важным элементом окружающей среды, который участвует во многих процессах, выделяется при дыхании людей и животных. Его содержание в атмосферном воздухе невелико – измеряется долями процента.

Почему СО2 так важен для нормальной работы организма? Углекислый газ является продуктом метаболизма. Когда мы делаем вдох, лёгкие наполняются кислородом. Затем кровь «забирает» этот кислород и отдаёт лёгким наш «внутренний» углекислый газ. В этом процессе обмена СО2 (содержащийся в воздухе) играет очень важную роль: без него кислород просто не сможет освободиться от связки с гемоглобином и насытить ткани и органы, что приведет к кислородному голоданию. Из этого можно сделать один важный вывод:

В составе воздуха нет «вредных» и «полезных» газов – всё дело в их соотношении.

Если соотношение правильное, то воздух будет для нас полезен. Если баланс нарушен, то такой воздух будет вредить нашему самочувствию и здоровью.

Еще один стереотип об углекислом газе касается процесса дыхания. Считается, что мы делаем вдох при дефиците кислорода. В действительности возбудителем дыхательной системы является не О2, а СО2. Проще говоря, мы делаем вдох, чтобы высвободить наш «внутренний» СО2. Этот процесс активизирует содержащийся в воздухе углекислый газ.

Хорошо дышится на улице

«Темная сторона» СО2: что происходит с организмом при его высоких концентрациях?

Как мы помним, углекислый газ выделяется при дыхании человека вместе с другими продуктами метаболизма (ацетон, сероводород, аммиак и прочие). В среднем взрослый человек за одни сутки выделяет в окружающую среду 1 килограмм СО2.

Мы выдыхаем в 100 раз больше углекислого газа, чем вдыхаем.

Во вдыхаемом нами воздухе содержится до 0,04% СО2, а в выдыхаемом – до 4%. Это говорит о том, что концентрация углекислого газа в помещении без стабильного воздухообмена будет расти по экспоненте, увеличиваясь с каждым часом. Есть определенный предел содержания двуокиси углерода, после которого он становится опасным для человека. По международной системе классификации опасности газов, СО2 относится к удушающим газам IV класса опасности, наряду с аммиаком.

При долгом пребывании в закрытом помещении с высоким содержанием углекислого газа возникает интоксикация СО2 (гиперкапния). Проявляется головной болью, высоким потоотделением, тошнотой – вплоть до потери сознания. Причина таких состояний – в нарушении кислотности крови.

Первичная стадия гиперкапнии – респираторный ацидоз, когда снижается концентрации внимания и растет артериальное давление. Сердце при этом бьётся чаще, мысли в голове начинают путаться, возникает вялость, хочется спать. Чем дольше мы будем находиться в закрытом помещении без нормального воздухообмена, тем сильнее будет проявляться перечисленная выше симптоматика.

Респираторный ацидоз

«Плохой дом». Есть такое понятие, как «плохой дом». Это когда человек, находясь дома, начинает себя плохо чувствовать. Когда он покидает своё жилище, симптомы пропадают, но стоит ему вернуться, как они возвращаются. Дом может стать «плохим» по причине проблем с вентиляцией – когда в помещении нет воздухообмена.

Что будет, если избыток СО2 будет постоянным? Если содержание углекислого газа в помещении сохраняется высоким на протяжении длительного времени, пребывание в нём может привести к хроническому дыхательному ацидозу. Он, в свою очередь, приводит к ряду негативных последствий:

  • плохой сон;
  • хроническая усталость, слабость;
  • суставные и головные боли;
  • снижение иммунитета;
  • замедление процессов метаболизма;
  • болезни сердечно-сосудистой системы;
  • заболевания дыхательных путей.

Каким должен быть уровень содержания СО2 по ГОСТ?

В соответствии с требованиями ГОСТ 30494-2011 нормой СО2 в помещении является 800 ppm, при этом допускается повышение концентрации двуокиси углерода до 1000-1400 ppm. Это требование для помещений первой категории, то есть жилых, в которых люди отдыхают и спят.

Для начала разберемся в системе измерения. Обозначение «ppm» – это аббревиатура, сокращение фразы parts per million, то есть количество частиц газа в 1 млн. частиц воздушной смеси. Если перевести в проценты, то 1000 ppm – это 0,1% от общего объёма воздуха.

PPM

Приведём данные по влиянию содержания СО2 в помещении на человека.

  • От 350 до 400 ppm. Концентрация углекислого газа на открытом воздухе в городских условиях: является оптимальным показателем для города;
  • От 500 до 600 ppm. Желательные показатели уровня СО2 для пребывания в помещении, при которых создаются лучшие условия для работы и отдыха;
  • От 600 до 1000 ppm. Может появиться головная боль, ухудшается концентрация внимания и работоспособность;
  • От 1000 до 1500 ppm. Появляется слабость, трудно заставить себя сосредоточиться на чём-либо, возникает сонливость, апатия, сон будет беспокойным;
  • Свыше 1500 ppm. Предельное содержание углекислого газа, при котором начинается сильная головная боль и слабость, тошнота, дальнейшее ухудшение самочувствия.
Читайте так же:
Рельсовый путь для пилорамы своими руками

Пример для наглядности. Представим, что в комнате площадью 18 кв.м. находится один человек. В помещении есть вытяжная вентиляция, но окна закрыты – то есть нет притока внешнего воздуха. В течение часа один человек выделяет около 0,02 м³ (или 20 литров) углекислого газа, то есть за 10 часов концентрация СО2 в воздухе комнаты достигнет 0,2 м³ или 2000 ppm, что выше предельно допустимых норм в 1,4 раза.

Измерение СО2 является наиболее распространенным способом оценки качества воздуха. По этой причине производители климатической и вентиляционной техники встраивают в неё специальное оборудование для измерения уровня углекислого газа. Оно позволяет определить концентрацию СО2 с минимальной погрешностью.

По каким причинам может расти уровень СО2 в помещении?

Основной причиной роста концентрации углекислого газа является наличие его постоянного источника – то есть людей, а также домашних животных и растений, которые тоже выделяют этот газ. Чем больше людей одновременно находится в помещении, тем быстрее растет уровень СО2.

Этот процесс протекает ускоренными темпами, если в помещении установлены и закрыты пластиковые окна. Дело в том, что так называемый вторичный жилой фонд строился в то время, когда строительным стандартом были деревянные окна. Проект многоквартирных домов был рассчитан на то, что «пассивный» приток воздуха с улицы будет осуществляться в том числе и через щели в окнах. Герметичные пластиковые конструкции во «вторичке» ломают эту схему, что приводит к отсутствию воздухообмена в квартирах.

Углекислый газ в квартире

Еще один фактор, который может способствовать повышенному содержанию СО2 – это проблемы с вытяжкой. В этом случае частое проветривание не поможет. Когда в вытяжке нет тяги, «старый», отработанный воздух не уходит в вентиляционный канал, а свежий не поступает в помещение, поэтому уровень углекислого газа практически не снижается.

Как обеспечить нормальный уровень СО2?

В этой ситуации самым простым решением многие считают оконное проветривание. Если общедомовая вытяжка работает исправно, то проветривание действительно помогает поддерживать оптимальный уровень СО2. Однако есть несколько нюансов.

Первый – далеко не все готовы проветривать помещения в доме «по расписанию», каждые 1,5-2 часа. Другой момент: климат в большинстве регионов нашей страны не располагает к частым проветриваниям. Если летом это возможно, то зимой и в межсезонье, когда на улице мороз, открытые окна приведут к серьёзным теплопотерям, простудным заболеваниям, обострениям хронических болезней, не говоря уже о вреде резких перепадов температуры для мебели и покрытий стен.

В условиях города с проветриванием связаны и другие сложности – это уличный шум и дорожная пыль, которая будет лететь в окна, и автомобильные выхлопы. Перечисленные выше причины сейчас приводят к тому, что большинство владельцев квартир стараются открывать окна как можно реже.

Приточная вентиляция – простое решение проблемы

Как же тогда поддерживать оптимальный уровень углекислого газа в помещении? Так как проветривание подходит далеко не всем, логично было бы найти универсальное решение, без ограничений. Таким решением является установка приточной вентиляции – системы «принудительной» подачи свежего воздуха. При работающей вытяжке такая система способна обеспечить в помещении стабильный воздухообмен, при котором в воздухе помещения будет постоянно поддерживаться оптимальный, рекомендованный уровень углекислого газа.

Ассортимент бытовых приточных вентиляций, который доступен потребителю, сейчас настолько велик, что выбрать подходящую модель достаточно трудно. Как правило, покупатели ориентируются на самое выгодное соотношение цены и возможностей вентиляции. По этому критерию одним из самых популярных приточных вентиляций является оборудование российского производителя OXY.

Бризер

«Приточки» OXY не случайно пользуются доверием со стороны покупателей. Вентиляции OXY, OXY2 и OXY3 представляют собой экономичные, компактные и производительные устройства, которые не только решают проблему духоты в квартире, но и обеспечивают очистку подаваемого воздуха от различных загрязнений (пыли, пуха, пыльцы растений и других аллергенов).

Приточная вентиляция OXY имеет простую конструкцию: в компактный корпус заключен электрический вентилятор, система очистки воздуха со сменным фильтром, процессор, управляющий работой прибора, электронагреватель мощностью в 1 кВт. Корпус изготовлен из высокопрочного и экологически чистого ABC-пластика. Можно заказать прибор в корпусе из натурального дерева.

Высокая производительность устройства (до 150 м³ в час) позволяет за короткое время довести показатели СО2 до рекомендуемых 800 ppm. Зимой воздух подаётся в помещение уже подогретым до комфортной температуры, что исключает потери тепла. Опционально возможна установка дополнительного, угольного фильтра, который позволяет очищать поступающий воздух от посторонних запахов и смога.

Важной особенностью вентиляций OXY является модульность, возможность апгрейда. К примеру, выбрав модель OXY2, вы всегда можете заменить его на более функциональную OXY3 с небольшой доплатой.

Как работает бризер

Выводы

Далеко не все представления об углекислом газе соответствуют истине. Он не «хороший» и не «плохой». В составе воздуха он важен не сам по себе – важно правильное соотношение его доли с долями других газов.

Хотя СО2 малотоксичен, накапливаясь, он вредит самочувствию и здоровью человека. Постоянное пребывание в помещении с высоким уровнем этого газа провоцирует развитие различных болезней.

Оптимальный уровень СО2 для человека – 600-800 ppm. Чем сильнее его концентрация, тем хуже самочувствие. Есть несколько причин, по которым растет уровень СО2 – это количество людей, находящихся в помещении, наличие пластиковых окон, проблемы с работой вытяжной вентиляции.

Оконное проветривание – не самый удобный способ контроля уровня углекислого газа из-за потерь тепла, шума, пыли и сквозняков. Альтернативой является установка приточной вентиляции, которая обеспечит стабильный приток свежего воздуха, активизирует воздухообмен и позволит поддерживать концентрацию СО2 на оптимальном уровне.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector