Cảm biến CO2 điều khiển gió tươi theo nhu cầu (DCV): chọn và lắp (CO2 sensor)

Phòng họp 30 chỗ thiết kế gió tươi cho 30 người, nhưng phần lớn thời gian chỉ có 5 người. AHU vẫn kéo đủ lượng gió tươi nóng ẩm cho 30 người suốt ngày, và dàn lạnh phải xử lý phần nhiệt ẩm đó. Điều khiển gió tươi theo nhu cầu (demand-controlled ventilation, DCV) dùng cảm biến CO2 (CO2 sensor) để ước lượng số người thực tế và chỉ cấp lượng gió tươi cần thiết. Bài này giải thích nguyên lý, cách tính và cách chọn, lắp cảm biến.

Vì sao đo CO2 lại biết được số người?

Người thở ra CO2 với tốc độ khá ổn định theo mức hoạt động. Ở trạng thái ổn định, chênh lệch CO2 trong phòng so với ngoài trời tỉ lệ nghịch với lượng gió tươi cấp cho mỗi người:

C_trong − C_ngoài = N / Q, với N là lượng CO2 mỗi người thải ra và Q là lưu lượng gió tươi mỗi người.

Gió tươi mỗi người	Chênh CO2 trong – ngoài	CO2 trong phòng (ngoài trời ≈ 420 ppm)
5 L/s	≈ 1.040 ppm	≈ 1.460 ppm
7,5 L/s	≈ 690 ppm	≈ 1.110 ppm
10 L/s	≈ 520 ppm	≈ 940 ppm
15 L/s	≈ 350 ppm	≈ 770 ppm

Tính với N ≈ 0,0052 L/s mỗi người (người lớn làm việc văn phòng, giá trị trong phụ lục tham khảo của ASHRAE 62.1) và CO2 ngoài trời khoảng 420 ppm. Đây là ước tính ở trạng thái ổn định; thực tế cần vài chục phút sau khi người vào phòng thì CO2 mới tăng tới mức này.

Nguyên lý cảm biến CO2 NDIR

Đa số cảm biến CO2 cho HVAC dùng nguyên lý hồng ngoại không phân tán (NDIR): CO2 hấp thụ ánh sáng hồng ngoại ở bước sóng khoảng 4,26 µm; đo mức suy giảm ánh sáng qua buồng đo để tính nồng độ. NDIR ổn định lâu dài hơn cảm biến điện hoá, nhưng vẫn cần kiểm tra trôi điểm 0 theo chu kỳ hãng khuyến cáo.

Gắn tường hay gắn ống gió?

	Gắn tường (trong phòng)	Gắn ống gió hồi
Đo được	CO2 tại vùng người ngồi	CO2 trung bình của các phòng chung một AHU
Hợp cho	Phòng họp, lớp học, hội trường có AHU/FCU riêng	AHU phục vụ nhiều phòng tương tự nhau
Ví dụ Dwyer	Dwyer CDT-2N40 (CO2 0–2000 ppm)	Dwyer CDT-2D40

Dwyer CDT-2D40: dải 0–2000 hoặc 0–5000 ppm, sai số ±40 ppm + 3% giá trị đọc, nhiệt độ làm việc 0–50 °C, nguồn 16–35 VDC hoặc 19–28 VAC (trang sản phẩm DLK). Cả dòng: cảm biến CO2 Dwyer Series CDT.

🔧 Kinh nghiệm hiện trường: lỗi hay gặp: (1) gắn cảm biến tường ngay cạnh cửa gió cấp hoặc chỗ người đứng thở trực tiếp vào, số đọc dao động; nên đặt cao khoảng vùng thở người ngồi, xa cửa gió và cửa ra vào; (2) gắn ống gió hồi cho AHU phục vụ cả phòng họp đông người lẫn văn phòng vắng, CO2 trung bình bị pha loãng và phòng họp vẫn ngột ngạt; (3) nhầm cảm biến CO2 với cảm biến CO (khí độc ở hầm xe) — hai thiết bị khác nhau, CO dùng cảm biến như Dwyer CMT200.

Logic điều khiển gió tươi theo CO2

CO2 đo được (ví dụ)	Van gió tươi
Dưới khoảng 600 ppm	Mở ở mức tối thiểu theo thiết kế (gió tươi cho vật liệu, không gian)
600 – 1.000 ppm	Mở tăng dần tuyến tính
Trên khoảng 1.000 ppm	Mở tối đa theo lưu lượng thiết kế

Các ngưỡng trong bảng là ví dụ cấu hình thường gặp; giá trị cụ thể do thiết kế quy định. Lưu lượng gió tươi thực tế có thể đo kiểm bằng cảm biến gió: xem bài cảm biến gió trong HVAC.

Câu hỏi thường gặp

Nồng độ CO2 trong phòng bao nhiêu là cao?

Nhiều tài liệu dùng khoảng 1.000 ppm làm mức tham khảo cho phòng làm việc; ở mức gió tươi khoảng 7,5 L/s mỗi người, CO2 ổn định quanh 1.100 ppm. CO2 ở mức này không độc nhưng là dấu hiệu thiếu gió tươi.

CO2 sensor tiếng Việt là gì?

Là cảm biến khí CO2 (cảm biến carbon dioxide), dùng trong HVAC để đánh giá chất lượng không khí và điều khiển gió tươi.

Chọn dải 0–2000 hay 0–5000 ppm?

Phòng làm việc, lớp học chọn 0–2000 ppm cho độ phân giải tốt hơn. Dải 0–5000 ppm cho khu vực CO2 có thể vượt 2.000 ppm.

DCV tiết kiệm được bao nhiêu năng lượng?

Phụ thuộc mức độ biến động số người và khí hậu. Ở khí hậu nóng ẩm như Việt Nam, phần tiết kiệm đến từ việc giảm xử lý nhiệt ẩm của gió tươi khi phòng vắng; cần tính theo từng công trình.