Begreppet koldioxidsensor är nog obekant för de flesta av oss, men sådana utrustningar används i stor skala för styrning och reglering av ventilationen i offentliga lokaler och mindre bostäder. Där bidrar sensorerna till ökad komfort och minskad energiförbrukning. Andra exempel, där det gäller att ha kontroll på koldioxidkoncentrationen, är vid odling av tomater i växthus, containertransporter av fukt och grönsaker, samt som varningssystem i miljöer där koldioxidhalten kan stiga till nivåer som är farliga för människor.

Koldioxidsensorer används för styrning av ventilationen i bland annat offentliga lokaler, växthus och containertransporter.

Koldioxidsensorer används för styrning av ventilationen i bland annat offentliga lokaler, växthus och containertransporter.

På global nivå är det ett 60-tal företag som slåss om kunderna för koldioxidsensorer och i sammanhanget är det svenska bolaget SenseAir mycket framgångsrikt. ”Våra infraröda sensorer finns installerade på ett antal större flygplatser runt om i världen, samt på idrottsarenor, industrier, shoppingcenter, teatrar, biografer, mässhallar, restauranger, skolor, universitet och sjukhus”, berättar Christer Engnér, som är VD för SenseAir. ”Vi är också representerade i flera av maktens boningar som Vita Huset i Washington, Kreml i Moskva och EU Center i Strasbourg. Viktiga framgångsfaktorer är den stora satsningen på teknikutveckling och vår förmåga att hålla produktionskostnaderna nere”, fortsätter Christer.

Inte mer luft än som behövs

Både för låg och för hög ventilation skapar problem i byggnader. Hög ventilation orsakar slöseri med energi och pengar och blir ventilationen får låg är riskerna uppenbara för klagomål på dålig komfort.

Styrningen av ventilationen baseras på parametrar som rör temperatur och koldioxidkoncentration. Genom noggrann och korrekt mätning av koldioxidhalten kan intaget av frisk luft till olika lokaler i byggnaden kontrolleras. SenseAirs koldioxidsensorer – som bygger på infraröd-teknik (NDIR; Non-Dispersive Infra-Red) – registrerar koldioxidkoncentrationen och sänder informationen vidare till en dator som i sin tur styr ventilationssystemet. Viktiga faktorer för att det hela ska fungera är att sensorn är stabil, lätt att kalibrera och har ett attraktivt pris.

”Vi har utvecklat sensorer som sitter i behovsstyrda ventilationssystem (Demand Controlled Ventilation). Ibland är ett rum tomt, vid ett annat tillfälle är det 25 personer där, och plötsligt är det kanske dubbelt så många människor som trängs i lokalen. Temperaturen och koldioxidhalten stiger då och luften upplevs som alltmer ofräsch. Här gäller det att ha en intelligent sensor som hänger med i svängningarna och som kan precisionsstyra tilluftsfläktarna”, konstaterar Christer Engnér.

”Minskar man ventilationen till ett minimum när lokalen är tom och sedan anpassar den till behovet finns det betydande energibesparingar att göra. De tester vi gjort visar på 30 procent minskad energikostnad och en återbetalningstid på ungefär ett år”.

Fordon, ishockeyhallar, garage och frukttransporter

Behovsstyrda ventilationssystem används i bilar, tåg, tunnelbanevagnar och flygplan där de bidrar till bättre inomhusklimat, energibesparingar och minskar risken för trötthet hos förarna.

Ett annat tillämpningsområde är ishockeyhallar där koldioxidkoncentrationen kan variera kraftigt. När hallen är tom ger för hög ventilation upphov till stora energiförluster då varm utomhusluft dras in som gör att isen smälter. När hallen är full, och/eller när olika maskiner används, gäller det att se till att ventilationen är tillräcklig. Bara i Europa finns omkring 25 000 ishockeyhallar och installation av behovsstyrd ventilation med koldioxidsensorer skulle ge betydande energivinster och kostnadsbesparingar.

När bilmotorer är kalla avges kolmonoxid och koncentrationen av gasen får inte bli för hög i garage och vägtunnlar.

När bilmotorer är kalla avges kolmonoxid och koncentrationen av gasen får inte bli för hög i garage och vägtunnlar.

I garage och vägtunnlar gäller det att kontrollera både koldioxid- och kolmonoxidkoncentrationen. Kolmonoxid är en mycket giftig gas som bildas vid förbränningsprocesser. Moderna bilar med katalysatorer är effektiva på att oxidera fordonsbränslet till koldioxid men när motorn är kall avges kolmonoxid. Övervakning och styrning av koldioxid- och kolmonoxidkoncentrationen i vägtunnlar och parkeringshus ger ökad säkerhet och minskade energiförluster. Andra områden där koldioxidsensorer används som varningssystem är som branddetektorer, samt i gruvor och andra arbetsplatser där koldioxidhalten kan nå farliga nivåer.

Tillämpningsområdena för koldioxidsensorer är många och i vissa fall är det faktiskt avsikten att hålla en förhöjd koncentration av koldioxid. Ett sådant exempel är odling i växthus där halter av koldioxid mellan 500 och 1 000 ppm optimerar tillväxtperioden hos bland annat tomater och gurkor. Ett annat intressant exempel är transport av mognande frukt där mognadsprocessen bromsas av hög koldioxidhalt. Koldioxiden inhiberar nämligen bildningen av etylengas, som är en viktig komponent då bland annat äpplen och päron mognar. Riktigt höga halter av koldioxid fungerar dessutom effektivt mot insekter och parasiter under transporten.

Ökad säkerhet i kinesiska kolgruvor

SenseAir har även utvecklat sensorer för gaser som etanol (alkohol), freoner och kolväten, exempelvis metan. Förekomsten av metan är en vanlig orsak till driftstopp och olyckor i kolgruvor. I samband kolbrytningen frigörs ofta gasen från fickor i berggrunden och koncentrationen kan bli så hög att den kan orsaka explosioner. I Kina och de flesta andra länder finns lagstiftning som kräver att alla kolgruvor måste förses med sensorer som analyserar metankoncentrationen. I samarbete med Fiber Optic Valley och Acreo Swedish ICT driver SenseAir ett projekt med målet att ta fram en ny sensor för metangas.

”Vi har under de senaste åren jobbat nära slutkunden i Kina och bland annat varit på studiebesök nere i gruvor för att få en förståelse för kraven. Detta gäller både hantering-en av sensorn och vilken miljö den ska sitta i. Vi ser redan idag att detta är en ny marknad som kommer att växa”, säger Christer Engnér, Projektet kallas Ny metansensor med IR-optisk mätcell och syftet är att med ny teknik ge fördelar vad gäller kalibrering, nog-grannhet och kvalitet. Den nya sensorn bidrar till att rädda liv och undvika driftstörningar i de kinesiska kolgruvorna. Den är liten och tålig och kan lätt byggas in i olika typer av gruvutrustningar. Sensorn är dessutom lätt att kalibrera”, avslutar Christer.

Artikeln publicerades i oktober 2013