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Raumluft überwachen mit CO2-Sensoren

Die Raumluftqualität hat wesentlichen Einfluss auf unser Wohlbefinden und unsere Leistungsfähigkeit. Bei „schlechter“ Luft können Kopfschmerzen, Müdigkeit und Konzentrationsprobleme auftreten. Daher ist eine gute Raumluftqualität wichtig. Sie hält uns nicht nur wach, sondern fördert auch die Produktivität und Kreativität. Weiterhin wird die Ausbreitung von Viren in gut belüfteten Räumen verringert und ein mögliches Ansteckungsrisiko verringert, insbesondere in der kalten Jahreszeit. Die Qualität der Raumluft wird neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit vor allem am CO2-Gehalt gemessen.

Durch das Anbringen von CO2-Sensoren in Räumen kann die Raumluftqualität konstant kontrolliert werden. Steigt der CO2-Gehalt über einen kritischen Wert, können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden wie z. B. Lüften oder das Aufstellen eines Luftreinigers. So sorgen Sie für eine gesunde und sichere Umgebung im Büro oder anderen Innenräumen.

Was ist CO2 und wie beeinflusst es die Raumluftqualität?

CO2 bzw. Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas, das natürlich in unserer Atmosphäre vorkommt. Es entsteht unter anderem beim Ausatmen, aber auch bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Gemessen wird der Gehalt von CO2 in Teilen pro Million (ppm). Um ein Gefühl für die Menge an CO2 Wenn wir uns nun Im Durchschnitt atmet ein Mensch ca. 240 Milliliter Kohlendioxid pro Minute aus. So kann schon eine einzelne Person in kurzer Zeit den CO2-Gehalt in einem Raum auf 1.000 ppm erhöhen.

Bereits ab 1.000 ppm können Merkmale von Unwohlsein wie Kopfschmerzen und Konzentrationsschwäche auftreten. Gerade dort, wo viele Menschen auf relativ engem Raum zusammenkommen, also in Schulen, Büros und Tagungsräumen etc., ermitteln CO2-Sensoren daher häufig erhöhte CO2-Werte.

Wie funktionieren CO2-Sensoren?

Einige Sensoren nutzen die Infrarot-Technologie, bei der ein Lichtstrahl durch die Luft geschickt wird. Kohlendioxid hat besitzt die Eigenschaft, Infrarotlicht zu absorbieren, was zu einer Verringerung der Lichtintensität führt. Anhand der Menge an durchgelassenem Licht kann die CO2-Konzentration ermittelt werden.

Des Weiteren gibt es sogenannte NDIR-Sensoren. Sie sind eine spezielle Art von Infrarotsensoren, die darauf abzielen, spezifisch auf CO2 zu reagieren. Sie verwenden eine Infrarotlichtquelle, einen Interferometer und einen Detektor. Das Licht wird durch eine Gasprobe geschickt, und der Detektor misst die Intensität des Lichts nach dem Durchgang durch die Probe. Die Anwesenheit von CO2-Molekülen führt zu charakteristischen Absorptionen im Infrarotbereich, die von einem Interferometer erfasst werden. Die Messungen werden dann verwendet, um die CO2-Konzentration zu bestimmen.

Andere Sensoren nutzen chemische Reaktionen des CO2, um den Gehalt zu messen. Diese Änderung kann elektrisch, optisch oder auf andere Weise gemessen werden. Beispielsweise können pH-sensitive Materialien verwendet werden, deren Eigenschaften sich ändern, wenn sie in Kontakt mit CO2 kommen.

CO2-Sensoren sind also nützliche Werkzeuge zur Überwachung einer kontinuierlich guten Raumluftqualität und zur Steuerung von Belüftungssystemen in Gebäuden.

Welche Einsatzbereiche gibt es für CO2-Sensoren?

CO2-Sensoren haben vielseitige Anwendungsgebiete:

Einsatzgebiet Beschreibung
Raumluftqualität in Gebäuden, Schulen, Büros und anderen Innenräumen, um die Raumluftqualität zu überwachen und für ein gesundes Raumklima zu sorgen. Steigt der CO2-Gehalt an, kann dies auf eine unzureichende Belüftung hinweisen.
HVAC-Steuerung (Heizung, Lüftung, Klimaanlage) in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, um die Belüftung und Luftzirkulation in Gebäuden zu steuern. Dies ermöglicht eine energiesparende und effiziente Temperaturregelung.
Industrielle Prozesssteuerung in industriellen Anwendungen, um den CO2-Gehalt in Prozessgasen zu überwachen. Dies kann in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der pharmazeutischen Produktion, der Chemieindustrie und anderen Bereichen relevant sein.
Smart Agriculture in Gewächshäusern, um die CO2-Versorgung für Pflanzen zu verbessern. Dies kann das Pflanzenwachstum fördern und die Ernteerträge steigern.
Umweltmonitoring in sicherheitskritischen Anwendungen, um potenziell gefährliche CO2-Konzentrationen zu überwachen, z. B. in Lagerräumen oder in der chemischen Industrie.
Sicherheit zur Erfassung von CO2-Emissionen bei Wetterstationen
Medizin zur Überwachung der Atemluft von Patienten

CO2-Gehalt mit LoRaWAN-Sensoren messen

Eine immer beliebter werdende und immer häufiger eingesetzte Technologie bei den am Markt erhältlichen CO2-Sensoren ist die Funktechnologie LoRaWAN. Die Kombination von CO2-Sensoren mit LoRaWAN ermöglicht die drahtlose Überwachung der CO2-Konzentrationen in Echtzeit und ist besonders nützlich in Anwendungen, in denen eine dezentrale Überwachung oder eine schnelle Reaktion auf Änderungen der Luftqualität erforderlich ist. Dies kann in Smart-City-Projekten, in der Landwirtschaft, in Gebäudeautomatisierungssystemen und vielen anderen Anwendungsbereichen nützlich sein. LoRaWAN ist für den batteriebetriebenen Betrieb optimiert, d. h. die funkbasierten CO2-Sensoren arbeiten sehr energieeffizient, sodass die Batterielebensdauer bis zu 10 Jahre betragen kann. Ein CO2-Sensor mit LoRaWAN misst den CO2-Gehalt in der Umgebung und überträgt die Daten über ein LoRaWAN-Gateway an einen Netzwerkserver. Die Daten können dann an eine Cloud-Plattform gesendet werden, wo sie gespeichert, analysiert und visualisiert werden können. Dies ermöglicht es, Alarme einzurichten und die Daten in Echtzeit oder historisch zu analysieren sowie Trends zu verfolgen.

Einige Sensoren verfügen über integrierte LED-Lampen, die nach dem Ampelsystem funktionieren. Anhand der jeweiligen Farbe der LED sehen Sie schnell und bequem die aktuelle CO2-Belastung im Raum. Alternativ können CO2-Sensoren direkt in die Gebäudeleittechnik eingebunden und der Lüftungsprozess automatisch gesteuert werden. Damit kann die Belüftung sofort optimiert und ein gesundes Raumklima geschaffen werden.

CO2-Sensoren im m2m IoT-Shop

In unserem Online-Shop führen wir ein breites Produktportfolio an LoRaWAN-Sensoren. Viele der CO2-Sensoren ermitteln neben dem CO2-Gehalt die Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit. Exemplarisch stellen wir Ihnen eine Auswahl unserer Sensoren vor. Noch mehr Modelle finden Sie bei uns im m2m IoT-Shop.

  • AM103-868 3in1 LoRaWAN-Sensor mit Display

    Hersteller: Milesight

    Der AM103 von Milesight ist ein kompakter Sensor zur Überwachung des Raumklimas. Er misst die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und ermittelt den CO2-Gehalt in der Raumluft. Er eignet sich für den Einsatz in Büros, Geschäften, Klassenzimmern, im Krankenhaus u.ä.

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  • LoRaWAN Indoor Umweltsensor mit CO2-Ampel

    Hersteller: enginko

    Der MCF-LW12CO2E LoRaWAN Umweltsensor für den Innenbereich erfasst gleich sechs Parameter: CO2, Druck, Licht, Luftfeuchtigkeit, Temperatur, VOC. An dem Sensor lässt sich ein unterer und oberer CO2-Schwellenwert für die LED-Ampel einstellen. So kann schnell und einfach die aktuelle Luftqualität angezeigt werden.

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  • LK+ LoRaWAN Luftqualitätssensor für Lüftungskanäle

    Hersteller: Thermokon

    Der LK+ Luftqualitätssensor dient der Erfassung von CO2-Gehalt, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Lüftungskanälen. Zur direkten Aufschaltung auf eine DDC oder ein Überwachungssystem stehen analoge 0..10 V-Ausgänge für maximal 3 Werte zur Verfügung.

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  • EM500-CO2 4in1 LoRaWAN-Sensor, outdoor

    Hersteller: Milesight

    Der EM500-CO2 dient der Messung von CO2, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und barometrischem Druck in rauen Umgebungen. Der CO2-Sensor eignet sich besonders für Außenanwendungen wie Smart Agriculture, Smart City oder Waldbranderkennung.

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Lüften nach Bedarf kann die Lösung sein!

Die Diskussionen, ob, wie und wann es sinnvoll ist, einen Raum zu lüften, sind insbesondere seit der Covid-19-Pandemie aufgekommen. Zu der Zeit wurden zur Vorbeugung einer möglichen Corona-Infektion Lüftungsanlagen aufwendig umgerüstet und mobile Luftfiltergeräte aufgestellt. Allen Voran benötigten Schulen eine schnelle, unkomplizierte Lösung zur Kontrolle der Luftqualität. Denn genau dann, wenn viele Menschen für längere Zeit zusammenkommen, steigt die Übertragungsgefahr von Coronaviren erheblich an – besonders in geschlossenen Räumen. Dies gilt für Klassenzimmer, Büro- oder Besprechungsräume, Kinosäle und Wartezimmer. Aber auch für Produktions- und Lagerräume oder Transportumgebungen gilt, dass auf eine ausreichende Belüftung und einen regelmäßigen Luftaustausch geachtet werden sollte.

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