Ventilación controlada por demanda con sensores CO2 KNX: calidad del aire interior y ahorro energético

Por qué DCV: argumentos para el control de ventilación basado en CO2

Los sistemas de ventilación tradicionales se dimensionan para la ocupación máxima de diseño y funcionan a velocidad fija independientemente de la ocupación real. Una sala de reuniones diseñada para 20 personas tiene el mismo caudal de ventilación a las 6:30 con cero ocupantes que en la ocupación máxima a las 10:00. La potencia del ventilador escala con el cubo de la velocidad del aire – reducir el caudal a la mitad reduce la potencia del ventilador al 12,5% del máximo. Incluso reducciones modestas del caudal generan grandes ahorros de energía.

El CO2 es el indicador principal de la ocupación humana. El aire exterior tiene aproximadamente 400–420 ppm de CO2. Cada persona genera aproximadamente 20 l/min de CO2 en reposo (trabajo de oficina). A medida que aumenta la ocupación, el CO2 se eleva por encima del fondo exterior. Mantener el CO2 por debajo de 1000 ppm sobre los niveles exteriores garantiza un aire fresco adecuado por persona según EN 13779. Los sensores KNX de CO2 proporcionan una medición continua en ppm que impulsa directamente la modulación de la ventilación.

Sensores KNX de CO2: comparación de productos

Varios sensores de CO2 nativos KNX están disponibles para montaje empotrado, en riel DIN y en panel. Todos transmiten la concentración de CO2 como DPT 9.008 (ppm) en KNX TP. El método de calibración, el rango de medición y los parámetros adicionales difieren.

Lógica DCV: control de ventilación de cuatro umbrales

La lógica DCV asigna la concentración de CO2 al caudal de ventilación utilizando cuatro umbrales alineados con las categorías de calidad del aire interior EN 13779. La histéresis entre umbrales (un punto de descenso inferior al punto de ascenso) evita la oscilación rápida de la velocidad del ventilador cuando el CO2 se acerca a un umbral.

Input: KNX CO2 sensor GA, DPT 9.008 (ppm)
Output: ventilation speed command GA, DPT 5.001 (0-100%)

Threshold table (with 50 ppm hysteresis):
  CO2 < 700 ppm (empty/outdoor level):
    → Ventilation: 20% speed (minimum, code-minimum airflow)

  CO2 700-1000 ppm (low occupancy):
    → Ventilation: 50% speed (moderate flow)
    → Switch down at 650 ppm (hysteresis to 20% level)

  CO2 1000-1400 ppm (medium-high occupancy):
    → Ventilation: 80% speed
    → Switch down at 950 ppm

  CO2 > 1400 ppm (overcrowded / alarm):
    → Ventilation: 100% speed (maximum boost)
    → KNX alarm telegram GA = ON → building management alert
    → Switch down at 1350 ppm

ETS6 logic block (MDT SCN-LCRM.01):
  Comparator 1: input A (ppm) < 700 → output = 20
  Comparator 2: input A >= 700 AND < 1000 → output = 50
  Comparator 3: input A >= 1000 AND < 1400 → output = 80
  Comparator 4: input A >= 1400 → output = 100
  Output written to GA (DPT 5.001) → Systemair SAVE or TROX TVZ

Categorías de CO2 EN 13779 y objetivos de cumplimiento

EN 13779:2007 (Ventilación de edificios no residenciales) define las categorías de calidad del aire interior IDA 1 a IDA 4 basadas en la concentración de CO2 por encima de la referencia exterior (típicamente 400 ppm). El sistema DCV debe apuntar al menos a IDA 2 durante las horas de ocupación – esto equivale a mantener el CO2 por debajo de 800-1000 ppm sobre el nivel exterior, o aproximadamente 1200-1400 ppm absolutos en la mayoría de los climas europeos.

Secuencia de purga nocturna y preacondicionamiento matutino

Durante las horas no ocupadas, el CO2 disminuye gradualmente hasta niveles exteriores y la lógica DCV reduce la ventilación al mínimo (20% de velocidad). Sin embargo, los COV (compuestos orgánicos volátiles) de productos de limpieza, desgasificación de muebles y materiales de construcción se acumulan durante la noche incluso sin ocupantes. Una secuencia de purga nocturna hace funcionar la ventilación al 100% durante 30 minutos antes del inicio programado de la ocupación, eliminando la acumulación nocturna de COV y CO2 antes de que lleguen los ocupantes.

KNX time switch (MDT SCN-LCRM.01 weekly timer):

Night minimum (23:00 → occupancy start - 30 min):
  Write ventilation speed GA = 20 (20% minimum)
  DCV CO2 logic disabled — override by time switch
  Exception: if CO2 rises above 1000 ppm (unexpected night use)
    → DCV logic resumes and overrides night minimum

Night purge (06:00, 30 min before 06:30 occupancy start):
  Write ventilation speed GA = 100 (100% boost)
  Duration: 30 minutes (timer resets at 06:30)
  At 06:30: release override → DCV CO2 logic resumes control

Occupancy period (06:30-22:00):
  DCV logic active: CO2 thresholds control fan speed
  KNX presence detector (MDT PIR) reinforces DCV:
    No presence detected for 30 min → force minimum ventilation
    regardless of CO2 (room may have CO2 from previous occupants)

Weekend / holiday mode:
  KNX calendar block → extend night minimum to full day
  Night purge still runs at 06:00 Saturday/Sunday (HVAC system keep-alive)

Cumplimiento de BREEAM Hea 02 y retorno energético

El criterio BREEAM New Construction Hea 02 (Calidad del aire interior) otorga créditos por monitoreo de CO2 con respuesta automática de ventilación y visualización de CO2 visible para los ocupantes. Un sistema KNX DCV con sensores de CO2 Elsner, control lógico ETS6 y una pantalla táctil KNX (Gira X1 o MDT Glastaster II) que muestra la concentración de CO2 en vivo satisface los criterios de monitoreo y respuesta automática. El registro de datos (ARISTO BewO) proporciona la evidencia de rendimiento requerida durante la evaluación BREEAM.

El retorno energético para DCV es típicamente de 1 a 2 años en salas de reuniones y espacios de conferencias. Una sala de reuniones con ventilación de diseño máxima de 500 m³/h funcionando a una ocupación real promedio del 40% ahorra aproximadamente el 60% de la energía máxima del ventilador. A 0,15 EUR/kWh y un motor de ventilador de 1,5 kW, esto equivale a aproximadamente 900 kWh/año ahorrados, o 135 EUR/año por sala. El costo del sensor de CO2 (Elsner KNX CO2-T-UP) es de aproximadamente 180 EUR — retorno en 16 meses. A escala de 20 salas de reuniones, el sistema se amortiza en menos de 12 meses excluyendo eficiencias de instalación.