Ryoki Kogyo Co. Ltd. hjälper till att skapa optimala boende- och arbetsmiljöer

Utveckla åtgärder för infektionskontroll

Ryoki Kogyo Co. Ltd. har funnits sedan 1930. Företaget tillverkade ursprungligen kylutrustning, men kärnverksamheten är nu installation av luftkonditionerings- och vattenförsörjnings-/avloppssystem i östra Japan. Företagets uppdrag är att bidra till att skapa optimala boende- och arbetsmiljöer och bidra till skapandet av ett mer hållbart samhälle. Det är särskilt fokuserat på förbättringar inom folkhälsa, säkerhet och komfort genom att förbättra kvaliteten på den luft som människor andas.

ProOptiment är Ryoki Kogyos patenterade infektionsriskhanteringssystem för bostadsutrymmen. Det är konstruerat för offentliga inrättningar, sjukhus, utbildningsinstitutioner och andra ställen där många människor samlas. Genom att mäta CO₂-koncentration, temperatur och fuktighet tillsammans med regionala epidemiologiska data från Internet kan ProOptiment kvantifiera risken vad beträffar sannolikheten för infektion. ProOptiment övervakar den atmosfäriska miljön i realtid och reglerar automatiskt luftkonditionering/ventilation, luftflöde och fuktighet i förhållande till infektionsrisken. Mer information om ProOptiment finns här (Obs! sidan är på japanska) 

ProOptiment skapades med sjukvårdsmiljön i åtanke. Syftet var att minska arbetsbördan för läkare genom att kvantifiera risken för luftburen infektion på sjukhus. Med utbrottet av COVID-19 stod det snart klart att endast de mest tillförlitliga infektionsförebyggande åtgärderna skulle betraktas som godtagbara. 

Idag är Ryoki Kogyos mål att minska infektionsrisken inte bara inom sjukvården, utan i hela samhället, genom att rikta in sig på offentliga platser där många människor samlas. Företagets förväntning är att statistisk riskhantering kommer att välkomnas alltmer i takt med att världen lär sig att leva med coronaviruset. När detta sker kommer de infektionsriskindikatorer vi tillhandahåller bli allt viktigare.

Vad är fördelen med att mäta CO₂-koncentrationen för infektionsriskhantering?

Automatiska reglersystem kan användas för att aktivera ventilationsfläktar när många människor samlas i en byggnad. Detta kan minska risken för infektion i ett utrymme med mycket folk. Sådana reglersystem har redan fått stor utbredning i hela Japan, och förlitar sig på mätning av CO₂-koncentrationen som reglervariabel. 

Problem kan dock uppstå när CO₂-koncentrationsmätning används som enda grund för ventilationsreglering. Om överföringen i gruppen är relativt låg kan energin för luftkonditionering vara bortkastad på grund av det onödigt stora intaget av utomhusluft. 

Det är helt enkelt för mycket begärt att sjukvårdspersonal ska väga behovet av energisparande mot risken för infektion. ProOptiment undanröjer behovet av manuell drift. Genom att knyta ventilationsdriften till infektionsrisken snarare än att enbart förlita sig på att mäta CO₂-koncentrationen ger ProOptiment dig möjlighet att kontrollera infektionsrisken, minska din arbetsbelastning och förbättra din energieffektivitet.

”Våra främsta mål var att avlasta användarna från bördan, visualisera infektionsrisken, vidta förebyggande åtgärder baserade på tydliga data och uppnå ventilationsreglering kopplad till dessa åtgärder”, säger Masahiro Renda, chef på Solutions Development Division, Ryoki Kogyo Co. Ltd.

ProOptiment använder Vaisalas CO₂-transmitter i GMD20-serien, GMW80-seriens CO₂-fuktighets-temperaturtransmitters (GMW83DRP, HMS82), och GMP252 CO₂-proben.

”Mätinstrumenten som används i ProOptiment är modulariserade för att de ska vara enkla att installera och byta. Detta innebär att användarna kan vänta sig fördelar som stabil försörjning och flexibel eftermarknadsservice. Vi kan också snabbt hantera förändringar i användningen”, säger Masahiro Renda. ”Vid val av CO₂-sensorer är det nödvändigt att noggrant överväga inte bara prisklass utan även funktion och form”, fortsätter han. ”Exempelvis måste säkerhet och komfort också kunna uppvisas på ställen där många människor samlas, så displayerna och utbudet av tillgängliga färgvariationer har också blivit viktiga urvalskriterier.”.

Betydelsen av CO₂-koncentrationsmätning för beräkning av infektionsrisken

”Det viktigaste vid beräkning av infektionsrisken är CO₂-koncentrationen inomhus. Det är dock mycket viktigt att även korrekt fastställa i vilken grad CO₂-koncentrationen har ökat genom att jämföra med CO₂-koncentrationen utomhus. Båda faktorerna påverkar beräkningen direkt och är väsentliga för själva systemet, så vi ville hitta CO₂-sensorer med högsta möjliga precision”, säger Masahiro Renda.

Följande provberäkning visar vikten av precision i data från CO₂-sensorer.
Sannolikheten för infektion när CO₂-koncentrationen inomhus har ändrats från 1 190 ppm till 1 290 ppm ökar med 2 % när 500 smittade personer är närvarande. Sannolikheten för infektion ökar med 10 % när 3 000 personer är smittade. Vid exempelvis influensa omvandlas infektionsrisken på 0,19 % till varningsnivån 100 % som standard där varningar/regleringar utförs. 

Image

(1) Luftrenare (flera enheter installerade)         (2) UVC-utrustning (flera enheter installerade) 

Infektionsrisken beräknas med hjälp av två värden: Skillnaden i CO2 mellan utomhusluft och inomhusluft samt antalet smittade personer. En ökning av antalet smittade personer förändrar också den utsträckning i vilken CO2-mätfelsvärden påverkas, så det går inte att säga hur stor effekten är över hela linjen.

”Det finns många olika tillverkare av CO₂-sensorer, och det finns även enheter som säljs som CO₂-sensorer som även mäter andra gaser. Vi hade tidigt en bitter erfarenhet, när vi använde ett annat företags CO₂-sensor som var opålitlig och inte kunde göra ordentliga beräkningar. Vi sökte överallt efter en CO₂-sensor som kunde ge korrekt mätning med den icke-dispersiva infrarödanalysmetoden (NDIR), och till slut kom vi fram till Vaisalas CO₂-sensor, som har extremt hög precision. Jag minns att jag blev förbluffad när jag fick reda på att den till och med har en automatisk korrigeringsfunktion. Dessutom har den 5 års garanti, så vi kan se fram emot precisionsmätning under mycket lång tid.”  – Masahiro Renda.

”Vidare är det mycket bekvämt att kunna byta ut endast sensorn vid byte av en modul, och det ger användaren den stora fördelen med att eliminera behovet av underhåll”, avslutar Masahiro Renda. Jämförande testning användes för att hjälpa oss att välja en CO₂-sensor för användning med ProOptiment. Jämförelse av CO₂-koncentrationsmätdata visar tydligt eventuella skillnader i avkänningsprecision för infektionsrisk för att göra offentliga utrymmen säkrare för alla.

Patenterad teknik för precisionsmätningar av CO₂

Vaisala använder en icke-dispersiv infrarödanalysmetod med en enda ljuskälla och dubbel våglängd för mätning av CO₂-koncentration. Den patenterade CARBOCAP®-tekniken används i alla Vaisalas CO₂-sensorer. Vaisalas CO₂-sensor har också ett innovativt mikromaskinbearbetat, elektriskt inställbart Fabry-Perot interferometerfilter (FPI). Detta filter gör det möjligt att välja den våglängd som ska mätas. Våglängder som absorberas av CO₂ kan väljas för mätning av CO₂-koncentration, och våglängder som inte absorberas av CO₂ kan väljas för standardmätning. Med detta filter korrigeras eventuella CO₂-koncentrationsmätfel orsakade av ljuskällans försämring eller ljusvägskontamination. Detta gör det möjligt att eliminera orsakerna till allmän mätvärdesdrift som uppstår i andra tillverkares NDIR-sensorer.

”Om du har CO₂-sensorer både inomhus och utomhus kan du försäkra dig om mer exakta beräkningar. Vissa användare tycker att det är svårt att installera CO₂-sensorer utomhus, men mätfel kan uppstå vid mätning endast inomhus, så vi rekommenderar avkänning både inomhus och utomhus”, säger Masahiro Renda, chef på Solutions Development Division, Ryoki Kogyo Co., Ltd.

Fälttester i CO₂-koncentrationsmätning utfördes vid flera sjukvårdsinrättningar under en period på över ett år. Efter införandet förekom inga periodiskt återkommande eller plötsliga problem, inte heller några fall av mätvärdesdrift. Vid en sjukvårdsinrättning minskade användningen av ett värmeväxlingsventilationssystem infektionsrisken med 30 % utan negativ inverkan på luftkonditionering eller uppvärmningsprestanda. Samtidigt uppnåddes en energibesparing på 87 procent i förhållande till den ökade ventilationen.

Image

Använda fuktighetsmätteknik för att komplettera mänsklig intuition

ProOptiment har även en inbyggd funktion som mäter PMV-index från temperatur och fuktighet utöver mätning av CO₂-koncentrationen. PMV är en viktig indikator på området för luftkonditionering eftersom det i huvudsak visar värmekomfort. Vanligtvis sägs människor vara mindre känsliga för fuktighet än för värme, så många människor kopplar inte sitt obehag och sina latenta hälsoproblem till förändringar i fuktighet trots att det faktiskt finns ett samband mellan dem. Därför kan mänsklig intuition kompletteras med hjälp av fuktighetsmätteknik.

”Jag tror att det också finns fall där automatisk reglering kan hjälpa människor som inte kan förmedla att de känner obehag, till exempel patienter på sjukvårdsinrättningar. Beräkningsmetoderna är dessutom olika för människor i rörelse och människor i stillhet, så parametrar kan ändras även inom samma inrättning beroende på olika syften, såsom väntrum där många personer sitter ned, och fritidsanläggningar där människor är mer i rörelse”, säger Yasuo Takano, ledare på Solutions Development Division, Ryoki Kogyo Co. Ltd.

”Det är också möjligt att vidta förebyggande åtgärder genom att konfigurera installationen med strängare standarder än de automatiska regleringarna, till exempel för patienter med immunbrist som löper hög risk vad gäller smittsamma sjukdomar. Visuella varningar kan också lämnas oförändrade medan endast regleringarna konfigureras i förväg. Reglersystem kan ändras för varje patogen och anpassas för varje anläggning.”
-    Yasuo Takano, ledare på Solutions Development Division, Ryoki Kogyo Co. Ltd.

Flexibla konfigurationsalternativ som dessa gör ProOptiment mycket användarvänligt. Vaisala tillhandahåller ett brett utbud av produkter för mätning av CO₂-koncentration, temperatur och fuktighet, däribland installerbara sensorer för inomhusluftkvalitet (IAQ), som kan mäta de tre elementen i en enda enhet samt precisionsmodulära CO₂-sensorer som kan installeras var som helst.

Ett nytt koncept inom automatiska reglersystem

”VVS är huvudfokus för vår verksamhet, så vi hade redan ett eget IoT-koncept med användning av sensorer. På senare år har vi sett en betydande ökning av möjligheterna att använda avkänningsdata. Framöver tror jag att det kommer många fler situationer där avkänningsdata används inom alla samhällsområden”, säger Masahiro Renda. ”Vi ser en framtid där fjärrövervakning [med hjälp av avkänningsdata] blir en viktig teknik för att lösa sociala frågor som att vara koldioxidneutral, energibesparing, brist på arbetskraft och prediktivt underhåll”, fortsätter Yasuo Takano.

För att uppnå effektiv, smart hantering med denna typ av system måste CO₂-sensorer väljas mot bakgrund av tillräckliga insikter i CO₂-sensortyper och dess egenskaper, såsom hur data samlas in av anläggningar, de bästa ställena i en anläggning för installation av respektive typ av CO₂-sensor samt hur man drar installationens ledningar. Vaisala har en omfattande uppsättning precisionssensorer för CO₂-koncentrationsmätning som är enkla att installera och kan användas som systemmoduler.

Bland annat ska ett smart ledningssystem i framkant kunna samla in anläggnings- och driftstatusdata och implementera fjärreglering. Mångsidig tillämpning, inklusive fjärrstyrning av obemannade anläggningar och regleringsordergivning till fabriksbelysnings- och luftkonditioneringssystem, kommer att medföra ännu effektivare energisparinitiativ och förbättring av arbetsmiljöer. Dessutom kommer vi genom att lösa frågor som folkhälsa, arbetskraftsbrist, miljöåtgärder och säkerhet också att se en avsevärt utökad potential i vårt sociala liv. Vaisala har som mål att fortsätta vara en pålitlig partner för systemutvecklingsföretag, och gemensamt utveckla värde för framtiden. Ryoki Kogyos infektionsriskhanteringssystem ProOptiment uppnår detta mål genom att mäta CO₂-koncentrationen i samband med infektionsrisk för att göra offentliga utrymmen säkrare för alla.

Är du intresserad av att få veta mer om Vaisalas VVS-lösningar? Läs härnäst om hur Infosys övervakar inomhusluftens kvalitet med Vaisalas VVS-sensorer, eller kika på sidan VVS-mätning för att upptäcka fler intressanta ämnen.