QFA2071 Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h]. / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C]

QFA2071 to pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z rodziny Symaro™, przeznaczony do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC). Wyposażony jest w dwa niezależne, aktywne wyjścia prądowe 4…20 mA – osobne dla wilgotności (0…100 % r.h.) i temperatury (z wybieranym zakresem) – oraz zasilany bezpiecznym napięciem 13,5…35 V DC (SELV). Kompaktowa obudowa naścienna o stopniu ochrony IP30 umożliwia łatwy montaż w pomieszczeniach i precyzyjny pomiar parametrów powietrza.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFA2071
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z aktywnymi wyjściami 4…20 mA
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne w budynkach – pomiar i regulacja wilgotności oraz temperatury powietrza w pomieszczeniach, integracja z systemami automatyki i zarządzania budynkiem (BMS)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania wilgotności: 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Zakres pomiaru temperatury (wybierany zworą): 0…50 °C (nastawa fabryczna), −35…+35 °C lub −40…+70 °C
• Zakres zastosowania (temperatura otoczenia): −15…+50 °C (obudowa z elektroniką)
• Sygnał wyjściowy wilgotności: liniowy 4…20 mA odpowiadający 0…100 % r.h.
• Sygnał wyjściowy temperatury: liniowy 4…20 mA odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury (0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C)
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV), zasilanie poprzez obwód wyjścia wilgotności
• Pobór mocy: ≤1,4 W
• Dokładność pomiaru wilgotności (przy 23 °C, 24 V DC): ±5 % r.h. w zakresie 0…95 % r.h.; typowo ±3 % r.h. w zakresie komfortu 30…70 % r.h.
• Zależność temperaturowa pomiaru wilgotności: ≤0,1 % r.h./°C
• Stała czasowa (wilgotność): <20 s
• Element pomiarowy temperatury: NTC 10 kΩ
• Dokładność pomiaru temperatury (przy 24 V DC): ±0,3 K przy 23 °C; ±0,7 K w zakresie 15…35 °C; ±1 K w zakresie −35…+50 °C
• Stała czasowa (temperatura): ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i pojemności cieplnej ściany)
• Stopień ochrony obudowy: IP30 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Połączenia elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Materiał obudowy: ASA + PC, bez zawartości silikonu
• Kolor obudowy (front): biały NCS S 0502-G (zbliżony do RAL9010)
• Kolor obudowy (podstawa i część dolna): szary NCS 2801-Y43R (zbliżony do RAL7035)
• Warunki środowiskowe pracy: −15…+50 °C, 0…95 % r.h. (bez kondensacji), klasa 3K5 / 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu i składowania: −25…+70 °C, <95 % r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Wymiary obudowy (wys. × szer. × gł.): ok. 100 × 90 × 36 mm
• Masa (łącznie z opakowaniem): ok. 0,13 kg (wersja bez wyświetlacza)
• Zgodność i certyfikaty: zgodność z EN 60730-1, wymaganiami EMC dla środowisk mieszkalnych, handlowych, lekko uprzemysłowionych i przemysłowych; oznakowanie CE, RCM, EAC, certyfikacja UL 873; deklaracja środowiskowa (m.in. zgodność z RoHS)

Zastosowanie

QFA2071 przeznaczony jest do pomiaru i regulacji wilgotności względnej oraz temperatury powietrza w klimatyzowanych i wentylowanych pomieszczeniach. Stosowany jest jako:

• czujnik regulacyjny w układach automatyki HVAC (sprzężenie zwrotne dla regulatorów),
• czujnik pomiarowy dostarczający sygnałów do wyświetlania wartości mierzonej lub do systemów zarządzania budynkiem (BMS),
• źródło standardowych sygnałów 4…20 mA dla regulatorów, sterowników PLC i innych urządzeń automatyki przyjmujących ten standard.

Sygnały prądowe 4…20 mA mogą być w systemie nadrzędnym wykorzystywane również do dalszych obliczeń, takich jak np. entalpia, wilgotność bezwzględna czy punkt rosy (z wykorzystaniem odpowiednich przekształtników lub funkcji sterownika).

Funkcje i zasada działania

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna w pomieszczeniu mierzona jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się wraz z wilgotnością otoczenia.
• Elektronika przetwarza sygnał elementu pomiarowego na liniowy sygnał prądowy 4…20 mA na zaciskach I1/G1, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h.
• Stała czasowa <20 s zapewnia szybką reakcję na zmiany wilgotności, przy zachowaniu stabilności pomiaru.
• Zależność wskazania od temperatury otoczenia wynosi ≤0,1 % r.h./°C.
• Dokładność jest określona dla warunków referencyjnych 23 °C i 24 V DC.

Pomiar temperatury z wyborem zakresu

• Temperatura powietrza mierzona jest elementem NTC 10 kΩ, którego rezystancja zmienia się w funkcji temperatury.
• Zmiana rezystancji przetwarzana jest na liniowy sygnał 4…20 mA na zaciskach I2/G2, odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury.
• Zakres pomiarowy temperatury wybierany jest wewnętrzną zworą:
  • R1 = −35…+35 °C,
  • R2 = 0…50 °C (nastawa fabryczna),
  • R3 = −40…+70 °C.
• Zakres zastosowania temperaturowego obudowy z elektroniką wynosi −15…+50 °C.
• Dokładność pomiaru (przy 24 V DC) wynosi:
  • ±0,3 K przy 23 °C,
  • ±0,7 K w zakresie 15…35 °C,
  • ±1 K w zakresie −35…+50 °C.
• Stała czasowa układu pomiaru temperatury wynosi ok. 8,5 min i zależy od ruchu powietrza wokół czujnika oraz pojemności cieplnej ściany.

Elementy nastawcze i funkcja testowania

• Po zdjęciu obudowy dostępny jest 6‑pinowy element nastawczy ze zworą, służący do:
  • wyboru zakresu pomiarowego temperatury (R1 / R2 / R3),
  • uruchomienia funkcji testowania.
• Funkcja testowania jest aktywowana przez ustawienie zwory w położeniu pionowym. W trybie testowym wyjścia 4…20 mA generują zdefiniowane wartości testowe, co umożliwia sprawdzenie:
  • poprawności okablowania,
  • skalowania wejść analogowych w regulatorach i systemach BMS,
  • działania łańcucha pomiarowego bez konieczności zmiany warunków środowiskowych.

Zachowanie przy awarii

• W przypadku awarii toru pomiarowego temperatury:
  • po ok. 60 s sygnał wyjściowy temperatury na I2 przyjmuje wartość 4 mA,
  • sygnał wilgotności na I1 jest wymuszany na wartość 20 mA.
• W przypadku awarii toru pomiarowego wilgotności:
  • po ok. 60 s sygnał wyjściowy wilgotności na I1 przyjmuje wartość 20 mA,
  • sygnał wyjściowy temperatury na I2 pozostaje aktywny (mierzy aktualną temperaturę).

Projektowanie i podłączenie elektryczne

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV). Przy doborze zasilacza należy uwzględnić pobór mocy czujnika (≤1,4 W) oraz wymagania dotyczące bezpiecznego, odseparowanego niskiego napięcia.
• Wyjście wilgotności (I1/G1): pętla prądowa 4…20 mA dla 0…100 % r.h.; ten obwód zasila elektronikę czujnika i musi być podłączony zawsze, nawet jeśli wykorzystywany jest wyłącznie sygnał temperatury.
• Wyjście temperatury (I2/G2): niezależna pętla prądowa 4…20 mA dla wybranego zakresu temperatury.
• Galwaniczne oddzielenie: zaciski G1(+) / I1(−) są galwanicznie odseparowane od G2(+) / I2(−).
• Obciążenie pętli prądowej: dopuszczalna rezystancja obciążenia (R_L) dla wyjść 4…20 mA zależy od napięcia zasilania; musi mieścić się w dozwolonym obszarze określonym charakterystyką „napięcie zasilania – obciążenie”.
• Okablowanie:
  • przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów określonych przez urządzenia współpracujące,
  • do linii sygnałowych i zasilania stosować przewody skręcane,
  • unikać równoległego prowadzenia kabli sygnałowych z przewodami zasilającymi o dużym prądzie,
  • w środowisku o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych stosować kable ekranowane.
• Przed załączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania i – w razie potrzeby – ustawić żądany zakres pomiarowy temperatury.

Montaż

• Czujnik QFA2071 jest przeznaczony do montażu naściennego wewnątrz pomieszczeń.
• Przystosowany do montażu z powszechnie stosowanymi puszkami podłączeniowymi; przewody można wprowadzać:
  • od tyłu – przy instalacji podtynkowej,
  • od góry lub od dołu – przy instalacji natynkowej, przez wyłamywane przepusty.
• Obudowa składa się z dwuczęściowej konstrukcji (pokrywa + podstawa) łączonej zatrzaskowo; w podstawie znajdują się zaciski przyłączeniowe, a w górnej części – elektronika i elementy pomiarowe.
• Lokalizacja na ścianie:
  • na wewnętrznej ścianie klimatyzowanego pomieszczenia (nie na ścianie zewnętrznej),
  • w wysokości ok. 1,5 m nad podłogą,
  • w odległości co najmniej 0,5 m od sąsiedniej ściany.
• Nie montować:
  • w niszach, za zasłonami, za regałami i meblami utrudniającymi przepływ powietrza,
  • nad lub w bezpośrednim sąsiedztwie źródeł ciepła (grzejniki, rury, urządzenia elektryczne),
  • na ścianach, za którymi przebiegają kanały kominowe,
  • w miejscach narażonych na działanie punktowych źródeł światła lub bezpośrednie promieniowanie słoneczne.
• Końcówkę korytka kablowego przy czujniku należy uszczelnić, aby zapobiec błędom pomiaru spowodowanym przepływem powietrza przez korytko.
• Element pomiarowy wilgotności jest wrażliwy – należy unikać uderzeń mechanicznych oraz długotrwałej ekspozycji na opary chemiczne o wysokim stężeniu, które mogą zniekształcać wyniki pomiarów.

Uruchomienie i eksploatacja

• Po zamontowaniu czujnika i podłączeniu przewodów należy:
  • zweryfikować okablowanie i polaryzację zasilania,
  • ustawić wymagany zakres temperatury (R1 / R2 / R3),
  • w razie potrzeby skorzystać z funkcji testowania do sprawdzenia sygnałów 4…20 mA.
• W instalacji docelowej dokładność pomiaru stabilizuje się po ok. 1 godzinie pracy; ewentualne drobne korekcje mogą być wprowadzane w regulatorze (nie ma możliwości kalibracji bezpośrednio na czujniku).
• Nie zaleca się podłączania standardowych woltomierzy/omomierzy bezpośrednio do elementów pomiarowych; pomiary należy wykonywać na wyjściach sygnałowych 4…20 mA.

Dane techniczne – podsumowanie

• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV)
• Pobór mocy: ≤1,4 W
• Wyjście wilgotności: 4…20 mA, 0…100 % r.h., liniowe
• Wyjście temperatury: 4…20 mA, 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C (wybór zworą), liniowe
• Zakres zastosowania: −15…+50 °C; 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury: 0…50 °C (fabrycznie), −35…+35 °C lub −40…+70 °C
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V DC): ±5 % r.h. (0…95 % r.h.), typowo ±3 % r.h. (30…70 % r.h.)
• Dokładność temperatury (24 V DC): ±0,3 K przy 23 °C; ±0,7 K (15…35 °C); ±1 K (−35…+50 °C)
• Stała czasowa (wilgotność): <20 s
• Stała czasowa (temperatura): ok. 8,5 min
• Stopień ochrony: IP30
• Klasa ochronności: III
• Warunki środowiskowe pracy: −15…+50 °C; 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Warunki transportu/składowania: −25…+70 °C; <95 % r.h.
• Materiał obudowy: ASA + PC, bez silikonu
• Kolor frontu: biały (NCS S 0502-G ≈ RAL9010)
• Kolor podstawy: szary (NCS 2801-Y43R ≈ RAL7035)
• Wymiary (wys. × szer. × gł.): ok. 100 × 90 × 36 mm
• Masa: ok. 0,13 kg (z opakowaniem)

Podsumowanie

Siemens QFA2071 to precyzyjny, pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z dwoma niezależnymi wyjściami 4…20 mA, zasilany napięciem 13,5…35 V DC. Łączy pomiar wilgotności w pełnym zakresie 0…100 % r.h. z konfigurowalnym zakresem temperatury (0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C), co ułatwia dopasowanie do wymaganej aplikacji. Kompaktowa obudowa naścienna IP30, wysoka dokładność i standardowe interfejsy prądowe sprawiają, że QFA2071 jest uniwersalnym czujnikiem do zastosowań w nowoczesnych systemach HVAC oraz BMS.

Pliki do pobrania:
QFA2071 Karta katalogowa