QFA3160 Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności, o wysokiej dokładności, 0..10 [V]; 0..100 %[r.h.] / 0..10 [V]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C] (zastępuje QFA66)

QFA3160 to pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro, przeznaczony do instalacji wentylacji i klimatyzacji wymagających bardzo wysokiej dokładności oraz szybkiej reakcji toru pomiarowego wilgotności. Czujnik zasilany jest napięciem 24 V AC lub 13,5…35 V DC i udostępnia dwa niezależne, aktywne sygnały analogowe 0…10 V DC – dla wilgotności i temperatury – obejmujące pełny zakres pomiarowy 0…100 % r.h. oraz wybieralny zakres temperatury. Przy zastosowaniu zestawu montażowego AQF3100 może być również wykorzystywany na zewnątrz budynków.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro
• Model: QFA3160
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik wilgotności względnej i temperatury
• Zastosowanie: instalacje wentylacji i klimatyzacji (HVAC) wymagające wysokiej dokładności i szybkiego działania układu pomiarowego wilgotności w pełnym zakresie 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania (środowisko): −40…+70 °C / 0…100 % r.h. (z kondensacją)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność pomiaru wilgotności (przy 23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Metoda pomiaru wilgotności: pojemnościowy element pomiarowy
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Zakres pomiaru temperatury (wybieralny zworką): 0…50 °C (nastawa fabryczna), −35…+35 °C lub −40…+70 °C
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność pomiaru temperatury (przy 24 V AC/DC): ±0,3 K przy 23 °C; ±0,6 K w zakresie 15…35 °C; ±0,8 K w zakresie −35…+70 °C
• Stała czasowa temperatury: ok. 8,5 min (w zależności od ruchu powietrza i pojemności cieplnej ściany)
• Sygnał wyjściowy wilgotności: 0…10 V DC, liniowy, 0…100 % r.h., obciążenie maks. ±1 mA
• Sygnał wyjściowy temperatury: 0…10 V DC, liniowy, dla wybranego zakresu temperatury, obciążenie maks. ±1 mA
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤1 VA
• Stopień ochrony obudowy czujnika: IP65
• Stopień ochrony końcówki pomiarowej: IP40
• Stopień ochrony z zestawem do montażu zewnętrznego AQF3100: IP65
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa: poliwęglan – podstawa w kolorze RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa RAL 7035 (jasno-szary)
• Końcówka pomiarowa i osłona z filtrem: poliwęglan, kolor RAL 7001 (srebrno-szary)
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5 (w komplecie z czujnikiem)
• Montaż: na ścianie wewnętrznej pomieszczenia; montaż zewnętrzny możliwy z zestawem AQF3100
• Masa (z opakowaniem, czujnik bez wyświetlacza): ok. 0,152 kg
• Materiałowo-ekologicznie: czujnik w całości nie zawiera silikonu, zgodny z wymaganiami RoHS (wg deklaracji środowiskowej produktu)

Zastosowanie

QFA3160 przeznaczony jest do pracy w systemach wentylacji i klimatyzacji, w których wymagana jest: wysoka dokładność pomiaru wilgotności względnej, szybka reakcja układu pomiarowego oraz stabilny, liniowy sygnał wyjściowy. Pełny zakres pomiarowy 0…100 % r.h. pozwala na kontrolę zarówno bardzo suchych, jak i bardzo wilgotnych warunków, łącznie z występowaniem kondensacji.

Typowe zastosowania obejmują m.in.:

• magazyny i zakłady produkcyjne artykułów papierowych, tekstylnych, farmaceutycznych, spożywczych, chemicznych, elektronicznych itp.,
• laboratoria i pomieszczenia badawcze,
• szpitale i placówki opieki zdrowotnej,
• kryte pływalnie,
• pomieszczenia komputerowe i serwerownie,
• cieplarnie i szklarnie,
• inne pomieszczenia, w których kluczowa jest kontrola wilgotności i temperatury powietrza.

QFA3160 może być również wykorzystywany do pomiaru powietrza zewnętrznego – wymaga to zastosowania zestawu do montażu zewnętrznego AQF3100 z osłoną przeciwpromienną.

Czujnik współpracuje z dowolnymi systemami i regulatorami, które przyjmują sygnały analogowe 0…10 V DC. W aplikacjach wymagających funkcji takich jak wybór maksimum lub minimum, uśrednianie, obliczanie entalpii, różnicy entalpii, wilgotności bezwzględnej czy punktu rosy zaleca się stosowanie przekształtnika sygnałów SEZ220.

Funkcje i działanie

Pomiar wilgotności względnej

• Wilgotność względna powietrza mierzona jest przy pomocy pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność elektryczna zmienia się w funkcji wilgotności.
• Elektroniczny układ pomiarowy przetwarza zmianę pojemności na liniowy sygnał wyjściowy 0…10 V DC, odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h. (zacisk U1).
• Wysoka dokładność pomiaru (±2 % r.h. przy 23 °C) oraz mała zależność temperaturowa (≤0,05 % r.h./°C) zapewniają stabilne i powtarzalne wyniki w całym zakresie pomiarowym.
• Stała czasowa układu wilgotności < 20 s umożliwia szybką reakcję instalacji regulacyjnej na zmiany warunków w pomieszczeniu.

Pomiar temperatury

• Temperatura powietrza mierzona jest za pomocą rezystancyjnego elementu Pt1000, którego oporność zmienia się w funkcji temperatury.
• Zmiana rezystancji przetwarzana jest na aktywny sygnał wyjściowy 0…10 V DC (zacisk U2), odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury:
  • 0…50 °C (nastawa fabryczna – położenie R2),
  • −35…+35 °C (położenie R1),
  • −40…+70 °C (położenie R3).
• Wysoka dokładność pomiaru w typowym zakresie komfortu (±0,6 K w 15…35 °C) pozwala na precyzyjne sterowanie temperaturą pomieszczeń.
• Stała czasowa układu temperatury wynosi ok. 8,5 min (zależnie od ruchu powietrza i pojemności cieplnej ściany), co uwzględnia bezwładność cieplną typowych przegród budowlanych.

Wybór zakresu temperatury

• Wewnątrz pokrywy czujnika znajduje się 6‑pinowe złącze ze zworką, służące m.in. do wyboru zakresu pomiarowego temperatury.
• Ustawienia zworki dla sygnału temperatury (zacisk U2):
  • lewe położenie (R1): zakres −35…+35 °C,
  • środkowe położenie (R2 – nastawa fabryczna): zakres 0…50 °C,
  • prawe położenie (R3): zakres −40…+70 °C.

Funkcja testowania i diagnostyka

• Ta sama zworka wykorzystywana jest również do uaktywnienia funkcji testowania – po ustawieniu jej w położeniu poziomym.
• W trybie testowym sygnały wyjściowe czujnika (0…10 V DC) przyjmują zdefiniowane wartości, co umożliwia sprawdzenie:
  • ciągłości i poprawności okablowania,
  • działania wejść analogowych regulatora lub systemu nadrzędnego,
  • skalowania sygnałów w urządzeniach współpracujących.
• Funkcja testowania pozwala na diagnostykę bez konieczności zmiany warunków środowiskowych w pomieszczeniu.

Zachowanie w przypadku awarii

• Awaria czujnika temperatury: po upływie ok. 60 s
  • sygnał wyjściowy temperatury U2 przyjmuje wartość 0 V,
  • sygnał wilgotności na wyjściu U1 wzrasta do 10 V.
• Awaria czujnika wilgotności: po upływie ok. 60 s
  • sygnał wilgotności na wyjściu U1 przyjmuje wartość 10 V,
  • sygnał wyjściowy temperatury U2 pozostaje aktywny.
• Taka charakterystyka ułatwia rozpoznanie rodzaju uszkodzenia po wartościach sygnałów na wyjściach U1 i U2.

Budowa

• Obudowa dwuczęściowa: podstawa montowana na ścianie oraz zdejmowana pokrywa mocowana wkrętami.
• Pomiędzy podstawą a pokrywą zastosowano gumową uszczelkę, zapewniającą wymagania dla stopnia ochrony IP65 – uszczelka nie może być usuwana.
• Obwód drukowany z elektroniką pomiarową i elementami nastawczymi (złącze ze zworką) umieszczony jest wewnątrz pokrywy.
• Zaciski przyłączeniowe znajdują się w podstawie obudowy, co ułatwia montaż i okablowanie.
• Końcówka pomiarowa przykręcona jest do obudowy i zapewnia stopień ochrony IP40.
• Na końcu końcówki pomiarowej znajduje się element pomiarowy, zabezpieczony nakręcaną osłoną ochronną z filtrem.
• Wprowadzenie przewodu: przez dławik kablowy M16 × 1,5 dostarczany z czujnikiem. W zastosowaniach zewnętrznych jeden z otworów należy zaślepić, a dławik zamocować w drugim, wyłamywanym otworze po przeciwnej stronie obudowy.
• Materiały: podstawa, pokrywa, końcówka pomiarowa i osłona z filtrem wykonane z poliwęglanu; kolorystyka: RAL 7001 (srebrno-szary) oraz RAL 7035 (jasno-szary).
• Czujnik w całości nie zawiera silikonu.
• Wymiary obudowy (QFA3160 bez zestawu AQF3100): szerokość ok. 80 mm, wysokość ok. 84 mm, głębokość ok. 39 mm; szczegółowe rozstawy otworów montażowych umożliwiają wygodny montaż na ścianie.

Elementy nastawcze i funkcja testowania

• Wewnątrz pokrywy znajduje się 6‑pinowe złącze ze zworką, pełniące trzy funkcje:
  • wybór zakresu pomiarowego temperatury (R1 / R2 / R3),
  • uaktywnienie funkcji testowania (położenie poziome),
  • (dla modeli z wyświetlaczem – nie dotyczy QFA3160) wybór jednostki temperatury – °C/°F.
• Zakres 0…50 °C (R2) ustawiony jest fabrycznie i odpowiada typowym aplikacjom komfortu w pomieszczeniach.
• Po zakończeniu konfiguracji zworka powinna zostać ustawiona w odpowiednim położeniu roboczym, a pokrywa dokładnie zamknięta, tak aby zachować stopień ochrony IP65.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US).
• Zabezpieczenie linii zasilającej: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C, D wg EN 60898, ewentualnie zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Wyjścia sygnałowe:
  • U1 – 0…10 V DC, 0…100 % r.h., maks. ±1 mA,
  • U2 – 0…10 V DC, 0…50 / −35…+35 / −40…+70 °C (w zależności od ustawienia zworki), maks. ±1 mA.
• Długość przewodów: maksymalna dopuszczalna długość kabla zależy od urządzenia współpracującego – należy stosować się do jego karty katalogowej.
• Prowadzenie kabli:
  • dla wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych wymagana jest skrętka,
  • należy unikać długich odcinków prowadzonych równolegle w niewielkiej odległości od siebie – ogranicza to zakłócenia elektryczne,
  • w środowiskach o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych stosować kable ekranowane.
• Przed włączeniem zasilania należy skontrolować poprawność okablowania; jego prawidłowość oraz działanie sygnałów wyjściowych można dodatkowo zweryfikować za pomocą funkcji testowania.
• Nie zaleca się podłączania woltomierzy lub omomierzy bezpośrednio do elementu pomiarowego. Przy symulowanych sygnałach wyjściowych standardowe mierniki mogą nie dawać wiarygodnych wyników ze względu na bardzo mały prąd pomiarowy.

Dane techniczne

• Zasilanie: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 13,5…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤1 VA
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h.
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±2 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,05 % r.h./°C
• Stała czasowa wilgotności: < 20 s
• Sygnał wyjściowy wilgotności (U1): 0…10 V DC, 0…100 % r.h., obciążenie maks. ±1 mA
• Zakres pomiaru temperatury: 0…50 °C (R2 – nastawa fabryczna), −35…+35 °C (R1), −40…+70 °C (R3)
• Element pomiarowy temperatury: Pt1000
• Dokładność temperatury (24 V AC/DC): ±0,3 K przy 23 °C; ±0,6 K w zakresie 15…35 °C; ±0,8 K w zakresie −35…+70 °C
• Stała czasowa temperatury: ok. 8,5 min
• Sygnał wyjściowy temperatury (U2): 0…10 V DC dla wybranego zakresu, obciążenie maks. ±1 mA
• Stopień ochrony obudowy czujnika: IP65 wg EN 60529
• Stopień ochrony końcówki pomiarowej: IP40 wg EN 60529
• Stopień ochrony z zestawem do montażu zewnętrznego AQF3100: IP65
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): −40…+70 °C, 0…100 % r.h. (z kondensacją), klasa klimatyczna 4K2 wg IEC 60721-3-4
• Warunki pracy – obciążenia mechaniczne: klasa 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu: −40…+70 °C, wilgotność < 95 % r.h., klasy 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Materiał obudowy: poliwęglan (PC), podstawa RAL 7001, pokrywa RAL 7035
• Końcówka pomiarowa i osłona z filtrem: poliwęglan, RAL 7001
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5
• Standard produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego)
• Zgodność elektromagnetyczna (EMC): do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Zgodność EU (CE): wg deklaracji CE1T1858xx
• Zgodność RCM: nr 8000078879
• Certyfikacja UL: UL 873
• Zgodność środowiskowa: wg deklaracji CE1E1858 (m.in. zgodność z RoHS, dane materiałowe, informacje o utylizacji)
• Opakowanie: karton
• Masa czujnika bez wyświetlacza (z opakowaniem): ok. 0,152 kg

Wyposażenie dodatkowe (opcjonalne)

• AQF3100 – zestaw do montażu zewnętrznego z osłoną przeciwpromienną (wspornik ścienny, elementy mocujące, dodatkowy przepust M16 × 1,5); umożliwia zastosowanie QFA3160 na zewnątrz budynku z zachowaniem stopnia ochrony IP65.
• AQF3101 – osłona ochronna z filtrem (część zamienna) dla końcówki pomiarowej.
• AQF3150 – wymienna końcówka pomiarowa.
• AQF3153 – zestaw serwisowy do celów diagnostycznych, zawierający trzy końcówki pomiarowe bez elementu pomiarowego o zdefiniowanych parametrach:
  • 85 % r.h., 40 °C,
  • 50 % r.h., 23 °C,
  • 20 % r.h., 5 °C.
  Wartości z końcówek dostępne są na wyjściach sygnałowych czujnika; dokładność jest taka sama jak dla funkcji testowania. Końcówki mogą być wymieniane podczas pracy czujnika.
• AQY2010 – kabel 3 m do pomiaru wyniesionego.

Montaż

Montaż w pomieszczeniu (bez AQF3100)

• Czujnik należy montować na wewnętrznej ścianie (nie zewnętrznej) klimatyzowanego pomieszczenia.
• Zalecana wysokość montażu: ok. 1,5 m nad podłogą, w strefie przebywania ludzi.
• Należy zachować odległość co najmniej 0,5 m od sąsiedniej ściany.
• Nie montować:
  • we wnękach, za zasłonami, nad grzejnikami ani w pobliżu innych źródeł ciepła,
  • nad półkami, szafami czy w ich bezpośrednim sąsiedztwie,
  • na ścianach, za którymi biegną kanały kominowe,
  • w miejscach narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne lub silne, punktowe źródła światła.
• Elementy pomiarowe w końcówce są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować szczególną ostrożność.
• Jeżeli nie stosuje się zestawu AQF3100, czujnika nie wolno montować końcówką pomiarową skierowaną do góry.
• Instrukcja montażu w formie skróconej znajduje się na opakowaniu czujnika.

Montaż na zewnątrz (z zestawem AQF3100)

• Czujnik QFA3160 z zestawem AQF3100 montuje się na zewnętrznej ścianie budynku, zalecana jest strona północna lub północno‑zachodnia, możliwie na środku ściany.
• Wysokość montażu: co najmniej 2,5 m nad poziomem terenu.
• Nie montować:
  • nad ani pod oknami,
  • nad drzwiami lub w pobliżu kanałów wentylacyjnych,
  • pod balkonami czy rynnami, gdzie możliwe jest spływanie wody lub zaleganie śniegu.
• Zestaw AQF3100 należy montować w pozycji pionowej, z osłoną przeciwpromienną skierowaną ku górze.
• Przy zastosowaniu zestawu montażowego otwór pod dławik kablowy w obudowie czujnika należy zaślepić, a dławik zamocować w drugim, wyłamywanym otworze po przeciwnej stronie obudowy.
• Szczegółowa instrukcja montażu dostarczana jest w komplecie z zestawem AQF3100.

Podsumowanie

Siemens QFA3160 to precyzyjny czujnik pomieszczeniowy wilgotności względnej i temperatury z wyjściami 0…10 V DC, przeznaczony do wymagających instalacji HVAC. Pojemnościowa metoda pomiaru wilgotności, pełny zakres 0…100 % r.h., wybieralne zakresy temperatury, szeroki zakres warunków pracy (−40…+70 °C / 0…100 % r.h.) oraz kompaktowa obudowa o stopniu ochrony IP65 sprawiają, że QFA3160 doskonale nadaje się do zastosowań w pomieszczeniach oraz – z wykorzystaniem zestawu AQF3100 – także na zewnątrz budynków. Wbudowana funkcja testowania, możliwość diagnostyki za pomocą zestawu serwisowego AQF3153 oraz wysoka zgodność ze standardami (EN 60730‑1, CE, UL) czynią z niego niezawodne i łatwe w integracji źródło sygnałów pomiarowych wilgotności i temperatury.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z wymaganiami UE).
• Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny zgodnie z Dyrektywą 2012/19/UE. Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi.
• Czujnik jest urządzeniem niskonapięciowym i wymaga zasilania 24 V AC ±20% lub 13,5...35 V DC w wykonaniu SELV. Do zasilania należy stosować transformator bezpieczeństwa z odseparowanymi uzwojeniami, przeznaczony do pracy ze 100% obciążeniem.
• Przy doborze i zabezpieczeniu obwodu zasilania należy stosować się do lokalnych przepisów bezpieczeństwa oraz danych producenta. Dopuszczalne jest zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej bezpiecznikiem zwłocznym maks. 10 A, wyłącznikiem nadprądowym maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898 albo zasilaczem z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Przed uruchomieniem należy sprawdzić poprawność okablowania oraz ustawić właściwy zakres pomiarowy temperatury zgodnie z dokumentacją producenta. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować błędne działanie urządzenia.
• Należy przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów oraz zasad prowadzenia okablowania. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych wymagana jest skrętka.
• Czujnik bez zestawu AQF3100 jest przeznaczony do montażu na wewnętrznej ścianie pomieszczenia. Nie montować go we wnękach, za zasłonami, nad lub w pobliżu źródeł ciepła, półek, regałów ani na ścianach, za którymi znajdują się kanały kominowe.
• Urządzenie nie może być narażone na działanie punktowego źródła światła ani bezpośredniego promieniowania słonecznego.
• Jeżeli czujnik ma być stosowany na zewnątrz, wymagany jest zestaw montażu zewnętrznego AQF3100. Przy takim montażu należy przestrzegać zaleceń producenta dotyczących lokalizacji i pionowej pozycji montażowej z osłoną skierowaną do góry.
• Jeśli nie jest wykorzystywany zestaw AQF3100, czujnika nie wolno montować z końcówką pomiarową skierowaną do góry.
• Nie usuwać uszczelki pomiędzy obudową i pokrywą. Jej usunięcie powoduje utratę wymaganego stopnia ochrony IP65 obudowy.
• Elementy pomiarowe w końcówce pomiarowej są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas montażu, transportu i eksploatacji należy obchodzić się z urządzeniem ostrożnie.
• Urządzenie należy stosować wyłącznie w warunkach środowiskowych określonych przez producenta. Obudowa z elektroniką jest przeznaczona do pracy w zakresie temperatur od −40 do +70 °C, przy wilgotności 0...100% r.h. z kondensacją.

Pliki do pobrania:
QFA3160 Karta katalogowa
QFA3160 Instrukcja montażu