QFM2171 Kanałowy czujnik temperatury i wilgotności, 4..20 [mA]; 0..100 %[r.h.] / 4..20 [mA]; 0..50 [°C], -35..+35 [°C] lub -40..+70 [°C]

QFM2171 to kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z serii Symaro™, przeznaczony do pracy w kanałach powietrznych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Zasilany napięciem 13,5…35 V DC (SELV), wyposażony jest w dwa niezależne, liniowe wyjścia 4…20 mA – jedno dla wilgotności, drugie dla temperatury – zapewniając precyzyjny pomiar w szerokim zakresie warunków pracy –15…+60 °C / 0…95 % r.h. (bez kondensacji). Kompaktowa obudowa z trzpieniem zanurzeniowym, stopień ochrony IP54 oraz dołączony kołnierz montażowy i dławik kablowy M16×1,5 ułatwiają szybki i bezpieczny montaż w kanałach powietrznych.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QFM2171
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury
• Zastosowanie: instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne (HVAC), pomiar w kanałach powietrza nawiewanego i wywiewanego
• Napięcie zasilania: 13,5…35 V DC (SELV / 24 V DC klasa 2 US)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Sygnał wyjściowy wilgotności: 4…20 mA, 0…100 % r.h. (zaciski I1 / G1, 2‑przewodowy)
• Sygnał wyjściowy temperatury: 4…20 mA, 0…50 °C / –35…+35 °C / –40…+70 °C (zaciski I2 / G2, 2‑przewodowy)
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h. (zakres zastosowania 0…95 % r.h. bez kondensacji)
• Dokładność pomiaru wilgotności (23 °C, 24 V AC/DC): ±5 % r.h. (0…95 % r.h.), typowo ±3 % r.h. w zakresie 30…70 % r.h.
• Zakres pomiaru temperatury (aktywny): 0…50 °C (R2 – nastawa fabryczna), przełączalny na –35…+35 °C (R1) lub –40…+70 °C (R3)
• Dokładność pomiaru temperatury (23 °C, 24 V AC/DC): ±0,3 K (15…35 °C), ±0,7 K (–35…+50 °C), ±1 K w pełnym zakresie
• Stała czasowa (wilgotność): < 20 s przy 0…50 °C i 10…80 % r.h.
• Stała czasowa (temperatura): < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s
• Dopuszczalna prędkość powietrza w kanale: do 20 m/s
• Stopień ochrony: IP54 wg EN 60529 (zamontowany, z dławikiem skierowanym w dół)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Zakres temperatury otoczenia (praca – obudowa z elektroniką): –15…+60 °C
• Wilgotność otoczenia (praca): 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Zakres temperatury otoczenia (transport i składowanie): –25…+70 °C, wilgotność < 95 % r.h.
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Dławik kablowy: M16 × 1,5 (w komplecie, montowany w obudowie)
• Montaż mechaniczny: w kanale powietrznym, z dołączonym kołnierzem montażowym
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa RAL 7035 (jasnoszary)
• Osłona ochronna z filtrem: wymienna, dostępne części zamienne AQF3101 / AQF3102 / AQF3103
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,18 kg
• Czujnik wolny od silikonu: konstrukcja bez użycia silikonu
• Zgodność i certyfikaty: EN 60730‑1, EMC do zastosowań mieszkaniowych, handlowych, lekko uprzemysłowionych i przemysłowych, CE, RCM, UL 873 (nie dotyczy tylko typu QFM2160), UKCA

Zastosowanie

Czujnik kanałowy QFM2171 służy do ciągłego pomiaru wilgotności względnej i temperatury powietrza w kanałach instalacji HVAC. Typowe zastosowania obejmują:

• Czujnik regulacyjny dla powietrza nawiewanego lub wywiewanego w centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.
• Czujnik odniesienia – np. do korekcji punktu rosy w układach regulacji.
• Czujnik ograniczający – np. w układach współpracujących z nawilżaczami parowymi.
• Czujnik pomiarowy do wizualizacji i podłączenia do systemów zarządzania budynkiem (BMS).
• Pomiar entalpii i wilgotności bezwzględnej – we współpracy z przekształtnikiem sygnałów SEZ220 (obliczanie entalpii, różnicy entalpii, wilgotności bezwzględnej i punktu rosy).

QFM2171 może współpracować ze wszystkimi systemami i regulatorami wyposażonymi w wejścia analogowe 4…20 mA dla sygnałów wilgotności i temperatury.

Budowa i zasada działania

Konstrukcja mechaniczna

• Czujnik składa się z dwuczęściowej obudowy (podstawa + zdejmowana pokrywa zatrzaskowa), obwodu drukowanego, zacisków podłączeniowych, kołnierza montażowego oraz trzpienia zanurzeniowego z końcówką pomiarową.
• Obwód pomiarowy i elementy nastawcze (jumper) znajdują się na płytce drukowanej wewnątrz pokrywy, a zaciski przyłączeniowe – w podstawie obudowy.
• Element pomiarowy umieszczony jest na końcu trzpienia pomiarowego i zabezpieczony nakręcaną osłoną ochronną z filtrem.
• W komplecie dostarczany jest kołnierz montażowy, który nasuwa się na trzpień, a następnie mocuje do ściany kanału zgodnie z wymaganą głębokością zanurzenia.
• Przyłącze przewodu realizowane jest przez dławik kablowy M16×1,5 (dostarczany z czujnikiem), wkręcany w obudowę.
• Trzpień pomiarowy i obudowa wykonane są z trwałego poliwęglanu, trwale połączonego konstrukcyjnie.

Pomiar wilgotności

• Wilgotność względna mierzona jest za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność elektryczna zmienia się w funkcji wilgotności względnej.
• Elektroniczny obwód pomiarowy przetwarza sygnał z elementu pojemnościowego na liniowy sygnał 4…20 mA odpowiadający zakresowi 0…100 % r.h. (wyjście I1 / G1).
• Zakres zastosowania wynosi 0…95 % r.h. (bez kondensacji), co zapewnia wiarygodny pomiar w typowych warunkach pracy instalacji HVAC.
• Dokładność przy 23 °C i 24 V AC/DC:
  • 0…95 % r.h.: ±5 % r.h.,
  • 30…70 % r.h.: typowo ±3 % r.h. (zakres komfortu).
• Stała czasowa czujnika wilgotności: < 20 s (przy 0…50 °C i 10…80 % r.h.).

Pomiar temperatury

• Temperatura mierzona jest za pomocą elementu pomiarowego, którego rezystancja zmienia się w funkcji temperatury.
• Zmiana rezystancji przetwarzana jest w elektronice na aktywny, liniowy sygnał 4…20 mA (wyjście I2 / G2), odpowiadający wybranemu zakresowi temperatury:
  • 0…50 °C – fabryczny zakres aktywny (pozycja R2),
  • –35…+35 °C – pozycja R1,
  • –40…+70 °C – pozycja R3.
• Dokładność pomiaru temperatury (dla 24 V AC/DC):
  • 15…35 °C: ±0,3 K,
  • –35…+50 °C: ±0,7 K,
  • pełny zakres: ±1 K.
• Stała czasowa toru temperatury: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s.

Elementy nastawcze i funkcja testowania

• Wewnątrz pokrywy znajduje się 6‑pinowe złącze z przestawną zworą, służącą do:
  • wyboru aktywnego zakresu pomiarowego temperatury (R1 / R2 / R3),
  • włączenia funkcji testowania.
• Zakresy temperatury (aktywny sygnał 4…20 mA):
  • zwora w lewym położeniu (R1): –35…+35 °C,
  • zwora w środkowym położeniu (R2): 0…50 °C (nastawa fabryczna),
  • zwora w prawym położeniu (R3): –40…+70 °C.
• Funkcja testowania: zwora w położeniu poziomym. W tym trybie sygnały wyjściowe przyjmują zdefiniowane wartości testowe zgodnie z tabelą „Funkcja testowania” z karty katalogowej, co umożliwia sprawdzenie okablowania i reakcji regulatora bez zmiany warunków w kanale.

Reakcja na awarie czujników (QFM2171 – wyjścia 2‑przewodowe I1 / I2)

• Uszkodzenie czujnika temperatury: po 60 s sygnał temperatury na wyjściu I2 przyjmuje wartość 4 mA, natomiast sygnał wilgotności na wyjściu I1 osiąga 20 mA.
• Uszkodzenie czujnika wilgotności: po 60 s sygnał wilgotności na wyjściu I1 przyjmuje wartość 20 mA, przy czym sygnał temperatury na wyjściu I2 pozostaje aktywny.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 13,5…35 V DC (SELV / klasa 2) doprowadzane do:
  • G1 (+) / I1 (–): pętla 4…20 mA wilgotności (0…100 % r.h.),
  • G2 (+) / I2 (–): pętla 4…20 mA temperatury (0…50 / –35…+35 / –40…+70 °C).
• Ważna uwaga dotycząca QFM2171: zaciski G1 (+) i I1 (–) wyjścia wilgotności muszą być zawsze podłączone do zasilania, nawet wtedy, gdy wykorzystywane jest tylko wyjście temperatury G2 (+) / I2 (–).
• Okablowanie:
  • Przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów określonych w dokumentacji współpracującego urządzenia (regulatora / systemu BMS).
  • Dla wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych stosować przewody w skrętce.
  • Przy równoległym prowadzeniu przewodów minimalizować długość odcinków i zachować odstępy, aby ograniczyć zakłócenia.
  • W środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych zaleca się stosowanie kabli ekranowanych.
• Zaciski przyłączeniowe: śrubowe, dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm².
• Ochrona elektryczna zasilania: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A (charakterystyka B, C, D wg EN 60898) albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.

Montaż

• Czujnik QFM2171 jest przeznaczony do montażu w ścianie kanału powietrznego, tak aby trzpień pomiarowy znajdował się w strumieniu powietrza.
• Rekomenduje się montaż w środku przekroju kanału, dla uzyskania reprezentatywnego pomiaru.
• Przy współpracy z nawilżaczami parowymi czujnik należy montować w odległości:
  • minimum 3 m od nawilżacza,
  • maksimum 10 m od nawilżacza.
• Jeżeli czujnik używany jest do korekcji punktu rosy, powinien być zamontowany w kanale powietrza wywiewanego.
• Możliwy jest montaż z kołnierzem montażowym lub bez niego. W przypadku użycia kołnierza:
  • do kanału mocuje się wyłącznie kołnierz,
  • czujnik wsuwany jest w kołnierz i mocowany mechanicznie.
• Aby zapewnić stopień ochrony IP54, czujnik należy zamontować tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Elementy pomiarowe w trzpieniu są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować ostrożność i unikać uszkodzeń mechanicznych.
• Czujnik wilgotności jest precyzyjnym urządzeniem pomiarowym – opary chemiczne o wysokim stężeniu przy długotrwałej ekspozycji mogą zniekształcać wynik pomiaru.

Uruchomienie i eksploatacja

• Przed załączeniem zasilania należy sprawdzić poprawność okablowania zgodnie ze schematem przyłączeń.
• W razie potrzeby, wewnątrz czujnika ustawić żądany zakres pomiarowy temperatury (położenie zwory R1 / R2 / R3).
• Do sprawdzenia okablowania i sygnałów wyjściowych można wykorzystać funkcję testowania (poziome położenie zwory).
• Nie zaleca się podłączania standardowych mierników (woltomierzy / omomierzy) bezpośrednio do elementu pomiarowego – pomiary należy wykonywać na wyjściach sygnałowych 4…20 mA.

Dane techniczne (QFM2171)

Zasilanie i interfejs

• Napięcie zasilające: 13,5…35 V DC (SELV) lub 24 V DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy: ≤ 1 VA
• Typ wyjść: 2 niezależne pętle 4…20 mA (wilgotność I1 / G1, temperatura I2 / G2)

Czujnik wilgotności

• Zakres pomiarowy: 0…100 % r.h.
• Zakres zastosowania: 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Sygnał wyjściowy (I1): 4…20 mA, 0…100 % r.h. (obciążenie zgodne z wykresem obciążenia w dokumentacji)
• Dokładność (23 °C, 24 V AC/DC):
  • 0…95 % r.h.: ±5 % r.h.,
  • 30…70 % r.h.: typowo ±3 % r.h.
• Stała czasowa: < 20 s (0…50 °C, 10…80 % r.h.)
• Dopuszczalna prędkość powietrza: do 20 m/s

Czujnik temperatury

• Zakresy pomiarowe (wybierane zworą):
  • R2 (nastawa fabryczna): 0…50 °C,
  • R1: –35…+35 °C,
  • R3: –40…+70 °C.
• Sygnał wyjściowy (I2): 4…20 mA, liniowy w wybranym zakresie temperatury (obciążenie zgodne z wykresem obciążenia w dokumentacji)
• Dokładność (23 °C, 24 V AC/DC):
  • 15…35 °C: ±0,3 K,
  • –35…+50 °C: ±0,7 K,
  • pełny zakres: ±1 K.
• Stała czasowa: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s

Warunki środowiskowe i mechaniczne

• Warunki pracy (wg IEC 60721‑3‑3): klasa 3K5 (klimatyczne) / 3M2 (mechaniczne)
• Temperatura otoczenia – praca: –15…+60 °C
• Wilgotność otoczenia – praca: 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Warunki transportu (wg IEC 60721‑3‑2): klasa 2K3 (klimatyczne) / 2M2 (mechaniczne)
• Temperatura otoczenia – transport / składowanie: –25…+70 °C
• Wilgotność – transport / składowanie: < 95 % r.h.

Obudowa, materiały i standardy

• Stopień ochrony obudowy: IP54 wg EN 60529 (zamontowany)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730‑1
• Podstawa obudowy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Pokrywa obudowy: poliwęglan, RAL 7035 (jasnoszary)
• Trzpień zanurzeniowy: poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary)
• Osłona ochronna z filtrem (części zamienne):
  • AQF3101: korpus z poliwęglanu (RAL 7001), filtr z membrany PTFE (biały),
  • AQF3102: spiekany filtr katalityczny PTFE do środowisk H₂O₂,
  • AQF3103: spiekana stal nierdzewna wg DIN 17440.
• Kołnierz montażowy: PA 66 (czarny)
• Dławik kablowy: PA, RAL 7035 (jasnoszary), gwint M16×1,5
• Opakowanie: karton
• Zgodność środowiskowa: deklaracja środowiskowa produktu CE1E1864 (zgodność z RoHS, dane materiałowe, recykling)

Podsumowanie

Siemens QFM2171 to precyzyjny, kanałowy czujnik wilgotności względnej i temperatury z dwoma niezależnymi wyjściami 4…20 mA, przeznaczony do pracy w wymagających instalacjach HVAC. Szerokie zakresy pomiarowe temperatury (0…50 / –35…+35 / –40…+70 °C), wysoka dokładność wilgotności (typowo ±3 % r.h. w zakresie komfortu), szybka odpowiedź, a także konfigurowalny zakresem pomiarowym tor temperatury i funkcja testowania sprawiają, że QFM2171 idealnie nadaje się do zastosowań regulacyjnych, nadzorczych i pomiarowych w centralach wentylacyjnych i klimatyzatorach. Hermetyczna obudowa IP54, kołnierz montażowy oraz dławik M16×1,5 ułatwiają montaż i zapewniają niezawodną pracę w kanałach powietrznych, a sygnały 4…20 mA umożliwiają bezpośrednią integrację z większością regulatorów i systemów zarządzania budynkiem.

Pliki do pobrania:
QFM2171 Karta katalogowa
QFM2171 Instrukcja montażu