QPA2000 Pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza, 1 wyjście 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm)

QPA2000 to pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza CO2 firmy Siemens (rodzina Symaro™), przeznaczony do instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w budynkach. Mierzy stężenie dwutlenku węgla w zakresie 0…2000 ppm metodą NDIR i generuje proporcjonalny sygnał analogowy 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA, co umożliwia realizację wentylacji według zapotrzebowania, poprawę komfortu i optymalizację zużycia energii.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Model: QPA2000
• Seria: Symaro™ – pomieszczeniowe czujniki jakości powietrza
• Typ urządzenia: naścienny czujnik stężenia CO2 do systemów HVAC
• Zakres pomiaru CO2: 0…2000 ppm
• Element pomiarowy CO2: bezobsługowy, optyczny czujnik NDIR (non‑dispersive infrared)
• Brak konieczności ponownej kalibracji: co najmniej 8 lat
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20% (50/60 Hz) lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Sygnał wyjściowy (nastawiany):
  • 0…10 V DC
  • 0…5 V DC
  • 4…20 mA
• Dokładność pomiaru CO2 (23°C, 1013 hPa): ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej)
• Zależność temperaturowa: ok. ±2 ppm/°C w zakresie −5…45°C (typowo)
• Stała czasowa t₆₃: < 5 min (świadomie spowolniona odpowiedź)
• Stabilność długoterminowa: ≤ ±5% zakresu pomiarowego w ciągu 5 lat (typowo)
• Pobór mocy: maks. < 0,9 VA (przy wyjściu napięciowym) lub < 3,2 VA (przy wyjściu prądowym)
• Montaż: na ścianie, do standardowych puszek podłączeniowych
• Stopień ochrony obudowy: IP30 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730‑1
• Zakres warunków pracy (obudowa z elektroniką): 0…50°C, 0…95% r.h. (bez kondensacji)
• Warunki transportu i składowania: −25…+70°C, <95% r.h.
• Połączenie elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Wymiary obudowy: ok. 90 × 100 × 36 mm
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,10 kg
• Materiały obudowy: ASA + PC (pokrywa biała, korpus i podstawa szare)
• Skład materiałowy: czujnik nie zawiera silikonu

Zastosowanie

Czujnik QPA2000 jest przeznaczony do stosowania w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w celu zwiększenia komfortu w pomieszczeniu oraz optymalizacji zużycia energii poprzez realizację wentylacji według rzeczywistego zapotrzebowania, na podstawie stężenia CO2.

Pomiar stężenia CO2 wykorzystywany jest jako wskaźnik obecności osób w pomieszczeniach objętych zakazem palenia tytoniu o zmiennej liczbie przebywających, takich jak:

• muzea, teatry, kina, audytoria, widownie,
• pomieszczenia biurowe, sale szkolne i wykładowe.

QPA2000 może pracować jako:

• czujnik regulacyjny w układach sterowania wentylacją i klimatyzacją,
• czujnik współpracujący z systemem zarządzania budynkiem (BMS) lub urządzeniami wskazującymi poziom CO2.

Czujnik nie jest urządzeniem bezpieczeństwa i nie może być stosowany jako detektor gazu lub dymu.

Funkcje i działanie

Pomiar stężenia CO2 metodą NDIR

QPA2000 wykorzystuje optyczną metodę absorpcji promieniowania podczerwonego NDIR (non‑dispersive infrared) do pomiaru stężenia dwutlenku węgla w powietrzu pomieszczenia. Układ elektroniczny przetwarza sygnał z sensora na liniowy sygnał wyjściowy odpowiadający zakresowi 0…2000 ppm CO2.

• Zakres pomiarowy CO2: 0…2000 ppm
• Dokładność przy 23°C i 1013 hPa: ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej)
• Zależność temperaturowa: ok. ±2 ppm/°C w zakresie −5…45°C (typowo)
• Stała czasowa t₆₃: < 5 min – celowo ograniczona szybkość odpowiedzi w celu filtrowania krótkotrwałych zmian stężenia
• Stabilność w czasie (dryft): ≤ ±5% pełnego zakresu w ciągu 5 lat (typowo)
• Kalibracja: czujnik nie wymaga ponownej kalibracji przez 8 lat

Sygnał wyjściowy i konfiguracja

QPA2000 posiada jedno aktywne wyjście analogowe X1, na którym dostępny jest sygnał odpowiadający zmierzonemu stężeniu CO2. Tryb pracy wyjścia (napięciowy lub prądowy) wybierany jest zworką na płytce elektroniki.

• Wyjście X1 (CO2): liniowy sygnał ciągły 0…2000 ppm
• Dostępne tryby wyjściowe (nastawiane):
  • 0…10 V DC, 0…2000 ppm, obciążenie maks. ±1 mA
  • 0…5 V DC, 0…2000 ppm, obciążenie maks. ±1 mA
  • 4…20 mA, 0…2000 ppm, obciążenie maks. 500 Ω

Funkcja testowania

Na płytce elektroniki przewidziano funkcję testowania. Ustawienie zwory w położeniu testowym powoduje przyjęcie przez wyjście X1 zdefiniowanych wartości napięcia lub prądu (zgodnie z tabelą „Funkcja testowania”), co umożliwia sprawdzenie okablowania i reakcji podłączonego regulatora bez konieczności zmiany rzeczywistego stężenia CO2 w pomieszczeniu.

Zachowanie przy awarii

• W przypadku awarii toru pomiarowego CO2 sygnał wyjściowy na zacisku X1 przyjmuje, po ok. 60 s, wartość odpowiadającą górnej granicy zakresu: 10 V, 5 V DC lub 20 mA – zależnie od wybranego trybu pracy.
• Umożliwia to regulatorowi lub systemowi BMS wykrycie stanu uszkodzenia czujnika.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

Zaciski podłączeniowe QPA2000 znajdują się w podstawie montażowej i są dostępne po zdjęciu pokrywy obudowy. Czujnik zasilany jest z obwodu niskiego napięcia bezpiecznego SELV.

• G: zasilanie 24 V AC (SELV) lub 15…35 V DC / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• G0: masa zasilania i odniesienie dla sygnału pomiarowego
• X1: wyjście analogowe CO2 (0…10 V DC, 0…5 V DC lub 4…20 mA – wybór zworką O1/O2/O3)

• Do zasilania należy stosować transformator na napięcie SELV z odseparowanymi uzwojeniami, przeznaczony do pracy przy 100% obciążeniu.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej (w UE): bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A (charakterystyka B, C lub D wg EN 60898), bądź zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Dopuszczalną długość przewodów należy dobrać zgodnie z wymaganiami podłączonego regulatora lub systemu automatyki.
• Dla wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych zaleca się stosowanie skrętki; w środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych – kabli ekranowanych.
• Należy unikać długiego, równoległego prowadzenia przewodów sygnałowych z kablami mocy, aby zminimalizować wpływ zakłóceń.

Dane techniczne

• Model: QPA2000
• Zakres pomiarowy CO2: 0…2000 ppm
• Dokładność (23°C, 1013 hPa): ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej)
• Zależność temperaturowa: ±2 ppm/°C (typowo, −5…45°C)
• Stabilność długoterminowa: ≤ ±5% pełnego zakresu w ciągu 5 lat (typowo)
• Stała czasowa t₆₃ (CO2): < 5 min
• Element pomiarowy: optyczny czujnik CO2 NDIR, bezobsługowy
• Kalibracja: brak konieczności ponownej kalibracji przez 8 lat
• Zasilanie: 24 V AC ±20% (50/60 Hz) lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Pobór mocy przy wyjściu napięciowym „U”: maks. < 0,9 VA
• Pobór mocy przy wyjściu prądowym „I”: maks. < 3,2 VA
• Sygnał wyjściowy (zacisk X1):
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC, 0…2000 ppm, obciążenie maks. ±1 mA
  • 4…20 mA, 0…2000 ppm, obciążenie maks. 500 Ω
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): 0…50°C, 0…95% r.h. (bez kondensacji), klasa 3K3 (klimatyczne) / 3M2 (mechaniczne) wg IEC 60721‑3‑3
• Warunki transportu i składowania: −25…+70°C, <95% r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721‑3‑2
• Stopień ochrony obudowy: IP30 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730‑1
• Norma produktu: EN 60730‑1 – automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego
• Zgodność EMC: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Oznaczenia i certyfikaty: CE (UE), RCM, UL 873
• Zgodność środowiskowa: deklaracja środowiskowa produktu (w tym zgodność z RoHS) dostępna u producenta
• Połączenie elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Materiały i kolory obudowy: pokrywa ASA + PC, kolor zbliżony do RAL9010 (biały); korpus i podstawa ASA/PC, kolor zbliżony do RAL7035 (szary)
• Skład materiałowy: czujnik (w całości) nie zawiera silikonu
• Wymiary obudowy: ok. 90 × 100 × 36 mm
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,10 kg

Montaż i uruchomienie

• Montaż na wewnętrznej ścianie wentylowanego pomieszczenia, w miejscu reprezentatywnym dla średnich warunków panujących w pomieszczeniu.
• Czujnik jest przystosowany do współpracy z typowymi puszkami podłączeniowymi; przewody mogą być doprowadzone od spodu (instalacja podtynkowa) lub od góry / dołu (instalacja natynkowa) poprzez wyłamywane otwory przepustowe.
• Urządzenie składa się z podstawy montażowej z zaciskami oraz zatrzaskiwanej pokrywy; elementy pomiarowe i układ elektroniki znajdują się na płytce wewnątrz obudowy.
• Nie należy montować czujnika we wnękach, za zasłonami, nad ani w pobliżu źródeł ciepła, półek czy regałów.
• Czujnik nie może być narażony na działanie punktowego źródła światła ani bezpośredniego promieniowania słonecznego.
• Zakończenie korytka kablowego przy czujniku powinno być uszczelnione, aby zapobiec błędom pomiaru spowodowanym przepływem powietrza przez korytko.
• Na dokładność pomiaru mogą wpływać: ruch powietrza, rodzaj i struktura ściany (drewno, tynk, beton, cegła) oraz to, czy ściana jest wewnętrzna czy zewnętrzna; po ok. 1 godzinie pracy ewentualne odchylenia można skorygować w podłączonym regulatorze.

Działanie czujnika można wstępnie sprawdzić po ok. 30 minutach od włączenia zasilania. W dobrze wentylowanym pomieszczeniu powinien on wskazywać stężenie CO2 zbliżone do poziomu powietrza zewnętrznego (zwykle ok. 360 ppm, z uwzględnieniem dokładności pomiarowej). Podstawową kontrolę można wykonać, chwilowo zwiększając lokalne stężenie CO2 przy czujniku.

Podsumowanie

Siemens QPA2000 to specjalizowany pomieszczeniowy czujnik stężenia CO2 0…2000 ppm, oparty na bezobsługowym elemencie NDIR i przystosowany do współpracy z systemami HVAC oraz BMS. Konfigurowalne wyjście analogowe 0…10 V / 0…5 V / 4…20 mA, długa stabilność bez konieczności ponownej kalibracji, funkcja testowania oraz naścienna obudowa o stopniu ochrony IP30 czynią z QPA2000 praktyczne i precyzyjne rozwiązanie do wentylacji sterowanej jakością powietrza w budynkach biurowych, szkolnych i obiektach użyteczności publicznej.

Pliki do pobrania:
QPA2000 Karta katalogowa
QPA2000 Instrukcja montażu