QPA2062 Pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza, 3 wyjścia 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm / 0..50 [°C] lub -35..+35 [°C] / 0..95 % r.h.)

QPA2062 to pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza z serii Symaro firmy Siemens, łączący w jednej kompaktowej obudowie pomiar stężenia CO₂, wilgotności względnej i temperatury. Wykorzystuje bezobsługowy czujnik NDIR do pomiaru CO₂ oraz pojemnościowy czujnik wilgotności, a sygnały wyjściowe 0…10 V DC, 0…5 V DC lub 4…20 mA (konfigurowalne) umożliwiają bezpośrednią współpracę z regulatorami i systemami BMS w instalacjach HVAC realizujących wentylację według zapotrzebowania.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro
• Model: QPA2062
• Typ urządzenia: pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza (CO₂ + wilgotność + temperatura)
• Zastosowanie: pomiar i regulacja jakości powietrza w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC) oraz systemach zarządzania budynkiem
• Zakres pomiaru CO₂: 0…2000 ppm
• Zakres pomiaru wilgotności: 0…100 % r.h. (zakres zastosowania 0…95 % r.h., bez kondensacji)
• Zakres pomiaru temperatury: 0…50 °C lub −35…+35 °C (wybierane zworą, nastawa fabryczna 0…50 °C)
• Technologia pomiaru CO₂: bezobsługowy czujnik NDIR (optyczna absorpcja promieniowania podczerwonego)
• Dokładność CO₂ (23 °C, 1013 hPa): ≤±(50 ppm + 2 % wartości zmierzonej)
• Stabilność długookresowa CO₂: typowo ≤±5 % zakresu pomiarowego / 5 lat, bez konieczności ponownej kalibracji przez ok. 8 lat
• Dokładność wilgotności (23 °C, 24 V DC): ±5 % r.h. w zakresie 0…95 % r.h., typowo ±3 % r.h. w przedziale 30…70 % r.h.
• Zależność temperaturowa wilgotności: ≤0,1 % r.h./°C
• Dokładność temperatury (24 V DC): typowo ±0,3 K (dla wyjścia napięciowego) / ±0,4 K (dla wyjścia prądowego) przy 23 °C; ±0,8 K w zakresie 15…35 °C; ±1 K w zakresie −35…+50 °C
• Czas odpowiedzi t₆₃ CO₂: < 5 min
• Czas odpowiedzi t₆₃ wilgotności: ok. 20 s
• Czas odpowiedzi t₆₃ temperatury: 8,5 min
• Zasilanie: 24 V AC ±20 % (50/60 Hz) lub 15…35 V DC (SELV lub 24 V AC/DC klasa 2)
• Sygnały wyjściowe (konfigurowalne): 0…10 V DC lub 0…5 V DC (obciążenie do ±1 mA) lub 4…20 mA (obciążenie do 500 Ω)
• Pobór mocy przy wyjściach napięciowych: < 0,9 VA
• Pobór mocy przy wyjściach prądowych: < 3,2 VA
• Stopień ochrony obudowy: IP30 (montaż wewnętrzny)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Warunki pracy: 0…50 °C, 0…95 % r.h. (bez kondensacji), klasa 3K3 / 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu i składowania: −25…+70 °C, <95 % r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Obudowa: tworzywo ASA + PC; pokrywa biała (NCS S 0502-G, zbliżony do RAL 9010), podstawa szara (NCS 2801-Y43R, zbliżony do RAL 7035)
• Materiał: czujnik w całości wolny od silikonu
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Wymiary obudowy (szer. × wys. × gł.): ok. 100 × 90 × 36 mm
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,10 kg
• Zgodność: EN 60730-1, wymagania EMC dla środowiska mieszkalnego, handlowego, lekko uprzemysłowionego i przemysłowego; oznakowanie CE; certyfikacja UL 873

Zastosowanie

Czujnik QPA2062 przeznaczony jest do stosowania w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych jako element pomiarowy i regulacyjny w systemach poprawy komfortu oraz optymalizacji zużycia energii. Umożliwia realizację wentylacji według zapotrzebowania na podstawie:

• stężenia CO₂ – jako wskaźnika obecności osób w pomieszczeniu,
• wilgotności względnej – jako miary komfortu wilgotnościowego,
• temperatury pomieszczenia – do regulacji komfortu cieplnego.

Typowe zastosowania obejmują pomieszczenia o zmiennej liczbie użytkowników, takie jak: biura, sale szkolne, sale konferencyjne, muzea, teatry, kina, audytoria i inne przestrzenie użyteczności publicznej, gdzie wymagane jest utrzymanie wysokiej jakości powietrza przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów energii.

Czujnik może pracować jako czujnik regulacyjny bezpośrednio współpracujący z regulatorami oraz jako źródło sygnału pomiarowego dla systemów zarządzania budynkiem (BMS).

Urządzenie nie jest przeznaczone do funkcji bezpieczeństwa, takich jak detekcja i sygnalizacja obecności gazu lub dymu.

Funkcje i działanie

Pomiar stężenia CO₂

• Czujnik jakości powietrza QPA2062 mierzy stężenie CO₂ metodą NDIR (optyczna absorpcja promieniowania podczerwonego).
• Wynik pomiaru przekształcany jest na liniowy sygnał wyjściowy:
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC = 0…2000 ppm CO₂ (maks. ±1 mA), lub
  • 4…20 mA = 0…2000 ppm CO₂ (maks. obciążenie 500 Ω).
• Typowa stała czasowa odpowiedzi t₆₃ < 5 min zapewnia stabilny, odfiltrowany sygnał do regulacji wentylacji.
• Wysoka stabilność długookresowa: typowy dryft ≤±5 % zakresu pomiarowego w ciągu 5 lat i brak konieczności ponownej kalibracji przez ok. 8 lat.

Pomiar wilgotności względnej

• Pomiary wilgotności realizowane są za pomocą pojemnościowego elementu pomiarowego, którego pojemność zmienia się wraz z wilgotnością względną powietrza.
• Układ elektroniczny przetwarza sygnał z elementu czujnikowego na sygnał wyjściowy:
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC = 0…100 % r.h. (maks. ±1 mA), lub
  • 4…20 mA = 0…100 % r.h. (maks. 500 Ω).
• Zakres zastosowania: 0…95 % r.h. (bez kondensacji).
• Dokładność przy 23 °C: ±5 % r.h. w zakresie 0…95 % r.h., typowo ±3 % r.h. w zakresie 30…70 % r.h.
• Zależność od temperatury: ≤0,1 % r.h./°C.
• Czas odpowiedzi t₆₃: około 20 s.

Pomiar temperatury (aktywny)

• Temperatura pomieszczenia mierzona jest za pomocą elementu rezystancyjnego, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą otoczenia.
• Elektronika czujnika przetwarza zmianę rezystancji na sygnał wyjściowy:
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC = 0…50 °C lub −35…+35 °C, lub
  • 4…20 mA = 0…50 °C lub −35…+35 °C.
• Zakres temperatury wybierany jest zworą:
  • R1: −35…+35 °C
  • R2: 0…50 °C (nastawa fabryczna)
• Typowa dokładność przy 23 °C: ±0,3 K (dla wyjścia napięciowego) / ±0,4 K (dla wyjścia prądowego).
• Dokładność w zakresie 15…35 °C: ±0,8 K; w pełnym zakresie −35…+50 °C: ±1 K.
• Czas odpowiedzi t₆₃: 8,5 min.
• Uwzględniona jest korekcja ciepła własnego: typowo ok. 1,4 K dla wyjść napięciowych oraz ok. 1,8…2,6 K dla wyjść prądowych.

Konfiguracja sygnałów wyjściowych i funkcja testowania

• Na płytce drukowanej, po zdjęciu obudowy, dostępne są zwory konfiguracyjne:
  • Wybór typu sygnału wyjściowego:
    • Położenie O1: wyjścia w trybie 4…20 mA,
    • Położenie O2: wyjścia w trybie 0…10 V DC,
    • Położenie O3: wyjścia w trybie 0…5 V DC.
  • Wybór zakresu temperatury: zwora w położeniu R1 (−35…+35 °C) lub R2 (0…50 °C, ustawienie fabryczne).
• Funkcja testowania: ustawienie zwory zakresu w położeniu pionowym powoduje przejście wyjść w zdefiniowane wartości testowe (zgodnie z tabelą funkcji testowej w dokumentacji), co umożliwia szybkie sprawdzenie okablowania i skalowania w regulatorze bez konieczności generowania rzeczywistych sygnałów pomiarowych.

Diagnostyka i zachowanie przy awarii

• Czujnik monitoruje poprawność działania elementów pomiarowych; w przypadku awarii:
  • przy uszkodzeniu toru CO₂ sygnał wyjściowy CO₂ przechodzi po krótkim czasie do wartości maksymalnej (10 V, 5 V lub 20 mA, zależnie od konfiguracji),
  • przy uszkodzeniu toru temperatury sygnał wyjściowy temperatury przechodzi do 0 V lub 0 mA, a sygnał wilgotności na wyjściu wilgotności po ok. 60 s wzrasta do wartości maksymalnej (10 V, 5 V lub 20 mA),
  • przy uszkodzeniu toru wilgotności sygnał wyjściowy wilgotności po ok. 60 s przyjmuje wartość maksymalną (10 V, 5 V lub 20 mA), natomiast sygnał temperatury pozostaje aktywny.
• Takie zachowanie ułatwia wykrycie i diagnostykę błędu po stronie regulatora lub systemu BMS.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: do zacisków G (24 V AC / 15…35 V DC) i G0 (masa zasilania i pomiarowa) należy doprowadzić niskie napięcie bezpieczne (SELV) lub zasilanie klasy 2.
• Wyjścia analogowe: trzy wyjścia (CO₂, wilgotność, temperatura) dostępne są jako sygnały 0…10 V DC, 0…5 V DC lub 4…20 mA (konfiguracja wspólna).
• Zabezpieczenie zasilania (EU): zalecany 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.
• Dobór przewodów:
  • stosować skrętkę do linii zasilających i sygnałowych,
  • w środowiskach o podwyższonym poziomie zakłóceń elektromagnetycznych używać przewodów ekranowanych,
  • unikać długich odcinków prowadzonych równolegle z kablami mocy i zachowywać możliwie największe odległości między kablami,
  • przestrzegać dopuszczalnych długości kabli określonych przez urządzenie współpracujące (regulator, sterownik).

Montaż

• Czujnik QPA2062 jest przeznaczony do montażu na ścianie w pomieszczeniach wentylowanych.
• Przystosowany do współpracy z typowymi puszkami podtynkowymi; przewody mogą być doprowadzone:
  • od spodu – przy instalacji podtynkowej,
  • od dołu lub od góry – przy instalacji natynkowej, przez wyłamywane otwory przepustowe.
• Nie montować czujnika:
  • w niszach i wnękach,
  • za zasłonami, meblami, półkami itp.,
  • nad lub w bezpośrednim sąsiedztwie źródeł ciepła,
  • w miejscach narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne lub intensywne punktowe oświetlenie.
• Końcówkę korytka kablowego przy czujniku należy uszczelnić, aby uniknąć przepływu powietrza przez korytko, który mógłby zakłócać pomiar.
• Czujnik składa się z podstawy z zaciskami przyłączeniowymi i obudowy z elektroniką, połączonych zatrzaskowo.
• Szczegółowa instrukcja montażu dostarczana jest z urządzeniem.

Uruchomienie i eksploatacja

• Po włączeniu zasilania zaleca się odczekać ok. 30 minut przed weryfikacją działania, aby układ pomiarowy osiągnął stan ustalony.
• W dobrze wentylowanym pomieszczeniu czujnik powinien wskazywać stężenie CO₂ zbliżone do typowego poziomu powietrza zewnętrznego (uwzględniając dokładność pomiaru).
• Możliwe jest podstawowe sprawdzenie układu CO₂ poprzez krótkotrwałe zwiększenie stężenia (np. poprzez dmuchnięcie na czujnik); należy pamiętać o celowo ograniczonej szybkości odpowiedzi (t₆₃ ≈ 5 min).
• Czujnik z aktywnymi wyjściami generuje pewne ciepło własne, które może nieznacznie wpływać na wskazanie temperatury; ewentualne odchylenie można skorygować po stronie regulatora, jeżeli wymagane są podwyższone wymagania dokładnościowe.

Podsumowanie

Siemens QPA2062 to zaawansowany pomieszczeniowy czujnik jakości powietrza do jednoczesnego pomiaru CO₂ (0…2000 ppm), wilgotności względnej (0…100 % r.h.) i temperatury (0…50 °C lub −35…+35 °C), przeznaczony do stosowania w instalacjach HVAC oraz systemach BMS. Bezobsługowy tor NDIR CO₂ o wysokiej stabilności, precyzyjny pomiar wilgotności i temperatury, konfigurowalne sygnały wyjściowe 0…10 V / 0…5 V / 4…20 mA, a także kompaktowa obudowa ścienna IP30 czynią z modelu QPA2062 uniwersalny i energooszczędny czujnik do nowoczesnych systemów wentylacji sterowanej jakością powietrza.

Pliki do pobrania:
QPA2062 Karta katalogowa
QPA2062 Instrukcja montażu