QPM2102 Kanałowy czujnik jakości powietrza, 2 wyjścia 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm / CO2+VOC: 0..2000 ppm)

QPM2102 to kanałowy czujnik jakości powietrza firmy Siemens z serii Symaro™, przeznaczony do pomiaru stężenia CO₂ oraz VOC (lotnych związków organicznych) w kanałach wentylacyjnych. Wykorzystuje bezobsługowy element pomiarowy CO₂ w technologii NDIR oraz podgrzewany półprzewodnikowy element VOC (dwutlenek cyny), generując analogowe sygnały wyjściowe 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA. Czujnik umożliwia także wyznaczenie wspólnego sygnału zapotrzebowania na wentylację na podstawie większej z wartości CO₂ lub VOC, co pozwala realizować wentylację według rzeczywistego zapotrzebowania i ograniczać zużycie energii.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Model: QPM2102
• Typ: kanałowy czujnik jakości powietrza (CO₂ + VOC)
• Technologia pomiaru CO₂: NDIR (optyczna absorpcja promieniowania podczerwonego, bez rozproszenia)
• Technologia pomiaru VOC: podgrzewany element półprzewodnikowy z tlenku metalu (dwutlenek cyny)
• Zakres pomiarowy CO₂: 0...2000 ppm
• Zakres pomiarowy VOC: 0...100 % (sygnał względny – wskaźnik poziomu VOC / „jakości zapachowej” powietrza)
• Zapotrzebowanie na wentylację: sygnał wyjściowy odpowiadający większej z wartości CO₂ lub VOC (0...2000 ppm CO₂ lub 0...100 % VOC)
• Sygnały wyjściowe (konfigurowalne): 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Bezobsługowy pomiar CO₂: praca bez powtórnej kalibracji do 8 lat (typowo)
• Regulowana dynamika VOC: 3 stałe czasowe (wolna / normalna / szybka) dobierane zworą
• Stopień ochrony obudowy (zamontowany): IP54 wg EN 60529
• Środowisko pracy: 0...50 °C, 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Montaż: w kanale powietrznym, z użyciem dostarczonego kołnierza montażowego i dławika kablowego M16
• Długość trzpienia pomiarowego: ok. 243 mm, średnica ok. 15 mm
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan (PC), kolor srebrno-szary / jasno-szary
• Prędkość przepływu powietrza: do 10 m/s
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,25 kg

Zastosowanie

Czujnik QPM2102 przeznaczony jest do stosowania w instalacjach wentylacji i klimatyzacji (HVAC) jako:

• czujnik regulacyjny powietrza nawiewanego lub wywiewanego w kanałach wentylacyjnych,
• czujnik współpracujący z systemem BMS (systemem zarządzania budynkiem) lub regulatorami wentylacji,
• element realizujący wentylację według zapotrzebowania na podstawie jakości powietrza.

Typowe obiekty i strefy, w których wykorzystuje się pomiar jednocześnie CO₂ i VOC:

• pomieszczenia przyjęć towarzyskich, holle, poczekalnie,
• hale, sale targowe i wystawiennicze,
• restauracje, stołówki, centra handlowe,
• sale gimnastyczne, pomieszczenia handlowe, sale konferencyjne.

Czujnik nie może być stosowany jako urządzenie bezpieczeństwa (np. detektor gazu lub dymu) oraz nie jest przeznaczony do pracy na zewnątrz.

Funkcje i działanie

Pomiar CO₂

• Pomiar stężenia CO₂ w kanale powietrznym realizowany jest metodą NDIR (optyczna absorpcja promieniowania podczerwonego).
• Sygnał wyjściowy jest liniowy i proporcjonalny do stężenia CO₂ w zakresie 0...2000 ppm.
• Dostępne formy sygnału (na wyjściu analogowym):
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC (0...2000 ppm, max. obciążenie ±1 mA),
  • 4...20 mA (0...2000 ppm, max. obciążenie 500 Ω).
• Czujnik charakteryzuje się wysoką stabilnością długoterminową: dryft ≤ ±5 % zakresu / 5 lat (typowo).
• Praca bez powtórnej kalibracji: do 8 lat.

Pomiar VOC

• Pomiar stężenia VOC (lotnych związków organicznych) realizowany jest przez półprzewodnikowy element z tlenku metalu z wbudowanym podgrzewaniem.
• Zakres pomiarowy: 0...100 % VOC – sygnał stanowi wskaźnik obecności niepożądanych zapachów (dym tytoniowy, zapachy ludzkie, opary materiałowe itp.).
• Sygnał wyjściowy VOC jest liniowy:
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC (0...100 %, max. obciążenie ±1 mA),
  • 4...20 mA (0...100 %, max. obciążenie 500 Ω).
• Wbudowany mechanizm kompensacji zapewnia stabilny pomiar bez konieczności serwisowania i ponownej kalibracji, co obniża koszty eksploatacji.

Zapotrzebowanie na wentylację (CO₂ / VOC)

• Czujnik mierzy jednocześnie CO₂ i VOC i na tej podstawie wyznacza wspólny sygnał zapotrzebowania na wentylację.
• Na wyjściu analogowym generowana jest wartość odpowiadająca większej z dwóch wartości:
  • stężenie CO₂: 0...2000 ppm,
  • poziom VOC: 0...100 %.
• Sygnał ten dostępny jest jako:
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC (max. obciążenie ±1 mA),
  • 4...20 mA (max. obciążenie 500 Ω).
• Wyjście to podłącza się do regulatora wentylacji lub systemu BMS w celu realizacji wentylacji zależnej od jakości powietrza.

Regulowana dynamika sygnału VOC

• Szybkość zmian sygnału VOC jest ograniczana w celu dopasowania do charakteru instalacji wentylacyjnej.
• Zwora X130 umożliwia wybór jednej z trzech stałych czasowych:
  • R1 – „wolna”: maks. ok. 2,5 % VOC/min, t₆₃ < 13 min,
  • R2 – „normalna” (nastawa fabryczna): maks. ok. 10 % VOC/min, t₆₃ < 3,5 min,
  • R3 – „szybka”: maks. ok. 40 % VOC/min, t₆₃ < 1 min.
• Wolniejsza reakcja (R1) tłumi krótkotrwałe skoki VOC (np. chwilowe przejście silnie wyperfumowanej osoby), szybsza (R3) zapewnia bardzo szybką reakcję instalacji.

Zachowanie przy awarii

• W przypadku awarii układu CO₂ lub VOC, odpowiednie wyjście sygnałowe przyjmuje wartość 10 V / 5 V DC lub 20 mA (po ok. 60 s), ułatwiając detekcję błędu przez regulator.

Elementy nastawcze i konfiguracja

Elementy nastawcze czujnika QPM2102 znajdują się pod zdejmowaną pokrywą obudowy. Konfiguracja odbywa się przy pomocy zwór:

• Zakres pomiarowy CO₂: wybór zakresu odbywa się zworą, fabrycznie nastawiony jest zakres 0...2000 ppm (R2).
• Szybkość reakcji VOC: zwora X130 – pozycje R1 / R2 / R3 odpowiadają stałym czasowym „wolna / normalna / szybka”.
• Typ sygnału wyjściowego: zwora w położeniu:
  • O1: 4...20 mA,
  • O2: 0...10 V DC,
  • O3: 0...5 V DC.
• Funkcja testowania: przy określonym ustawieniu zwory zakresu, wyjścia przyjmują zdefiniowane wartości (0 V / 0 mA, 2,5 V / 5 V / 12 mA, 5 V / 10 V / 20 mA), co umożliwia szybkie sprawdzenie okablowania i działania wejść regulatora.

Podłączenie elektryczne i sygnały

• Zasilanie: 24 V AC ±20 % lub 15…35 V DC (SELV / klasa 2), częstotliwość 50/60 Hz dla 24 V AC.
• Zaciski: zaciski śrubowe do przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm².
• Masa zasilania i odniesienia sygnału: wspólny zacisk (G0) dla zasilania i sygnałów pomiarowych.
• Wyjścia analogowe: dwa sygnały (CO₂ / VOC oraz zapotrzebowanie na wentylację) dostępne jako 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA – wybór wspólny zworą.
• Dopuszczalna długość przewodów sygnałowych: zależna od wymagań podłączonego regulatora; należy przestrzegać zaleceń jego karty katalogowej.
• W środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych zaleca się stosowanie kabli ekranowanych i skrętki na stronie wtórnej.

Montaż

• Przeznaczony do montażu w kanale powietrza nawiewanego lub wywiewanego z użyciem dostarczonego kołnierza montażowego.
• Trzpień pomiarowy (dł. ok. 243 mm, Ø ok. 15 mm) należy wprowadzić do kanału i zamocować kołnierz na odpowiedniej głębokości zanurzenia.
• Do obudowy przykręcany jest dostarczony dławik kablowy M16, przez który wprowadza się przewód (zapewnienie stopnia ochrony IP54).
• Aby zachować stopień ochrony, czujnik powinien być montowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Czujnik należy instalować w miejscu łatwo dostępnym serwisowo.
• Przy współpracy z nawilżaczami parowymi wymagana jest odległość min. 3 m od wylotu nawilżacza (zalecane jak największe oddalenie, nie więcej niż 10 m).
• Czujnik nie powinien być montowany w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne.
• Elementy pomiarowe na końcu trzpienia są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować ostrożność.

Dane techniczne

• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20 % lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Częstotliwość: 50/60 Hz (tylko dla 24 V AC)
• Pobór mocy (sygnał napięciowy): maks. < 0,9 VA
• Pobór mocy (sygnał prądowy): maks. < 3,4 VA
• Zakres pomiarowy CO₂: 0...2000 ppm
• Dokładność CO₂ (23 °C, 1013 hPa): ≤ ±(50 ppm + 2 % wartości zmierzonej)
• Zależność temperaturowa CO₂ (-5…45 °C): typowo ±2 ppm / °C
• Stabilność długoterminowa CO₂: ≤ ±5 % zakresu / 5 lat (typowo)
• Stała czasowa CO₂ (t₆₃): < 5 min
• Zakres pomiarowy VOC: 0...100 % VOC
• Stała czasowa VOC (t₆₃): < 13 min (R1), < 3,5 min (R2), < 1 min (R3)
• Wyjście liniowe (CO₂ / VOC – X1): 0...10 V DC lub 0...5 V DC (0...2000 ppm / 0...100 %, max. ±1 mA), 4...20 mA (0...2000 ppm / 0...100 %, max. 500 Ω)
• Wyjście „zapotrzebowanie na wentylację” (CO₂ / VOC – X2): 0...10 V DC lub 0...5 V DC (większa z wartości CO₂ 0...2000 ppm lub VOC 0...100 %, max. ±1 mA), 4...20 mA (większa wartość CO₂/VOC, max. 500 Ω)
• Zakres temperatury otoczenia (praca): 0...50 °C
• Zakres temperatury transportu i składowania: -25...+70 °C
• Wilgotność otoczenia (praca): 0…95 % r.h. (bez kondensacji)
• Prędkość powietrza w kanale: do 10 m/s
• Stopień ochrony (zamontowany): IP54 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Materiał obudowy: poliwęglan, podstawa RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa RAL 7035 (jasno-szary)
• Trzpień pomiarowy i osłona z filtrem: poliwęglan, RAL 7001 (srebrno-szary)
• Kołnierz montażowy: PA66 – GF35 (czarny)
• Dławik kablowy: PA, M16, RAL 7035 (jasno-szary)
• Skład materiałowy: czujnik nie zawiera silikonu
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,25 kg

Podsumowanie

Siemens QPM2102 to zaawansowany kanałowy czujnik jakości powietrza, łączący precyzyjny pomiar CO₂ (0...2000 ppm) w technologii NDIR z pomiarem VOC za pomocą półprzewodnikowego sensora. Konfigurowalne sygnały wyjściowe 0...10 V / 0...5 V / 4...20 mA, możliwość generowania wspólnego sygnału zapotrzebowania na wentylację oraz brak konieczności częstej kalibracji sprawiają, że QPM2102 jest doskonałym wyborem do nowoczesnych systemów HVAC, w których wymagana jest wentylacja według rzeczywistego zapotrzebowania i optymalizacja zużycia energii.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z wymaganiami UE).
• Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi. Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z odpowiednią Dyrektywą Europejską oraz lokalnymi przepisami.
• Produkt nie jest urządzeniem bezpieczeństwa i nie może być stosowany jako czujnik ostrzegający o obecności gazu lub dymu.
• Produkt przeznaczony jest wyłącznie do stosowania wewnątrz pomieszczeń, w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Nie stosować na zewnątrz pomieszczeń.
• Urządzenie jest przeznaczone do zasilania napięciem 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV). Należy stosować transformator bezpieczeństwa SELV z odseparowanymi uzwojeniami, dobrany i zabezpieczony zgodnie z lokalnymi przepisami.
• Przed podłączeniem należy upewnić się, że zastosowano właściwy sygnał wyjściowy i prawidłowe okablowanie zgodnie z dokumentacją. Nieprawidłowe podłączenie może spowodować błędną pracę urządzenia lub instalacji.
• Przy prowadzeniu przewodów należy przestrzegać dopuszczalnych długości kabli. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do strony wtórnej zasilania i linii sygnałowych stosować skrętkę.
• Aby zachować wymagany stopień ochrony IP54, czujnik musi być zamontowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Nie montować urządzenia w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na promieniowanie słoneczne. Dla prawidłowego działania temperatura otoczenia czujnika musi mieścić się w zakresie od -5 °C do +45 °C.
• W przypadku stosowania z nawilżaczami parowymi należy zachować odległość minimum 3 m od nawilżacza; jeśli to możliwe, montować w większej odległości, jednak nie większej niż 10 m.
• Elementy pomiarowe w trzpieniu pomiarowym są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas transportu, montażu i eksploatacji należy obchodzić się z urządzeniem ostrożnie.
• Nie przekraczać maksymalnej prędkości powietrza 10 m/s.
• Urządzenie należy montować w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu oraz zgodnie z instrukcją montażu producenta.

Pliki do pobrania:
QPM2102 Karta katalogowa
QPM2102 Instrukcja montażu