QPM2102D Kanałowy czujnik jakości powietrza, 2 wyjścia 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm / CO2+VOC: 0..2000 ppm) , wyświetlacz

Siemens QPM2102D to kanałowy czujnik jakości powietrza Symaro™ z wyświetlaczem LCD, przeznaczony do pomiaru stężenia CO₂ (0…2000 ppm) oraz VOC w kanałach wentylacyjnych. Łączy bezobsługowy pomiar CO₂ metodą NDIR z półprzewodnikowym czujnikiem VOC, przetwarzając je na sygnał zapotrzebowania na wentylację w formie regulowanego wyjścia analogowego 0...10 V / 0...5 V / 4...20 mA. Czujnik pracuje z napięciem 24 V AC lub 15…35 V DC, nie wymaga okresowej kalibracji i posiada obudowę o stopniu ochrony IP65 (po zamontowaniu).

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™ QPM21..
• Model: QPM2102D
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik jakości powietrza (CO₂ + VOC) z wyświetlaczem LCD
• Pomiar CO₂: 0…2000 ppm, technologia NDIR (optyczna metoda absorpcji promieniowania podczerwonego)
• Pomiar VOC: 0…100% VOC (wskaźnik jakości powietrza) z podgrzewanym półprzewodnikowym elementem z tlenku metalu
• Wyjścia analogowe: konfigurowalne 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA
• Wyjście zapotrzebowania na wentylację: sygnał odpowiadający większej wartości z CO₂ (0…2000 ppm) lub VOC (0…100%)
• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV / klasa 2), 50/60 Hz przy zasilaniu AC
• Dokładność pomiaru CO₂: ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej) przy 23 °C i 1013 hPa
• Stabilność długoterminowa CO₂: dryft ≤ ±5% zakresu pomiarowego / 5 lat (typowo)
• Brak konieczności rekali­bracji CO₂: praca bez powtórnej kalibracji przez ok. 8 lat
• Stała czasowa CO₂: t₆₃ < 5 min
• Stała czasowa VOC (nastawiana): wolna (R1), normalna (R2 – fabryczna), szybka (R3), t₆₃ < 13 / 3,5 / 1 min przy skoku do 50% VOC
• Wyświetlacz LCD: wskazanie stężenia CO₂ w ppm oraz poziomu CO₂+VOC w formie wykresu słupkowego
• Stopień ochrony obudowy (zamontowany): IP65 wg EN 60529
• Zakres temperatury pracy (obudowa): 0…50 °C
• Zakres wilgotności pracy: 0…95% r.h. (bez kondensacji)
• Maks. prędkość powietrza w kanale: 10 m/s
• Pobór mocy (typowo): do ok. 1,8 VA (wyjście napięciowe) / 3,9 VA (wyjście prądowe)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Stopień zgodności EMC: do zastosowań w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan, kolory RAL 7001 (srebrno-szary) i RAL 7035 (jasnoszary)
• Osłona z filtrem: poliwęglan, zintegrowana na końcu trzpienia pomiarowego
• Kołnierz montażowy: PA66 – GF35 (czarny), w zestawie
• Dławik kablowy: M16 x 1,5 (PA, RAL 7035), w zestawie
• Przyłącza elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,27 kg
• Czujnik nie zawiera silikonu
• Model QPM2102D nie mierzy temperatury ani wilgotności – służy wyłącznie do oceny jakości powietrza na podstawie CO₂ i VOC.

Zastosowanie

Czujnik QPM2102D jest przeznaczony do stosowania w kanałach instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, aby poprawić komfort w pomieszczeniach oraz zoptymalizować zużycie energii poprzez realizację wentylacji według rzeczywistego zapotrzebowania.

Typowe zastosowania obejmują pomiar stężenia CO₂ i VOC w kanałach powietrza nawiewanego lub wywiewanego w obiektach takich jak:

• recepcje, hole, poczekalnie
• hale i sale targowe, powierzchnie wystawiennicze
• restauracje, stołówki, kantyny
• centra handlowe, pasaże
• sale gimnastyczne, obiekty sportowe pod dachem
• pomieszczenia handlowe, salony sprzedaży
• sale konferencyjne i szkoleniowe, audytoria
• biura, klasy szkolne i inne pomieszczenia o zmiennej liczbie użytkowników

Czujnik może współpracować z regulatorami wentylacji, systemami BMS oraz innymi urządzeniami, które przyjmują sygnały standardowe 0...10 V / 0...5 V / 4...20 mA.

QPM2102D nie jest przeznaczony jako urządzenie bezpieczeństwa (np. detektor gazu lub dymu) i nie może być stosowany na zewnątrz budynków.

Funkcje i działanie

Pomiar CO₂ metodą NDIR

• Czujnik wykorzystuje niedyspersyjną metodę podczerwieni (NDIR) do pomiaru stężenia CO₂ w powietrzu kanałowym.
• Zakres pomiarowy: 0…2000 ppm CO₂.
• Sygnał wyjściowy (zacisk X1 lub X2 – zależnie od konfiguracji) jest liniowy i proporcjonalny do stężenia CO₂:
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC (maks. ±1 mA obciążenia)
  • 4...20 mA (maks. obciążenie 500 Ω)
• Dokładność: ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej) przy 23 °C i 1013 hPa.
• Stabilność długoterminowa: typowy dryft ≤ ±5% zakresu pomiarowego w ciągu 5 lat.
• Czas odpowiedzi: stała czasowa t₆₃ < 5 min.
• Przewidziana praca bez powtórnej kalibracji przez ok. 8 lat, co redukuje koszty serwisu.

Pomiar VOC i jakość powietrza (IAQ)

• Pomiar VOC realizowany jest przez półprzewodnikowy element z tlenku metalu z podgrzewaną warstwą aktywną.
• Zakres pomiarowy VOC: 0…100% VOC (względny wskaźnik jakości powietrza i obecności zanieczyszczeń zapachowych).
• Wbudowana kompensacja zapewnia stabilny pomiar bez potrzeby okresowej kalibracji.
• Sygnał wyjściowy VOC jest liniowy:
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC dla 0…100% VOC, maks. ±1 mA
  • 4...20 mA dla 0…100% VOC, maks. 500 Ω
• Stała czasowa VOC regulowana zworą (R1/R2/R3):
  • R1 – wolna: maks. zmiana sygnału 2,5% VOC/min, t₆₃ < 13 min
  • R2 – normalna (fabryczna): maks. 10% VOC/min, t₆₃ < 3,5 min
  • R3 – szybka: maks. 40% VOC/min, t₆₃ < 1 min
• W trybie „wolnym” (R1) krótkotrwałe piki VOC (np. przejście osoby o silnym zapachu perfum) są odfiltrowane, co stabilizuje działanie instalacji.
• W trybie „szybkim” (R3) czujnik reaguje bardzo szybko na zmiany zanieczyszczenia powietrza.

Zapotrzebowanie na wentylację – wybór większej wartości CO₂ / VOC

• QPM2102D jednocześnie mierzy CO₂ i VOC w kanale powietrznym.
• Elektronika czujnika oblicza zapotrzebowanie na wentylację w oparciu o:
  • proporcjonalny do CO₂ sygnał zapotrzebowania (0…2000 ppm)
  • oraz przefiltrowany sygnał VOC (0…100%).
• Na wyjściu (zacisk X2) dostępny jest wspólny sygnał zapotrzebowania na wentylację, odpowiadający większej z wartości CO₂ lub VOC.
• Sygnał ten ma standardową formę:
  • 0...10 V DC lub 0...5 V DC, maks. ±1 mA
  • lub 4...20 mA, maks. 500 Ω
• Sygnał „Max CO₂/VOC” prowadzi do regulatora wentylacji, umożliwiając wentylację według rzeczywistej jakości powietrza.

Konfiguracja sygnałów IAQ / VOC i formatu wyjść

• Za pomocą zwory można wybrać, czy wybrane wyjście pracuje jako:
  • VOC – tylko stężenie VOC
  • IAQ (CO₂ + VOC) – sygnał jakości powietrza uwzględniający oba składniki (nastawa fabryczna).
• Rodzaj sygnału wyjściowego wybierany jest zworą:
  • O1: 4...20 mA
  • O2: 0...10 V DC
  • O3: 0...5 V DC
• Dostępna jest funkcja testowania, w której przy odpowiednim ustawieniu zwory wyjście przyjmuje zdefiniowane wartości (ułatwia sprawdzenie okablowania i działania regulatora).

Wyświetlacz LCD

• Model QPM2102D wyposażony jest w czytelny wyświetlacz LCD.
• Wyświetlane są m.in.:
  • stężenie CO₂ w ppm (wartość liczbowa)
  • poziom CO₂ + VOC jako wykres słupkowy:
    • 4 słupki odpowiadają poziomowi ok. 2 V / 1 V lub 7,2 mA na wyjściu
    • 20 słupków odpowiada wartości 10 V / 5 V lub 20 mA na wyjściu zapotrzebowania.

Zachowanie przy awarii

• W przypadku awarii toru VOC sygnał odpowiedniego wyjścia (CO₂/VOC / IAQ) przechodzi po ok. 60 s do wartości: 10 V, 5 V DC lub 20 mA (w zależności od wybranego typu wyjścia).
• W przypadku awarii toru CO₂ sygnał wyjściowy również osiąga wartość maksymalną (10 V / 5 V / 20 mA po ok. 60 s).
• Takie zachowanie umożliwia łatwe wykrycie uszkodzenia przez regulator nadrzędny.

Budowa i montaż

• Czujnik składa się z:
  • podstawy z zaciskami przyłączeniowymi,
  • zdejmowanej pokrywy z elektroniką pomiarową i elementami nastawczymi,
  • trzpienia pomiarowego z elementami czujnikowymi na końcu,
  • osłony z filtrem chroniącej elementy pomiarowe,
  • kołnierza montażowego do ustawienia głębokości zanurzenia trzpienia w kanale.
• Trzpień pomiarowy i obudowa wykonane są z poliwęglanu i trwale ze sobą połączone.
• W komplecie znajduje się dławik kablowy M16 (IP54 na wejściu przewodu) przykręcany do obudowy.
• Aby zachować stopień ochrony IP65, czujnik należy montować tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Czujnik powinien być zamontowany w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu.
• Nie montować w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne; temperatura otoczenia czujnika powinna zawierać się w zakresie –5…+45 °C.
• W przypadku współpracy z nawilżaczami parowymi minimalna odległość od nawilżacza powinna wynosić 3 m (zalecane jest możliwie większe oddalenie, maks. 10 m).
• Elementy pomiarowe na końcu trzpienia są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować ostrożność.

Podłączenie elektryczne

• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV / klasa 2).
• Wymagany jest transformator bezpieczeństwa z odseparowanymi uzwojeniami i możliwością pracy przy 100% obciążeniu.
• Zewnętrzne zabezpieczenie strony zasilania powinno być realizowane:
  • bezpiecznikiem zwłocznym maks. 10 A lub
  • wyłącznikiem nadprądowym maks. 13 A (charakterystyka B, C lub D wg EN 60898) lub
  • zasilaczem z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Przyłącza: zaciski śrubowe do przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm².
• Długość kabli sygnałowych powinna być dobrana zgodnie z kartą katalogową urządzenia współpracującego.
• Zaleca się stosowanie skrętki dla linii zasilających i sygnałowych; w środowiskach z silnymi zakłóceniami wymagane są kable ekranowane.
• Równoległe prowadzenie długich odcinków kabli sygnałowych z przewodami mocy należy ograniczyć, aby zminimalizować wpływ zakłóceń elektromagnetycznych.

Dane techniczne – skrót

• Zakres pomiarowy CO₂: 0...2000 ppm
• Zakres pomiarowy VOC: 0...100% VOC
• Dokładność CO₂ (23 °C, 1013 hPa): ≤ ±(50 ppm + 2% wartości zmierzonej)
• Stała czasowa CO₂: t₆₃ < 5 min
• Stała czasowa VOC: <13 min (R1), <3,5 min (R2), <1 min (R3)
• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC
• Pobór mocy (U): max. <1,8 VA
• Pobór mocy (I): max. <3,9 VA
• Wyjścia analogowe: 0...10 V DC / 0...5 V DC (maks. ±1 mA), 4...20 mA (maks. 500 Ω)
• Zakres temperatury pracy obudowy: 0...50 °C
• Zakres wilgotności pracy: 0...95% r.h. (bez kondensacji)
• Temperatura transportu i składowania: –25...+70 °C
• Stopień ochrony (zamontowany): IP65
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Maks. prędkość powietrza w kanale: 10 m/s
• Masa z opakowaniem: ok. 0,27 kg

Podsumowanie

Siemens QPM2102D to zaawansowany kanałowy czujnik jakości powietrza do systemów wentylacji sterowanej zapotrzebowaniem. Łączy precyzyjny, bezobsługowy pomiar CO₂ (0…2000 ppm) z detekcją VOC, obliczając wspólny sygnał zapotrzebowania na wentylację w standardzie 0...10 V / 0...5 V / 4...20 mA. Wysoki stopień ochrony IP65, elastyczna konfiguracja wyjść, regulowana dynamika reakcji na VOC oraz czytelny wyświetlacz LCD sprawiają, że QPM2102D jest uniwersalnym i ekonomicznym rozwiązaniem do kanałowego monitorowania jakości powietrza w nowoczesnych instalacjach HVAC.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektroniczny zgodnie z odpowiednią Dyrektywą Europejską. Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi.
• Produkt jest przeznaczony wyłącznie do stosowania wewnątrz instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Nie stosować na zewnątrz pomieszczeń.
• Czujnik QPM2102D nie jest urządzeniem bezpieczeństwa i nie może być stosowany jako urządzenie ostrzegające o obecności gazu lub dymu.
• Zasilanie wyłącznie napięciem 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV). Do zasilania należy stosować transformator bezpieczeństwa SELV z odseparowanymi uzwojeniami, dobrany i zabezpieczony zgodnie z lokalnymi przepisami.
• Podłączenie elektryczne i konfigurację należy wykonywać zgodnie z dokumentacją producenta oraz właściwym schematem połączeń. Nieprawidłowe okablowanie lub niewłaściwy dobór sygnałów wyjściowych może spowodować nieprawidłową pracę urządzenia.
• Aby zachować wymagany stopień ochrony IP65, czujnik musi być zamontowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Nie montować czujnika w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na promieniowanie słoneczne. Dla prawidłowego działania temperatura otoczenia czujnika musi mieścić się w zakresie od -5 do +45 °C.
• W przypadku stosowania z nawilżaczami parowymi czujnik należy montować w odległości co najmniej 3 m od nawilżacza; jeśli instalacja na to pozwala, zalecana jest możliwie największa odległość, nie większa jednak 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.
• Urządzenie należy montować w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu oraz zgodnie z instrukcją montażu producenta.
• Nie stosować urządzenia w warunkach kondensacji wilgoci. Dopuszczalny zakres pracy dla obudowy z elektroniką wynosi 0…50 °C oraz 0…95 % wilgotności względnej bez kondensacji.

Pliki do pobrania:
QPM2102D Karta katalogowa
QPM2102D Instrukcja montażu