QPM2180 Kanałowy czujnik jakości powietrza, 1 wyjście 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm), IP54, pasywny sygnał temperatury (Pt100, Pt1000, LG-Ni1000 lub NTC10k)

QPM2180 to kanałowy czujnik jakości powietrza firmy Siemens z serii Symaro™, przeznaczony do pomiaru stężenia CO2 w zakresie 0…2000 ppm w kanale powietrznym oraz pasywnego pomiaru temperatury za pomocą wymiennego elementu rezystancyjnego. Bezobsługowy tor pomiarowy CO2 oparty na metodzie NDIR, zasilanie 24 V AC lub 15…35 V DC oraz konfigurowalny sygnał wyjściowy 0…10 V DC / 0…5 V DC / 4…20 mA umożliwiają łatwą integrację z regulatorami HVAC i systemami BMS w aplikacjach wentylacji według zapotrzebowania.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™
• Model: QPM2180
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik jakości powietrza CO2 z pasywnym czujnikiem temperatury
• Zastosowanie: regulacja jakości powietrza i wentylacji według zapotrzebowania w kanałach nawiewnych i wywiewnych instalacji HVAC
• Medium: powietrze w kanałach wentylacyjnych (prędkość do 10 m/s)
• Zakres pomiaru CO2: 0…2000 ppm
• Technologia pomiaru CO2: bezobsługowy element pomiarowy NDIR (absorpcja promieniowania podczerwonego)
• Dokładność pomiaru CO2: ≤ ±(50 ppm + 2% zmierzonej wartości) przy 23 °C i 1013 hPa
• Stabilność długoterminowa CO2: ≤ ±5% zakresu pomiarowego / 5 lat (typowo), bez konieczności powtórnej kalibracji do 8 lat
• Czas reakcji CO2 (t₆₃): < 5 min
• Wyjście CO2: liniowy sygnał analogowy na zacisku X1, wybierany zworą:
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC (0…2000 ppm, maks. ±1 mA)
  • 4…20 mA (0…2000 ppm, obciążenie maks. 500 Ω)
• Pomiar temperatury: pasywny (rezystancyjny) w kanale powietrznym, element montowany na końcu trzpienia pomiarowego
• Dostarczane / obsługiwane elementy pomiarowe temperatury: LG-Ni1000, Pt1000 (kl. B), Pt100 (kl. B), NTC 10 kΩ
• Sygnał temperatury: pasywny sygnał rezystancyjny na zaciskach B i M (rodzaj charakterystyki zależny od wybranego elementu pomiarowego)
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV) albo 24 V AC/DC klasa 2 (US), 50/60 Hz przy zasilaniu AC
• Pobór mocy (QPM2180): < 0,9 VA (przy sygnale napięciowym), < 3,2 VA (przy sygnale prądowym)
• Maksymalna prędkość powietrza w kanale: 10 m/s
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): temperatura 0…50 °C, wilgotność 0…95% r.h. (bez kondensacji)
• Temperatura transportu i składowania: −25…+70 °C, wilgotność < 95% r.h.
• Stopień ochrony (zamontowany): IP54 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Podłączenie elektryczne: zaciski śrubowe 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²; wprowadzenie przewodu przez dławik kablowy M16
• Materiał obudowy: poliwęglan; podstawa i trzpień w kolorze RAL 7001 (srebrnoszary), pokrywa w kolorze RAL 7035 (jasnoszary)
• Kołnierz montażowy: PA66 – GF35 (czarny), w zestawie
• Dławik kablowy: PA, RAL 7035 (jasnoszary), w zestawie
• Substancje: czujnik nie zawiera silikonu
• Waga (z opakowaniem): ok. 0,25 kg

Zastosowanie

Czujnik QPM2180 przeznaczony jest do stosowania w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w celu poprawy komfortu w pomieszczeniach oraz optymalizacji zużycia energii dzięki realizacji wentylacji według zapotrzebowania na podstawie stężenia CO2. Model ten mierzy stężenie CO2 w kanale powietrznym oraz temperaturę (pasywnie) i może być używany jako:

• czujnik regulacyjny powietrza nawiewanego lub wywiewanego w kanałach central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych,
• czujnik współpracujący z systemami zarządzania budynkiem (BMS) oraz regulatorami HVAC przyjmującymi sygnały 0…10 V, 0…5 V lub 4…20 mA oraz sygnały pasywne temperatury.

Typowe zastosowania pomiaru stężenia CO2 obejmują wentylację:

• muzeów, teatrów, kin, audytoriów i widowni,
• sal szkolnych, wykładowych i konferencyjnych,
• pomieszczeń biurowych i open space,
• innych pomieszczeń objętych zakazem palenia tytoniu o zmiennej liczbie przebywających osób.

Czujnik QPM2180 nie może być stosowany jako urządzenie gwarantujące bezpieczeństwo (np. detektor gazu lub dymu) ani używany na zewnątrz pomieszczeń.

Funkcje i działanie

Pomiar stężenia CO2

QPM2180 wykorzystuje optyczną metodę absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR) do pomiaru stężenia CO2 w powietrzu kanałowym. Elektronika przetwarza wynik pomiaru na liniowy sygnał analogowy na wyjściu X1.

• Zakres pomiaru: 0…2000 ppm CO2
• Wyjście X1:
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC = 0…2000 ppm (maks. ±1 mA obciążenia),
  • 4…20 mA = 0…2000 ppm (obciążenie maks. 500 Ω).
• Dokładność: ≤ ±(50 ppm + 2% zmierzonej wartości) przy 23 °C i 1013 hPa
• Stabilność w czasie: dryft ≤ ±5% zakresu pomiarowego w ciągu 5 lat (typowo)
• Praca bez ponownej kalibracji: do 8 lat
• Stała czasowa t₆₃: < 5 min – celowo wydłużona, aby odfiltrować krótkotrwałe wahania stężenia CO2

Pasywny pomiar temperatury w kanale powietrznym

QPM2180 umożliwia jednoczesny pasywny pomiar temperatury w kanale powietrznym. Element temperaturowy jest rezystorem o znanej charakterystyce, montowanym na końcu trzpienia pomiarowego i podłączanym do zacisków czujnika.

• Element pomiarowy: rezystancyjny, którego opór zmienia się wraz z temperaturą
• Dostarczane / obsługiwane typy elementów:
  • LG-Ni1000,
  • Pt1000 (klasa B),
  • Pt100 (klasa B),
  • NTC 10 kΩ.
• Podłączenie: element temperaturowy podłączany do odpowiednich zacisków na końcu trzpienia pomiarowego; sygnał wyprowadzony pasywnie na zaciskach B i M
• Sygnał wyjściowy temperatury: pasywny (rezystancyjny), zgodny z charakterystyką wybranego czujnika
• Stała czasowa t₆₃: < 3,5 min w powietrzu o prędkości 2 m/s

Zachowanie przy awarii

• W przypadku awarii toru pomiarowego CO2 sygnał wyjściowy X1 przyjmuje po ok. 60 s wartość krańcową 10 V, 5 V DC lub 20 mA (w zależności od wybranego typu sygnału), co umożliwia łatwe wykrycie błędu przez regulator nadrzędny.

Podłączenie elektryczne i okablowanie

• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US), podłączane do zacisków G (faza) i G0 (masa)
• Ochrona obwodu zasilania: zalecany bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A lub wyłącznik nadprądowy maks. 13 A (charakterystyka B, C lub D wg EN 60898) albo zasilacz z ograniczeniem prądu do 10 A
• Wyjście CO2 (X1): konfigurowalne zworą:
  • O1 = 4…20 mA
  • O2 = 0…10 V DC
  • O3 = 0…5 V DC
• Wyjście temperatury (B, M): pasywny sygnał rezystancyjny z wybranego elementu temperaturowego
• Przyłącza: zaciski śrubowe do przewodów 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Wprowadzenie przewodów: przez dołączony dławik kablowy M16 (IP54 po zamontowaniu z dławikiem skierowanym w dół)
• Długość przewodów sygnałowych: zależna od wymagań urządzenia współpracującego (regulatora, modułu wejść analogowych)
• Okablowanie: zalecane kable skręcane; w środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi stosować kable ekranowane dla zasilania wtórnego i linii sygnałowych

Dane techniczne

• Model: QPM2180
• Zakres pomiaru CO2: 0…2000 ppm
• Dokładność CO2: ≤ ±(50 ppm + 2% zmierzonej wartości) przy 23 °C i 1013 hPa
• Zależność temperaturowa CO2: typowo ±2 ppm/°C w zakresie −5…+45 °C
• Dryft długoterminowy CO2: ≤ ±5% zakresu pomiarowego / 5 lat (typowo)
• Stała czasowa CO2 (t₆₃): < 5 min
• Wyjście CO2 (X1):
  • 0…10 V DC lub 0…5 V DC = 0…2000 ppm, maks. ±1 mA
  • 4…20 mA = 0…2000 ppm, obciążenie maks. 500 Ω
• Pasywny pomiar temperatury (B, M): rezystancyjny, typ elementu: LG-Ni1000, Pt1000, Pt100 lub NTC 10 kΩ; zakres pomiarowy zależny od wybranego elementu
• Stała czasowa temperatury (t₆₃): < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s
• Maksymalna prędkość powietrza (V_max): 10 m/s
• Napięcie zasilania: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US), 50/60 Hz przy 24 V AC
• Pobór mocy (QPM2180): przy sygnale napięciowym < 0,9 VA, przy sygnale prądowym < 3,2 VA
• Warunki pracy (obudowa z elektroniką): 0…50 °C, 0…95% r.h. (bez kondensacji), klasa 3K3 / 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu i składowania: −25…+70 °C, wilgotność < 95% r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Stopień ochrony (zamontowany): IP54 wg EN 60529
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Obudowa i elementy mechaniczne:
  • podstawa – poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary),
  • pokrywa – poliwęglan, RAL 7035 (jasnoszary),
  • trzpień pomiarowy – poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary),
  • osłona ochronna z filtrem – poliwęglan, RAL 7001 (srebrnoszary),
  • kołnierz montażowy – PA66–GF35 (czarny),
  • dławik kablowy – PA, RAL 7035 (jasnoszary).
• Norma produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne)
• Zgodność elektromagnetyczna: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Certyfikaty: zgodność EU (CE), RCM, UL 873, UKCA
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,25 kg

Montaż

• Czujnik przeznaczony jest do montażu w kanale powietrznym przy użyciu dołączonego kołnierza montażowego; trzpień pomiarowy i obudowa wykonane są z tworzywa sztucznego i trwale ze sobą połączone.
• Aby zapewnić deklarowany stopień ochrony IP54, czujnik należy montować tak, aby dławik kablowy M16 był skierowany w dół.
• Czujnik powinien być umieszczony w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu.
• W instalacjach z nawilżaczami parowymi odległość czujnika od nawilżacza powinna wynosić co najmniej 3 m; zaleca się możliwie największą odległość, jednak nie większą niż 10 m.
• Elementy pomiarowe na końcu trzpienia są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy unikać mechanicznego obciążania sondy.
• Czujniki QPM11.. i QPM21.., w tym QPM2180, nie powinny być montowane w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne; temperatura otoczenia czujnika powinna mieścić się w zakresie pracy.

Uruchomienie i eksploatacja

Po włączeniu zasilania czujnik wymaga ok. 30 minut przed wiarygodną oceną wskazań CO2. W dobrze wentylowanym pomieszczeniu lub kanale powietrza zewnętrznego wskazanie powinno odpowiadać typowemu poziomowi stężenia CO2 w powietrzu zewnętrznym (ok. 360 ppm, z uwzględnieniem dokładności pomiaru).

Podstawową kontrolę działania można przeprowadzić, chwilowo zwiększając lokalne stężenie CO2 (np. chuchając na trzpień pomiarowy). Ze względu na celowo wydłużoną stałą czasową odpowiedź czujnika następuje z opóźnieniem rzędu kilku minut.

Utylizacja

Po zakończeniu eksploatacji czujnik QPM2180 należy traktować jako zużyty sprzęt elektroniczny i utylizować oddzielnie od odpadów komunalnych, zgodnie z obowiązującymi przepisami i dyrektywami europejskimi.

Podsumowanie

Siemens QPM2180 to kanałowy czujnik jakości powietrza z bezobsługowym pomiarem CO2 w zakresie 0…2000 ppm i pasywnym pomiarem temperatury, zaprojektowany do precyzyjnej regulacji wentylacji w oparciu o aktualne stężenie CO2 w kanałach nawiewnych i wywiewnych. Technologia NDIR, brak konieczności ponownej kalibracji przez wiele lat, wybieralny sygnał 0…10 V / 0…5 V / 4…20 mA oraz elastyczny dobór elementu temperaturowego (LG‑Ni1000, Pt1000, Pt100, NTC 10 kΩ) czynią z QPM2180 uniwersalny i niezawodny czujnik do nowoczesnych systemów HVAC i BMS.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi. Utylizować jako zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny zgodnie z lokalnymi przepisami.
• Montaż, podłączenie i uruchomienie wyłącznie przez wykwalifikowany personel, zgodnie z dokumentacją producenta i lokalnymi przepisami.
• Urządzenie elektryczne niskonapięciowe, zasilane napięciem 24 V AC lub 15...35 V DC. Do zasilania należy stosować wyłącznie obwody SELV oraz odpowiednio dobrane zabezpieczenia zgodnie z dokumentacją producenta.
• Przed rozpoczęciem montażu, podłączenia lub prac serwisowych należy odłączyć zasilanie. Nieprawidłowe okablowanie lub podłączenie może spowodować uszkodzenie urządzenia albo nieprawidłową pracę instalacji.
• 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 instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Nie stosować na zewnątrz pomieszczeń.
• Czujnik należy montować zgodnie z instrukcją producenta, z zastosowaniem dostarczonego kołnierza montażowego. Aby zachować wymagany stopień ochrony IP54, dławik kablowy musi być skierowany w dół.
• Nie montować czujnika w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne. Dla prawidłowego działania temperatura otoczenia czujnika powinna mieścić się w zakresie od -5 °C do +45 °C.
• Elementy pomiarowe znajdujące się w trzpieniu pomiarowym są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas transportu, montażu i serwisu należy obchodzić się z urządzeniem ostrożnie.
• Urządzenie należy stosować wyłącznie w warunkach określonych przez producenta, w szczególności przy wilgotności bez kondensacji oraz przy maksymalnej prędkości powietrza 10 m/s.
• W przypadku stosowania z nawilżaczami parowymi należy zachować minimalną odległość 3 m od nawilżacza; zalecana jest możliwie największa odległość, nie większa jednak niż 10 m.
• Przy prowadzeniu przewodów należy przestrzegać dopuszczalnych długości kabli oraz zasad kompatybilności elektromagnetycznej. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych stosować skrętkę.
• Nie otwierać obudowy i nie zmieniać ustawień wewnętrznych poza zakresem przewidzianym przez producenta. Wszelkie czynności wykonywać zgodnie z dokumentacją techniczną.

Pliki do pobrania:
QPM2180 Karta katalogowa
QPM2180 Instrukcja montażu