QPM2160D Kanałowy czujnik jakości powietrza, 2 wyjścia 0..5 lub 0..10 [V] (CO2: 0..2000 ppm / 0..50 [°C] lub -35..+35 [°C]) , wyświetlacz

QPM2160D to kanałowy czujnik jakości powietrza firmy Siemens z serii Symaro™, przeznaczony do precyzyjnego pomiaru stężenia CO₂ oraz temperatury powietrza w kanale w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Czujnik wykorzystuje bezobsługową metodę optycznej absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR) do pomiaru CO₂, posiada wbudowany wyświetlacz LCD oraz dwa konfigurowalne wyjścia analogowe 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA, co umożliwia realizację wentylacji według zapotrzebowania i integrację z systemami automatyki budynkowej.

Najważniejsze cechy

• Producent: Siemens
• Seria: Symaro™, kanałowe czujniki jakości powietrza QPM21..
• Model: QPM2160D
• Typ urządzenia: kanałowy czujnik CO₂ i temperatury z wyświetlaczem LCD
• Zastosowanie: pomiar stężenia CO₂ oraz temperatury powietrza w kanałach nawiewnych i wywiewnych instalacji HVAC w budynkach, z regulacją wentylacji według zapotrzebowania
• Zakres pomiarowy CO₂: 0…2000 ppm
• Technologia pomiaru CO₂: NDIR (Non-dispersive infrared), bez konieczności powtórnej kalibracji (działanie bez ponownej kalibracji: 8 lat)
• Dokładność pomiaru CO₂: ≤ ±(50 ppm + 2% zmierzonej wartości) przy 23 °C i 1013 hPa
• Zależność temperaturowa CO₂: ±2 ppm/°C (typowo) w zakresie −5…45 °C
• Stabilność długoterminowa CO₂: ≤ ±5% zakresu pomiarowego / 5 lat (typowo)
• Stała czasowa CO₂ (t₆₃): < 5 min
• Zakres pomiarowy temperatury (kanał): 0...50 °C lub −35...+35 °C (wybierany zworą, nastawa fabryczna 0...50 °C)
• Zakres zastosowania (temperatura otoczenia obudowy): −5...+45 °C
• Dokładność pomiaru temperatury przy 24 V DC: ±0,3 K (23 °C); ±0,8 K (15...35 °C); ±1 K (−35...+50 °C)
• Stała czasowa temperatury (t₆₃): < 3,5 min w powietrzu o prędkości 2 m/s
• Wyjścia analogowe: 2 niezależne wyjścia:
  • X1: CO₂, sygnał liniowy 0...10 V DC lub 0...5 V DC (maks. ±1 mA) albo 4...20 mA (maks. 500 Ω)
  • X2: temperatura, sygnał liniowy 0...10 V DC lub 0...5 V DC (maks. ±1 mA) albo 4...20 mA (maks. 500 Ω)
• Wybór typu sygnału wyjściowego: zwora O1/O2/O3 (4...20 mA / 0...10 V DC / 0...5 V DC)
• Napięcie zasilające: 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: przy sygnale napięciowym < 0,9 VA; przy sygnale prądowym < 3,2 VA
• Wyświetlacz: LCD – prezentacja zmierzonego stężenia CO₂ (ppm) oraz temperatury (°C / °F)
• Wybór jednostki temperatury na wyświetlaczu: °C lub °F (zwora, nastawa fabryczna: °C)
• Stopień ochrony obudowy: IP65 wg EN 60529 (zamontowany, dławik kablowy skierowany w dół)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Połączenie elektryczne: zaciski śrubowe dla 1 × 2,5 mm² lub 2 × 1,5 mm²
• Materiał obudowy i trzpienia: poliwęglan; podstawa RAL 7001 (srebrno-szary), pokrywa RAL 7035 (jasno-szary), trzpień pomiarowy RAL 7001; kołnierz montażowy PA66–GF35 (czarny); dławik kablowy PA RAL 7035; urządzenie bez silikonu
• Maksymalna prędkość powietrza w kanale: 10 m/s
• Warunki pracy: 0...50 °C, 0…95% r.h. (bez kondensacji), klasa 3K3 / 3M2 wg IEC 60721-3-3
• Warunki transportu: −25...+70 °C, <95% r.h., klasa 2K3 / 2M2 wg IEC 60721-3-2
• Wymiary obudowy: ok. 80 × 80 mm
• Trzpień pomiarowy: długość ok. 276 mm (QPM2160D), średnica 15 mm, regulowana głębokość zanurzenia w kanale ok. 100…165 mm (z kołnierzem montażowym)
• Gwint dławika kablowego: M16 × 1,5
• Masa (z opakowaniem): ok. 0,27 kg

Zastosowanie

Czujnik QPM2160D jest przeznaczony do stosowania w kanałach powietrznych instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, w celu zwiększenia komfortu w pomieszczeniach oraz optymalizacji zużycia energii poprzez wentylację według zapotrzebowania. Mierzy stężenie CO₂ oraz temperaturę powietrza w kanale.

Może być stosowany jako:

• Czujnik regulacyjny powietrza nawiewanego lub wywiewanego w systemach HVAC
• Czujnik pomiarowy współpracujący z systemem zarządzania budynkiem (BMS) i/lub urządzeniami wskazującymi

Typowe zastosowania (pomiar stężenia CO₂ w powietrzu kanałowym) obejmują instalacje wentylacyjne pomieszczeń objętych zakazem palenia tytoniu o zmiennej liczbie użytkowników, takich jak:

• muzea, teatry, kina, audytoria, widownie
• pomieszczenia biurowe, sale szkolne i inne pomieszczenia dydaktyczne

Czujnik nie może być stosowany:

• jako urządzenie gwarantujące bezpieczeństwo (np. detektor gazu lub dymu)
• na zewnątrz pomieszczeń
• w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na promieniowanie słoneczne

Funkcje i działanie

Pomiar stężenia CO₂ (NDIR)

• Czujnik jakości powietrza Symaro™ realizuje pomiar CO₂ metodą absorpcji promieniowania podczerwonego (NDIR).
• Wynikowy sygnał na wyjściu X1 (0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA) jest liniowo proporcjonalny do stężenia CO₂ w zakresie 0...2000 ppm.
• Dzięki zastosowanej technologii pomiar jest bezobsługowy – czujnik nie wymaga okresowej ponownej kalibracji, a działanie bez powtórnej kalibracji określono na 8 lat.
• Stała czasowa t₆₃ wynosi < 5 min, co zapewnia odpowiedź dostosowaną do regulacji wentylacji w oparciu o średnie stężenie CO₂ w kanale.

Pomiar temperatury powietrza w kanale

• Temperatura powietrza w kanale mierzona jest za pomocą elementu pomiarowego, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą.
• Tor elektroniczny przetwarza zmianę rezystancji na aktywny sygnał wyjściowy na zacisku X2: 0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA.
• Do wyboru są dwa zakresy pomiarowe (ustawiane zworą):
  • 0...50 °C (nastawa fabryczna)
  • −35...+35 °C
• Przy 24 V DC uzyskiwana jest dokładność: ±0,3 K (23 °C), ±0,8 K (15...35 °C), ±1 K (−35...+50 °C).
• Stała czasowa t₆₃ pomiaru temperatury: < 3,5 min przy prędkości powietrza 2 m/s.

Wyjścia analogowe i konfiguracja sygnałów

• Czujnik wyposażony jest w dwa wyjścia analogowe:
  • X1: sygnał CO₂ (0...2000 ppm)
  • X2: sygnał temperatury (0...50 °C lub −35...+35 °C)
• Typ sygnału dla wyjść X1 i X2 wybierany jest za pomocą zwory:
  • O1: 4...20 mA
  • O2: 0...10 V DC
  • O3: 0...5 V DC
• Sygnały są liniowe w odniesieniu do przypisanego zakresu pomiarowego.

Wyświetlacz LCD

• Wersja QPM2160D posiada zintegrowany wyświetlacz LCD, umożliwiający odczyt zmierzonych wartości bezpośrednio na obudowie czujnika.
• Wyświetlane są m.in.:
  • Stężenie CO₂: w ppm
  • Temperatura: w °C lub °F (jednostka wybierana zworą, nastawa fabryczna: °C)

Elementy nastawcze i funkcja testowania

• Elementy nastawcze (zwory) umieszczone są wewnątrz obudowy, dostępne po zdjęciu pokrywy.
• Dla QPM2160D można ustawić m.in.:
  • zakres pomiarowy temperatury (0...50 °C lub −35...+35 °C)
  • typ sygnału wyjściowego (4...20 mA, 0...10 V DC, 0...5 V DC)
  • jednostkę temperatury na wyświetlaczu (°C / °F)
• Dostępna jest funkcja testowania: po ustawieniu odpowiedniej zwory w położeniu poziomym wyjścia przyjmują zdefiniowane wartości testowe, co ułatwia sprawdzenie okablowania i współpracującego regulatora.

Zachowanie przy awarii

• Awaria toru CO₂: sygnał wyjściowy X1 po ok. 60 s przyjmuje wartość graniczną 10 V / 5 V DC lub 20 mA – w zależności od wybranego typu sygnału.
• Awaria toru temperatury: sygnał wyjściowy X2 przyjmuje wartość 0 V lub 0 mA.
• Takie zachowanie umożliwia regulatorowi wykrycie uszkodzenia czujnika na podstawie sygnałów z wyjść analogowych.

Budowa i montaż

• Czujnik składa się z:
  • dwuczęściowej obudowy (podstawa z zaciskami przyłączeniowymi oraz pokrywa z elektroniką i wyświetlaczem)
  • trzpienia pomiarowego z umieszczonymi na jego końcu elementami pomiarowymi CO₂ i temperatury
  • kołnierza montażowego do regulacji głębokości zanurzenia w kanale
  • dławika kablowego M16×1,5 (w komplecie), zapewniającego wprowadzenie przewodu i stopień ochrony IP65 przy odpowiednim montażu
• Trzpień pomiarowy i obudowa wykonane są z tworzywa sztucznego i trwale ze sobą połączone.
• Kołnierz montażowy nasuwa się na trzpień czujnika i mocuje na kanale, ustawiając wymaganą głębokość zanurzenia (ok. 100…165 mm).
• Elementy pomiarowe na końcu trzpienia są chronione osłoną z filtrem.

Wskazówki montażowe

• Aby zapewnić deklarowany stopień ochrony IP65, czujnik musi być zamontowany tak, aby dławik kablowy był skierowany w dół.
• Czujnik należy montować w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu.
• Przy stosowaniu z nawilżaczami parowymi odległość czujnika od nawilżacza powinna wynosić minimum 3 m; zaleca się możliwie większą odległość, jednak nie większą niż 10 m.
• Elementy pomiarowe w trzpieniu są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy – podczas montażu należy zachować ostrożność.
• Czujnik powinien pracować w zakresie temperatury otoczenia −5...+45 °C (obudowa z elektroniką).

Przyłącza elektryczne

• Zasilanie: zaciski G (24 V AC / 15...35 V DC) i G0 (masa zasilania i pomiarowa)
• Wyjścia analogowe:
  • X1: CO₂
  • X2: temperatura
• Do zasilania należy stosować transformator zapewniający napięcie SELV z odseparowanymi uzwojeniami i dobrany zgodnie z lokalnymi przepisami (praca z 100% obciążeniem).
• W środowiskach o podwyższonych zakłóceniach elektromagnetycznych zaleca się stosowanie kabli ekranowanych oraz przewodów skręcanych na stronie wtórnej zasilania i w liniach sygnałowych.
• Dopuszczalna długość kabli sygnałowych powinna być zgodna z wymaganiami urządzenia współpracującego (regulatora / systemu BMS).

Uruchomienie i kontrola działania

• Po włączeniu zasilania działanie czujnika można wiarygodnie sprawdzić po ok. 30 minutach.
• Sprawdzenie toru CO₂:
  • w dobrze wentylowanym pomieszczeniu czujnik powinien wskazywać stężenie zbliżone do poziomu CO₂ w powietrzu zewnętrznym (typowo ok. 360 ppm, z uwzględnieniem dokładności pomiaru)
  • podmuchanie na czujnik (powietrzem wydychanym) powoduje wzrost wskazywanego stężenia CO₂ z uwzględnieniem stałej czasowej ok. 5 min
• Sprawdzenie toru temperatury: zmiana temperatury powietrza w kanale (np. przełączenie z trybu chłodzenia na ogrzewanie) powinna być widoczna na wyświetlaczu oraz na wyjściu X2.

Dane techniczne (wybrane parametry szczegółowe)

• Zasilanie: 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV) / 24 V AC/DC klasa 2 (US)
• Częstotliwość: 50/60 Hz (przy zasilaniu 24 V AC)
• Pobór mocy: < 0,9 VA (sygnał napięciowy), < 3,2 VA (sygnał prądowy)
• CO₂:
  • zakres pomiarowy: 0...2000 ppm
  • dokładność (23 °C, 1013 hPa): ≤ ±(50 ppm + 2% zmierzonej wartości)
  • zależność temperaturowa (−5...45 °C): ±2 ppm/°C (typowo)
  • stabilność w czasie (dryft): ≤ ±5% zakresu pomiarowego / 5 lat (typowo)
  • stała czasowa t₆₃: < 5 min
  • sygnał wyjściowy X1:
    • 0...10 V DC lub 0...5 V DC, 0...2000 ppm, maks. ±1 mA
    • 4...20 mA, 0...2000 ppm, maks. 500 Ω
• Temperatura (kanał):
  • zakres zastosowania: −5...+45 °C (obudowa z elektroniką)
  • zakres pomiarowy (wybierany zworą): 0...50 °C (R2, fabrycznie) lub −35...+35 °C (R1)
  • dokładność przy 24 V DC:
    • ±0,3 K przy 23 °C
    • ±0,8 K w zakresie 15...35 °C
    • ±1 K w zakresie −35...+50 °C
  • stała czasowa t₆₃: < 3,5 min (prędkość powietrza 2 m/s)
  • sygnał wyjściowy X2:
    • 0...10 V DC lub 0...5 V DC, 0...50 °C / −35...+35 °C, maks. ±1 mA
    • 4...20 mA, 0...50 °C / −35...+35 °C, maks. 500 Ω
• Warunki środowiskowe (praca): 0...50 °C, 0…95% r.h. (bez kondensacji), klasa 3K3 / 3M2
• Warunki środowiskowe (transport / składowanie): −25...+70 °C, <95% r.h., klasa 2K3 / 2M2
• Stopień ochrony: IP65 (QPM2160D, zamontowany)
• Klasa bezpieczeństwa: III wg EN 60730-1
• Norma produktu: EN 60730-1 (automatyczne regulatory elektryczne do użytku domowego i podobnego)
• EMC: do stosowania w środowisku mieszkalnym, handlowym, lekko uprzemysłowionym i przemysłowym
• Zgodność: oznakowanie CE, RCM, UL 873, UKCA (szczegóły w dokumentach producenta)

Podsumowanie

Siemens QPM2160D to kanałowy czujnik jakości powietrza do pomiaru CO₂ (0...2000 ppm) oraz temperatury powietrza w kanale, wyposażony w technologię pomiaru NDIR, dwa konfigurowalne wyjścia analogowe (0...10 V DC, 0...5 V DC lub 4...20 mA) oraz wbudowany wyświetlacz LCD. Stabilna długoterminowo praca bez potrzeby ponownej kalibracji, stopień ochrony IP65, możliwość wyboru zakresu temperatury i typu sygnału wyjściowego oraz komplet montażowy (kołnierz i dławik M16) sprawiają, że QPM2160D jest dedykowany do kanałowego pomiaru CO₂ i temperatury w nowoczesnych instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, współpracujących z systemami automatyki budynkowej.

Certyfikaty i ostrzeżenia bezpieczeństwa

• Posiada oznaczenie CE (zgodność z normami UE).
• Urządzenie należy utylizować jako zużyty sprzęt elektryczny i elektroniczny zgodnie z odpowiednią Dyrektywą Europejską. Nie wyrzucać z odpadami komunalnymi.
• Montaż, podłączenie i uruchomienie powinny być wykonywane wyłącznie przez wykwalifikowany personel, zgodnie z dokumentacją producenta oraz lokalnymi przepisami bezpieczeństwa.
• Urządzenie jest przeznaczone do zasilania napięciem 24 V AC ±20% lub 15…35 V DC (SELV). Do zasilania należy stosować transformator niskiego napięcia bezpiecznego (SELV) z odseparowanymi uzwojeniami, przeznaczony do pracy ze 100% obciążeniem.
• Przed rozpoczęciem montażu lub podłączenia należy odłączyć zasilanie. Podłączenia elektryczne należy wykonywać zgodnie ze schematem producenta. Nieprawidłowe okablowanie może spowodować nieprawidłową pracę urządzenia lub uszkodzenie instalacji.
• Zewnętrzne zabezpieczenie linii zasilającej powinno być wykonane zgodnie z dokumentacją producenta: bezpiecznik zwłoczny maks. 10 A, wyłącznik nadprądowy maks. 13 A o charakterystyce B, C lub D wg EN 60898 albo zasilacz z ograniczeniem prądu do maks. 10 A.
• Aby zapewnić wymagany stopień ochrony IP65, czujnik musi być zamontowany w sposób prawidłowy, z dławikiem kablowym skierowanym w dół.
• Produkt jest przeznaczony wyłącznie do stosowania wewnątrz instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Nie stosować na zewnątrz pomieszczeń.
• Czujnik nie może być stosowany jako urządzenie gwarantujące bezpieczeństwo, takie jak urządzenie ostrzegające o obecności gazu lub dymu.
• Nie montować czujnika w dachowych instalacjach wentylacyjnych narażonych na bezpośrednie promieniowanie słoneczne. Dla prawidłowej pracy temperatura otoczenia obudowy z elektroniką podczas eksploatacji powinna mieścić się w zakresie 0…50 °C, a w miejscu montażu nie powinna przekraczać +45 °C zgodnie z instrukcją montażu.
• Jeżeli czujnik stosowany jest z nawilżaczami parowymi, należy zachować odległość co najmniej 3 m od nawilżacza; jeśli to możliwe, odległość powinna być większa, jednak nie większa niż 10 m.
• Elementy pomiarowe w trzpieniu pomiarowym są wrażliwe na uderzenia i wstrząsy. Podczas transportu, montażu i serwisu należy obchodzić się z urządzeniem ostrożnie.
• Urządzenie należy montować w miejscu łatwo dostępnym dla serwisu oraz zgodnie z zalecaną pozycją i warunkami montażu producenta.
• Nie używać urządzenia w warunkach kondensacji wilgoci. Dopuszczalna wilgotność podczas pracy wynosi 0…95% r.h. bez kondensacji.
• Należy przestrzegać dopuszczalnych długości przewodów oraz zasad prowadzenia okablowania. W środowiskach z zakłóceniami elektromagnetycznymi należy stosować kable ekranowane, a do wtórnej strony zasilania i linii sygnałowych stosować skrętkę.
• Maksymalna dopuszczalna prędkość przepływu powietrza wynosi 10 m/s. Przekroczenie tej wartości może wpływać na poprawność działania urządzenia.
• Nie otwierać obudowy ani nie zmieniać ustawień wewnętrznych poza zakresem opisanym w dokumentacji producenta. Wszelkie czynności serwisowe wykonywać zgodnie z instrukcją producenta.

Pliki do pobrania:
QPM2160D Karta katalogowa
QPM2160D Instrukcja montażu