7842 Sonde d`oxygène QGO20

7
Sonde d'oxygène
842
QGO20
7842p01
La sonde QGO20 sert à mesurer l'oxygène résiduel dans les gaz de fumée provenant de la combustion de gaz naturel et de fioul domestique.
Avec l'appareil de commande RPO25, elle assure la régulation et la surveillance
du processus de combustion.
Domaines
d'application
Avec les brûleurs de conception ancienne, il est souvent difficile de satisfaire aux exigences croissantes en matière de pollution et de rendement des brûleurs. Même avec
les brûleurs modernes, les conditions d'environnement variables telles que la température et l'humidité de l'air, mais aussi les fluctuations de la qualité des combustibles, ont
un effet négatif sur le processus de combustion.
Les appareils de la gamme ECOGYR, et en particulier la régulation d'oxygène résiduel,
permettent de réduire au maximum le rejet de polluants et d'optimiser le rendement de
la combustion, même lorsqu'ils sont montés sur des installations existantes.
La sonde QGO20 est utilisable avec toutes les chaudières au gaz naturel et au fioul
domestique, jusqu'à des températures de gaz de fumée de 300 °C au point de mesure.
La sonde QGO20 s'utilise avec le collecteur de gaz de fumée AGO20... qui, soudé à
l'emplacement de mesure, fait office de bride de montage et sert au prélèvement des
gaz de fumée.
Commande
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Sonde d'oxygène QGO20
QGO20.000B27
Collecteur de gaz de fumée pour diamètre de cheminée
maximal de 400 mm
AGO20.001A
Collecteur de gaz de fumée pour diamètre de cheminée
supérieur à 400 mm
AGO20.002A
Appareil de commande, de régulation et de surveillance
par la mesure d'oxygène résiduel (voir aussi fiche 7847)
RPO25.000A27
CC1N7842F / 05.2000
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Fonctions
Le fonctionnement de la sonde QGO20 repose sur le fait qu'une différence de concentration d'oxygène entre le gaz à mesurer et le gaz de référence, appliquée sur une cellule en bioxyde de zirconium (ZrO2) rendue conductrice des ions d'oxygène par une
température élevée, produit une tension électrique.
Cette tension - ou tension de Nernst VN - est reçue par deux électrodes poreuses en
platine. L'une est appliquée à l'intérieur et l'autre à l'extérieur de la cellule de mesure.
Cette tension est exploitée par l'appareil de régulation RPO...
Le gaz à mesurer est conduit depuis l'orifice d'extrémité de la sonde dans la chambre
d'analyse à l'extérieur de la cellule de mesure. Il parcourt en 1 à 2 secondes l'espace
qui lui est réservé et s'en échappe par l'orifice latéral de la sonde.
L'intérieur de la cellule, hermétiquement fermé au gaz à mesurer, est en contact avec
l'air extérieur qui joue le rôle de gaz de référence.
La cellule de mesure est maintenue à une température de fonctionnement de 700 °C
environ.
La tension de Nernst VN est fonction de la différence de concentration en oxygène et de
la température de la cellule de mesure, selon la formule :
R.T
VN = ------4F
ln
R.T
------4F
=
où :
(O2) Ref
-----------(O2)
(mV)
20,9 mV à 700 °C
Elle est de 64 mV pour une concentration en O2 dans les gaz de fumée de 1 %.
7842d01f/0500
VN
mV
60
VN théor. (700 °C)
50
40
A
30
Air
20
10
0
Légende
CC1N7842F / 05.2000
2/6
1
A
VN
R
T
F
ln
(O2) Ref
(O2)
1,5
2 2,5 3
4
5 6 7 8 910
O2
15 20,9%
Plage de tolérance
Tension de Nernst
Constante du gaz (8,3 J/K)
Température absolue de la cellule de mesure(973 K)
Constante de Faraday (96 486 Clb)
Logarithme naturel
Teneur en oxygène (% vol.) à l'intérieur de la cellule de mesure (gaz de référence)
Teneur en oxygène (% vol.) dans le gaz à mesurer
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Exécution
La sonde QGO20 comprend une enveloppe avec bride de montage en acier inoxydable
résistant à la chaleur et une tête de raccordement en fonte d'aluminium.
L'enveloppe entoure et protège la cellule de mesure et son élément chauffant.
Elle résiste aux composants agressifs des gaz produits par la combustion du fioul domestique ou du gaz naturel commercialisé.
La tête de sonde contient un circuit imprimé avec les bornes nécessaires aux raccordements électriques. L'arrivée des câbles se fait par l'intermédiaire de presse-étoupe.
Ces presse-étoupe peuvent être laissés sur le câble et facilitent ainsi le montage et
l'entretien.
Indications pour
le montage
La sonde QGO20 ne peut être utilisée qu'avec les gaz naturels commercialisés et le
fioul domestique ; d'autres combustibles pourraient la détruire du fait de la présence de
composants agressifs.
La température des gaz admis sur la sonde ne doit pas dépasser 300 °C. Des températures plus élevées pourraient détruire les étanchéités des chambres de mesure.
La sonde QGO20 doit toujours être utilisée avec le collecteur de gaz de fumée
AGO20... afin de garantir une réaction correcte et rapide.
Pour faciliter le montage, des repères sont usinés sur la sonde QGO20 de même que
sur le collecteur AGO20 (Cf. Instructions de montage M7842).
Le montage doit être effectué en un endroit où le gaz de fumée circule de façon permanente et homogène, en présentant peu ou pas de turbulences.
En cas de montage à proximité de volets ou de changements de direction, des erreurs
de mesure peuvent se produire.
Le montage doit être effectué de façon que la sonde QGO20 ne soit pas exposée à la
condensation, à l'eau ou à la vapeur.
Aucun air étranger à la combustion ne doit pénétrer, même temporairement, en amont
du point de mesure de la sonde QGO20.
Avant d'ouvrir la tête de raccordement, déconnecter l'appareil de commande RPO25,
afin d'éviter les chocs électriques.
Attendre le refroidissement avant de démonter le collecteur ou la sonde QGO20 car
l'ensemble est brûlant.
Indications pour la
mise en service et
l'exploitation
Ne jamais utiliser la sonde QGO20 non chauffée lorsque le brûleur est en service, ni
mettre en service le brûleur avant la fin de la phase d'échauffement. La condensation
des gaz de fumée dans la sonde QGO20 peut la détruire.
Pendant la phase d'échauffement, les valeurs de mesure peuvent être faussées. Pour
obtenir une information fiable, il faut donc respecter une période d'échauffement d'au
moins 2 heures lors de la première mise en service, et de 20 minutes au moins après
des coupures de tension ayant entraîné un refroidissement de la sonde QGO20.
Il est recommandé de laisser la sonde QGO20 et le RPO25 sous tension lorsque le
brûleur doit être arrêté pendant moins de 2 semaines.
Ne jamais appliquer sur le système de chauffage de la sonde une source de tension
étrangère à celle du RPO2...
Ne pas appliquer une pression d'air comprimé sur les orifices de la sonde QG020. Il y a
risque de dégradation des étanchéités internes et par conséquent, de génération de
mesures erronées.
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Landis & Staefa Division
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Caractéristiques
techniques
Sonde d'oxygène
QGO20
Collecteur de gaz
de fumée AGO20...
Raccordement
électrique
Principe de mesure
cellule au bioxyde de zirconium
Température de la cellule de mesure
Impulsions de tension délivrées par le RPO2...
pour le chauffage de la cellule de mesure
700 °C ± 50 °C
Plage de mesure
0,2...20,9 % O2
Température ambiante admissible
pour la tête de raccordement
60 °C max.
Température ambiante admissible
pour le transport et le stockage
–25...+70 °C
Consommation
40 W
Type de protection
IP40
Poids net
0,9 kg
Position de montage
cf. «Instructions de montage» M7842x
Vitesse d'écoulement admissible des
gaz de fumée (avec AGO20... seulement)
1...10 m/s
Température des gaz de fumée
max. 300 °C
Combustibles admissibles
fioul domestique, gaz naturels
commercialisés
Tuyau
DN50, acier X 5 CrNi 18 9
Longueur du tuyau
180 mm ou 260 mm
Bride
DN50, acier X 5 CrNi 18 9
Autres matières et exécutions
sur demande
230 V ± 15%
• Faire procéder à l'installation électrique par un personnel qualifié et soigneux, en respectant les normes et prescriptions locales en vigueur.
• Câble de mesure :
– câble blindé de 6 conducteurs 0,5 à 1 mm² (16/0,2 ... 32/0,2 mm),
3 paires torsadées
– Câble sans interruption et direct depuis RPO25 jusque QGO20
– Blindage ou tresse isolée, comme tout autre conducteur, sur l'intégralité du parcours.
– Blindage ou tresse isolée par un manchon côté QGO20
– Blindage ou tresse, seuls à être raccordés sur GND du RPO25
– Limiter au strict minimum la longueur des fils non blindés à l'approche du bornier
RPO25 et dans le capot de la sonde QG020.
• Câble de chauffage entre RPO25 et QGO20
– Câble 750 V blindé, 2 conducteurs 1 mm² + terre
– Blindage ou tresse raccordé à la borne de masse côté sonde QG020
• Câble de lecture à distance 0 à 10 V−
– Câble blindé 1 paire, 0,5 à 1 mm²
– Câble, sans interruption jusqu'à l'utilisation
– Blindage isolé sur l'intégralité du parcours
– Blindage isolé côté utilisation
– Blindage raccordé sur GND du RPO25
– Limiter au strict minimum la longueur des fils non blindés à l'approche des borniers
• Dans tous les cas, les boucles de réserve de câble doivent rester blindées et les tresses de blindage isolées
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Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
Schéma de
raccordement
L N
X1 M
Circuit mesure
Circuit chauffage
M B1 B2 M U3 G2
Q4 Q5
M B1 B2 M U3 G2 GND
Q4 Q5
GND
B1
(+) Signal de la cellule de mesure de O2
M
(–) Référence pour B1
B2
(+) Tension du thermocouple
M
(–) Référence pour B2
RPO25
U3
(+) Signal de la compensation thermique
G2
(–) Alimentation de la compensation thermique
GND
Référence blindage du circuit de mesure
Q4
Chauffage de la sonde (230 V~)
Q5
Chauffage de la sonde (230 V~)
7842ST01F/0400
QGO20
*
Terre et masse blindage du circuit de chauffage
Remarque
Ne jamais raccorder Q4 et Q5 sur l'alimentation électrique L et N
Circuit alimentation
L
Phase
N
Neutre
Terre
Circuit lecture
X1
(+) Sortie valeur de O2 (0...10 V−)
M
(–) Référence du signal de sortie X1
GND
Blindage du circuit de lecture à distance
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Landis & Staefa Division
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Encombrements
Sonde d'oxygène
QGO20
80
244
140
64
104
53
C
7
A
ø45
B
A
7842Mb2/0499
Collecteur de gaz
de fumée AGO20...
L
90
115
64
53,5
C
B
51
B
A
7842Mb4/0499
L
L
180 mm pour AGO20.001A
260 mm pour AGO20.002A
Légende QGO20 et
AGO20
A
B
C
Entrée du gaz de fumée
Sortie du gaz de fumée
Double encoche sur bride QGO20 et encoche unique sur bride AGO20 pour
repérer le côté sortie des gaz de fumée
Dimensions en mm
 2000 Landis & Staefa Produktion GmbH
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Sous réserve de modifications
Siemens Building Technologies
Landis & Staefa Division
s
M7842x
4 319 2366 0
QGO20...
Montageanleitung
Mounting instructions
Instructions de montage
Monteringsanvisning
Montage-aanwijzing
Istruzioni di montaggio
Asennusohje
Instrucciones de montaje
Monteringsinstruktion
Montasjeanvisning
F ragile
A,B
CHANGER LE JOINT
DE BRIDE A CHAQUE
MONTAGE
Z erbrec hlich
D
7842warn
Fühler aus Keramik - zerbrechlich
Ceramic detector - fragile
Sonde en céramique - fragile
A,B
Gas
Gaz
Gas
Gaz
C
Luft
air
< 300 °C
> 1 m/s
Rauchgas
flue gas
gaz de fumée
D
7842Mb7/0100
O2-Fühler QGO20... und
Rauchgassammler AGO20...
O2-detector type QGO20... and
flue gas collector type AGO20...
Sonde O2 QGO20... et collecteur des
gaz de fumée AGO20...
Voraussetzungen für eine korrekte meßtechnische
Erfassung des O2 -Gehaltes der Rauchgase:
Presupposition for the correct measurement of the
O2 content of the flue gases:
Conditions requises pour une détection correcte
de la teneur en O2 des gaz de fumée :
A -QGO20... nur mit Rauchgassammler AGO20...
einsetzen
A -Use QGO20... only with flue gas collector type
AGO20...
A -Utiliser la QGO20... exclusivement avec le
collecteur des gaz de fumée AGO20...
B -Einbauort des QGO20... so nahe am Brenner
wie möglich, in einem Bereich ohne Turbulenzen und Inhomogenitäten. Nicht direkt im
Bereich von Klappen oder Bögen montieren.
Idealer Abstand: 5 x Kamindurchmesser
B -Mounting position of the QGO as close as
possible to the burner, in a homogenous area
without any turbulences. Do not mount the
QGO20... in the area of dampers or curves,
ideal distance: five times the diameter of the
stack
B -Lieu de montage de la QGO20... : le plus près
possible du brûleur, à un emplacement où les
fumées sont homogènes et sans turbulences.
Eloigné de cinq fois le diamètre du conduit, d’un
changement de direction ou d’un volet et sur une
partie droite du conduit.
C -Zwischen Brenner und Fühler darf keine Luft
in die Rauchgase gelangen
C -No air must be allowed to join the flue gases on
their way from the burner to the detector
C -Entre le brûleur et la sonde, il ne doit pas
pénétrer d´air dans les gaz de fumée
D -Strömungsgeschwindigkeit 1...10 m/s.
Rauchgastemperatur am Meßort 300°C
D -Flow velocity 1...10 m/s. Flue gas temperature at
the measuring position 300°C
D -Vitesse d’écoulement 1...10 m/s. Température
des gaz de fumée sur le lieu de mesure : ≤ 300 °C
Anschlußschema
Wiring Diagram
Schéma de raccordement
6-adriges abgeschirmtes Kabel. Adern möglichst
paarweise verdrillt. Abschirmung an Klemme GND
des RPO... . Abschirmung nicht mit Schutzleiter
oder M verbinden!
Shielded 6-core cable. Wires should be twisted in
pairs. Screen must be connected to terminal GND
of the RPO... . Do not connect the shielding to the
protective earth or M!
Câble blindé à 6 brins. Brins torsadés par paires.
Relier le blindage à la borne GND du RPO... Ne pas
le relier au conducteur de protection ou à la borne M !
Anschlußkabel 6x0,25 mm2 ; z.B.:
Connecting cable 6x0,25 mm2 ; e.g.:
LifYCY 6x2x0,20/22 oder
LiYCY 6x2x0,20
LifYCY 6x2x0,20/22 or
LiYCY 6x2x0,20
B1 (+)
M (-)
Signal O2-Meßzelle
Masse für B1, B2
B1 (+)
M (-)
Signal from O2-measuring cell
Ground for B1, B2
B2 (+)
M (-)
Thermoelement-Spannung
B2 (+)
M (-)
Thermocouple voltage
U3 (+)
Signal Temperaturkompensationselement
Speisung Temperaturkompensationselement
U3 (+)
Signal from temperature
compensation element
Power supply for temperature
compensation element
Masse für Abschirmung
GND Ground for screening
Câble de raccordement 6 x 0,25 mm 2; par exemple :
G2 (-)
G2 (-)
LifYCY 6x2x0,20/22 ou
LiYCY 6x2x0,20
B1 (+)
M (-)
Signal de la cellule de mesure d’O2
Référence pour B1, B2
B2 (+)
M (-)
Tension de thermocouple
U3 (+)
Signal de l’élément de compensation de
température
Alimentation de l’élément de
compensation de température
G2 (-)
GND
GND
3x1,5 mm2:
Q4
Fühlerheizung (AC 230 V)
Q5
Fühlerheizung (AC 230 V)
3x1,5 mm2:
Q4
QGO... detector heating (AC 230 V)
Q5
QGO... detector heating (AC 230 V)
Erde*
Masse pour le blindage
3 x 1,5 mm2:
Q4
Chauffage de sonde QGO... (230 V~)
Q5
Chauffage de sonde QGO... (230 V~)
Earth*
Terre*
Caution when connecting U3 and G2!
Faulty wiring leads to failure of the compensation
element.
Prière de faire attention lors du raccordement aux
bornes U3 et G2. Une erreur de câblage des fils de
raccordement conduit à une destruction de l’élément
de compensation.
* Am RPO... steht nur 1 Erdleiterklemme zur
Verfügung. Beide Erdleiter müssen auf eine
Klemme geführt werden.
* At the RPO..., there is only 1 earth terminal
available. Both earth wires must be connected
to the same earth terminal.
* Le RPO20... ne dispose que d´une seule borne de
mise à la terre. Les deux fils de mise à la terre
doivent être connectés sur la même borne.
Q4
Q5
U3
G2
M
B2
M
B1
Vorsicht bei den Anschlüssen U3 und G2!
Ein Fehlverdrahten der Anschlüsse führt zu einem
Ausfall des Kompensationselementes.
separat verlegen
lay cables separately
poser les câbles
séparément
3x1,5mm 2
6x0,25mm 2
*
N
M B1 B2 M U3 G2
GND
Q4 Q5
RPO...
2
7842Mb11fr/0500
L
Hinweise für Installation und
Inbetriebnahme
Commissioning and Installation Guide
Instructions de mise en service
et d’installation
- Distanz zwischen Wand des Rauchgaskanals und
Rauchgasaustritt (B) des AGO20... min. 10 mm
- The distance between the wall of the flue gas duct
and the flue gas outlet (B) of the AGO20... must
be a minimum of 10 mm
- La distance entre la paroi de la conduite de gaz et
la sortie des gaz de fumée (B) du AGO20... doit
être d´au moins 10 mm.
- The insulation of the chimney must not project
beyond the connecting flange, thus insulating the
head of the sensor (thermal overload).
The head of the sensor must remain uncovered!
Avoid heat due to radiation, e.g. through thermal
conductive plates
- L’isolation de la cheminée ne doit pas dépasser
la bride de raccordement. La tête de la sonde ne
doit pas être couverte ! Eviter la chaleur de rayonnement, par exemple par un écran.
- Die Kaminisolierung darf nicht über den Anschlußflansch hinausragen und dadurch den Fühlerkopf
isolieren (therm. Überlastung).
Der Fühlerkopf muß frei bleiben!
Strahlungswärme vermeiden; z.B. durch Wärmeleitbleche
- Bei der ersten Inbetriebnahme ist das Meßsystem
ca. 2 Stunden vor Gebrauch einzuschalten.
Bei kurzen Abschaltungen der Anlage (1-2
Wochen) ist es empfehlenswert, das Meßsystem
(QGO... und RPO) nicht auszuschalten
- When starting up the plant for the first time, the
measuring system should be switched on approx.
2 hours prior to usage.
If the plant is switched off for short periods of time
(1 to 2weeks), it is recommended to leave the
measuring system (QGO and RPO) switched on
- Während des Aufheizvorganges kann der Fühler
falsch messen
- Lors de la première mise en service, le dispositif
de mesure doit être sous tension environ 2 heures
avant l’utilisation. En cas de courts arrêts de
l’installation (1-2 semaines), il est recommandé
de ne pas mettre hors tension le dispositif de mesure (QGO... et RPO...).
- Pendant l’opération d’échauffement, il est possible
que la sonde ne mesure pas correctement.
- During the heating up phase, the detector could
deliver an incorrect signal
- QGO20... nie in kaltem Zustand bei laufendem
Brenner im Kamin einsetzen oder eingesetzt
lassen
- Never use a cold QGO20... in the flueway while
burner is operating
- After changing the sensor, check the proper
functioning of the sensor´s heating element
- Nach Fühlertausch, Ansteuerung der Fühlerheizung überprüfen
- Spannung an Q4 - Q5 muss im 2 s Takt
pulsieren
- Sofort ausschalten falls Spannung nicht
pulsiert
- Ne jamais introduire le QGO20... à l’état froid ou
le laisser introduit hors tension dans la cheminée, quand le brûleur est en marche
- Voltage at Q4 - Q5 must pulsate at 2-s intervals
- Lors d´un changement de sonde, vérifier le
signal de chauffage de celle-ci :
- If voltage does not pulsate, switch equipment
off immediately
- La tension aux bornes Q4 - Q5 doit
s’interrompre toutes les 2 s
- Déconnecter immédiatement en cas de tension permanente et
⇒ changer le RPO
⇒ replace RPO
⇒ RPO austauschen
244
140
104
min. 10 mm
B
A
D
ød
m ax. 45 - x
ø d
AG 02 0.
20 - 4 0 cm 41 - 6 0 cm
... ...
.0 01A
...
.002A
x
784 2M b5 /0 499
K erb en b eachten !
O b serve no tches!
Attentio n aux en tailles!
Legende:
Strömungsrichtung der Rauchgase
Direction of flow of flue gases
Sens de déplacement des gaz de fumée
784 2M b6/049 9
3
Maßbilder / Dimensions / Encombrements
QGO20...
80
244
64
140
104
53
C
B
7
ø45
A
A
7 8 4 2 M b 2 /0 4 9 9
AGO20
L
90
64
115
5 3 ,5
C
B
51
B
A
78 4 2 M b 4 /0 49 9
L = 180 mm für AGO20.001A
L = 260 mm für AGO20.002A
L = 180 mm for AGO20.001A
L = 260 mm for AGO20.002A
L = 180 mm pour AGO20.001A
L = 260 mm pour AGO20.002A
A = Rauchgaseintritt
B = Rauchgasaustritt
C = Kerbe
D = Flachdichtung (beiliegend)
A = Flue gas inlet
B = Flue gas outlet
C = Notch
D = Flat seal (enclosed)
A = Entrée des gaz de fumée
B = Sortie des gaz de fumée
C = Entaille
D = Joint d’étanchéité plat (inclus)
4 319 2366 0
Ed 0100
4