Термостаты и клапаны Данфосс

[Коваленко]

Статья Михаила Шапиро в АВОК за 1997 год про термостаты Данфосс. Xp, газовое заполнение, гистерезис, постоянная времени... С момента написания прошло всего 16 лет. Актуально и сегодня.

[Коваленко]

Продолжение архива ранее опубликованных статей про термостаты Данфосс. Не взирая на, скажем так, визуально рекламные названия - все статьи достаточно технические, нужные и любимые профессионалами цифры Хр, AF, Kv, альфа, тетта, число циклов, затекание, разгрузка клапана, время перемещения присутствуют и обсуждаются. Ну и уже историческая составляющая... Студентам, новичкам и немного позабывшим все корифеям может оказаться полезно.

[Коваленко]

Раздел с цифрами. Калориями, процентами и рублями

Помесячный график потребления тепла за 3 года. Трехкомнатная квартира, Екатеринбург, радиаторы Керми, встроенные термостатические клапаны, поквартирное подключение тепла с разводкой в полу, установлен теплосчетчик:

Шкала дана в относительных единицах, что бы не привязывать тепло к площади, она разная у всех.

Первый столбик (красного, оранжевого и малинового цветов) - потребление тепла за зиму 2010/11 годов. Внутри одного года получилось три варианта без счетчика, со счетчиком, с термостатами, поэтому и разные цвета:
Красный цвет - счетчика нет, сумму выставляют по площади по тарифу, рубли пересчитаны на Гкал.
Оранжевый цвет - установлен теплосчетчик фирмы Камструп MULTICAL 402, расход тепла фактический измеренный, термостатов пока нет.
Малиновый цвет - установлены термостаты Данфосс RAW-K.

Второй столбик (голубого цвета) - потребление тепла за зиму 2011/12 годов. Расход тепла - по счетчику и термостаты. Резко меньше предыдущего - счетчик измеряет факт потребления, термостат поддерживает температуру на уровне заданной (а не как получится), ограничение температуры - ограничение расхода греющего теплоносителя - ограничение потребления тепла.

Третий столбик (зеленого цвета) - потребление тепла за зиму 2012/13 годов. Расход тепла - по счетчику, обычные термостаты заменены на электронные Данфосс Living Eco RA. Еще ниже предыдущих столбиков - за счет работы по расписанию, люди есть - батареи греют, людей нет - тоже греют, но меньше.

Итого по цифрам, потребление тепла квартирой:
- на сегодня и при моих настройках электронные термостаты дают фактическую экономию в размере 16% по сравнению с обычными термостатами;
- установка обычных термостатов дает экономию на уровне 50% в потреблении тепла на конкретной квартире (это у меня так получилось, обычно мы считаем 20-30%);
- установка теплосчетчика - разница между выставлением оплаты за тепло по площади (нормативу) и фактическим потреблении по счетчику - на уровне 50-60%. Эта разница не в фактическом тепле, а только в тарифе, в деньгах. Который мы платим ровными долями за все отопительные месяцы, вне зависимости от температуры на улице, вне зависимости от реального потребления и еще - весьма высокий.

Вот сводная таблица потребления тепла после обработки данных за 3 года:

Шкала дана в относительных единицах, что бы не привязывать тепло к площади, она разная у всех. За 1 принято потребление тепла при наличии обычных термостатов (голубой столбик), остальные - отличия от него в число раз.

Что это значит в деньгах:
- теплый месяц (октябрь, например) - 300-500 рублей сейчас или 1900 рублей без термостатов и счетчика за отопление;
- холодный месяц (январь, например) - 1100 рублей сейчас или те же 1900 без термостатов и счетчика за отопление.

За отопительный сезон - что-то на уровне 10.000 рублей разница для одной квартиры. Это для тех, кто может поставить теплосчетчик на квартиру. Большинство, к сожалению, не может из за-за конструкции отопительной системы. Тут ничего не сделать.

И так в каждом доме. Допустим, средний дом равен 80 квартирам, итого 800.000 рублей для дома за сезон. Допустим, в Екатеринбурге 2000 домов - итого 1.6 млрд. рублей в год разницы в оплате - за счет тарифов (отсутствие счетчиков), за счет форточек (отсутствие термостатов, лишнее тепло). С одной стороны.
С другой - маленький, бесшумный приборчик, прикрученный к батарее. Термостат. Любопытно получается :) Но в прямую к теме "электронный термостат" отношения это не имеет.

Расход теплоносителя и температура обратки
Расчетный расход теплоносителя на квартиру - 180 литра в час (0,18 т/ч). Цифра эта известна из а) проекта, б) подтверждалась при установке теплосчетчика, в) перепроверена своим расчетом. Можно твердо принимать за правильную цифру.

Фактически замеренный расход (усредненный за период январь-февраль 2013, Тн.в. от -5 до -21, средняя Тн.в. -13 градусов):
- полный расход, термостаты открыты полностью - 200 л/час (разумная цифра, проектировщикам спасибо, совпадение с расчетом хорошее, только жарко становится);
- при работе термостатов, их задание III или 23 градуса, расход - 80 л/час (диапазон разброса 130-60 л/час). Это в 2.5 раза меньше расчетного. И только за счет термостатов и поддерживаемой ими температуры 23 градуса, а не 25, 26 - как получится до открытия форточки.
- при работе электронных термостатов - дневной (комфортный) такой же, 80 л/час, а вот ночной (некомфортный) - 30 литров в час.

Итого. Наличие термостата на батарее снижает необходимый расход теплоносителя до 2.5 раз безо всяких хлопот, работ, настроек и проверок. Термомостат можно приделать к любой батарее, было бы желание. Это не теплосчетчик, где надо иметь специальную конструкцию системы отопления. Здесь - ничего не надо. А если учесть, что, как минимум треть установленных в домах батарей, уже имеют встроенный клапан, на который надо только навинтить термостатическую головку...

Температура обратного теплоносителя. Святая цифра для всех теплоснабженцев. (У нас обратка высокая - у вас неправильно ECL работает, помогите настроить, нас теплосети грозятся оштрафовать...).
Фактическая средняя "обратка" за период контроля равна 40 градусам (средней Тн.в. -13 градусов по графику соответствует 54 градуса). На 14 градусов ниже допустимого значения. И опять - безо всяких хлопот, работ, настроек и проверок.

И в сумме:
Экономия тепла - в 2 раза (снижение на 50%), экономия расхода теплоносителя - больше, чем в 2 раза, температура обратного теплоносителя - на 14 градусов ниже графика. Маленький белый приборчик, термостат - и больше не надо ничего делать. Тепла всем хватит и другим останется. Замерил на себе, значит эти цифры абсолютно точные:)

И тут стандартные разговоры эксплуатации - обратка высокая, нас штрафуют... в дальней квартире холодно, надо расходов прибавить... у нас перерасход тепла в январе... - теряют всякий смысл и значение. Отличная у вас обратка и правильный расход. Будет. Если поставить термостаты, прекратить топить природу через форточки и греть первые по ходу квартиры до 27 градусов. После установки термостатов у вас столько лишнего тепла останется, что можно будет соседний дом даром запитать.

[Гость]

Сводка некоторых цифр из разных источников

- Всего в мире установлено термостатов Данфосс - около 350.000.000 штук с 1951 года. (источник).
- Применение в России (СССР) - с 1964 года, гостиница Россия, телецентр Останкино.
- Всего в России за последние 20 лет установлено более 4.000.000 термостатов Данфосс.

- Долговечность - до 2.000.000 циклов сжатия/растяжения сильфона, это на уровне 60 лет эксплуатации. Требования стандарта CEN215 - 1.000.000 циклов. Источник - АВОК №6, 1998. Практика применения термостатов RTD G в домах массовых серий.

- Доля газовых/жидкостных термостатов в РФ - 80 на 20%. По некоторым странам -

Источник - АВОК №5, 2005. Профессионалы во всем мире предпочитают терморегуляторы «Данфосс.

- Зона пропорциональности Хр=2°C. Зона пропорциональности Хр — это диапазон изменения величины регулируемого параметра, в пределах которого регулирующий элемент клапана проходит путь от открытого состояния до полностью закрытого. Обсуждение этого важного параметра - через 2 поста ниже.

- Прочность на излом. Для клапана RTD-N 15 - 500 Н·м (50 кгс). Для для термостата RTD - 825 Н·м (82,5 кгс). Сопротивление вращению термостата - 15 Н·м.
- Гистерезис газового термостата Данфосс - на уровне 0,3-0,4°C (разница параметров при ходе на открытие и на закрытие, точность реагирования).
- Время реакции (время полного хода при изменении температуры на уровень более Хр) - на уровне 12 минут для газового термостата RTD, 20 минут - для жидкостного RTS (старые версии). И - 8 минут для газового RA и 18 минут жидкостного RAW (текущие новые версии). Улучшение временных характеристик - за счет увеличения размера сильфонов.
- Изменение температуры для начала регулирования - 0,2°C
Источник - таблица 4.2 вложения 1 ниже.

Параметры клапанов
- Клапаны RA-N и RA-NCX, рабочее давление - 10 бар, испытательное (пробное, ГИ) - 16 бар, макс. температура теплоносителя - 120°C, макс. перепад давления 0,6 бар, для исключения шума - не более 0,2-0,3 бар.
Пропускная способность Kv - 8 позиций преднастройки, для клапана Ду15 - от 0,04 до 0,73 м3/час. При отсутствии термоголовки - увеличение на 20-30%.
Цвет защитного колпачка - красный:


- Клапаны RA-G, рабочее давление - 16 бар, испытательное (пробное, ГИ) - 25 бар, макс. температура теплоносителя - 120°C, макс. перепад давления 0,2 бар (Ду14, 20) и 0,16 (Ду25), для исключения шума - не более 0,2-0,3 бар.
Пропускная способность Kv - фиксированная, увеличенная. Для клапана Ду20 - 2,06 м3/час. При отсутствии термоголовки - увеличение приблизительно в 2 раза.
Цвет защитного колпачка - серый:


Источник - Каталог "Радиаторные терморегуляторы и трубопроводная арматура для систем водяного отопления", Данфосс, 2015

[Коваленко]

Настроечная градуировка

- Цифры 1-5 слева от градусников - метки на шкале вращающейся рукоятки термостата.

- Цифры в градусах справа - примерное соответствие ожидаемым температурам в помещении. Примерное - потому как температура воздуха вокруг термостата почти всегда отличается от какой-то средней температуры в помещении по понятным причинам. Поэтому нанесены просто цифры, а не температуры, хотя иногда и в некоторых версиях могут быть и градусы.

- Значок * - зона защиты от замерзания, помещение может охлаждаться до этой указанной температуры. Режим отпуска, например.

- Значок Ѭ - только для ограниченной серии термостатов. Высокогорное исполнение (более 5.000 метров над уровнем моря).

- Картинки помещений для этих температур - на совести зарубежных производителей. В РФ при таких температурах не сильно можно жить.

[Коваленко]

Параметр Хр

Картинка 1. Простая. Схематический вид термостатического клапана и его положение при разных температурах:

Например, для настройки на 3.5 по шкале, около 21 градусов задания. При 20 градусах - клапан открыт полностью, водичка через него течет, батарея греет. При 22 градусах - клапан полностью закрылся. Батарея не греет.

Вот такое положение дел и называется "зона пропорциональности регулирующего клапана прямого действия", условное обозначается - Хр, измеряется в градусах (данном случае), для термостатов Данфосс = 2°. Что полностью соответствует европейскому EN 215–1 и российскому ГОСТ 30815–2002.

Температуры полного открытия/закрытия клапана получаются так: 20°C = задание (21°C) - Хр/2, 22°C= задание (21°C) + Хр/2

Движение клапана, естественно, происходит не мгновенно, а в течении упомянутого выше времени реакции (времени полного хода), 8-18 минут в зависимости от типа термостатического элемента.

Картинка 2. Чуть более сложная, но более технически правильная. Статическая характеристика термостата:

Из подписей тут все понятно, это из книги Пыркова, (два поста назад, вложение 1).

[vasya00]

Здравствуйте, подскажите, существует ли переходник с имеющегося у меня клапана, как на фото, на обычную резьбу M30X1.5mm?
http://vfl.ru/fotos/7ca0c42e12414987.html
http://vfl.ru/fotos/27103b6d12414988.html
http://vfl.ru/fotos/44166e1212414989.html
http://vfl.ru/fotos/29cee24b12414990.html
http://vfl.ru/fotos/9560572912414991.html
Большое, спасибо!

[Клопин Данила]

Добрый день!

Лучший переходник на данный клапан - родной термостат RA2994 :) У Данфосс фирменного такого нет.
Если это нужно для присоединения термостата другого производителя - лучше спросить у них, ответ будет точнее. Или с другого места резьбовой данфосс остался?

[vasya00]

Клопин Данила, спасибо, но немного не понял термостат RA2994, имеет крепеж как у меня на фото? Кстати, интересно, как называется такое крепление.. Оно мне досталось вместе с радиаторами и квартирой) Меня интересует возможность уйти с него на резьбу M30X1.5мм.. Не для стороннего производителя, хочу сам кое что соорудить, в одну комнату. Но трудно найти такой переходник, даже не зная названия исходного крепежа. Менять сам клапан достаточно сложно. В другую собираюсь заказать что то заводское, пока не определился с моделью, читаю форум. Задумка управлять этим клапаном, лучше по проводу, через arduino, придется конечно его разобрать и потерять гарантию, но цель оправдывает средства. Во общем остается актуальным вопрос по переходу с моего крепления на M30X1.5мм..

[Клопин Данила]

Да, у термостата RA2994 клипсовое соединение как раз подходящее для Вашего типа клапана.
Порылись в своих старых запасах, нашли один переходник от стороннего производителя, в умелых руках его можно приспособить на этот клапан, приезжайте - подарим =)

[vasya00]

Клопин Данила, спасибо, большое! Только ехать далековато, вот купить с доставкой было бы реальнее.. А подскажите электронные термостаты с этим самым "клипсовым" соединением и переходником с него? Может быть у вас есть даже с RS485 или другим способом управления? Ну или может подскажите вариант с возможностью доработки.. По сути от него мне требуется только возможность перекрывать клапан, а уже весь алгоритм работы хочу свой, было бы неплохо дозировано перекрывать..
Спасибо!

[Коваленко]

Чисто академически, мы сами этим не занимались и не планируем, но для реализации своего беспроводного управления радиаторными термостатами (и много чем еще) рекомендую посмотреть вот тут для начала, дальше, при наличии интереса и рук, оно само пойдет :)
- управление на VeraControl, общий отчет о проделанной работе + полезные комментарии со ссылками;
- управление на Raspberry Pi, масса слов, я лично вообще ничего не понимаю в этом;
- форум по z-wave, из него и других мест я понимаю так, что и известная беспроводная головка Danfoss Living Connect и менее известная eQ-3 MAX! Wireless (и, может быть все остальные беспроводные) дружат с z-wave и, соответственно, могут управляться.

Из проводных приводов - есть такая штука у Данфосс - TWA. Одни двухпозиционные (открыто/закрыто), в разных версиях для разных присоединений и NO или NC. Точно знаю, что есть люди, делающие термостаты "умного дома" на их базе. Но, увы, без подробностей - как :(

По переходникам - найти в разных местах переходники "клип он"/ можно. По ключевым словам "adapters for Danfoss RA".

[Chaos]

Добрый день. Очень интересный форум.

Возник следующий вопрос. В квартире от застройщика установлены батареи с термостатом RA2994. Всё замечательно, но в большинстве помещений у меня толстые шторы (в спальне например вообще редко открываются). Хочется адекватных температур в комнате. Вычитал, что есть термостат с выносным датчиком RA2992, отсюда вопросы:
1. Имеет ли смысл его ставить или оставить всё как есть?
2. На сколько он поможет, если выносной датчик далеко не уводить. Скажем, оставить на той же стене, что и батарея, просто не будет закрыт шторой.
3. Как правильно уложить капиллярную трубку, чтобы ее не помяли/не порвали и т.д. и остался нормальный внешний вид.

4. Интересно почему Living Eco нет с выносным датчиком?
Спасибо.

[Коваленко]

По шторам.
Вопрос важный и наукой с цифрами до сих пор не раскрытый :) Тут всегда две потенциальные проблемы а) соответствие температуры термобаллона комнатной и правильность регулирования в результате, б) возможность самой батареи разумно прогревать комнату из-под изоляции плотными шторами. Точный ответ - невозможен.

Моя практика (и не только моя, любая гостиница, например) - в спальне тоже шторы плотные, почти всегда закрытые, термостат раньше не электронный стоял, обыкновенный и без выносного датчика. Оба пункта а) и б) решались спокойно и никаких проблем не вызывали. Как уж там обмен теплым/холодным воздухом происходит - но происходит. Максимум - может просто потребуется установить настройку не на III, а на II или IIII. Для учета того, что в зоне термостата чуть жарче, чем в комнате. Термостаты же есть уже? Поставить и проверить.

Кроме того - версия с капилляром есть, но фактически ее у нас покупают редко-редко. Больше обсуждения, чем невозможности обойтись стандартной головкой. Поэтому - ставить стандартную и надеяться (90%), что все будет хорошо :)

[Гость]

Да, термостаты уже есть и стоят) Почему еще озаботился, понятно, что можно поставить на потеплее и добиться примерно нужной температуры, но ведь получается, что когда шторы всё-таки откоются, температура в комнате станет выше?

Термостат на пробу купить не проблема, знать бы что будет толк:)