Газоснабжение

Автономное газоснабжение частных домов и дач

С проблемой газоснабжения дома сталкивается большинство владельцев частных домов. Характерно это не только для России, но и для всего мира, даже для такой теплой страны как Италия. В России в последние годы началось массовое строительство частных домов. Тем счастливчикам, кому удалось купить дом или участок в поселке с подведенными коммуникациями, такими как газ крупно повезло. Однако большинству владельцев новых частных домов приходится довольствоваться только электричеством. Во многих новых дачных поселках, которые последнее время становятся местом круглогодичного проживанию уставших от большого города людей, газа нет. Отапливать дома приходится за счёт использования электричества. Часто местная сеть не выдерживает нагрузок.

Некоторые выходят из положения покупкой дизельных генераторов, но дизельное топливо не только дорогое сейчас – оно продолжает уверенно дорожать. Часто, в условиях отсутствия газопровода в новом дачном поселке, владельцы домов скидываются, собирая значительные суммы, а затем годами ждут разрешения всех инстанций. Затягивается этот процесс иногда на три, иногда на 5, а порой и на большее количество лет. Структура видов топлива меняется прямо-таки на глазах. Сегодня интерес вызывают новости о нетрадиционных источниках энергии. Идет пересмотр устоявшихся взглядов на комфорт и способы его достижения. Одной из "старых" новинок является автономное газоснабжение (АГС) коттеджей с помощью сжиженного газа.

Оно развивается явно не на пустом месте. Судите сами: за первый год текущего века мировое потребление бензина составило 800 млн т, а сжиженных газов - 200 млн т! Но если с бензином нам приходится сталкиваться на каждом шагу, то много ли мы вообще слышали о "жидком" газе? Широко применяется в промышленности (есть много его разновидностей) и в некоторой степени - в быту. Здесь такой газ сжигается в газовых плитах и радиаторах, в топках котлов и каминов, поставляет тепло для абсорбционных холодильников и кондиционеров, а также работает в приводах тепловых насосов и когенераторов.Для России сжиженный газ (СГ) в быту тоже не диковинка. Небольшие газовые баллоны на 5, 27 и 50 л стали непременным атрибутом не только большинства дачных домиков, но и добрались до многих удаленных деревень.

Но вот чтобы отапливать "жидким" газом дом, как это десятилетиями делают миллионы семей за рубежом, - об этом россияне пока всерьез не размышляют. Причин тому, наверное, две. Первая: мы избалованы дешевизной природного газа и все альтернативы оцениваем по нему, пользуясь по инерции шкалой ценностей ушедших десятилетий. Вторая: подсознательное чувство боязни скрытой мощи сжиженного топлива, рожденное мифами, слухами и ужасами телевизионных картинок с мест пожаров и взрывов газовых баллонов. Налицо явный дефицит достоверной информации. Меж тем успешный опыт отопления с помощью СГ в России тоже есть, и немалый. В шестидесятые годы СГ "работал" на благо тысяч отдаленных поселков и совхозных ферм.

Позже газификация населенных пунктов, "перестройка" и развал СССР разрушили систему поставок СГ. Сегодня она вновь готова к работе, но на новых, рыночных условиях. И при мало-мальски последовательном анализе выясняется, что идея отапливать дом с помощью СГ явно конкурентоспособна, а зачастую и единственно разумна. Слов нет, там, где вблизи проходит магистральный газопровод, газовое отопление вне конкуренции. Но с каждым километром отдаления от "трубы" его дешевизна становится все более относительной. Через 5 км о ней (в Подмосковье, по крайней мере), пожалуй, можно забыть. Считайте сами: € 5-15 тыс. за 1 км местного газопровода (а магистраль так и вообще "тянет" на € 250-500 тыс.) плюс строительство газораспределительного пункта (ГРП), чтобы снизить давление, да еще "скромных" € 5-15 тыс. только за разрешение на подключение газа.

Правда, эти данные получены частным образом и не подтверждены официально, но уже их порядок говорит об одном. Подключение к магистрали посильно только группе домов или поселку, но не владельцу удаленного жилища. Ему остается автономная система. Выбор, надо сказать, есть: это традиционные котлы на твердом или дизельном топливе или новые решения - тепловые насосы или система АГС. В чем достоинства автономного газоснабжения? Оно объединило некоторые плюсы своих соперников. Во-первых, это комфортность и экологичность газового отопления. Газом обеспечиваются и плита, и котел. Нет ни золы с проблемами ее удаления (как в случае с углем), ни сажи, ни окислов серы и запаха (как от дизельного топлива). Попавший на почву СГ не губит ее, как солярка. Во-вторых, это автономность, как у жидкотопливных котлов, и, следовательно, независимость от падений давления газа в трубе, которые являются просто бичом систем газового отопления.

Поэтому отключение газа и разморозка вашим радиаторам не грозит. В-третьих, экономичность. По стоимости энергоносителя системы с СГ уступают газовым котлам и тепловым насосам, но выигрывают у жидкотопливных котлов. За год экономия на топливе от СГ по сравнению с соляркой составляет около 40-60 руб. на 1 м2 площади дома. И, наконец, оборудование на таком газе работает лучше и служит дольше. Ну а есть ли недостатки? Конечно, и не шуточные. СГ относятся к пожаро- и взрывоопасным веществам и требуют тщательного соблюдения мер безопасности. Но именно поэтому все установки, использующие СГ, находятся под неусыпным оком органов Ростехнадзора (бывший Госгортех-надзор), начиная от покупки резервуара для СГ и кончая истечением срока его службы.

Каждая установка при "рождении" получает свой паспорт, который регистрируется в надзорном органе и далее отражает полную историю ее жизни. Все установки имеют разнообразные системы защиты. К их монтажу и обслуживанию допускаются только лицензированные специалисты, а владелец дома имеет право лишь визуально снимать показания приборов (кстати, не забывайте заглядывать на уровнемер и очищать люк емкости от снега). В общем, вся техника надежна и имеет срок службы 20-30 лет. А ее возгорание или взрыв может возникнуть только в результате злонамеренных действий. Чтобы убедиться в необоснованности сомнений в безопасности систем АГС, рассмотрим их конструкцию и работу подробнее.

Сконцентрированная энергия

Принцип устройства системы АГС прост. Вместительный прочный резервуар зарывают в землю недалеко от дома (а в теплых районах ставят на поверхность земли). От его горловины к дому протягивают трубопровод, от которого делают отводы в котельную и на кухню. емкость заполняют сжиженным газом (боже упаси - "под горлышко"!) из спецавтоцистерны, которая приезжает к вам 1-3 раза в год. Залитый СГ начинает испаряться, и пары (газовая фаза), пройдя через редукторы, под пониженным давлением 30 мбар поступают по трубе к приборам потребления. Такова схема. Ну а далее в действие вступает множество частностей, которые и определяют успех дела.

Начало всему - тип СГ. Сегодня для АГС используют смеси сжиженного технического пропана и бутана (СПБТ), или, как их еще называют, сжиженный нефтяной газ (учитывая его происхождение), а не сжиженный природный газ (метан). Последний хранится при низких температурах в особых криогенных сосудах, требует дополнительно испарителей и экономически оправдан только для отопления группы домов (поселков).Так чем же примечателен "хороший" СГ? Прежде всего, это углеводородный газ (СУГ), который при нормальных условиях находится в газообразном состоянии. При небольшом повышении давления он должен переходить в жидкое состояние.

Тогда его можно легко перевозить и хранить. При снижении давления или небольшом повышении температуры "жидкий" газ начинает испаряться и переходит в газовую фазу. Процесс заканчивается достижением состояния насыщения. Давление насыщенных паров зависит только от температуры окружающей среды и не зависит от количества жидкости. Из одного литра СУГ получается около 0,25 м3 газовой фазы. Зимой давление газа снижается и производительность подачи газовой фазы, ясное дело, заметно падает. Вот почему резервуары выгоднее заглублять в грунт, откуда идет поток тепла, поддерживая стабильные параметры регазификации. При использовании СУГ приходится учитывать, что процесс их испарения обладает свойством саморегулирования.

Если отбирать пары интенсивно (например, подключить несколько котлов), то ускоренное испарение жидкости приведет к ее охлаждению и, значит, к снижению давления газов над зеркалом жидкости. В итоге производительность установки снизится. Чтобы получить большие объемы газов, прибегают к дополнительному обогреву емкостей или увеличивают их количество в одной установке.При повышении температуры жидкость в резервуаре очень сильно расширяется и, поскольку она несжимаема, может даже разгерметизировать сосуд. Поэтому заполнять резервуар сжиженным газом более чем на 85% геометрического объема категорически запрещается. Заправщики эту норму неукоснительно соблюдают.Оптимальным набором нужных свойств обладает пропан.

Он устойчиво поставляет газовую фазу даже при морозах, но относительно дорог и хорош только зимой. Летом, при жаре, давление его паров доходит до предельного значения, допустимого для стенок сосуда (1,6 МПа). Поэтому пропан разбавляют более дешевым и не интенсивно испаряющимся бутаном. Нормами предусмотрено, что зимой смесь составляется в пропорциях 70 : 30 (процентов пропана и бутана, соответственно), а летом - 60 : 40 или 50 : 50. СУГ легче воды раза в два, поэтому водный конденсат постепенно скапливается на дне сосуда, откуда его приходится откачивать (из малых емкостей примерно раз в год). В газообразном состоянии смесь тяжелее воздуха в 1,5-2 раза. Значит, при утечках газы стекают в нижние точки.

Учитывая, что эти газы, хотя и нетоксичны, обладают удушающим свойством, котельные при использовании СУГ нельзя размещать в подвалах и даже цокольных помещениях, если площадь окон в них менее 1 м2. Поскольку для полного сгорания СПБТ требуется много воздуха (см. таблицу), в котельных надо обеспечить хорошую вентиляцию - лучше принудительную. Кроме того, в помещении необходимо организовать естественное освещение, а также установить датчик обнаружения утечки газов и автоматический отсекающий клапан с автономным питанием.Но главные проблемы с СУГ заключаются в другом. Сам по себе сжиженный газ не горит и не детонирует.

Однако смесь газовой фазы с воздухом в пределах 1,8-10% мгновенно загорается, если рядом есть источник тепла с температурой около 500°С (напомним, что в пламени спички есть участки с температурой более 1000°С). При определенных соотношениях объема, давления и температуры это горение может сопровождаться взрывом. Утечки "жидкого" газа чреваты распространением испарившихся газов на большое расстояние, а в смеси их с воздухом - опасностью к воспламенению большим облаком. Меж тем вытекающая газовая фаза, смешавшись с воздухом, может лишь загореться небольшим факелом, причем пламя внутрь потока газа не распространяется и к взрыву емкости не приводит. Чтобы на 100% исключить утечки жидкости, в установках предусматривают специальные меры безопасности.

Крепче сейфа

Сердцем системы АГС является резервуар для хранения СУГ. Емкости делают цилиндрическими, сваривая из толстой (до 10 мм) прочной хладостойкой стали (например, 09Г2С). Они рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа. На заводе каждая испытывается на герметичность и получает номерной паспорт качества. Номенклатура изделий на рынке пока невелика. Импортных поставщиков всего полдюжины - сказывается сложность транспортировки громоздких бочек. Значительную часть рынка занимают отечественные производители. Правда, размерный ряд их емкостей ограничен (обычно 5, 8 или 10 м3), но большинство предприятий готовы на заказ выполнить резервуары любого объема. Наиболее широкая линейка продукции у итальянских производителей (от 0,5 до 5 м3 с шагом около 0,5 м3), так что подобрать подходящий сосуд можно даже для маленькой дачи.

Применяется 2 основных типа расположения газгольдера: вертикальное и горизонтальное.

Горизонтальное расположение газгольдера удобно тем, что оно, в условиях средней наполненности емкости сжиженным газом, позволяет добиться наибольшей производительности газгольдера. Недостаток этой системы в том, что производительность очень сильно изменяется в зависимости от наполненности газгольдера, так как меняется площадь поверхности жидкости. Вертикальное расположение газгольдера, при прочих равных условия дает меньшую производительность, однако она не изменяется и остается стабильной вне зависимости от уровня наполненности сосуда содержащего газ. На самом деле, это только принципиальные особенности, характерные для двух разных типов расположения газгольдеров, но так как их выпуском занимается всего несколько производителей, имеет смысл рассматривать свойства газгольдеров произведенных разными фирмами.

Всего на Российском ранке систем автономного газоснабжения присутствуют два главных производителя: Чешский DeltaGaz и итальянский Walter Tosto Serbatoi, выпускающий серию бытовых газгольдеров Amico. Чешский DeltaGaz производит газгольдеры горизонтального расположения. По сути это лежащая на боку цистерна, наполненная сжиженным газом. Газгольдеры этого производителя не получили широкого распространения в Европе из-за не очень удобной эксплуатации. Дело в том что газгольдер DeltaGaz по сути является просто герметичной цистерной с необходимыми устройствами, которая зарывается в землю. Производительность такого газгольдера постоянно меняется, в зависимости от уровня его наполненности. Однако такие газгольдеры поставляются на Российский рынок и находят своих нетребовательных покупателей.

Наибольшее распространение в Европе получили Итальянские системы автономного газоснабжения серии Amico. Они имеют вертикальное расположение и по этому всегда обеспечивают стабильную производительность. У систем автономного газоснабжения Amico есть и ряд других преимуществ перед газгольдерами DeltaGaz. Итальянцы защищают свои газгольдеры специальными защитными кожухами, которые очень устойчивы к нахождению в земле, что увеличивает срок их службы до многих десятков лет. Тогда как чешские газгольдеры просто металлические, выкрашенные специальной краской. Кожух итальянских систем газоснабжения не полностью прилегает к баллону, а только в определённых местах, оставляя пустоты, между корпусом и кожухом, которые создают эффект термоса. Это удобно в случае неидеального расположения газгольдера относительно уровня промерзания.

Особенностями итальянских систем автономного газоснабжения является то, что газгольдер оборудуется специальной системой электрического подогрева, расположенной внутри кожуха. Эта система позволяет подогревать газгольдер, если понадобилось увеличить его производительность. Например, при подключении дополнительно отопительного котла в зимний период, или если на участке построен дополнительный коттедж. Для увеличения производительности чешские газгольдеры требуют применения специального испарителя, который монтируется в железном ящике на поверхности земли на удалении от дома и от резервуаров. Итальянская система подогрева в большинстве случаев позволяет избежать применения дополнительно отдельного испарителя. Кроме того, стабильная производительность, свойственная вертикальным системам, а также возможность электрического подогрева сводит к минимуму необходимость ручной регулировки системы автономного газоснабжения во время её работы.

Ещё одним преимуществом система автономного газоснабжения Amico является то, то при плановом осмотре ёмкости , который проводится раз в десять лет, газгольдер ненужно выкапывать из земли. Осмотр производится через специальный зонд. Чешские газгольдеры для планового осмотра необходимо выкапывать из земли. Рассмотрим еще один вариант.Отечественные фирмы выпускают резервуары горизонтального исполнения, а у итальянских есть и вертикальные, с горловиной на торце. Считается, что такой сосуд больше заглубляется и сильнее прогревается теплом грунта. Кроме того, его производительность более равномерна во времени. Но при одинаковом объеме у горизонтальных устройств площадь зеркала жидкости больше, чем у вертикальных, и потому они более производительны. Снаружи все сосуды обязательно защищаются от химической коррозии, но каждый производитель делает это по-своему.

Возможно битумное или стеклобитумное покрытие толщиной 3-4 мм, а также полиуретановое (до 1,5 мм), эпоксидное (до 0,8 мм) или слой изопласта (8 мм). Фирма ANTONIO MERLONI (Италия) пошла дальше и в комплекте со своими резервуарами поставляет систему гальванической защиты от электрохимической коррозии. В систему входят электрод сравнения (Сu/CuSO4) и 2-3 расходуемых магниевых анода, которые закапываются в землю недалеко от емкости. Обычно анодов хватает на 5 лет. Оригинальным способом защищает свои емкости итальянская фирма WALTER TOSTO SERBATOI (WTS). Ее резервуары (вертикального исполнения) устроены по принципу термоса. Металлическая емкость вставляется в наружный контейнер из полиэтилена HPDE. Сверху на него надевается (с уплотнением) колпак-горловина так, чтобы образовался герметичный отсек для размещения устройств безопасности и управления.

В колпаке предусмотрено три герметичных ввода: для заправки, заземления металлического сосуда и кабеля системы контроля. Пластиковый кожух работает "за семерых". Он не только защищает металл от воздействия окружающей среды (агрессивные компоненты почвы, блуждающие токи, микроорганизмы), то есть выполняет функцию химической и электрохимической защиты, но и не дает СУГ проникнуть в почву в случае протечек арматуры. И, пожалуй, самое остроумное - позволяет без проблем извлекать металлическую емкость для обязательной (по нормам Ростехнадзора) проверки ее целостности. Кстати, такая проверка проводится раз в 10 лет, а не ежегодно, как опасаются многие потенциальные заказчики. А специалисты фирмы "ТЕХНО-ИТАЛИЯ ГРАНД" использовали эту особенность конструкции, чтобы обматывать сосуд особыми "бинтами" обогрева (мощностью 3-5 кВт) и подогревать в морозные дни. Благодаря этому производительность выработки газа можно регулировать по потребности.

На всех емкостях в обязательном порядке монтируются так называемые редукционные головки, в которых размещена контрольно-управляющая оснастка: предохранительно-запорный и сбросный клапаны, регулятор давления, уровнемер, манометр, запорная арматура. Головки защищают эту оснастку от влаги, снега и пыли. Для отечественных резервуаров они приобретаются отдельно (стоят порядка 50-70 тыс. руб.), а вот в импортных - встроены в конструкцию сосуда и вся оснастка включена в стоимость поставок. Важнейший вопрос при покупке резервуара - определение его объема. Для этого используется вообще-то несложная логика. Меньше объем - дешевле аппарат. Однако меньше зеркало жидкой фазы и, значит, ниже производительность, то есть газа может просто не хватить для питания котла.

Но даже при достаточной производительности малый объем означает, что резервуар нужно чаще заполнять. Следовательно, придется чаще вызывать заправочную автоцистерну, а каждый ее рейс, независимо от заливаемого количества СУГ, обходится приблизительно в $ 100. При этом стоимость самого сжиженного газа оплачивается отдельно. А зимой к каждому приезду автоцистерны надо расчищать подъездной путь, что тоже требует затрат. Вообще-то расчет необходимого размера емкости делает проектировщик для конкретной системы в зависимости от мощности установленных в доме газовых приборов. На практике же чаще выбирают резервуары с запасом по объему. "Ходовой" вариант - это объем 3-5 м3.

Испытание надежности

Надежность - это то, что потребитель любого товара ищет прежде всего. В случае с системами АГС приходится рассматривать два ее аспекта: оборудование и снабжение топливом. С техникой хлопот не возникает - ее обслуживание ведется квалифицированным персоналом по регламенту. Сосуды служат по 25-30 лет. Элементы их оснащения принудительно заменяют по истечении нормативного срока. Такая идея обслуживания многим знакома на примере системы ТО для автомобилей. А вот ситуация с обеспечением СУГ для большинства владельцев домов весьма туманна. Ведь это не дизельное топливо, которое можно купить почти на любой АЗС, а продукт повышенной опасности, сам его в бочку не нальешь.

Сжиженные газы поставляются только через газораспределительные станции (ГРС), находящиеся в ведении в основном госструктур. В Подмосковье это ГУП МО "МОСОБЛГАЗ". В подчинении у него 6 ГРС. Нефтяной сжиженный газ получают на нефтеперегонных заводах как побочный продукт производства бензина. Оттуда его по трубопроводам или в цистернах поставляют на ГРС. К вам газ могут привезти только с этих станций и только официально, никакого "левого топлива" в этом бизнесе не бывает. Доставку осуществляет фирма, с которой вы заключили договор на сервисное обслуживание резервуара. Обычно это та же организация, которая вам монтировала систему газификации.

С чего начинать, если вы твердо решились на автономную газификацию своего дома