Газовое отопление на сегодняшний день наиболее выгодно и удобно для пользователя, но в некоторых ситуациях приходится задуматься и об использовании других энергоносителей.
Обычно такие проблемы возникают в коттеджных и дачных поселках, лишенных магистрального газопровода. Прокладка новой ветки трубопровода, ее подключение обходятся довольно дорого и обычно занимают много времени.
Столкнувшись с проблемой отсутствия газовой магистрали, стоит рассмотреть возможность организации отопительной системы на сжиженном углеводородном газе (СУГ) – побочном продукте добычи нефти и природного газа, основные компоненты которого – тяжелые углеводороды: пропан и бутан. В соответствии с ГОСТ 20448-90 "Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия", концентрация пропана в смеси – около 75 %.
Предлагаемый вариант энергоснабжения сохраняет все основные преимущества отопления магистральным газом. При этом эксплуатационные расходы на 30–40 % ниже, чем в случаях использования для обогрева электричества или дизельного топлива (табл.). Первоначальные затраты на оснащение коттеджа необходимым оборудованием (резервуары, запорная арматура, котел и др.), его монтаж, регистрацию объекта в органах технического надзора оцениваются суммой порядка 300 тыс. руб.
Возможность выбора компаний, поставляющих сжиженный газ, позволяет потребителю контролировать затраты на отопление и быть защищенным от резкого повышения стоимости монополизированных традиционных энергоносителей.
Большинство моделей современного газового отопительного оборудования предполагает возможность работы на сжиженном газе. В состав отопительной установки на СУГ дополнительно входят резервуары (газгольдеры), регуляторы давления газа, предохранительно-запорный и предохранительно-сбросной клапаны, контрольно-измерительные приборы для контроля давления и уровня СУГ в резервуаре, запорная арматура, а также трубопроводы жидкой и паровой фаз. Если проект предусматривает наличие испарительных установок, потребуется ряд приспособлений для обеспечения их работы.
Для хранения сжиженного газа используют резервуары объемом до 50 м3. Объем и тип резервуара для конкретного объекта определяют в зависимости от отапливаемой площади (величины газопотребления). Так, хранилища емкостью 5 и 9 м3 подойдут для коттеджей, оснащенных котлами мощностью 50 и 80 кВт соответственно.
Возможны два варианта размещения газгольдеров – наземный и подземный. Выбор между ними делают исходя из конкретных условий.
В западно-европейских странах, где автономное газоснабжение индивидуальных домов распространено достаточно широко, ответственность за безопасность эксплуатации объекта возлагают непосредственно на потребителя; сертификация гарантирует стабильную работу резервуара в течение 20 лет, после этого он вне зависимости от состояния заменяется на новый. Опыт применения отопления на СУГ, высокий уровень технологий и культуры пользования позволяют европейцам не предъявлять жестких ограничений по размещению резервуаров хранения сжиженного газа, располагая их в непосредственной близости от дома и, например, даже в гаражах.
Хотя предлагаемое у нас (импортируемое или производимое в России по западным технологиям) оборудование соответствует европейским стандартам качества, в нашей стране действуют жесткие ограничения на расположение газгольдеров относительно жилых домов, автомобильных дорог, линий электропередачи, других сооружений и коммуникаций.
Так, наземные резервуары объемом 5 м3 должны располагаться не ближе 20 м от жилых зданий, 5 м – от наземных сооружений и коммуникаций, 10 м – от автомобильных дорог. Однако при установке подземного резервуара такого же объема допустимые расстояния уменьшаются: до объекта отопления и дорог – в два раза (10 и 5 м соответственно).
Регламент требует заглубления подземного резервуара ниже уровня промерзания. Однако запорная арматура, которой оснащается газгольдер, должна быть доступной и располагаться на поверхности. Поэтому все подземные резервуары снабжают удлиненной горловиной.
На резервуары подземного размещения, сделанные из стали, наносят эпоксидное покрытие, а также обеспечивают баки электрохимической анодно-катодной защитой от коррозии. Защита состоит из магнезиального анодного элемента, измерительного блока и емкостного кабеля.
Наземные резервуарные установки должны иметь проветриваемое ограждение из негорючих материалов высотой не менее 1,6 м. Расстояние от резервуаров до ограждения следует принимать не менее 1 м, а от ограждения до наружной бровки замкнутого обвалования или ограждающей стенки из негорючих материалов – не менее 0,7 м.
В соответствии со СНиП 42-01-2002 "Газораспределительные системы", количество резервуаров в установке должно быть не менее двух, но для использования в частном секторе, с учетом специфики режимов потребления газа (допускаются временные отключения), разрешается установка одного газгольдера.
Для совместной группы резервуаров их следует соединять между собой трубопроводами паровой фазы, на которых необходимы отключающие устройства (на газопроводе паровой фазы, объединяющем подземные резервуары, требуется установка отключающего устройства между группами резервуаров на высоте не менее 0,5 м от земли).
Свод правил по проектированию и строительству СП 42-101-2003 "Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб" позволяет рассчитать производительность резервуара СУГ по специальным номограммам с учетом объема резервуаров, их количества и заполнения, а также часовой расход газа для жилых зданий.
Резервуары могут быть вертикального и горизонтального исполнения. При прочих равных условиях предпочтительна вторая компоновка, – такие газгольдеры способны обеспечивать больший расход газа, так как поверхность испарения газа в данном случае выше, чем в вертикальных резервуарах того же объема. Заполняться должно не более 85 % геометрического объема бака.
При небольшом газопотреблении (например, в случае обогрева дачного домика газовыми конвекторами) возможно хранение газа в баллонах, ограничения на размещение которых не столь значительны.
Индивидуальные (состоящие из 1–2 баллонов) баллонные установки разрешается размещать как снаружи, так и внутри зданий.
Групповые баллонные хранилища СУГ могут быть установлены у стен зданий не ниже III степени огнестойкости при максимальной суммарной емкости 600 л.
Не разрешается установка баллонов СУГ в жилых комнатах и коридорах, цокольных и подвальных помещениях, на чердаках, в помещениях без естественного освещения, со стороны главных фасадов зданий.
Возле жилого здания допускается размещать не более трех баллонных установок на расстоянии не менее 15 м друг от друга.
В составе групповой баллонной установки следует предусматривать запорную арматуру, регулятор давления газа, предохранительно-сбросной клапан, показывающий манометр и трубопроводы высокого и низкого давления. Число баллонов в групповой установке следует определять расчетом.
Резервуары разных типов имеют различную способность производства паровой фазы газа за счет естественного испарения. Чем больше поверхность испарения, тем эта способность выше. Естественное испарение СУГ должно создать необходимое давление паровой фазы перед горелкой. Если требуется повысить мощность отопительной системы, необходимо увеличить объем резервуара либо установить испаритель.
Испарительные установки преобразуют жидкую фазу пропан-бутана высокого давления (1–16 бар) в паровую фазу низкого давления (30–70 мбар), готовую к подаче к горелке, обеспечивая надежную и бесперебойную подачу па-ровой фазы продукта к горелке практически при любом составе газа и любой температуре.
Испарительные установки подразделяются на проточные и емкостные. Первые обеспечивают получение паровой фазы постоянного состава в специальных теплообменных аппаратах. Во втором случае испарение осуществляется непосредственно в расходных резервуарах с помощью специальных погружных нагревателей (регазификаторов).
Самый простой и удобный в условиях автономного отопления способ организовать испарение – пуск через испаритель дополнительного контура горячей воды.
Проточные и емкостные испарительные установки рекомендуется предусматривать с подземными резервуарами. Допускается использование испарительных установок и с надземными резервуарами при условии нанесения соответствующей тепловой изоляции на их наружную поверхность. При испарении СУГ непосредственно в подземных резервуарах с помощью регазификаторов должна быть предусмотрена система автоматической защиты от снижения уровня жидкой фазы в резервуаре ниже минимально допустимой, а также от повышения температуры жидкой фазы в резервуаре по сравнению с температурой окружающего грунта сверх допустимой величины.
При эксплуатации элементов испарительной установки, включая регулятор давления, запорно-предохранительный клапан и трубопроводы, предусматривают мероприятия по предупреждению образования конденсата и кристаллогидратов. При использовании в испарительных установках в качестве теплоносителя горячей воды или пара из тепловых сетей следует предусматривать мероприятия, позволяющие исключить возможность попадания СУГ в тепловые сети.
Примененное в испарителях электрического нагрева оборудование должно иметь взрывозащищенное исполнение. Необходимо обеспечивать автоматическое включение электронагревателей после временных перебоев в подаче электроэнергии. В электрических проточных испарительных установках с промежуточным теплоносителем (антифризом) требуется система защиты от повышения температуры антифриза выше допустимого, предотвращения его вскипания и перегорания электронагревателей.
Испарительные установки размещаются в стальном шкафу с управляющими и контролирующими приборами. Жидкостные испарители комплектуются термостатом для контроля температуры газа, сенсором контроля жидкости, электромагнитными клапанами на входе жидкой фазы, предохранительными клапанами в газовой фазе, аппаратурой контроля давления, шаровыми клапанами. В комплект испарителя с электроподогревом входят шаровые и предохранительные клапаны, грязеуловители, регуляторы давления.
Зачастую автономное газоснабжение используется в качестве стартового или резервного. Давление в удаленных трубопроводах в отопительный сезон может снижаться, угрожая остановкой котлов. Решение проблемы – использование смесителей и комбинированных систем, позволяющих осуществлять бесперебойную эксплуатацию газопотребляющего оборудования в случае падения давления в трубопроводах и перехода к альтернативному снабжению – сжиженному газу без какой-либо переделки газогорелочных устройств.
В России применение систем автономного газоснабжения только начинает набирать производственные и экономические обороты. Поэтому рынок оборудования представлен в основном продукцией таких европейских фирм, как FAS (Германия), Walter Tosto Serbatoi (Италия), DeltaGaz (Чехия). На территории России действуют компании, являющиеся официальными представителями зарубежных организаций, занимающихся проектированием, комплектацией, монтажом, аварийно-техническим обслуживанием и регистрацией объектов в надзорных органах.
Системы автономного газоснабжения на СУГ получили широкое распространение за рубежом ввиду их высокой экономичности. Значительную часть загородных домов в Европе и Америке отапливают таким способом. Половина объема всего используемого СУГ в Европе идет на отопление (как топливо для автомобилей используют только 10 %).
