Коммуникации — основная проблема, с которой сталкиваются многие владельцы загородных домов. Например, к магистральному газопроводу дом можно подключить далеко не всегда и не везде. Либо стоимость подключения из-за удаленности жилья будет чрезмерно высокой, либо в районе, где расположен дом, вообще нет газовой сети.
Единственный выход в такой ситуации — это установка газгольдера для частного дома. В этой статье мастер сантехник рассмотрит устройство резервуаров для сжиженного газа и варианты монтажа автономной накопительной емкости.Что такое газгольдер
Газго́льдер (англ. gas-holder) — резервуар для хранения газообразных веществ, таких, например, как природный газ, биогаз, сжиженный нефтяной газ, воздух и т. д. Существуют газгольдеры переменного и постоянного объёма.
Газгольдеры переменного объёма
Газгольдеры переменного объёма хранят газ при давлении, близком к атмосферному, и температуре окружающей среды. Объём контейнера изменяется с изменением количества хранимого газа, для больших газгольдеров он может достигать 50 000 м³ при диаметре цилиндрического хранилища 60 м. Газгольдеры могут изготавливаться из железобетона, стали, резины или прорезиненной материи.
Железобетонные или стальные газгольдеры мокрого типа состоят из вертикального цилиндрического бассейна, наполненного водой, и открытого снизу колокола, поднимающегося при увеличении количества газа. В поршневых (сухих) газгольдерах бассейн отсутствует, а объём регулируется перемещением плотно подогнанного к нижнему резервуару поршня. Газгольдеры переменного объёма использовались не столько для долговременного хранения газа, сколько для поддержания давления газа в безопасных пределах при его потреблении. В настоящее время газгольдеры переменного объёма используются мало.
Газгольдеры постоянного объёма
Газгольдеры постоянного объёма представляют собой цилиндрические или сферические стальные резервуары и способны хранить газ при давлении до 1,8 МПа (≈ 18 атм).
Газгольдеры постоянного объёма выпускаются различными по месту установки, по конструкции и объёму.
По месту установки газгольдеры делятся на подземные и надземные. Наибольшее распространение получили резервуары СУГ для подземной установки в связи с тем, что даже при промерзании почвы в зимний период большая часть подземных газгольдеров находится в зоне положительных температур. Газгольдеры, которые производятся для рынка России, должны иметь высокие патрубки или горловину высотой не менее 60 см. Это обусловливает переход СУГ из жидкой фазы в паровую без применения испарительных установок. При относительно небольшой мощности газоиспользующего оборудования такой скорости испарения достаточно (например, при газификации частных домов). Кроме того, к месту установки надземных газгольдеров предъявляются более жесткие требования.
По конструкции газгольдеры делятся на горизонтальные и вертикальные. Площадь испарения жидкой фазы газа в горизонтальных резервуарах больше, и процесс регазификации происходит быстрее, что позволяет снабжать паровой фазой газа более мощное газоиспользующее оборудование.
По объёму газгольдеры можно выделить:
- На основе бытовых пропановых баллонов (две группы 50-литровых баллонов по 1-50 баллонов в группе — объёмом от 100 до 5000 литров);
- Цилиндрические однообъемные газгольдеры для подземной установки на дачах или загородных участках (от 1 до 10 кубометров, либо 20 кубометров);
- Газгольдеры надземные или подземные для промышленных объектов или коттеджных поселков (хранилища от 20 до 50 кубометров).
Варианты монтажа резервуаров
Вариации монтажа газгольдеров ограничиваются двумя способами:
- Установка наружная.
- Установка под землёй.
Для первого варианта монтажа характерным условием является установка в местах территории частного хозяйства, куда солнечные лучи проникают в малом объёме. Также выбирается участок территории, по возможности максимально защищённый от воздействия внешних природных факторов (сильного ветра, оползней, подвижек почвы и т.п.).
К ёмкости резервуара каких-то конкретных требований не предъявляется. Объём газгольдера полностью определяется потребительскими нуждами и пожеланиями владельцев.
Газгольдеры подземной установки монтируют ниже уровня поверхности грунта. Заглубление резервуаров выполняется до глубины, когда верхний уровень сосуда окажется в точке заглубления не менее 0,6 м от уровня поверхности земли.
На одном уровне с поверхностью грунта или чуть выше остаётся лишь заправочная горловина бака. При таких условиях заглубления исключается возможное промерзание резервуара в зимний период времени, плюс бак газгольдера надёжно защищается от возможных механических воздействий.
Независимо от разновидности монтажа, расположение газгольдеров на бытовом участке допускается не ближе 10 метров от жилых построек и различных технических коммуникаций.
Проект установки бака под сжиженный газ должен предусматривать лёгкие удобные подходы/подъезды для выполнения заправки газом, технического обслуживания. Наличие каких-либо инженерных коммуникаций в непосредственной близости от сооружения не допускается.
Расчёт газгольдера под установку в частном хозяйстве
При установке газгольдера для отопления дома или дачи очень важно правильно определить его оптимальный объем. Слишком большой газгольдер будет стоить дороже, а также занимать больше места на участке и увеличит объемы земляных работ при его монтаже. Недостаточный размер емкости под газ приведет к дополнительным заправкам системы и к риску остаться без тепла в самый неподходящий момент. Конечно, при установке газовой системы, специалисты организации, производящей работы рассчитают объем ГБО (газобалонного оборудования), но лучше, на всякий случай, сделать расчет и самому для уверенности в правильном выборе.
Рассмотрим, от каких исходных параметров можно отталкиваться при подобных расчетах:
- Общепринятый расход газа на 1 кв.м. отапливаемой площади составляет около 30 литров на среднестатистический отопительный сезон. Однако эта цифра может меняться в зависимости от состояния дома (его теплоизоляции) и предпочтений хозяев по температурному режиму в жилых помещениях. Также влияет на расход газа конструкция системы отопления, то есть её эффективность.
- Необходимо учитывать, что максимальная заправка газгольдера не может превышать 85% от его внутреннего физического объёма.
- Наличие газовой плиты для приготовления пищи. В технических характеристиках плит указано, что расход газа в среднем составляет 0,03-0,04 куб. метра за один час работы. Из справочных данных на газовую смесь мы можем принять, что для получения 1 куб.м. необходимо испарить 4,09 литра сжиженного газа.
- Наличие других устройств, потребляющих газ. К ним можно отнести водонагревающие устройства, газовые камины и электрогенераторы. Расход газа на их работу надо будет брать из технической документации конкретного оборудования.
Рассчитаем необходимый объем резервуара под газ для дома с обогреваемой площадью 100 кв.м. с одной газовой плитой и одним водонагревателем:
- Расход газа на отопление составит – 30 литров*100 кв.м.= 3000 литров;
- Расход газа на приготовление пищи составит (плита работает 4 часа в день) 0,035куб.м. (среднее значение)*4часа*4,09литра*180дней=103литра.
- Где: 180 дней - это период времени на который производится расчет.
- Расход газа на водонагреватель (потребление газа 0,02 куб.м. в час, время работы 10 часов в сутки) составит – 0,02*10*4,09*180=147 литров.
- В сумме расход газа будет – 3000+103+147=3250 литров.
- Внутренний объём газгольдера – 3250/0,85=3824 литра.
- Ближайший по размерам газгольдер имеет 4,85 куб.м. (максимальный объем заполнения 4,85*0,85=4,122 куб.м. или 4122 литра). В данном случае есть запас около 300 литров на непредвиденные расходы.
Это примерный расчет необходимого объема газа. Все характеристики конкретного оборудования и время его работы хозяин должен брать с учетом реальных условий своей жизни.
Проведение монтажных работ
Львиная доля установок бытовых газгольдеров традиционно выполняется в подземном варианте. Такой монтаж считается более приемлемым с точки зрения безопасности, плюс скрытый газгольдер не портит ландшафтный вид.
Также с учётом достаточно суровых климатических условий средней полосы монтажу газгольдеров в подземном варианте отдаётся больше предпочтений. Так меньше проблем с поддержанием устройства в рабочем состоянии при низких зимних температурах.
Как монтируют заглубленный резервуар
Выбрав подходящее по всем требованиям место на территории частного хозяйства, организуют работы по разметке участка, установке и выемке грунта. Размеры будущего котлована, что должен использоваться под газгольдер, определяют на основании документации резервуара. Изготовленный котлован дополнительно подготавливают под загрузку ёмкости:
- Укрепляют донную часть;
- Ставят на дне котлована каркас для фундамента с анкерным крепежом;
- Заливают каркас бетоном, включая основания анкерных шпилек.
После застывания бетонной заливки начинают монтаж резервуара. Для массивных газгольдеров может потребоваться аренда крана. Небольшие газгольдеры опускают в котлован с помощью лебёдок или подобных инструментов.
Спущенную в котлован ёмкость помещают на анкерные шпильки фундамента, выравнивают по горизонту, используя подкладки под лапами, закрепляют. Для крепления резервуаров, конструкция которых без опорных лап, используют металлические ленты или тросы.
Монтаж основания под газгольдер.
Установка газгольдера.
Крепление газгольдера к железобетонному основанию.
Электрохимическая защита газгольдеров
На следующем этапе монтажа газгольдера выполняют работы по устройству защиты от коррозии. Обычные методы защиты здесь не подходят. Нужна качественная электрохимическая технология. Как правило, применяют одну из двух методик электрохимической защиты:
- Активная
- Протекторная
Активная электрохимическая защита часто используется на резервуарах, изготовленных на российских предприятиях. Этот вариант защиты наиболее эффективен для металла, подверженного коррозии (в частности, сталь 09Г2С). Именно из такого типа металла сделаны газгольдеры российского производства.
Защита по катоду осуществляется электрической схемой, мощность потребления которой составляет 0,75 – 0,90 кВт. Довольно-таки затратная станция для частного хозяйства, но иного решения пока что не придумано.
Альтернатива для активной станции защиты – протекторная анод/катодная система. Эта конструкция тоже имеет свои недостатки, но избавляет потребителя от затрат на электроэнергию. Применяется в комплекте с резервуарами импортного производства. Принцип действия такой системы основан на «перехвате» активной коррозии металлом, обладающим повышенным электроотрицательным потенциалом (например, алюминий).
Для обоих методов электрохимической защиты необходимы соответствующие расчёты с упором на тип ёмкости, её габаритные размеры и прочие факторы. Расчётами определяется место установки электрохимического протектора или мощность активной катодной защиты. На стадии проектирования установки газгольдера этот момент должен обязательно учитываться.
Протекторные системы видятся более привлекательными с точки зрения экономии. Но применять их можно не ко всем типам резервуаров.
Заземление и защита от разряда молнии
Функции заземления газгольдеров, по сути, могут взять на себя системы электрохимической защиты. Однако от разряда молнии бытовой газгольдер защищать необходимо индивидуально в любом случае. Применительно к монтажу установки здесь возможны следующие действия:
- Изготовление контура заземления.
- Установка и заглубление контура по периметру котлована на глубину не менее 1,8 м.
- При необходимости (для подвижных грунтов) усиление контура арматурными элементами.
В конечном счёте, все элементы монтажа, входящие в систему газораспределительного устройства, необходимо объединить в общий контур заземления, чтобы тем самым обеспечивалась комплексная защита (согласно ПБ 12-609-03). Значение сопротивления общего контура допускается на уровне 10 Ом и не более того.
Молниеотвод устанавливается на расстоянии не менее 12 м от границы котлована газгольдера и соединяется с контуром заземления. Высота мачты молниеотвода делается не меньше 7 м.
Завершение устройства газгольдерной системы
После исполнения всех монтажных мероприятий по установке газгольдера, систему требуется проверить на герметичность. Опрессовку допустимо провести сжатым воздухом. Значение испытательного давления берут из расчёта рабочего давления резервуара (в паспорте), увеличенного в полтора раза. Для набора испытательного давления к ёмкости подключается воздушный компрессор.
Набор давления следует вести в режиме плавной фазы. При этом обязательно требуется контролировать уровень давления по манометрам. Один манометр ставят непосредственно на выходном штуцере компрессора, второй на верхней стороне корпуса ёмкости.
После набора уровня давления, соответствующего испытательному значению, останавливают компрессор, перекрывают кран на линии подачи воздуха и оставляют систему на 5-6 часов выдержки. Затем проверяют падение давления. Если спад больше 0,5 – 0,8 АТИ, система имеет утечку. Спад меньше этих значений свидетельствует об удовлетворительной герметизации.
Завершив опрессовку, приступают к засыпке котлована с резервуаром. Засыпка ведётся мелким речным песком до отметки на 0,3-0,5 м ниже уровня поверхности земли. Выполнив засыпку песка по всей области котлована, насыпь тщательно трамбуют или дают улежаться в течение 1-2 суток.
Затем оставшуюся верхнюю область котлована засыпают мягким мелким грунтом до уровня поверхности всей территории. Последний этап – опрессовка линии подвода газа к зданию. При нормальном завершении опрессовки установку можно считать завершённой.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Газовый котёл на сжиженном газе (баллонном газе) — принцип работы, расход, обзор производителей