Сжатые киловатты

Планируя строительство загородного дома, мы, прежде всего, рассматриваем возможность его отопления газом. При этом по умолчанию подразумевается, что газ будет магистральный. Однако за рубежом для этих целей давно и в постоянно растущих масштабах используют сжиженные газы. Акак у нас?

Структура видов топлива меняется прямо-таки на глазах- рынок не церемонится с традициями. Буквально 2-3 года назад в наших статьях фигурировали только котлы, работающие на твердом топливе, солярке и газе. 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 млнт! Но если с бензином нам приходится сталкиваться на каждом шагу, то много ли мы вообще слышали о "жидком" газе? А меж тем он 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 50л 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. Вшестидесятые 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. Ипри 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 5км о ней (в Подмосковье, по крайней мере), пожалуй, можно забыть. Считайте сами: 5-15тыс. за 1км местного газопровода (а магистраль так и вообще "тянет" на 250-500тыс.) плюс строительство газораспределительного пункта (ГРП), чтобы снизить давление, да еще "скромных" 5-15тыс. 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.

Вчем 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 40-60руб. на 1м² 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. Ких 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). Вобщем, вся техника надежна и имеет срок службы 20-30 лет. Аее 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.

Ресурс резервуаров при отоплении дома, сутки (по данным фирмы «ГАМАРД РСТ»)

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 1-3раза в год. Залитый СГ начинает испаряться, и пары (газовая фаза), пройдя через редукторы, под пониженным давлением 30мбар 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 0,25м³ 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. Витоге 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 (1,6МПа). 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). Вгазообразном 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 1м². 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 500С (напомним, что в пламени спички есть участки с температурой более 1000С). 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 10мм) прочной хладостойкой стали (например, 09Г2С). Они рассчитаны на рабочее давление 1,6МПа. 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 10м³), но большинство предприятий готовы на заказ выполнить резервуары любого объема. Наиболее широкая линейка продукции у итальянских производителей (от 0,5 до 5м³ с шагом около 0,5м³), так что подобрать подходящий сосуд можно даже для маленькой дачи.

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 3-4мм, а также полиуретановое (до 1,5мм), эпоксидное (до 0,8мм) или слой изопласта (8мм). Фирма ANTONIO MERLONI (Италия) пошла дальше и в комплекте со своими резервуарами поставляет систему гальванической защиты от электрохимической коррозии. Всистему 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. Вколпаке 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.

Аспециалисты 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. Азимой 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 3-5м³.

Свойства сжиженных газов

Годовые затраты на отопление 1м² площади дома разными способами*

Испытание надежности

Надежность- это то, что потребитель любого товара ищет прежде всего. Вслучае с системами АГС приходится рассматривать два ее аспекта: оборудование и снабжение топливом.

Стехникой 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.

Авот 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. ВПодмосковье это ГУП МО "МОСОБЛГАЗ". Вподчинении 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. Квам 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.

Итак, с чего начинать, если вы твердо решились на автономную газификацию своего дома? Первое- искать фирму с лицензией на право проведения таких работ. Подобных компаний не очень много: газ- дело ответственное. Это может быть подразделение облгаза (газового треста) или частная фирма. Они действуют немного по-разному, но подчиняются единым правилам безопасности. Применительно к государственной фирме порядок таков:

1. Пишете заявление на имя директора ближайшей к вам ГРС с просьбой выдать технические условия (ТУ) на газификацию дома с монтажом установки для сжиженного газа. Прикладываете копии: паспорта, правоустанавливающих документов на земельный участок, ситуационного плана, теплотехнический расчет системы отопления (чтобы знать мощность котла и определить годовое потребление газа).

2. После собеседования и оплаты аванса на участок выезжает специалист и на месте оценивает возможность установки резервуара. При этом важны рельеф и гидрогеология участка, а также нормы безопасного расположения емкости: до дома- 10м, до построек- 8м, до забора и люка канализации- 3м ит.д. Определяют также коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов. Если удельное электрическое сопротивление грунта менее 50 Омм или средняя плотность катодного тока более 0,05А/м², вам не повезло: сосуд потребует дополнительных мер защиты от коррозии. Обычно это гальваническая или даже катодная защита. Последняя потребует не только разовых затрат (минимум $1000), но и текущих при эксплуатации емкости. При этом отмахнуться от проблемы нельзя, так как без мер защиты проект не утвердят, а без него подразделение «МОСОБЛГАЗА» не будет монтировать сосуд.

3. Присовокупив к пакету бумаг полученные ТУ, вы заказываете в лицензированной организации проект газификации. Он проходит согласование в службах архитектурного управления, электроснабжения, газоснабжения и охраны среды, а также независимую экспертизу (у пожарных, экологов и строителей). Ясно, что эти службы работать "на частника" бесплатно не хотят, и траты вам предстоят немалые. Какие? Однозначного ответа нет. При подготовке материала мы получали разные ответы: нам не раскрывали цифры вообще, называли суммы 30тыс.руб., 120тыс.руб. и даже 12тыс.руб. (в регионах). Проект регистрируется в территориальном управлении Ростехнадзора, которое дает «добро» на начало строительства. На все уходит 3-4 недели.

4. После прохождения экспертизы проекта можно покупать емкость. Обычно это делает монтажная фирма на основании отдельного договора о приобретении резервуара. Можно купить и самому, но тогда монтаж будет стоить дороже.

5. Заключаете договор о монтаже. После этого фирма начинает работу, которая заканчивается подведением трубы подачи газовой фазы к дому. Работа длится 1-3 дня и обходится примерно в $1000. При этом земляные работы делает заказчик (обходятся в $10-25 /м³ ).

6. По завершении монтажных работ установка испытывается на герметичность в присутствии инспектора территориального управления Ростехнадзора и представителя службы газовых сетей. Только после получения положительных результатов сосуд можно закапывать. Оформляется акт «сдачи-приема» завершенных работ.

7. Ко всем накопленным к этому времени бумагам добавляются договор о сервисном обслуживании (стоит около $300 в год), полис страхования гражданской ответственности и акт разграничения ответственности, если прокладку внутреннего газопровода по дому и подключение оборудования выполняет другая фирма. Весь пакет вы прикладываете к заявлению о регистрации смонтированной установки в Ростехнадзоре, который берет установку на учет и дает разрешение на заправку емкости сжиженным газом.

Видите, как все серьезно, с многоступенчатым контролем, без малейшей возможности для случайностей!

Частные фирмы работают иначе- обычно под ключ. Делают сами предпроектное обследование, выполняют проект, проводят его по всем инстанциям и утверждают. Смонтированную установку они так же испытывают и регистрируют в надзорных органах, как и госфирма. Варианты с выполнением части работ другими фирмами по усмотрению заказчика возможны. Стоимость работ договорная.

Резервуары для хранения сжиженного нефтяного газа

Особенности монтажа системы

Объем монтажных работ невелик. Яма под сосуд делается с запасом по длине и ширине примерно в 0,5м. Глубину предусматривают такую, чтобы горловина емкости выступала над землей. Бочку обязательно якорят к тяжелой бетонной плите-основанию, чтобы избежать подвижек сосуда весной при оттаивании грунта. Заземление, защиту от электрохимической коррозии и молнии выполняют согласно проекту. Газопровод делают из стальных, защищенных от коррозии или полиэтиленовых труб диаметром 25-63мм. Все соединения выполняются только сварными. Трубы кладут в траншеи, ниже глубины промерзания. Под трубой и над ней делают песчаную подушку. Выход газопровода из земли у дома выполняют с помощью особого узла цокольного ввода. Он заканчивается фланцевым соединением. Ввод в дом осуществляют только стальной трубой. Засыпают емкость просеянным песком, вручную. Поэтому владельцам дома надо подумать, куда деть вынутую из ямы землю, и позаботиться о доставке песка (2-3 машины).

Цена вопроса

Сегодня сжиженный газ дешевле дизельного топлива- порядка 7-9руб. за литр. Но на мировом рынке его стоимость составляет 0,6-0,7 цены на бензин. Этих пропорций мы почти достигли, поэтому резких изменений цен быть не должно. Стоимость эксплуатации установки пока невелика, не выше, чем у газового котла. Поэтому для дома площадью, скажем, 300м² отопление "жидким" газом за год обойдется примерно на $400 дешевле, чем при использовании жидкотопливного котла. Однако капитальные затраты на сооружение системы АГС велики. На сегодня они начинаются от $10 тыс. Причем большой разницы в стоимости системы при использовании отечественного или импортного оборудования зачастую не видно.

То, что цены завышены и носят конъюнктурный характер, подтверждается очень большим сроком окупаемости подобных систем- 15-20 лет. По мнению специалистов фирмы "АЗС-СНАБ", для более массового внедрения автономных систем газификации в Подмосковье их стоимость под ключ должна составлять максимум $8тыс. Эта сумма более отвечает как реальным трудовым затратам всех вовлеченных в процесс сторон (проектировщиков, изготовителей резервуаров, монтажников и надзорных органов), так и платежеспособности застройщиков. Понимание этого обстоятельства фирмами и снижение цен на услуги склонит большое число сомневающихся потенциальных заказчиков в пользу автономной газификации. Витоге выгоду получат все.

Редакция благодарит компании «ТЕХНО-ИТАЛИЯ ГРАНД», «СЕРВИСТРАНСГАЗ», «АЗС-СНАБ», «ЭНТИС» и «МОСГАЗНИИПРОЕКТ» за помощь в подготовке материала.

• Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№86