Одна из самых распространенных проблем газового оборудования, которое работает на смешанном пропане и бутане – образование инея на поверхности газового баллона. Это свидетельствует о том, что газ внутри металлической емкости замерзает. Данная проблема способствует некорректной работе газового оборудования или полному прекращению подачи газа из баллона.
Так почему газовый баллон покрывается инеем и как можно избежать этой проблемы? В данной статье собрана исчерпывающая информация о причинах образования инея и способах его предотвращения, на основе чего вы сможете обеспечить правильную работу вашего оборудования.
Содержание
Причины образования инея на баллоне
Постараемся разобраться, почему происходит так, что замерзает газ в баллоне, находящемся на улице, при понижении температуры воздуха.
Так, для начала нужно понять, что охлаждение частиц происходит при интенсивном высвобождении газа из баллона. Поскольку газ внутри емкости закачивается под давлением, он сконцентрирован в жидком состоянии. Вследствие этого происходит частичное замерзание жидкого газа во время его высвобождения.
Как известно, газовые баллоны заправляют примерно на 80%. Это делается из соображений безопасной эксплуатации газового оборудования. Поскольку газ имеет свойство расширяться, это может привести к тому, что от избыточного давления баллон разорвёт. Расширение газа внутри баллона происходит от его нагревания независимо от источника тепла. Процесс расширения начинается даже при воздействии прямых солнечных лучей или другого нагревательного элемента.
Причина #1 — низкая температура воздуха
Исходя из практики использования баллонов, оптимальная температура при которой оборудование будет нормально работать составляет примерно 10 градусов, а при снижении этой отметки, начинаются проблемы с подачей газа в систему.
Если ваше оборудование находится в помещении с отоплением, тогда не стоит обращать внимание на эти показатели. Также не стоит беспокоиться о том, что ваш газовый баллон замерзнет и выйдет из строя, если оставить его в помещении без отопления в зимнюю пору года. Зимняя температура слишком маленькая, чтобы полностью заморозить топливо.
Чтобы газовый баллон не замерзал, температура воздуха не должна быть ниже чем 10-15 градусов, для этого необходимо перенести оборудование в более теплое место или установить электрический обогреватель
Причина #2 — высокое содержание бутана
А сейчас разберемся, может ли замерзнуть газ, который находится внутри баллона, и как это предотвратить. Так, чтобы обеспечить правильную работу газовых приборов, необходимо соблюдать правильное соотношение пропана и бутана. Правильные пропорции помогут достичь максимального потребления топлива и корректной работы приборов при отрицательной температуре окружающей среды.
Пропорции топлива летом
Как уже было сказано раньше, температура замерзания бутана, отличается от граничной температуры замерзания пропана. Путём практических исследований были выведены оптимальные пропорции для работы оборудования зимой и летом.
Для теплого времени года, топливо смешивается в таких пропорциях:
- Пропан – 40 %;
- Бутан 60 %.
Такое соотношение считается наиболее эффективным для потребления. Стоит отметить, что этот вариант имеет более низкую стоимость, чем топливо с «зимней» пропорцией.
Зимние пропорции топлива
Для использования газовых баллонов зимой пропорции будут другими, а именно:
- Пропан – 60 %;
- Бутан – 40 %.
В некоторых случаях количество пропана может достигать 80 процентов. Но, исходя из того, что пропан стоит дороже, чем бутан, итоговая цена на топливо также будет выше.
Пропан и бутан заправляют в газовые баллоны на специальных заправках, которые оборудованы цистернами наполненными газом нужной пропорции для оптимального использования в определенное время года
Подробнее о видах газовых смесей в баллонах мы рассказывали в этом материале.
Температура замерзания газа
Теперь поговорим о том, при какой же температуре обычно замерзает газ в баллоне.
А температура полного замерзания этих компонентов разная:
- Пропан замерзает при температуре -188 градусов;
- Бутан замерзает при температуре – 138 градусов.
Поэтому в летнее время года пропан в баллон заправляют в меньшем количестве, чем бутан. Очень часто, недобросовестные компании заправляют емкости «летним» вариантом концентрации, так как цена пропана дешевле, чем стоимость бутана.
Основная причина образования инея на газовом баллоне – физические свойства молекул газа внутри емкости, которые при интенсивном высвобождении охлаждаются и приводят к обмерзанию металлической поверхности
Вследствие этого емкость с газом быстро замерзает, если оборудование установлено в неотапливаемом помещении, и подача газа прекращается.
Причина #3 — повышенное потребление газа
Но всё же, почему емкость покрывается инеем только в том месте, где газ находится в жидком состоянии? Низкая температура окружающей среды – не единственная причина обмерзания. Как известно, газовая плита, камин или другое оборудование, которое работает от газового баллона, функционирует при преобразовании газа из жидкого состояния в парообразный вид.
Есть два варианта преобразования газа, а именно:
- нагревание топлива;
- естественное испарение.
В этом случае все частицы с мощной кинетической энергией стремительно направляются в верхнюю часть емкости и отделяются от частиц в жидком состоянии с меньшим кинетическим потенциалом.
Газ, который пребывает в жидком состоянии внутри баллона, всегда находится внизу, а паровая часть стремится вверх. Таким образом и осуществляется высвобождение топлива и подача его в газовую плиту или другое оборудование
В связи с такими условиями жидкое топливо начинает терять температуру. Из этого следует, что при повышении потребления газа понижается температура его жидкого состояния. Проще говоря, чем больше топлива потребляет оборудование, тем быстрее будет замерзать газовый баллон.
По мере охлаждения частиц понижается способность самостоятельного испарения сжиженного газа. Отсюда следует, чем холоднее будут частицы, тем медленнее будет испаряться газ. При этом оборудование начинает работать с перебоями или вовсе перестаёт функционировать.
Действия при обмерзании емкости
Если вы заметили, что ваше оборудование стало работать с перебоями, тогда стоит обратить внимание на поверхность газового баллона. Скорее всего она покрылась инеем. Чтобы возобновить корректное функционирование оборудования, необходимо создать оптимальные для этого условия. Если этого не сделать вовремя, тогда газовый прибор может полностью перестать работать.
Первым делом необходимо определить, по какой причине происходит обмерзание. Если это связано с погодными условиями, тогда нужно создать оптимальный температурный режим для емкости, о том, как это сделать, будет написано дальше.
Если же охлаждение происходит по причине интенсивного потребления газа, тогда нужно сократить расход. Сделать это можно, установив дополнительный баллон, можно несколько. В зависимости от количества потребления топлива. Подключение нескольких баллонов осуществляется при помощи специальной объединяющей рампы.
Для подключения нескольких баллонов в газовую систему, используют специальную металлическую рампу, к которой подсоединяют определенное количество баллонов с газом, на рампе установлен клапан и манометр
В рампе должны быть установлены клапан для компенсации давления и манометр, чтобы контролировать уровень топлива в объединенной системе.
Как правильно отогреть газовый баллон?
А сейчас рассмотрим, как обеспечить правильную работу газового оборудования при низкой температуре воздуха, и что можно сделать, чтобы газ не замерзал. Для решения этого вопроса, есть несколько вариантов.
В первую очередь, попробуйте перенести газовый баллон в теплое помещение, через некоторое время иней с поверхности постепенно испарится, а внутри баллона образуются условия, необходимые для преобразования сжиженного газа в парообразное состояние. После этого, подача газа будет восстановлена, и газовый прибор можно будет использовать по назначению.
Но, если перенести оборудование не представляется возможным, тогда необходимо обогреть ёмкость на месте, чтобы газ внутри не охлаждался. Очень часто, владельцы газовых приборов прибегают к прогреванию баллона путём прямого воздействия огня. Такие действия выполнять категорически запрещено, так как это способствует быстрому преобразованию газа в парообразное состояние, соответственно давление в емкости стремительно растёт и может вызвать взрыв.
Чтобы уменьшить вероятность охлаждения топлива, можно утеплить баллон специальными материалами, которые предотвращают проникновение холода. Но такой способ подходит при небольших температурных изменениях окружающей среды.
Для того чтобы предотвратить обмерзание газового баллона, можно утеплить емкость специальным материалом с термо-регулирующей основой, но при этом нельзя создавать эффект термоса
Если же на улице более холодная температура, тогда можно воспользоваться специальным обогревательным оборудованием. Электрический обогреватель способен не только отогреть газовый баллон, но и обеспечить постоянную температуру, при которой прибор будет выполнять свои функции с наибольшей эффективностью.
Таким образом, сокращается расход топлива до 30 процентов.
Соблюдение техники безопасности
Очень важно соблюдать основные правила техники безопасности, чтобы предотвратить трагические последствия. Работа с газовым оборудованием является чрезвычайно опасной, поэтому не рекомендуется самостоятельно подключать или изменять конструктивные элементы оборудования.
При неправильном использовании газового оборудования, может произойти взрыв баллона, что в большинстве случаев приводит к сильному пожару с трагическими последствиями
Прежде чем подключить баллон к плите или предпринять какие-то действия по его ремонту, лучше всего обратиться к специалистам по газовому оборудованию. При неправильном обращении с газовыми установками, или при нарушении эксплуатационных условий, газовый баллон может взорваться и привести к возгоранию.
На сегодняшний день зафиксировано очень много трагических случаев, в том числе и со смертельным исходом. Поэтому настоятельно рекомендуем, ответственно относится к выполнению работ, связанных с газом, а также во время пользования оборудованием.
Выводы и полезное видео по теме
Посмотрите видео, чтобы наглядно увидеть, почему обмерзает газовый прибор. Здесь вы также увидите, какой обогреватель использовать для поддержания оптимальной температуры газа внутри баллона.
Теперь мы знаем основные причины, по которым может обмерзать газовый баллон. Если вы заметили, что ваш газовый баллон покрыт инеем, значит необходимо принять меры по устранению данной проблемы. В противном случае оборудование не сможет правильно функционировать, или вовсе перестанет работать, так как охлажденный газ перестает испаряться.
Чтобы обеспечить нормальную работу высвобождения молекул газа, необходимо создать нормальные эксплуатационные условия (повысить температуру воздуха). Если такой возможности нет, тогда можно использовать специальный утеплитель для баллона, или установить обогревательный прибор.
Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, но при увеличении давления на относительно небольшую величину без изменения температуры переходят в жидкое состояние.
Сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов, а также газоконденсатных месторождений. На перерабатывающих заводах из них извлекают этан, пропан, а также газовый бензин. Наибольшую ценность для отрасли газоснабжения имеют пропан и бутан. Их главное преимущество в том, что их легко хранить и перевозить в виде жидкости, а использовать в виде газа. Другими словами, для перевозки и хранения сжиженных газов используются плюсы жидкой фазы, а для сжигания — газообразной.
Сжиженный углеводородный газ получил широкое применение во многих странах мира, включая Россию, для нужд промышленности, жилищного и коммунально-бытового сектора, нефтехимических производств, а также в качестве автомобильного топлива.
Молекула пропана состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода
Пропан
Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.
Бутан
При сгорании молекулы бутана в реакцию вступают четыре атома углерода и десять атомов водорода, что объясняет его большую теплотворную способность по сравнению с пропаном
Бутан (C4H10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, поэтому применяется только при положительных температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении — минус 0,5°C.
Температура газа в резервуарах системы автономного газоснабжения должна быть положительной, иначе испарение бутановой составляющей СУГ будет невозможно. Для обеспечения температуры газа выше 0°C используется геотермальное тепло: газгольдер для частного дома устанавливается подземно.
Смесь пропана и бутана
В коммунально-бытовой сфере используется смесь пропана и бутана технических (СПБТ), в быту называемая пропан-бутаном. При содержании бутана в СПБТ свыше 60% бесперебойная работа резервуарных установок в климатических условия России невозможна. В таких случаях для принудительного перевода жидкой фазы в паровую применяются испарители СУГ.
Особенности и свойства СУГ
Свойства сжиженных газов влияют на меры безопасности, а также конструктивные и технические особенности оборудования, в котором они хранятся, перевозятся и используются.
Отличительные особенности сжиженных газов:
- высокая упругость паров;
- не имеют запаха. Для своевременного выявления утечек сжиженным газам придают специфический запах — производят одоризацию этилмер-каптаном (C2H5SH);
- невысокие температуры и пределы воспламеняемости. Температура воспламенения бутана — 430°C, пропана — 504°C. Нижний предел воспламеняемости пропана — 2,3%, бутана — 1,9%;
- пропан, бутан и их смеси тяжелее воздуха. В случае утечки сжиженный газ может скапливаться в колодцах или подвалах. Запрещается устанавливать оборудование, работающее на сжиженном газе, в помещениях подвального типа;
- переход в жидкую фазу при увеличении давления или уменьшении температуры;
- высокая теплотворная способность. Для сжигания СУГ необходимо большое количество воздуха (для сжигания 1 м³ газовой фазы пропана необходимо 24 м³ воздуха, а бутана — 31 м³ воздуха);
- большой коэффициент объемного расширения жидкой фазы (коэффициент объемного расширения жидкой фазы пропана в 16 раз больше, чем у воды). Баллоны и резервуары заполняются не более чем на 85% геометрического объема. Заполнение более чем на 85% может привести к их разрыву, последующему быстрому истечению и испарению газа, а также воспламенению смеси с воздухом;
- в результате испарения 1 кг жидкой фазы СУГ при н. у. получается 450 литров паровой фазы. Другими словами, 1 м³ паровой фазы пропан-бутановой смеси имеет массу 2,2 кг;
- при сгорании 1 кг пропан-бутановой смеси выделяется около 11,5 кВт×ч тепловой энергии;
- сжиженный газ интенсивно испаряется и, попадая на кожу человека, вызывает обморожение.
Зависимость давления насыщенных паров пропан-бутановой смеси от температуры
Зависимость давления насыщенных паров пропан-бутановой смеси от температуры
Зависимость плотности пропан-бутановой смеси от ее состава и температуры
Таблица плотностей сжиженной пропан-бутановой смеси (в т/м³) в зависимости от ее состава и температуры
T — температура газовой смеси (среднесуточная температура воздуха); P/B — соотношение пропана и бутана в смеси, %
В этой статье пойдет речь о том, как подобрать себе газ для зимних походов. Я думаю, многие туристы, которые ходили в походы в минусовые температуры, встречались с проблемой, когда газ из баллона горит очень плохо, или вообще перестает гореть. Давайте же подробнее рассмотрим различные смеси газа в баллонах для горелок, и попробуем определиться, которые из них лучше всего подойдут для отрицательных температур.
Для начала мы рассмотрим, какие же вообще смеси бывают в газовых баллонах. Начнем с того, что в баллоне газовая смесь находится в состоянии кипения, только в этом случае газ начинает интенсивно испаряться, в количестве, достаточном для поддержания пламени горелки. То есть, еще раз: чтобы газ из баллона выходил, и чтобы мы его могли поджечь, смесь должна кипеть. И кипит смесь при определенной температуре. Если же температура окружающей среды падает ниже температуры кипения нашей смеси, газ из баллона перестает выходить, и понятное дело, горелка перестает функционировать, в этом и есть загвоздка.
Теперь же перейдем к тому, какие смеси обычно заправляют в туристические газовые баллоны.
— Самая популярная смесь и самая распространенная – это пропан-бутан. То есть, попросту говоря смесь из двух составляющих – бутана и пропана. Температура кипения бутана примерно равна 0 – 0.5 градусов Цельсия, а вот температура кипения пропана равна минус 40 градусов Цельсия. Казалось бы, по логике, можно заправляться одним пропаном, что практически и делают обычно в домашних условиях, заправляя использованные баллоны повторно смесью из больших хозяйственных баллонов, а их в последнее время иногда заправляют вообще не пойми чем.
Из личного опыта: после перезарядки баллонов, взял два на природу. Восемь с половиной минут мой примус Омни Фюел пытался вскипятить кружку воды!!! Летом!!!! Это совершенно запредельные цифры, обычно хватает пары минут))
Из школьного курса химии краем уха помню, что теплоемкость (или, вернее сказать, октановое число) пропана гораздо ниже чем у того же бутана, собственно, поэтому обычно пропановую смесь и разбавляют бутаном.
Так вот, в зависимости от того в каких пропорциях производитель смешивает бутан с пропаном, и варьируется температура кипения нашей балонной смеси. Как правило, при минусовых температурах, например, если на улице минус десять, когда температура ниже максимальной точки кипения газовой смеси, пар из баллона перестает выделяться, баллоны с пропан бутановой смесью работать перестают, и с ними приходится проводить ритуал подогрева.
Кроме пропана и бутана в туристические баллоны еще заправляют изобутан, температура кипения которого находится в районе минус 12 градусов. Соответственно в смеси с пропаном мы получаем совершенно другие температуры кипения, газ продолжает гореть и при отрицательных температурах без каких либо подогревов или других попутных действий. То есть для зимних условий баллоны с изобутановой смесью подходят как нельзя лучше, и если вы хотите, чтобы ваша горелка работала в минус десять, стоит искать баллоны, на котором написано изобутан – пропан. Сейчас современные производители газовых баллонов типа той же Ковеи широко выпускают специальные зимние смеси с изобутаном, они даже часто пишут, что это именно «зимняя смесь», помню, я даже где то видел на баллоне какое то запредельное значение в минус 25 градусов. Хотя я бы, наверное, все же не стал бы так рисковать и в такой холод взял бы мулитопливную горелку с «Калошей» или подумал бы о костре.
В нашей статье «Как повысить работоспособность газового туристического баллона», я более детально останавливаюсь на небольших хитростях, которые заставляют работать горелку в холодное время года в условиях низких температур.
Ну и собственно исходя из всего вышесказанного подведем итоги. Смесь, на которой написано пропан – бутан – берем в летние походы, в зимние походы берем баллоны на которых написано изобутан – пропан.