Газгольдеры: устройство и применение¶
Газгольдер — герметичная ёмкость для хранения и накопления сжиженного газа (пропан-бутановой смеси или природного метана), подключаемая к газопотребляющему оборудованию автономных газовых систем отопления, горячего водоснабжения и приготовления пищи. Термин происходит от немецкого Gasbehälter (буквально «газовый резервуар»). Газгольдеры применяются там, где прокладка магистрального газопровода экономически нецелесообразна или технически невозможна: на загородных участках, дачах, в удалённых населённых пунктах, на промышленных объектах и заправочных станциях.
¶Принцип работы
Принцип действия газгольдера основан на способности пропан-бутановой смеси при нормальном давлении и температуре находиться в жидкой фазе. Газ закачивается в резервуар под давлением (обычно 1,5–16 бар в зависимости от типа оборудования), где занимает примерно 85 % объёма ёмкости, оставшиеся 15 % отводятся под паровую фазу. При отборе газа давление в ёмкости поддерживается на рабочем уровне, а жидкая фаза испаряется через испарительное устройство, после чего газ поступает к потребителям.
¶Классификация
По способу размещения газгольдеры делятся на:
- Подземные — устанавливаются в котлован ниже уровня промерзания грунта, что исключает влияние температуры окружающей среды на давление внутри ёмкости. Наиболее распространённый вариант для частных домовладений.
- Наземные — монтируются на поверхности земли на бетонном основании. Применяются на участках с высоким уровнем грунтовых вод, скальным грунтом или на промышленных объектах.
- Полуподземные — частично заглубляются, сочетая достоинства обоих вариантов.
По типу хранимого газа различают:
- Пропановые газгольдеры — для СУГ (сжиженного углеводородного газа) пропан-бутановой фракции. Самый массовый вид.
- Метановые газгольдеры — для сжиженного природного газа (СПГ), работающие при криогенных температурах (около −162 °C). Применяются преимущественно на промышленных объектах и газозаправочных станциях.
По конструкции резервуара:
- Цилиндрические — наиболее распространённая форма, изготавливаются из листовой стали методом сварки.
- Сферические — используются на крупных промышленных объектах, рассчитаны на более высокие давления.
- Баллонные модули — комплект из нескольких баллонов, объединённых в единую систему; применяются при небольших объёмах потребления.
¶Устройство и компоненты
Стандартная подземная газовая система на базе газгольдера включает:
- Резервуар — сварная стальная ёмкость цилиндрической формы с двумя горловинами (нижней для заправки и верхней для подключения оборудования), покрытая антикоррозийным составом.
- Запорно-редукционная арматура — узел, состоящий из задвижек, редуктора, предохранительного и обратного клапанов, манометров. Поддерживает рабочее давление в магистрали.
- Испаритель (при необходимости) — устройство для ускоренного испарения жидкой фазы при высоких нагрузках или низких температурах.
- Газопровод — подземный стальной или полимерный (ПНД) трубопровод от газгольдера до дома.
- Газоиспользующее оборудование — котёл, конвекторы, горелки, рассчитанные на работу с пропан-бутановой смесью.
¶Объёмы и расход
Газгольдеры для частных домовладений выпускаются объёмами от 1 м³ до 100 м³. Наиболее востребованы ёмкости 5–20 м³: резервуара на 5 м³ достаточно для сезонного проживания семьи из 3–4 человек в доме площадью до 100 м², тогда как 20-метровый газгольдер обеспечивает автономное отопление дома площадью 200–300 м² в течение всего отопительного сезона.
Расход газа зависит от теплопотерь здания, климатической зоны и типа оборудования. Ориентировочно на отопление дома площадью 150 м² в средней полосе России уходит 3–4 м³ газа в месяц в межсезонье и до 6–8 м³ в месяц в пик холодов. Заправка газгольдера производится газовозом через нижнюю горловину методом перекачки; частота заправок — от 1–2 раз в год (для больших ёмкостей) до ежемесячной (для малых).
¶Монтаж и нормативные требования
Установка газгольдера в России регламентируется СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы», СП 62.13330.2011 и рядом отраслевых норм. Основные требования:
- минимальное расстояние от газгольдера до жилого дома — не менее 5 м (для подземных ёмкостей), до границы участка — не менее 2 м, до дороги — не менее 5 м;
- глубина заложения — ниже уровня промерзания грунта, обычно 0,8–1,6 м в зависимости от региона;
- обязательна установка датчика утечки газа в котельной и в самом резервуаре;
- подключение и ввод в эксплуатацию выполняются сертифицированными организациями с оформлением документации в надзорных органах.
¶Преимущества и ограничения
К достоинствам газгольдерных систем относятся полная автономность от централизованных сетей, возможность круглогодичного отопления, более низкая стоимость газа по сравнению с электричеством и дизельным топливом, а также высокая надёжность при правильной эксплуатации.
Ограничения связаны с первоначальными затратами (газгольдер, монтаж, подключение к дому), необходимостью регулярных заправок, ограничениями по уровню грунтовых вод и требованиями к охранной зоне. Для объектов с нерегулярным проживанием и низким расходом альтернативой могут служить баллонные установки или электрическое отопление.
Источники:
- СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы»
- СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы»
- ГОСТ 31443-2013 «Сосуды, работающие под давлением. Общие технические условия»
- Справочная литература по автономным газовым системам отопления загородных домов