Автономная газификация загородного дома

Преимущества сжиженного газа

Для автономной газификации применяют, как правило, пропан-бутановую смесь. При её сжигании выделяется втрое больше энергии, чем при сжигании природного газа (в том же объёме), что делает её очень эффективным топливом. Пропан-бутан обходится примерно в два раза дешевле электричества и в полтора раза – дизельного топлива. Притом система отопления на газе лишена недостатков системы на «дизеле»: необходимость помещения (в доме или на улице) для установки ёмкости с топливом, неприятный запах, шум при работе котла, довольно быстрое образование сажи в его топке. Ещё один вид альтернативного топлива – пеллеты – чуть дешевле сжиженного газа. Однако для их хранения также нужно особое помещение (желательно сухое). К тому же придётся регулярно загружать пеллеты в топливный бункер котла (в среднем каждые 5-7 дней): подобная работа истопником не требуется в случае отопления на газе. Добавим, что первоначальные затраты на пеллетное оборудование довольно высоки: качественный теплогенератор мощностью до 40 кВт вместе с установкой обойдётся в сумму от 230000 руб. (аналогичный по мощности газовый агрегат можно купить за 50 000-60 000 руб.). Более того, на сегодняшний день именно газовые котлы обладают самым высоким уровнем автоматизации. Наконец, благодаря газгольдеру можно добиться по-настоящему автономной системы отопления и горячего водоснабжения (то есть без использования электричества): обогрев с помощью газовых конвекторов или каминов, а подготовка воды для санитарных нужд за счёт газовой колонки. Недостатком отопления на сжиженном газе можно считать значительные первоначальные затраты на приобретение и монтаж газгольдера и газовой магистрали – около 250000 руб. при условии резервуара объёмом около 5000 л.

Газгольдер

На нашем рынке представлены газгольдеры производства ANTONIO MERLONI (Италия), VPS, DELTAGAZ (обе марки -Чехия), СНЕМЕТ (Польша), CITY-GAS (Болгария), «ФАСХИММАШ», «ВОЛОГОДСКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ЗАВОДА», «ПРИОКСКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ЗАВОДА» (все – Россия) и др. Резервуары для хранения газа делают из стали, толщина и марка которой различаются в зависимости от изготовителя ёмкости. Отечественные предприятия предлагают газгольдеры, как правило, с толстой стенкой (8-11 мм), объясняя это тем, что с увеличением толщины стального листа повышается прочность и стойкость резервуара к коррозии. Вместе стем большинство западных заводов выпускают газгольдеры со стенками меньшей толщины (5-6,5 мм), но при этом изготовленные из стали, превосходящей по своим параметрам российскую, что гарантирует, по утверждению их производителей, более высокую прочность и коррозионную стойкость изделия. Впрочем, некоторые импортные резервуары сделаны из высококачественной стали, но притом имеют толстую стенку – до 10 мм (толстостенные газгольдеры можно выявить по весу: они в полтора-два раза тяжелее резервуаров того же объёма с более тонкими стенками). На стальной корпус любого газгольдера наносят покрытие для защиты от коррозии и механических повреждений. Дешёвый, но хрупкий и недолговечный вариант – битумное покрытие. Серьёзные производители предпочитают более эффективное эпоксидно-полимерное напыление. Наилучшие характеристики (в частности, самая высокая защита от коррозии и появления микротрещин) у полиуретановых и эпоксидных покрытий, наносимых в несколько слоев по особым технологиям. Добавим, что заводская гарантия на газгольдеры -10-50 лет (реальный срок их эксплуатации, как правило, намного больше гарантийного).

Все газгольдеры оснащены необходимой запорно-предохранительной арматурой, располагаемой на верхней части горловины резервуара: двухступенчатым редуктором (понижающим давление газа), манометром (измеряющим давление), уровнемером (показывает объём имеющегося топлива), клапаном откачки жидкой фракции СУГ, предохранительным клапаном (сбрасывающим газообразную составляющую при повышении давления в ёмкости), а также заправочным клапаном. Многие производители предлагают и дополнительное оборудование для газгольдера. Так, чтобы замедлить уже начавшееся корродирование стальной ёмкости, спровоцированное блуждающими в земле токами, рекомендуют комплектовать газгольдер анодно-катодной защитой. Впрочем, по мнению ряда специалистов, затраты на такую защиту не оправдывают себя, тем более что, находясь в фунте, она разрушается в течение нескольких лет. Другие эксперты, напротив, считают, что подобная защита – залог долговечности резервуара. Кроме того, некоторые компании предлагают помещать ёмкости в специальные мешки из электропроводящего полимера, чтобы ещё больше обезопасить их от коррозии и механических воздействий.

По конструкции различают газгольдеры горизонтальные и вертикальные. Производители резервуаров каждого типа приводят убедительные аргументы за свой выбор и решительно критикуют оппонентов. Так, изготовители «горизонталок» утверждают, что принципиальное условие стабильной подачи СУГ в любое время года – значительная площадь поверхности (зеркала) испарения газа. Чем она больше, тем интенсивнее испаряется газ. У горизонтального резервуара площадь поверхности примерно в три раза больше, чем у вертикального того же объёма, следовательно, он предпочтительнее. С точки зрения производителей «вертикалок», важнее то, что газгольдеры данного типа располагаются на большей глубине, чем горизонтальные ёмкости. Глубина котлована для «вертикалок» составляет 2,8-3 м (для «горизонталок» – обычно 2-2,5 м): это заметно превышает глубину промерзания грунта (например, в Московском регионе в зависимости от типа грунта она составляет 1,3-1,8 м). Таким образом, нижняя половина вертикальной ёмкости даже в условиях мороза подогревается теплом земли. А это значит, что даже при очень низкой температуре воздуха (вплоть до -40 °С) и сильном промерзании фунта происходит кипение как пропана (его температура кипения низкая: -42,09 °С), так и бутана (у него она сравнительно высокая: -0,5 °С). По мнению производителей «вертикалок», подача газа из их резервуаров будет стабильной круглый год, поскольку и в сильный холод пропан-бутановая смесь гарантированно перейдёт из жидкого в газообразное состояние (в то время как в горизонтальных ёмкостях в мороз кипит только пропан, что повышает расход топлива и снижает КПД системы). Добавим, что вертикальный газгольдер занимает меньше места на участке.

Важный параметр для горизонтальных резервуаров – величина горловины. Дело в том, что редуктор, расположенный на верхней её части, перестаёт работать, когда в него попадает вода, – это приводит к аварийной остановке системы газоснабжения. Между тем для средней полосы России характерен высокий уровень фунтовых вод. Чтобы защитить редуктор от грунтовой и талой воды, серьёзные производители либо делают высокой горловину ёмкости (50-80 см), либо устанавливают запорно-предохранительную арматуру на высоких патрубках (50-60 см). Таким образом, арматура оказывается в сухой среде – выше уровня поверхности земли. Если у газгольдера низкая горловина, то редуктор оказывается под землёй, поэтому на горловину надевают кожух из оцинкованной стали или полимерного материала, крышка которого также расположена над землёй. Это экономичное, но ненадёжное решение, поскольку в целях безопасности кожух не должен иметь герметичного соединения с корпусом газгольдера, а значит, не может служить защитой от грунтовой воды.

На рынке представлены газгольдеры объёмом от 1000 до 50000 л. Из каких соображений выбирать объём резервуара? Необходимо суммировать ежегодное потребление газа (и учесть максимальное одновременное потребление СУГ) всем предусмотренным в коттедже оборудованием: котлом (в режиме отопления и подготовки горячей воды), газовой плитой, генератором и пр. В большинстве случаев на отопление, горячее водоснабжение и приготовление пищи тратится газ в расчёте от 20 до 30 л/м² в год. Как правило, для дома площадью до 150 м² приобретают газгольдер объёмом 2250-2700 л, до 260 м² – 4600-5000 л, до 500 м² – 6400-6500 л. При этом понадобится заправлять его топливом (с помощью цистерны-газовоза) от одного до нескольких раз в год в зависимости от потребности в СУГ. Обратите внимание: газгольдер заполняют газом не более чем на 85% от его общего объёма.

Монтаж

Подземный резервуар для хранения СУГ допустимо располагать на расстоянии 10 м от жилого здания. Его можно помещать в грунт любого типа и с любым уровнем фунтовых вод (предусмотрев защиту редуктора от заливания водой). Работы по установке начинают с рытья котлована. Его глубину рассчитывают таким образом, чтобы верхняя часть горловины газгольдера (или кожуха) выступала над землёй. В случае горизонтальных резервуаров также учитывают требования СНиП 42-01-2002 и СП 62.13330-2011, согласно которым расстояние от верхней образующей цилиндра до поверхности земли должно быть не менее 60 см. На дне котлована делают песчаную засыпку, поверх неё укладывают бетонную плиту (обычно готовую) – основание для резервуара. Толщина плиты – от 10 до 20 см в зависимости от объёма, веса и конструкции газгольдера. Обратите внимание: плита должна быть выполнена из специального щёлочестойкого бетона и иметь усиленный арматурный каркас. Дешёвые пустотные плиты из обычного бетона быстро разрушаются, находясь в грунте, поэтому применять их нежелательно. Газгольдер обязательно жёстко закрепляют на основании («якорят»), чтобы пустая ёмкость не всплыла под воздействием подземных вод. Резервуар фиксируют к плите за счёт опорных лап со штифтами и/или стальных либо полимерных тросов. Обратную засыпку котлована делают из песка: он является проводником тепла от земли к резервуару, способствует дренированию грунтовых вод, защищает ёмкость от повреждений при пучении грунта. Подземный газопровод от газгольдера до здания изготавливают из полиэтиленовых газовых труб. Их укладывают в траншею (глубиной не менее 1,5 м) поверх песчаной подушки. Надземную часть магистрали выполняют из стальных газовых труб. Из-под земли трубу выводят наружу непосредственно у цоколя здания, предусматривая на высоте около 140 см запорный шаровой кран, позволяющий оперативно перекрыть подачу газа в дом в случае пожара. Кран обязательно должен быть рассчитан на применение в условиях низких температур. Проход трубы через стену осуществляют через специальную металлическую гильзу: она предотвращает повреждение газопровода при осадке здания. Кроме того, в газопровод обычно встраивают электромагнитный клапан, автоматически перекрывающий поступление газа в дом по сигналу от датчика загазованности (при утечке газа), расположенному в помещении. Для внутренней проводки применяют трубы из сшитого полиэтилена или стали.

Большинство компаний, предлагающих горизонтальные резервуары, рекомендует устанавливать в нижней точке подземного газопровода конденсатосборник. Это ёмкость от 9 до 50 л, куда стекает бутан, который, двигаясь зимой по холодной трубе (на цокольном вводе), охлаждается и переходит из газообразного в жидкое состояние (конденсируется). В этой ёмкости бутан либо самостоятельно испаряется, либо принудительно стравливается через специальный клапан. Если не предусмотреть такую ёмкость, то сконденсировавшийся бутан может образовать пробку, чреватую остановкой подачи газа и другими проблемами. Впрочем, некоторые эксперты полагают, что затраты на установку конденсатосборника оправданны только при условии очень длинной газовой магистрали (свыше 40 м) и мощного котла (свыше 40 кВт).