Instalacje gazu płynnego

Co to jest gaz płynny?

Gazy płynne (LPG, ang. Liquefied Petroleum Gas), to skroplone gazy węglowodorowe, składające się z mieszaniny propanu, butanu i innych węglowodorów. Otrzymuje się je z gazu ziemnego mokrego lub gazów rafineryjnych. W normalnych warunkach atmosferycznych LPG występują w postaci gazowej, zamieniając się jednak w ciecz pod zwiększonym ciśnieniem (np. 2,6 MPa dla propanu-butanu).

Do rodziny gazów skroplonych C3—C4 należą:

— butan techniczny, oznaczany symbolem B (mieszanina węglowodorów alifatycznych, w której jest co najmniej 95% butanu);

— propan techniczny, oznaczany symbolem P (mieszanina węglowodorów alifatycznych w których jest co najmniej 90% propanu);

— propan-butan, oznaczany symbolem B/P (mieszanina węglowodorów alifatycznych, w której jest od 18% do 55% propanu i co najmniej 45% butanu).

Właściwości gazu płynnego LPG

Tabela. Wybrane właściwości propanu i mieszaniny propan-butan

	Propan	Propan-butan
Stan skupienia	Gaz skroplony	Gaz skroplony
Wartość opałowa co najmniej	45,64 MJ/kg 91,77 MJ/m3	45,22 MJ/kg 90,93 MJ/m3
Prężność par nasyconych, co najmniej	0,2 MPa w -15°C 3,04 MPa w 70°C	0,1 MPa w -15°C 2,55 MPa w 70°C
Gęstość	495 kg/m3 w 15°C	500 kg/m3 w 15°C
Temperatura wrzenia	-42C	samego butanu -0,5C
Gęstość względna par w stosunku do powierza	1,52 w 15°C	2,0 w 15°C
Temperatura zapłonu	510°C	480-510°C
Dolna granica wybuchowości	2,1%	1,5%
Górna granica wybuchowości	10,1%	9%
Ciśnienie nominalne przez urządzeniami	2,9-4,4 kPa

Gaz płynny jest bezwonny, dlatego dodaje się nawaniaczy (tioalkohol metylu, siarczek metylu lub merkaptany) umożliwiających wykrycie go za pomocą zmysłu węchu już przy 25% minimalnego stężenia wybuchowego tj. 0,4% gazu w powietrzu. Zwiększa swoją objętość po odparowaniu ponad 200 razy (butan 227 razy, propan 267 razy). Niewielki wyciek powoduje powstanie dużej ilości łatwopalnej mieszaniny. Dlatego butle należy przechowywać w pozycji pionowej, aby uniemożliwić przedostanie się cieczy do zaworu butli.

Posiada dużą rozszerzalność cieplną. Z tego też powodu w Polsce wolno napełniać pojemniki z gazem płynnym w 85% ich pojemności. Zakłada się, że nawet przy niekorzystnych wysokich temperaturach do +45 C napełnienie butli w 85% nie stanowi zagrożenia. Jeśli jednak butla jest napełniona w 100% to przyrost 1 oC daje przyrost ciśnienia 7 bar, co stanowi bezpośrednie zagrożenie dla użytkownika.

Rys. Po prawej wpływ temperatury na ciśnienie par gazów płynnych.

Inne właściwości

Gaz skroplony jest bezbarwny, a jego gęstość w przybliżeniu 1,8 razy mniejsza od gęstości wody. Gazowy propan lub propan-butan jest odpowiednio około 1,5 i 2,0 razy cięższy od powietrza i ma tendencje do zalegania w dolnych częściach pomieszczenia oraz w miejscach usytuowanych poniżej poziomu terenu.

BHP – Gaz płynny nie jest trujący. Jednak w dużych stężeniach, przy dłuższym przebywaniu w pomieszczeniu nim wypełnionym, może spowodować omdlenie, zatrucie, a nawet uduszenie. Gaz skroplony może powodować poważne odmrożenia skóry, ponieważ szybko parując znacznie obniża temperaturę otoczenia.

Butle gazowe

Na potrzeby domowe produkowane są butle o masie gazu 11kg, ale można też zamówić mniejsze np. 8kg. W przypadku większych instalacji np. w gastronomii używane są najczęściej butle o masie 33kg.

Butle wyposazone są jedynie w zawór gazowy. Wąż i reduktor musza być dokupione osobno.

Fot. Reduktory do butli gazowych. Po prawej reduktor z manometrem.

W jednym budynku zgodnie z przepisami mogą być zainstalowane maksymalnie dwie butle o masie 11kg każda, podpięte do instalacji. Rozwiązania takie pokazuje na poniższym rysunku.

Fot. Instalacja dwubutlowa.

W przypadku większego zapotrzebowania na gaz, w pensjonatach, małej gastronomii stosowane są zestawy butli o masie 33kg. podłączone do jednego reduktora. Zestaw taki może liczyć maksymalnie do 10 butli i musi być zainstalowany na zewnątrz budynku. Zalety takiego zestawu to:

pobór gazu na zmianę z obu stron (praca/rezerwa)
– możliwość wymiany butli bez przerywania pracy
– niezawodna, nie wymagająca dalszej obsługi, dzięki wbudowanemu sygnalizatorowi praca/rezerwa (zielony/czerwony)

Zapotrzebowanie na gaz płynny w budynku

Wykorzystując gaz płynny tylko do przygotowania posiłków zużywamy średnio 5-10 litrów gazu na osobę, na miesiąc. Ile gazu pochłonie nam centralne ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody? Zużycie będzie zależało tutaj od kubatury budynku, jego ocieplenia, a także od ilości mieszkańców.

Dla budynków dobrze ocieplonych, o współczynniku przenikania ciepła ścian zewnętrznych 0,35 W/m²K i szczelnych oknach, średnie zapotrzebowanie ciepła na każdy metr kwadratowy wyniesie ~100 kWh/ rok). Przyjmując wartość opałową propanu na poziomie 7,0 kWh/litr łatwo obliczyć, że na każdy metr kwadratowy powierzchni ogrzewanej zużyjemy rocznie około 14 litrów gazu (Tabela 1).

Zużycie gazu na potrzeby c.w.u. wyniesie średnio 170 l gazu/rok na osobę, przy zużyciu c.w.u. 60 l/osobę dziennie (tabela 2)

Tabela 1 Średnie zużycie gazu płynnego na potrzeby c.o. dla budynku dobrze ocieplonego.

Powierzchnia ogrzewana w m²	Zużycie gazu w litrach
80	1150
100	1400
120	1700
150	2150
180	2550
200	2850

Tabela 2 Średnie roczne zużycie gazu płynnego na potrzeby c.w.u.

Liczba mieszkańców	Szacunkowe roczne zużycie gazu (litry)
2	340
3	510
4	780
5	850
6	1020

Przy powyższych założeniach można przyjąć, że roczne zapotrzebowanie na gaz płynny dla 4-ro osobowej rodziny, w domku o powierzchni 120 m² wyniesie nie więcej niż 2500 litrów. Daje to wydatek rzędu 4000 zł, przy średniej cenie gazu 1,3 zł za litr.

Cena gazu płynnego zmienia się w ciągu roku. Najniższa jest w sezonie letnim (do tego trzeba doliczyć 23% podatku VAT). W zimie ceny rosną o 30-40%. Możemy jednak uzgodnić z dostawcą stałą cenę całoroczną. Jej wysokość ustala się wtedy indywidualnie , na podstawie średniego zużycia. Podpisanie umowy z dostawcą może nastąpić np. 4 miesiące po pierwszym tankowaniu.

Instalacja gazu płynnego

Instalacje gazu płynnego służące do celów grzewczych noszą nazwę centralnych i wyposażane są w specjalne zbiorniki gazu w kolorze białym, umieszczane na zewnątrz budynku. W odróżnieniu do instalacji butlowych, zawierających mieszaninę propanu i butanu, wykorzystywany jest w nich sam propan, który posiada zdolność parowania w bardzo niskich temperaturach, nawet do -45°C. Umożliwia to pobieranie gazu ze zbiornika pod odpowiednim ciśnieniem nawet przy silnych mrozach.

Instalacja gazu płynnego składa się z części zewnętrznej i wewnętrznej. W skład części zewnętrznej wchodzą: zbiornik ciśnieniowy, uzbrojenie redukcyjne i zabezpieczające oraz przyłącze do budynku (Rys. 1).

Instalacja wewnętrzna pod wieloma względami nie różni się od typowej instalacji na gaz ziemny. Także tutaj wyróżnić można kocioł lub podgrzewacz gazowy, przewody rozprowadzające i grzejniki.

Zbiornik zwykle wykonywany jest jako nadziemny. Instalacja taka posiada dwa zespoły redukcyjne: I-go stopnia zamocowany na zbiorniku i II-stopnia zamocowany bezpośrednio przed wejściem do budynku w szafce. Rura gazowa prowadzona jest pomiędzy zbiornikiem i budynkiem w ziemi na głębokości min. 80cm, w obsypce piaskowej. Zbiornik może być też wykonany jako podziemny (rys. poniżej).

Cały wykop wokół zbiornika powinien być wypełniony piaskiem drobnoziarnistym. Właz zbiornika należy zabezpieczyć przed przypadkowym wjechaniem samochodem (krawężnik, słupek ochronny).

Zbiornik

To najdroższa część instalacji, wymagająca spełnienia szeregu kryteriów dotyczących lokalizacji (patrz Rys.1). Produkowany jest w trzech wielkościach; 2700, 4850 i 6700 litrów, przy czym najmniejszy wystarcza na pokrycie mocy do 30 kW, a największy – do 65 kW, co odpowiada powierzchni budynku odpowiednio 300-600 m².

Zbiorników nie wolno lokalizować w terenie podmokłym, w pobliżu rowów, studni, pod przewodami elektrycznymi i pod zadaszeniem. Jeśli wymiary działki są zbyt małe, odległości A,B,C z Rys.2 mogą być zmniejszone, pod warunkiem wykonania w odległości 1m od zbiornika przegrody ogniowej (np. ściany murowanej). Przegrodę taką może też stanowić ściana budynku murowana, nie posiadająca okien i drzwi.

Zasady montażu zbiorników gazu płynnego podaje ROZPORZĄDZENIE

MINISTRA INFRASTRUKTURY

z dnia 12 kwietnia 2002 r.

w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, głownie nowelizacja z roku 2009.

patrz montaż instalacji gazowych

Pojemność zbiornika [m3]	Minimalna odległość od budynku [m]
Pojemność zbiornika [m3]	nadziemnych	podziemnych
do 3	3	1
3-5	5	2,5
5-7	7,5	3
7-10	10	5

Odległość miedzy dwoma zbiornikami winna wynosić:

– co najmniej 1m dla zbiorników o pojemności mniejszej lub równej 5m³

– co najmniej 1,5 m dla zbiorników o pojemności > 5 m³

Zbiornik może być montowany nadziemnie lub podziemnie. W obu przypadkach zbiornik należy posadowić na płycie fundamentowej, wykonanej z betonu B-15, grubości min. 20 cm, na zagęszczonej podsypce piaskowej grubości 20-25 cm. Wymiary płyty powinny wynosić:

– szerokość 1600 mm

– długość, odpowiednio 3000, 4800, 6400mm w zależności od wielkości zbiornika.

Zbiornik należy uziemić bednarką ocynkowaną o wymiarach 25×4 mm ułożoną na głębokości minimum 0,6m i w odległości 1m od fundamentu.

Zbiornik można kupić lub wydzierżawić. Zakup zbiornika to wydatek rzędu 4500-5000 zł, za zbiornik o pojemności 2700 litrów. Drugie rozwiązanie jest znacznie tańsze, roczna dzierżawa będzie nas kosztować nie więcej niż 600 zł. Dodatkowo montaż zbiornika i jego przegląd okresowy przeprowadzi wtedy bezpłatnie dostawca, który ponosić będzie jednocześnie odpowiedzialność za jakość dostarczanego gazu. Jeśli w przyszłości zrezygnujemy z instalacji na gaz płynny, to koszt demontażu zbiornika spada na jego właściciela.

Dzierżawa zbiornika to jednocześnie jeden dostawca gazu.

Zamiast dzierżawy, możemy też zdecydować się na kaucję za zbiornik. W tym rozwiązaniu podpisujemy z firmą umowę na eksploatację zbiornika wpłacając za niego jednorazową kaucję w wysokości około 4000 zł. Po rozwiązaniu umowy zbiornik jest demontowany, a kaucja zwracana klientowi. Klient ponosi wtedy tylko koszty z tytułu zakupu gazu. (ceny z roku 2010)

Przyłącze

Wykonujemy je z rur stalowych czarnych bez szwu o średnicy ½” lub z rur miedzianych twardych. Rury stalowe łączymy przez spawanie, natomiast rury miedziane przez połączenia lutowane twardo. Rury przyłącza prowadzi się podziemnie na głębokości 0,8 m izolując je:

– pod ziemią – taśmą denso

– nad ziemią – przez podwójne malowanie farbą antykorozyjną.

Trasę rur należy oznakować taśmą w kolorze żółtym, ułożoną pod ziemią na głębokości 0,2 m.

Zbiornik powinien mieć wydzieloną strefę ochronną o szerokości 3 m. W strefie tej nie wolno umieszczać materiałów łatwopalnych, np. składować drewno, a także kosić trawy urządzeniami mechanicznymi. Jeśli działka nie jest ogrodzona, należy wykonać osobne ogrodzenie wokół zbiornika z siatki stalowej o wysokości min. 1,8 m, z dwoma wejściami i tabliczką z napisem „INSTALACJA GAZU PŁYNNEGO OGIEŃ I PALENIE ZABRONIONE”.

Instalacja wewnętrzna

Powinna być wykonana po wierzchu ścian z takich samych materiałów jak przyłącze. Przewody należy prowadzić ze spadkiem 0,4%, przed każdym przyborem gazowym musi być zamontowany zawór odcinający.

Kotłownia

Ze względu na gęstość propanu większą od gęstości powietrza, kotłownia musi być posadowiona powyżej poziomu terenu!!! Zabrania się jednocześnie wykonywania w niej:

– progów w drzwiach

– kratek ściekowych

Wentylację kotłowni powinien stanowić otwór nawiewny o powierzchni minimum 200 cm² umieszczony minimum 30 cm nad podłogą i otwór wywiewny o tej samej powierzchni, umieszczony pod sufitem. Dodatkowo, dla usunięcia ewentualnych przecieków gazu należy wykonać dodatkowy otwór na poziomie podłogi i wyprowadzić go na zewnątrz budynku.

Gaz płynny spala się z inną prędkością niż gaz ziemny. Przed podłączeniem i uruchomieniem przyborów gazowych, należy przezbroić je na nowy rodzaj gazu. Kuchenki gazowe i podgrzewacze wody, a także kotły z palnikiem atmosferycznym, wymagają zwykle tylko wymiany dyszy. W kotłach z palnikiem nadmuchowym należy wymienić cały palnik. Jest to dość kosztowna operacja, dlatego przed zakupem kotła warto od razu zdecydować na jaki rodzaj gazu ma być ustawiony.

Co należy zrobić aby założyć zbiornik?

Instalacja zbiornika gazu płynnego wymaga pozwolenia na budowę takiego samego, jak przy budowie domu. Przebieg procesu inwestycyjnego jest tutaj następujący:

1. Z Wydziału Geodezji i Gospodarki Gruntami w gminie należy uzyskać wyrys z mapy terenu usytuowania zbiornika i przyłącza gazowego.

2. W Urzędzie Gminy składamy wniosek o wydanie „Decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu”. Czas oczekiwania to maksymalnie 1 miesiąc. Wniosek jest bezpłatny.

3. Zlecamy wykonanie projektu projektantowi o specjalności instalacyjno-inżynieryjnej w zakresie instalacji sanitarnych.

4. W Wydziale architektury składamy wniosek o „wydanie pozwolenia na budowę”. Do wniosku należy dołączyć: akt własności, uzgodniony projekt budowlany wraz z kopią uprawnień projektanta, decyzję o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu. Na decyzję czeka się maks. 1 miesiąc.

5. Zgłaszamy rozpoczęcie budowy w Urzędzie Gminy. W tym celu musimy powołać kierownika budowy i założyć Dziennik Budowy. Do zgłoszenia musimy dołączyć kopię uprawnień kierownika. Prace związane z instalacją w budynku i przyłączem powinien wykonać instalator z uprawnieniami.

6. Po zakończeniu budowy składamy w Urzędzie zawiadomienie o zakończeniu budowy. Dokumentacja powykonawcza powinna zawierać: wypełniony dziennik budowy, protokoły odbioru prac, inwentaryzację geodezyjną terenu.

Zgodnie z prawem budowlanym, zakończenie budowy należy też zgłosić w Komendzie Straży Pożarnej, Państwowej Inspekcji Pracy, Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska i Państwowej Inspekcji Sanitarno-Epidemiologicznej.

Długiego i żmudnego procesu inwestycyjnego możemy uniknąć podpisując od razu umowę na dostawę gazu z wybraną firmą. Wszystkie prace związane ze zdobyciem pozwoleń, wykonaniem projektów (przyłącza jak i instalacji), montażem zbiornika i nadzorem budowlanym, weźmie w tym wypadku na siebie firma dostarczająca gaz. Ze strony użytkownika wymaga się wtedy:

– dostarczenia informacji o planowanym zużyciu gazu, tzn. jakie urządzenia będą opalane gazem, gdzie mają być zamontowane, ile osób będzie z nich korzystać, itp.

– dostarczenia projektu budowlanego i planu zagospodarowania terenu

– wykonania fundamentu pod zbiornik gazu.

Warto wiedzieć

Dla wygodnego rozliczania się z dostawcą gazu warto wyposażyć się w urządzenia telemetryczne. Rozwiązanie takie pozwala na zdalna obserwację stopnia zużycia gazu w zbiorniku (zob. rys)

Do zbiornika należy zapewnić łatwy dojazd cysterny z gazem. Droga dojazdowa musi mieć przy tym odpowiednią wytrzymałość. Odległość od zbiornika do cysterny nie może być większa niż zasięg węża (węże mają zwykle długość 30 m).

Dla zapewnienia ochrony ppoż. wymaga się umieszczenia w pobliżu zbiornika urządzeń gaśniczych, np. gaśnicy śniegowej lub proszkowej o wadze 6 kg.

Tankowanie zbiornika jest płatne, cena zależy tutaj od odległości dostawcy od odbiorcy. Firmy jednak często rezygnują z tej opłaty w ramach stałej umowy z klientem.

Zamiast montażu nadziemnego zbiornika, możemy zdecydować się na montaż podziemny. Zbiornik będzie wtedy skryty pod warstwą ziemi na głębokości około 60 cm. Rozwiązanie to jest jednak o 30-40% droższe od montażu naziemnego, powoduje też problemy z nadzorem zbiornika przez Urząd Dozoru Technicznego. UDT okresowo, raz na kilka lat sprawdza stan zbiornika, co przy zbiornikach podziemnych wiąże się z koniecznością opróżnienia zbiornika z gazu, a czasem nawet jego odkopania.