Почему обмерзает газовый баллон и перестает поступать газ?
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.
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.
Причина первая — 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.
Причина вторая — 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.
Причина третья — 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.
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.
При какой температуре замерзает газ в баллоне и как это предотвратить?
«Может ли замерзнуть газ в баллоне, и, если да, то, как это предотвратить?» — обычно этот вопрос возникает у людей, которые используют сжиженный углеводородный газ в бытовых целях. Газовые баллоны заполняются смесью пропана и бутана. Технические условия для таких газов регламентированы ГОСТ Р 52087-2018.
ГОСТом предусмотрены следующие марки углеводородных сжиженных газов: пропан технический и автомобильный, пропан-бутан технический и автомобильный и бутан технический.
Температура замерзания этих газовых смесей определяется процентным соотношением составляющих его чистых газов — пропана и бутана. Если речь идет о чистых газах, использующихся в топливных смесях, то температура замерзания бутана равна -138°C, а для пропана она равна -188°C.
Но это температуры, при которых соответствующий газ замерзает полностью. Однако потребителей сжиженного газа интересуют в первую очередь значения температуры, при которой газ будет еще оставаться в газообразном, то есть в пригодном для работы, состоянии. Для пропана это примерно: -40°C, а для бутана: -1°C. Таким образом, баллон с газом можно держать в неотапливаемом помещении, или даже на улице, если это относится не к району Крайнего Севера, где зимой температура опускается ниже этой отметки.
Причины замерзания газа в баллонах
Газ в баллоне под давлением находится в жидком состоянии. При его переходе в газообразное состояние сжиженный газ частично замерзает. Вот причины такого явления:
- Низкая температура воздуха. Практика использования баллонов с газом показывает, что оптимальной для нормальной работы оборудования является температура не ниже -10°C, а при понижении температуры до величины порядка –15°C… -20°C, баллонный газ начинает хуже гореть.
- Высокое содержание в смеси бутана. Температура замерзания бутана значительно выше, чем у пропана. Поэтому, чем большую долю этот газ составляет в топливной смеси, тем при более высокой температуре она начинает замерзать. Таким образом, для работы газового оборудования следует соблюдать правильное соотношение бутана и пропана. Это обеспечит нормальную работу при отрицательных температурах окружающей среды.
- Повышенное потребление газа. Обратите внимание, что баллон покрывается инеем только там, где газ находится в жидком состоянии. Любое оборудование, работающее от газового баллона, использует газообразную фазу. При переходе из жидкого состояния в газообразное жидкая фракция остается внизу, а газообразная поднимается вверх. При этом жидкий газ охлаждается. При увеличении потребления топлива, жидкий газ охлаждается быстрее и сильнее. Та часть баллона, где он находится покрывается инеем. При этом замедляется процесс испарения, оборудование начинает работать не стабильно.
Как предотвратить замерзание газа
Для этого необходимо исключить или снизить вероятность действия факторов, перечисленных выше.
Прежде всего нужно следовать рекомендациям по соотношению содержания бутана и пропана в используемой смеси. В результате исследования были установлены оптимальные пропорции составляющих смеси для работы в холодное и теплое время года:
- В теплый сезон: пропана — 40%, бутана — 60%;
- В холодный сезон: пропана — 60%, бутана — 40%.
Такие соотношения признаны оптимальными. Однако в некоторых случаях используется смесь, где количество пропана достигает 80%, но поскольку цена пропана значительно выше, такое топливо будет дороже.
Если оборудование стало работать хуже, а на поверхности баллона появился иней, то, прежде всего, перенесите баллон в теплое помещение. Через некоторое время условия правильной работы восстановятся, подача газа возобновится в прежнем режиме.
Если же перенести баллон невозможно, следует обогреть его на месте. Часто владельцы газовых баллонов для прогревания используют огонь, что категорически запрещено. При таком интенсивном нагреве газ из жидкого состояния очень быстро переходит в газообразное, давление внутри емкости резко возрастает и это может привести к взрыву.
Если ваше оборудование находится в помещении с отоплением, тогда не стоит обращать внимание на эти показатели.
Если же охлаждение вызвано интенсивным потреблением газа, следует сократить его расход или установить дополнительный баллон.
Если газом зимой не пользуетесь, баллон можно оставить в неотапливаемом помещении до весны — с ним ничего не случится.
Свойства газовых баллонов для туристических печей.
Мы сделаем здесь обобщение основных положений по топливной эффективности.
- Пропан кипит при -42.1°С. Он подходит в качестве топлива в большинстве случаев в разных климатических условиях, в том числе при очень холодном климате по всему миру. Баллоны для пропана (LPG) должны выдерживать высокие давления и, следовательно, должны быть изготовлены из достаточно прочной стали. Они слишком тяжелы для большинства туристов.
- Бутан кипит при -0.5°С, поэтому он требует баллон более легкой конструкции. Однако, «высокая» температура кипения означает, что будет проблематично разжечь печь в заснеженном лесу. Этот газ также известен как N-бутан, где ‘N’- расшифровывается как ‘нормальный, обычный’.
- Изо-бутан кипит при -12° С, и соответственно лучше работает в снежных условиях, чем N-бутан.
На практике известно, что баллоны с составом 70% N-бутан / 30% пропан прекрасно подходят для вертикальной плиты в теплую погоду, в то время как баллоны 70% изобутан / 30% пропан хороши для холодной погоды и работают при температуре 0°C и немного ниже. Баллоны 80% бутан / 20% пропан (включая баллоны с 100% бутаном) подходят только для туристов, использующих печь в теплом климате. Для климата с низкими температурами применяют разного рода печки, в том числе с жидким топливом. Ниже мы рассмотрим разновидности плит.
Газовые туристические печки бывают различных форм и назначений. Газы, используемые для туристических печей, в основном — это смесь пропана и бутана. Некоторые печи могут работать на одном бутане в теплую погоду. Баллоны с одним пропаном не используют для пешего туризма, так как баллоны с пропаном слишком тяжелые, хотя они используются для автомобильного кемпинга. Чистый бутан имеет очень низкую производительность в холодную погоду.
При температуре ниже 0 °С бутан прекращает кипеть (техническое примечание: бутан продолжает испаряться, но давление пара меньше одной атмосферы, поэтому он не выходит из баллона). Даже если температура бутана выше 0°C, он начнет испаряться и будет остывать (как горячая вода остывает после того, как пар испаряется).
Температура вследствие опустится ниже 0°С, и бутан перестанет испаряться из баллона. На самом деле, это классическая картина для бутановых печек, которые при температуре -10°С с открытым клапаном не горят: топливо не испаряется достаточно, чтобы создать нужное давление.
Воспоминания одного австралийца: «Старые газовые баллончики, содержащие чистый бутан, продавались в Австралии, а они не работали в снегу. Я пытался сделать чашку чая в середине зимы с одним из таких баллонов, но газ вышел. Там еще оставалось топливо в канистре (я мог слышать, как оно плещется), но корпус был покрыт уже льдом! Мне одному из первых повезло достать баллоны с бутан/пропаном , которые я привез в Австралию: они были великолепны по сравнению со старыми. Они были одноразовыми, и были вскоре заменены на более безопасные, закрывающиеся баллоны».
Старые одноразовые баллоны были дешевые, но несли значительную угрозу безопасности. Если пломба (уплотнитель) между плитой и баллоном было сорвана, могла произойти газовая утечка. Кроме того, могла произойти утечка, если клапан не был сделан должным образом. В случае поломки клапана, можно было услышать шипящий шум. Новый дизайн позволил отсоединить баллон от печки и упаковать его отдельно.
Современные газовые печки
Сегодня мы используем закрывающийся газовый баллончик. Большинство баллонов содержит смесь N-бутана и/или изо-бутана с пропаном, с где-то 10% или 30% пропана. Путем смешивания пропана и N-бутана (или ‘бутан’) и/или изо-бутана мы получаем смесь газов, которая будет работать при более низких температурах в алюминиевых баллонах. Чем больше пропана, тем жестче звук пламени, и тем ниже температура, при которой возможна работа печки. Вы можете обратить внимание, что в брендовых туристических газовых баллонах пропана гораздо меньше, чем других газов. Это происходит потому, что туристы, как правило, не любят холодную погоду. Если пропан настолько хорош для холодной погоды, почему производители не предлагают канистры с 100% пропаном в них? На самом деле некоторые из них (например Коулман) предлагают 100% пропан. Но из-за того, что в баллоне с чистым пропаном в теплую погоду создается более высокое давление, баллон должен быть гораздо прочнее и тяжелее, чем обычно.
Добавление в пропан-бутан (или изобутан) делает баллон пригодным для работы при более низких температурах, но они не закипают по отдельности. Мы можем разделить туристические печки на два основных вида: «подключенные напрямую или вертикальные» и «жидкостные», и их различия важны. Однако есть и третья категория, которая может быть описана как ‘неопределенная’. Для печек последней категории используют баллоны, которые выглядят как аэрозольные баллончики с краской. Мы поговорим о вертикальных плитах.
Газовые вертикальные печки
Типичная вертикальная печка показана на рисунке справа: небольшая плита (Сноу пик НДС-100) с закрывающимся клапаном газового баллона на верхней части. Успешная работа такой газовой плиты требует, чтобы при открытии клапана жидкий газ закипал в баллоне. Для этого жидкость должна быть достаточно теплой. Вы должны держать баллон теплім — но не горячим! Теплая газовая жидкость закипает, и пар подходит к горелке. Не стоит поджигать горелку при низком давлении газа. Дождитесь того, чтобы температура кипения достигла нескольких градусов выше 0°C и поджигайте печку. Нужного давления можно достичь быстро в теплых условиях. Если Вы находитесь в достаточно холодном месте, Вам необходимо будет нагреть баллон, поместив его под Вашу одежду или замочить его в теплой воде на некоторое время.
Безопасная эксплуатация газовых печек в вертикальном положении
Каждый баллон, который продается в Америке, должен пройти тест в Отделе по контролю за правилам грузоперевозок (ведь баллоны транспортируются . ). Ключевым требованием для прохождения теста является то, что баллоны могут храниться при температуре 50°С, и должны спокойно проходить испытания при более высокой температуре. Таким образом, Америка устанавливает стандарт качества для баллонов и для остального мира. 50°С довольно высокая температура, слишком горячо, чтобы держать пальцы на баллоне долго. В действительности, Ваши пальцы — очень хороший сенсор. Если дотрагиваясь до баллона нет моментальной ‘ой’ реакции, значит температура ниже 50 ° C и наверное ниже 40°С. Это показатель безопасной эксплуатации. Поэтому только с помощью мониторинга температуры канистру во время приготовления вы можете убедиться, что она остается в пределах нормы. Это так просто. В следующих статьях мы поговорим о других видах подсоединения баллонов.
Почему газовый баллон покрывается инеем?
Существует немало заблуждений относительно эксплуатации газовых баллонов. Многие из них приводят к неправильной эксплуатации и несчастным случаям. Один из таких мифов касается образования инея в нижней части сосуда. Принято считать, что баллон «замерзает» при низкой температуре, и поэтому образуется наледь. Некоторые пользователи стараются даже утеплять емкость старыми одеялами, пальто и другими подручными средствами.
Откуда появляется наледь
Действительно, иногда после доставки газового баллона с холодной улицы, его нижняя часть покрывается инеем. Но он растает гораздо быстрее, если ничем не укутывать емкость, а просто оставить ее в тепле на некоторое время. Это явление достаточно просто объясняется рядом физических явлений, которые происходят внутри сосуда при подключении потребителя. Во время активного расхода газа сжиженная среда быстро испаряется. Процесс парообразования сопровождается поглощением большого количества тепла. Как следствие, нижняя часть баллона, в которой остается сжиженный газ, быстро охлаждается и становится холоднее, чем окружающая среда.
Опять же по законам физики на холодной поверхности начинает оседать влага из более теплого воздуха. На баллоне появляется конденсат, который при дальнейшем охлаждении превращается в иней. Это естественные процессы, с которыми совершенно не нужно бороться. Кроме того, все попытки самостоятельно утеплить сосуд – это прямое нарушение требований безопасной эксплуатации. Одеяла и прочие оболочки нарушают нормальный теплообмен емкости с окружающей средой и влияют на характеристики содержимого. Например, если в горелке и раньше не наблюдалось интенсивного пламени, то после укутывания холодного баллона она может вовсе не гореть.
Что делать, если баллон замерз
В первую очередь, ничем его не укутывать и запастись терпением. Емкость требует определенное время на отдачу, которое в холодное время года может увеличиваться вдвое. В любом случае, если в нижней части баллона появился иней, это может свидетельствовать о слишком большой нагрузке на сосуд. Такое явление чревато падением давления на выходе. Необходимо занести емкость в отапливаемое помещение и выждать некоторое время, пока внутри образуется достаточная паровая шапка. После этого иней растает самостоятельно, и баллон можно будет без опасений подключить к потребителю.
- Зачем нужен газовый редуктор?
- Как узнать, сколько пропана в баллоне
- Как правильно использовать газовые баллоны на даче