Почему замерзает газовый баллон?

Почему замерзает газовый баллон?

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.

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.

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.

Пора уже развенчать самое частое заблуждение пользователей сжиженным газом — если баллон «замерзает» или покрыт инеем, необходимо обогреть его одеялами, старым пальто или иными подручными средствами. Это совершенно неправильно. Иней на баллоне быстрее пропадет, если пропановый баллон оставить в покое, как есть.

Откуда берется наледь на пропановом баллоне

Возникновение инея объясняется определенными физическими процессами, происходящие внутри сосуда при его включении к газоприемнику: отопительный котел или колонка, калорифер или газовая печка.

В этот момент будет происходить энергичное потребление голубого топлива, а значит, существенные объемы сжиженного газа станут преобразовываться в парообразную форму.

Подобное явление сопровождается чрезмерным потреблением тепловой энергии, в связи с чем металлические стенки пропанового сосуда делаются значительно холоднее температуры воздуха в помещении.

Начинается процесс конденсатообразования на стенках сосуда, с последующим превращением влаги в иней. Это абсолютно природное явление, с которым совсем ничего делать не нужно.

Вообще, пропан замерзает при температуре -40 градусов по Цельсию, а Бутан при -1 градус.

Помимо этого, абсолютно все эксперименты воспользоваться искусственной теплоизоляцией приводят к нарушению норм пожарной безопасности при эксплуатации газового оборудования, нарушают процесс теплообмена баллона с окружающей средой, что сильно сказывается на режиме газоснабжения.

Если горелка газовой плиты при обледенении недостаточно качественно работает, то после такого «утепления» она вообще перестанет работать. В этом случае нужно обратить внимание на режим работы оборудования и заправлять сосуд пропановой смесью с параметрами, соответствующим летнему и зимнему режимам работы.

Что же делать в такой ситуации

Прежде всего нужно обратить внимание на режим работы газогорелочного оборудования. При включении газовых приборов с большой мощностью, необходимо понимать, что пропановый баллон имеет ограничения по скорости образования газовых паров из сжиженного состояния.

Это означает, что жидкая фракция преобразуется в паровую понемножку. Например, емкость на 50 л способна гарантировать подачу примерно 0.500 кг газа в час. Перечисленное равнозначно тепловой мощности в 7 кВт.

В осенне-зимний период такой показатель падает в 2 раза, при расположении оборудования на улице или в неотапливаемом помещении.

В теплое время года ситуация меняется — скорость топливоподачи становится максимальной. Поэтому, в случае, когда в нижней зоне баллона засверкал иней, это, прежде всего, свидетельствует о чрезвычайно большой топливной нагрузке. Данное явление также сопровождается падением давления газа на выходе.

В такой ситуации самым лучшим решением будет перенести баллон в теплое помещение, где оставить его, пока температурный режим на поверхности стенок сосуда и в помещении не выровняется.

При этом в емкости образуется необходимая паровая шапка. После завершения этого, иней исчезнет сам по себе, а баллон можно будет подключить к нагрузке.

Зимние пропорции топлива

Для применения газовых баллонов в холодное время года смесь сжиженного газа должна иметь такие пропорции:

  • Пропан C3H8 — 60 процентов;
  • Бутан C4H10 — 40 процентов.

В определенных вариантах объем пропана может находиться в смеси до 80 процентов. Однако, в связи с тем, что он имеет более высокую цену, чем бутан, окончательная стоимость такой заправки также будет высокой.

Смесь сжиженного газа заправляют в баллоны на специализированных заправках, которые оснащены цистернами заполненными газом с требуемым соотношением для наилучшего применения в назначенное время года. Покупателю только потребуется вовремя обратить на это внимание и проконтролировать качественную заправку.

Таким образом, сегодня можно сделать основной вывод, что появление инея на стенках сосуда — это свидетельством того, что баллон не в состоянии справится с нагрузкой.

Такой процесс способен стать первопричиной кратковременного падения давления топлива, с последующим отключением оборудования. В случае, когда подобное произошло, то надежнее будет остановить работу газовых приемников и подождать, пока появится необходимый объем паровой шапки.

Если обмерзает газовый баллон (пропан-бутан)
Владельцы бытовых газовых баллонов иногда оказываются в неприятной ситуации. Часть баллона (от дна до уровня жидкой фазы) покрывается инеем и через какое-то время газ перестает поступать из баллона. Как следствие перестает работать прибор, который запитан от этого газового баллона (котел отопления, камин и т.д.).
В чем же причина этого явления и как с ним бороться?
Газ в баллоне находится в жидком состоянии, под давлением. Заправляется баллон не под завязку, а лишь на 80%. 1/5 часть баллона оставляется свободной в целях безопасности, позволяя находящемуся внутри баллона газу расширится и не разорвать баллон в случае его нагрева, например от воздействием прямых солнечных лучей или от какого либо другого источника тепла. При потреблении газа из баллона выходит газовая фаза, которая находится в верхней части баллона. По мере потребления газа в баллоне происходит его переход из жидкого состояния в газообразное.
Парообразование может происходить в виде кипения или как испарение с поверхности жидкости.
При кипении и испарении жидкость покидают более быстрые молекулы, обладающие большей скоростью.
В жидкости находятся такие молекулы, которые обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы сцепления между собой и совершить работу по выходу из жидкости. При этом жидкость теряет часть своей энергии (остывает).
С понижением температуры скорость испарения жидкости уменьшается, так как уменьшается средняя кинетическая энергия ее молекул, а следовательно, снижается и число таких молекул, у которых кинетическая энергия достаточна для испарения.
И наоборот, с повышением температуры скорость испарения жидкости возрастает, так как возрастает средняя кинетическая энергия ее молекул, а следовательно, возрастает и число таких молекул, у которых кинетическая энергия достаточна для испарения.
При испарении температура жидкости понижается.
Чем быстрее идет процесс испарения, тем ниже становится температура оставшейся жидкой фазы в баллоне.
Чем ниже становится температура жидкой фазы, тем хуже происходит испарение. И в определенный момент, при достижении критической температуры (это зависит от процентного соотношения пропана и бутана в заправленной в баллон смеси) испарение очень сильно уменьшается, вплоть до полного прекращения, и газ перестает поступать из баллона в магистраль.
В нашем случае скорость испарения зависит от расхода газа за единицу времени. То есть, чем больше газа потребляет наш прибор, тем быстрее и сильнее будет понижаться температура жидкой составляющей в баллоне.
Как же избежать этого неприятного в данном случае явления?
Основных вариантов два:
1. обогревать баллоны
2. уменьшить расход газа из баллона за единицу времени.
Суть первого варианта — баллоны должны находится в тепле. Способов и вариантов много, какой выбрать — решать вам.
(только не оборачивайте баллоны теплоизолирующим материалом, так как сделаете еще хуже, создав для баллона эффект термоса, ведь охлаждение происходит изнутри баллона)
Для осуществления второго варианта нужно увеличить количество баллонов из которых будет ОДНОВРЕМЕННО происходить потребление газа.
То есть, если подсоединить одновременно три баллона, мгновенный расход газа из каждого баллона уменьшиться в три раза. Если подсоединить пять баллонов, мгновенный расход газа из каждого баллона уменьшиться в пять раз.
Для того, что бы одновременно подсоединить несколько баллонов, мы предлагаем рампы на 2-3-4 баллона.
Рампы оборудованы манометром показывающим давление в баллонах и клапаном безопасности стравливающим избыточное давление в случае сильного нагрева баллона(например в случае пожара). Баллоны подсоединяются к рампе специальной гибкой подводкой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *