Φυσικό Αέριο

Το φυσικό αέριο σε σχέση με το πετρέλαίο αποτελεί πλέον και για την Ελλάδα μια πολύ ενδιαφέρουσα εναλλακτική πρόταση.

Αποτελείται από μίγμα αερίων ενώσεων, κυρίως μεθάνιο και αιθάνιο, ενώ περιέχονται και άλλα συστατικά σε μικρότερη αναλογία όπως προπάνιο, βουτάνιο κ.λ.π.

Η σύσταση του δεν είναι σταθερή καθώς μεταβάλλεται ανάλογα με την προέλευση του. Στην Ελλάδα το Φ.Α προέρχεται από δύο παροχές. Από την Ρωσία ( αγωγός που διατρέχει όλη την Ελλάδα) και την Αλγερία από όπου παραλαμβάνεται σε υγροποιημένη μορφή στην Ρεβυθούσα Αττικής.

Μέσω αγωγών μεγάλης διαμέτρου, το Φ.Α ματαφέρεται στις διάφορες περιοχές. Η πίεση στους αγωγούς αυτούς είναι μεγάλη και για αυτό τον λόγο σε κατάλληλες θέσεις σταδιακά η πίεση μειώνεται ενώ η διατομή των αγωγών γίνεται ολοένα και μικρότερη.

Σε όλο το μήκος του δικτύου υπάρχουν σταθμοί μέτρησης, ελέγχου και ρύθμισης των διάφορων παραμέτρων ώστε να εξασφαλίζεται ασφάλεια κατά την λειτουργία του δικτύου ( αυτόματα ενεργοποιούμενες βάνες) και αξιοπιστία του δικτύου.

Η πίεση στην οποία δουλεύουν οι οικιακές συσκευές θέρμανσης Φ.Α είναι 18-23 mbar με συνέπεια να υπάρχει πληθώρα συσκευών και αυτοματισμών ώστε να διατηρείται σταθερή η πίεση αυτή.

Ανάλογα με την προέλευση του Φ.Α μεταβάλλεται και η θερμογόνος δύναμη. Έτσι, η θερμογόνος δύναμη μεταβάλλεται μεταξύ 7.224Kcal και 11.266Kcal.

Το Φ.Α είναι ένα αέριο το οποίο είναι ελαφρότερο σε σχέση με τον αέρα και λόγο της σύνθεσης του είναι φιλικό προς το περιβάλλον καθώς κατά την καύση του δεν παράγονται βλαβεροί ρύποι.

Λόγω της αέριας φάσης στην οποία βρίσκεται, ιδιαίτερη ευαισθησία πρέπει να δείχνεται σε θέματα ασφαλείας. Συγκέντρωση Φ.Α σε κλειστό χώρο παρουσία αέρα εγκυμονεί κινδύνους καθώς αν η συγκέντρωση του Φ.Α φτάσει ένα ορισμένο (κρίσιμο) σημείο το μίγμα γίνεται εκρηκτικό .

Στα πλεονεκτήματα των εφαρμογών που χρησιμοποίουν Φ.Α συγκαταλέγονται τα κάτωθι:

• Το κόστος χρήσης του φυσικού αερίου είναι σαφώς μικρότερο από αυτό του πετρελαίου ( σημερινές τιμές).
• Δεν υπάρχει ανάγκη αποθήκευσης του αερίου συνεπώς δεν χρειαζόμαστε δεξαμενές που και κινδύνους εγκυμονούν και δεσμεύουν πολύτιμο χώρο.
• Οι συσκευές που καίνε φυσικό αέριο είναι απλές στην κατασκευή και λόγω της έλλειψης οξειδωτικών στοιχείων στα καυσαέρια, καταπονούνται λιγότερο.
• Η καύση του Φ.Α είναι σχεδόν αθόρυβη ( στις οικιακές εφαρμογές τουλάχιστον και σε σχέση με την καύση πετρελαίου).
• Το φυσικό αέριο σε περίπτωση διαρροής διαφεύγει προς την ατμόσφαιρα και διαλύεται.
• Συσκευές που καίνε Φ.Α με μικρή μετατροπή μπορούν να χρησιμοποιήσουν και άλλα αέρια καύσιμα υπό προϋποθέσεις (π.χ υγραέριο- αλλαγή μπέκ).
• Η συντήρηση του εξοπλισμού αερίου είναι λιγότερο δαπανηρή και επίπονη καθώς κυρίως έγκειται στον έλεγχο των αυτοματισμών ασφαλείας και λειτουργίας.
• Οι συσκευές αερίου καταλαμβάνουν ελάχιστο όγκο συγκρινόμενες μς ίδιας ισχύος πετρελαίου.

Εφαρμογές Φ.Α

Το φυσικό αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πλήθος εφαρμογών και περιπτώσεων.

• Στον οικιακό τομέα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο μαγείρεμα των φαγητών καθώς και στην θέρμανση χώρων ( λέβητες φυσικού αερίου). Θερμοσίφωνες Φ.Α λειτουργούν ήδη αρκετοί ενώ σε λίγα χρόνια και άλλες εφαρμογές όπως ψυγεία, κλιματιστικές μονάδες κ.λ.π θα τύχουν ευρείας αποδοχής
• Στον επαγγελματικό τομέα το Φ.Α έχει τύχει ιδιαίτερης αποδοχής. Χρησιμοποιείται σε πλήθος εφαρμογών, από τις εστίες των μαγειρίων ως το στέγνωμα των ρούχων.
• Στην βιομηχανία το αέριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή θερμότητας ή ενέργειας και αναμένεται η ζήτηση του να αυξηθεί ολοένα και περισσότερο. Εφαρμογές ψύξης με απορρόφηση ατμών και χρήση Φ.Α αναμένεται να διατεθούν και στην χώρα μας.
• Το μεγαλύτερο τμήμα εφαρμογών το οποίο ενδιαφέρει μαζικά στην χώρα μας αποτελεί η θέρμανση με χρήση Φ.Α. Για τον λόγο αυτό στην συνέχεια θα ασχοληθούμε με τα θέματα που αφορούν αυτό το τμήμα εφαρμογών .

Επίτοιχοι λέβητες( Φ.Α)

Στην πλειοψηφία των εφαρμογών ατομικής θέρμανσης και σε περιπτώσεις μικρής ισχύος έχει επικρατήσει η χρησιμοποίηση επίτοιχων ατομικών μονάδων.

Οι λέβητες αυτοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συνεργαστούν με συστήματα υποδαπέδιας θέρμανσης ενώ για μεγάλες ισχύς μπορούν ενώ για μεγάλες ισχύς μπορούν να χρησιμοποιηθούν και συγκροτήματα από δύο ή τρεις λέβητες.

Οι μονάδες αυτές έχουν μικρές εξωτερικές διαστάσεις και μπορούν να τοποθετηθούν στο εσωτερικό ενός σπιτιού όπως επίσης και σε κάποιο εξωτερικό τοίχο.

Οι συσκευές αυτές έχουν ενσωματωμένο καυστήρα τύπου σχάρας ενώ η έναυση γίνεται με φλόγα πιλότο ή ηλεκτρονική ανάφλεξη. Στην περίπτωση φλόγας πιλότου μια μικρή φλόγα καίει συνεχώς στο εσωτερικό του λέβητα και η έναυση γίνεται καθώς ποσότητα αερίου εκρέει και αναφλέγεται. Στην ηλεκτρονική ανάφλεξη ποσότητα αερίου αρχίζει να εκρέει και δημιουργείται σπινθήρας ο οποίος αναφλέγει το μίγμα.

Μεγάλη διάκριση μεταξύ των επίτοιχων λεβήτων Φ.Α αποτελεί ο θάλαμος καύσης είναι κλειστού ή ανοιχτού τύπου.

Στον ανοιχτό θάλαμο καύσης, ο απαραίτητος για την καύση αέρας αναρροφάτε από το περιβάλλον στο οποίο είναι τοποθετημένη η συσκευή.

Στον κλειστό θάλαμο καύσης ο αέρας αναρροφάτε από το εξωτερικό περιβάλλον μέσω διπλής ομόκεντρης καπνοδόχου που απάγει τα καυσαέρια στο περιβάλλον και ταυτόχρονα αναρροφά τον απαραίτητο προς καύση αέρα.

Η περίπτωση του κλειστού θαλάμου καύσης είναι προτιμητέα καθώς η καύση σε μεγάλο ποσοστό είναι ανεπηρέαστη από τις καιρικές συνθήκες (άνεμος) και η συσκευή μπορεί να τοποθετηθεί σε εσωτερικό χώρο.

Η πλειοψηφία των επίτοιχων λεβήτων αερίου φέρει ενσωματωμένο ταχυεναλλακτή θέρμανσης νερού χρήσης. Επίσης, διαθέτουν πλήρη πίνακα οργάνων ο οποίος παρέχει ένδειξη θερμοκρασίας, πίεσης και κομβία ελέγχου του κυκλώματος θέρμανσης και ζεστού και κρύου νερού χρήσης.

Η καπνοδόχος η οποία συνοδεύει τους λέβητες αυτούς είναι μικρού μήκους ενώ δυνατότητα επέκτασης υπάρχει με την χρησιμοποίηση κατάλληλων τεμαχίων κατεύθυνσης.

Η ισχύς που αποδίδουν οι συσκευές αυτές ρυθμίζεται κατάλληλα και ανάλογα με το μοντέλο μεταβάλλεται μέσα στην περιοχή 19KW έως 28 KW.

Τοποθέτηση επιτοίχων λεβήτων

Η τοποθέτηση των επίτοιχων λεβήτων σε κάποιο τοίχο, σε ύψος γύρω στο 1,5m ώστε να είναι εύκολος ο χειρισμός και επιθεώρηση της συσκευής.

Ο λέβητας συνδέεται στο κύκλωμα θέρμανσης, ζεστού νερού χρήσης και γίνεται η σύνδεση με το δίκτυο παροχής αερίου.

Στην περίπτωση που η συσκευή θα τοποθετηθεί στο εσωτερικό της οικίας, θα πρέπει να προβλεφθούν ανοίγματα σε χαμηλό σημείο για την προσαρμογή φρέσκου αέρα (δεν χρειάζεται σε λέβητες κλειστού θαλάμου καύσης) και άνοιγμα σε ψηλό σημείο για την απομάκρυνση του Φ.Α σε περίπτωση διαφυγής.

Οπωσδήποτε πρέπει να ληφθούν μέτρα ασφαλείας τα οποία επεμβαίνουν στην παροχή του αερίου.

Τοποθετούνται ανιχνευτές σε κατάλληλο σημείο στον χώρο που είναι τοποθετημένη η συσκευή οι οποίοι επεμβαίνουν σε ηλεκτοβάνα η οποία είναι τοποθετημένη στο εξωτερικό μέρος της οικίας και διακόπτει την ροή του αερίου σε περίπτωση ανίχνευσης του.

Η τοποθέτηση στο εσωτερ5ικό ενός χώρου, έχει ως αποτέλεσμα την μείωση των θερμικών απωλειών του λέβητα αν και υπάρχουν ειδικοί τύποι που φέρουν ισχυρή μόνωση και κατάλληλη κατασκευή για τοποθέτηση σε εξωτερικό τοίχο.

Σε περίπτωση που η συσκευή τοποθετηθεί σε εξωτερικό τοίχο, η θέση καλό θα είναι να βρίσκεται προστατευμένη από τον αέρα και τη βροχή.

Σύνδεση με το μετρητή Φ.Α.

Ο υπεύθυνος για την μεταφορά και διανομή του φυσικού αερίου τοποθετεί σε κατάλληλο σημείο μετρητή αερίου στον οποίο αφήνεται κατάλληλη αναμονή σύνδεσης για την τροφοδότηση του λέβητα. Η ευθύνη της εταιρίας τελειώνει στον μετρητή και από εκεί και πέρα η σύνδεση με την συσκευή είναι ευθύνη του μελετητή/ κατασκευαστή .

Τα υλικά τα οποία χρησιμοποιούνται στα δίκτυα φυσικού αερίου πρέπει να πληρούν κατάλληλες προδιαγραφές ποιότητας και είναι πυράντοχα σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και χρόνο παραμονής σε αυτήν.

Οι προδιαγραφές αυτές αναγνωρίζονται μέσω κατάλληλης σήμανσης που φέρουν για να αναγνωρίζονται και να μην παραποιούνται εύκολα.

Τα συνήθη υλικά που χρησιμοποιούνται, είναι :

• Χειροκίνητες βάνες αερίου ( φέρουν κίτρινα χρωματισμένο χειρομοχλό).
• Θερμικές βάνες ασφαλείας οι οποίες σε περίπτωση αύξησης της θερμοκρασίας φράζουν αυτόματα την ροή του αερίου.
• Εύκαμπτοι σύνδεσμοι από ανοξείδωτο υλικό ( φέρουν κίτρινο χρωματισμό)
• Ανιχνευτές αερίου οι οποίοι τοποθετούνται σε ύψος 15-20cm από το ταβάνι.
• Ηλεκτρομαγνητικές βάνες αερίου ( οι οποίες δεχόμενες εντολή από τον ανιχνευτή αερίου ενεργοποιούνται και φράζουν την ροή).

Οι σωληνώσεις οι οποίες μεταφέρουν το αέριο από τον μετρητή αερίου μέχρι την συσκευή καύσης μπορούν να είναι από διαφορετικά υλικά.

Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα, είναι:

1. Χαλκοσωλήνες ειδικού πάχους. Η σύνδεση τους γίνεται μόνο με σκληρή κόλληση.
2. Γαλβανισμένες σωλήνες με ραφή. Ειδικών προδιαγραφών ( πράσινη, βαρέως τύπου). Η σύνδεση τους γίνεται με μούφες, γωνιές κ.λ.π. Το σπείρωμα το οποίο φέρουν πρέπει να είναι κατάλληλου τύπου.
3. Χαλυβδοσωλήνες άνευ ραφής. Η σύνδεση τους γίνεται με συγκόλληση και χρησιμοποίηση φλαντζών.

Η στήριξη των σωληνώσεων πρέπει να είναι σταθερή και η διάβαση τους διέπεται από συγκεκριμένους κανόνες.

Οι σωληνώσεις αερίου δεν πρέπει να διέρχονται από χώρους κλειστούς και όταν διαπερνούν δομικό στοιχείο πρέπει να προστατεύονται με την χρησιμοποίηση ειδικών τεμαχίων(πουκάμισα).

Οι σωληνώσεις πρέπει να έχουν ορισμένη απόσταση ανά περίπτωση από ηλεκτροφόρα καλώδια και πρέπει να φέρουν κατάλληλη σήμανση με κίτρινο χρώμα.

Ο έλεγχος των σωληνώσεων γίνεται με υδραυλική δοκιμή και εφαρμογή ειδικού αφρίζοντος μέσου στα «επικίνδυνα» σημεία.

Δίκτυο το οποίο έχει να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα πρέπει να υποβάλλεται ξανά σε έλεγχο στεγανότητας.

Λεβητοστάσιο κεντρικής θέρμανσης

Σε μεγάλες εγκαταστάσεις ( λεβητοστάσια κεντρικής θέρμανσης) συναντούσαμε ως τώρα την κλασσική διάταξη λέβητα- καυστήρα. Οι καυστήρες στην πλειοψηφία των περιπτώσεων ήταν πιεστικοί οι οποίοι συναρμολογούντουσαν σε ειδική θέση πάνω στο σώμα του λέβητα.

Στην περίπτωση που θελήσουμε να αλλάξουμε καύσιμο σε έναν λέβητα, αυτό το οποίο μπορεί να γίνει είναι η αντικατάσταση του καυστήρα με κάποιο τύπο ο οποίος καίει φυσικό αέριο.

Οι συνήθεις όμως λέβητες οι οποίοι χρησιμοποιούνται για καύση πετρελαίου είναι αμφίβολο έως σίγουρο ότι δεν μπορούν να δουλέψουν ικανοποιητικά με καύση Φ.Α.

Το γεγονός αυτό οφείλεται στο ότι η θερμοκρασία της φλόγας στην καύση Φ.Α είναι σαφώς μικρότερη από αυτή του πετρελαίου. Η ακτινοβολία της φλόγας είναι μικρότερη και στο εσωτερικό του λέβητα υπάρχει κίνδυνος σχηματισμού υγροποιήσεων οι οποίες θα επενεργήσουν αρνητικά (στους χαλύβδινους λέβητες κινδυνεύουν κυρίως οι ραφές).

Οι λέβητες οι οποίοι κατασκευάζονται τώρα έχουν προδιαγραφές καύσης πετρελαίου και Φ.Α.

Οι καυστήρες αερίου έχουν σχεδόν παρόμοια μορφή με τους συμβατικούς (πετρελαίου) και φέρουν ενσωματωμένο σύστημα ελέγχου και ρύθμισης της καύσης multi block.

Η δομή και κυρίως η φιλοσοφία τους είναι παρόμοια με τους συμβατικούς καυστήρες πετρελαίου.

Διακρίνουμε τον ανεμιστήρα που αναρροφά και σπρώχνει τον αέρα καύσης, τον φλογοσωλήνα και τον δίσκο ανάμειξης του αέρα με το Φ.Α. Επίσης διακρίνουμε τα καλώδια και ηλεκτρόδια έναυσης καθώς και το αισθητήριο επιτήρησης της φλόγας.

Η διαφορά έγκειται στο σύστημα ελέγχου όπου διακρίνουμε τον επιτηρητή πίεσης αερίου, τον ρυθμιστή πίεσης αερίου και τον επιτηρητή πίεσης αέρα.

Τα λεβητοστάσια τα οποία χρησιμοποιούν φυσικό αέριο, πρέπει να αερίζονται καλά. Επιβάλλεται η δημιουργία θυρίδα αερισμού συγκεκριμένων ελάχιστων διαστάσεων, στο πιο ψηλό σημείο του λεβητοστασίου, ανάλογα με την ισχύ του καυστήρα. Από την θυρίδα αυτή το αέριο το οποίο τυχόν έχει διαρρεύσει θα οδηγηθεί και διαλυθεί στην ατμόσφαιρα.

Στην περίπτωση που φυσικός αερισμός δεν είναι εφικτός τότε αναγκαστικά καταφεύγουμε στην λύση τεχνικού αερισμού. Ανεμιστήρας κατάλληλων προδιαγραφών συνεργάζεται με δίκτυο αεραγωγών και απάγει από το υψηλότερο σημείο την ποσότητα αερίου που έχει διαφύγει. Σε ορισμένες περιπτώσεις μεγάλης ισχύος η λειτουργία των ανεμιστήρων είναι συνδεδεμένη με την λειτουργία του καυστήρα.

Η σύνδεση του καυστήρα με το δίκτυο παροχής αερίου γίνεται με την χρησιμοποίηση αντικραδασμικού συνδέσμου για την απόσβεση τυχόν δονήσεων. Οπωσδήποτε στην γραμμή τροφοδοσίας πρέπει να τοποθετηθεί χειροκίνητη βάνα μετά τον μετρητή αερίου και πριν την θέση σύνδεσης στον καυστήρα. Φίλτρο αερίου είναι προτιμότερο να τοποθετείται για την κατακράτηση τυχόν ακαθαρσιών ενώ επιβάλλεται η τοποθέτηση αυτόματης βαλβίδας με shut off.

Προσοχή πρέπει να δοθεί στην επιλογή του μεγέθους του φίλτρου για να μην έχουμε υπερβολική πτώση πίεσης.

Μελέτη- Υπολογισμός σωληνώσεων

Ο σχεδιασμός του δικτύου γίνεται σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες των διαθέσιμων χώρων και επιφανειών που έχουμε για την διέλευση των σωληνώσεων.

Εφόσον χαραχθεί το δίκτυο και υπολογιστούν όλα τα απαραίτητα όργανα ρύθμισης και ασφάλειας, γίνεται ο υπολογισμός της πτώσης της πίεσης. Ο υπολογισμός συνιστάται στην επιλογή της κατάλληλης διαμέτρου των σωληνώσεων και μεγέθους οργάνων- εξαρτημάτων ώστε με δεδομένη την ζητούμενη παροχή που θέλουμε η συνολική πτώση πίεσης να περιοριστεί σε συγκεκριμένο όριο.

Για αυτό τον λόγο αποφεύγουμε τις πολλές και αναίτιες αλλαγές κατεύθυνσης. Ο ακριβής υπολογισμός των απωλειών πίεσης σε οποιαδήποτε περίπτωση πρέπει να γίνει με ακρίβεια καθώς επηρεάζεται άμεσα η απόδοση των συσκευών καύσης αερίου. Για αυτό τον λόγο πρέπει να γίνεται από έμπειρο μελετητή και όπως είναι φανερό δεν μπορεί να καλυφθεί από το παρόν εγχειρίδιο.

Ενέργειες κατά την περίπτωση διαφυγής αερίου

Εάν καταλάβουμε την διαφυγή αερίου δεν χάνουμε την ψυχραιμία μας και κάνουμε τις ακόλουθες ενέργειες.

• Εάν είναι εφικτό κλείνουμε την παροχή αερίου από τις κατάλληλα τοποθετημένες χειροκίνητες βάνες.
• Σβήνουμε αμέσως οποιαδήποτε ανοιχτή εστία φωτιάς( κεριά κ.λ.π)
• Σβήνουμε αμέσως τσιγάρα
• Δεν ανοίγουμε σβηστά φώτα ή κλείνουμε ανοιχτά φώτα διότι υπάρχει ο κίνδυνος δημιουργίας σπινθήρα.
• Με ιδιαίτερη προσοχή και αργά κατεβάζουμε την ασφάλεια του γενικού πίνακα ηλεκτροδότησης.
• Ανοίγουμε όλα τα διαθέσιμα ανοίγματα (πόρτες, παράθυρα) για την απομάκρυνση και διάλυση της συγκεντρώσεως του αερίου.
• Απομακρυνόμαστε από τον χώρο και καλούμε σε βοήθεια τους αρμόδιους υπεύθυνους.