Использование газа в путешествиях
Последнее изменение 2.06.2008 Обновления выделены красным цветом.
Туристские газовые горелки давно уже не в диковинку в России и на предлагаемую тему написана не одна статья. Однако, из того, что мне попадалось на глаза, большая часть представляет статьи типа «первые впечатления от газа» или рекламные статьи на сайтах продавцов снаряжения, представляющие информацию в лучшем случае довольно односторонне. Чтобы не быть голословным, зайдём на http://www.trial-sport.ru/ и посмотрим там характеристики горелки GosystemThermopro. Там написано, что на 220 г баллоне горелка горит 2 ч 30 мин, а литр воды закипает за 3 мин 45 сек (первый литр может и закипит за это время). Доверчивый читатель может подумать, что и вправду на этом несчастном баллончике можно закипятить 40 л воды, а расход на кипячение литра воды составит всего 5.5 г. В конце статьи будет показано, что это - откровенное рекламное враньё.
Здесь делается попытка более объективного анализа предмета на основе своего опыта, а также информации, полученной от друзей и из интернета. Автор не претендует на роль эксперта и истину в последней инстанции. Наоборот, многое хотел бы узнать и приглашает читателей к диалогу.
Использовать ли газ?
Если не принимать во внимание разную экзотику, турист выбирает один из трёх видов топлива: дрова, бензин или газ.
Дрова. Самый древний и романтический вид топлива. Костёр – символ тепла, света, дружбы и туристской песни. Мы все помним:
Дым костра создаёт уют…
Чтобы у костра пропахнув дымом
Эту песню тихо напевать…
и многое другое.
Дрова не надо нести с собой и, рассчитывая только на дрова, достигается минимальный вес рюкзаков. Хотя пилы, топоры, сетка и трос для костра могут весить тоже немало. У большого костра, в отличие от примуса или газовой горелки можно согреться и просушиться, сжечь свой мусор. На этом плюсы заканчиваются. Теперь минусы. 1. В дождливую погоду развести и поддерживать костёр трудно, а иногда практически невозможно. В лыжных походах по тайге, где всегда полно хвойного сушняка, который вспыхивает, как спичка, это неактуально. А вот в летних горных походах, когда дождь может идти много дней подряд, дрова сырые и плохо горят из-за недостатка кислорода, длительное глотание дыма нравится далеко не всем. 2. Дрова нужно искать, на что уходит время, которого всегда не хватает. При поздней остановке на бивак (как бы мы не хотели этого избежать, но это случается в каждом походе), когда уже стемнело, группа, у которой нет примуса или горелки, скорее всего, останется без ужина. 3. Использование только дров сильно ограничивает тактику движения группы в горах. Прежде всего, не позволяет близкий подход к перевалу, что, как правило, является залогом безопасности и успешного прохождения перевала. Или просто не позволяет переночевать в красивом и (или) удобном месте, где отсутствуют дрова. 4. При готовке на костре котелки покрываются сажей и их переноска становится наказанием. 5. Даже когда мы используем для костра сухую, мертвую древесину, мы наносим природе раны. Костёр оставляет после себя кострище – грязные уголья и выжженную землю. В мощном лесу эти кострища не так видно и они за 2-3 года зарастают. А в тундре и альпийских лугах, где плодородный слой почвы тонкий, на этом месте ничего не будет расти десятилетиями. Последнее обстоятельство приводит цивилизованного человека, к тому, что при путешествиях по большинству горных районов нужно переходить на бензин или газ в качестве основного топлива. Если для приготовления пищи всё-таки используется костёр, то его нужно делать не «пионерский», а небольшой, экономный, в таёжных походах на сетке, а в горах – в очаге из камней. Технический прогресс в области туристской одежды позволяет отказаться от костра как источника тепла для обогрева и сушки, по крайней мере, в летних походах. Костёр остаётся как экзотика, как символ первобытности.
Насчёт преимуществ газа перед бензином и наоборот давно ведутся жаркие споры и у каждого вида топлива есть свои сторонники и противники. Разделим свойства каждого топлива на отдельные показатели, а читатель сам решит, какие для него важнее.
1. Расход топлива на человека в день. С этого показателя начинаются все рассуждения на тему о преимуществах газа и бензина. Если быть точнее, важен вес брутто всего топлива, необходимого для какого-либо конкретного путешествия. А если ещё точнее, то здесь можно подойти двумя способами. Рассмотрим стартовый вес. 750-мл баллон «Markill» с 420 граммами газа весит 565 г. В пластиковую бутылку из-под газировки ёмкостью 0.6 л (которая весит 28 г) влезет 615 мл (443 г) бензина и это будет весить 471 г. C помощью 1 кг брутто какого топлива мы сможем приготовить больше пищи? Отношение брутто/нетто 1.35 и 1.06 соответственно. Стартовый вес, конечно, важен, но можно посмотреть и с другой стороны - по среднему весу. Пустые бутылки из-под бензина сжигаются после использования, а вот пустые баллоны нужно нести до конца маршрута. Среднее количество переносимого газа равно половине стартового. И потому среднее значение показателя брутто/нетто для газа увеличивается до 1.69, а для бензина практически не изменяется. Подход выбирайте сами, исходя из своих предпочтений.
А вот дальше начинается самое интересное. Можно рассчитать теоретически. Теплота сгорания газа около 45600 кДж/кг, бензина - 48680 кДж/кг (эти и другие характеристики топлива взяты с сайта Экип-газ). Казалось бы, дели её на соотношение брутто/нетто и получай показатель качества. Но это не правильно, потому что часть топлива просто уходит в атмосферу, не сгорая или сгорая не лучшим способом, при котором кроме воды и углекислого газа образуется всякая гадость (последнее относится большей частью к бензину; газ, как правило, сгорает практически полостью). Причём, сколько топлива уходит зря, никто точно не знает и это сильно зависит от типа или горелки, от её технического состояния, от количества топлива в баллоне и от его качества, которое, особенно для бензина, может быть очень разным, от качества прогрева горелки примуса. И ещё, необходимо топливо для растопки бензинового примуса. На уровне интуиции мне кажется, что потери газа можно принять равными нулю, а бензина - от 10 до 30% в зависимости от реальных условий.
Лучше всего провести эксперимент: взять две одинаковые кастрюли, поставить рядом горелку и примус и кипятить воду на каждом из них, пока не выжжется весь баллон газа и вся заправка примуса. А потом определить расход газа и бензина в граммах на кипячение одной кастрюли воды. Конечно же, это будет тест только для конкретной горелки и конкретного примуса и для другой кастрюли результаты будут другими. Жаль только, что пока я не слышал, чтобы кто-то провёл такой тест. Но даже и это будет неправильным! Ведь котелок не только доводят до кипения, но ещё и варят в нём что-нибудь на медленном огне. А это уже совсем другой режим работы, который тоже реально используется. А, кроме того, процент несгоревшего топлива будет зависеть ещё и от высоты (атмосферного давления). Это видно по цвету пламени.
Фирма Primus рекомендует для 1 человека в день брать 50 г газа или 0.1 л (72 г) бензина. По данным фирмы MSR на её горелках, используя газовый баллон с 8 унциями газа или бутылку с 11 унциями бензина, можно вскипятить примерно одинаковое количество - около 16 л воды. Таким образом, по данным производителей, по весу нетто газ примерно в 1.4 раза эффективнеее бензина. Не стоит, правда, забывать, что эти цифры ориентированы на западного пользователя, который готовит обычно на одного-двух человек.
Итак, бензин выигрывает по этому параметру у газа, а вот насколько - сильно зависит от реальных условий, зачастую непредсказуемых. Могу посоветовать только одно: если экономия веса для вас перевешивает все остальные показатели, не связывайтесь с газом.
2. Объём. Плотность жидкой газовой смеси около 0.555, бензина - 0.72 г/см3. С учётом того, что газовые баллоны нельзя заполнять "под завязку", можно принять соотношение объёмов 1:1.4. Таким образом, на старте объём газа будет примерно таким же, как и при использовании бензина, а в среднем на маршруте больше, чем для бензина и намного.
3. Удобство использования и техническое обслуживание. Здесь газ вне конкуренции, по крайней мере, при положительных температурах (работа на холоде – отдельный вопрос, который будет рассмотрен далее). Практически туристская горелка почти не отличается от горелки на бытовой газовой плите, не требует регулярного технического обслуживания и её можно доверить даже женщине или ребёнку, чего не скажешь о примусе. Примус перед каждым использованием нужно разогревать, на это уходит время, а под дождём или на ветру – ещё и нервы. Чтобы примус нормально работал, даже на приличном бензине, его надо регулярно чистить, а раз в несколько походов ещё и менять уплотнитель. Мероприятия эти трудоёмки и не из приятных. Ещё более тщательного ухода требуют импортные бензиновые горелки.
4. Безопасность. Газ, возможно, опаснее бензина в закрытом помещении, где может накопиться взрывоопасная концентрация. А в походе, который проходит на открытом воздухе[1], газ безопаснее бензина. Опасность взрыва баллона меньше, так как при горении газовой горелки баллон с газом охлаждается, а баллон с бензином нагревается. У «Шмелей» есть классическая аварийная ситуация, которая происходит регулярно – в клапане насоса ослабевает пружина или разрушается резина и при розжиге из него бьёт сноп огня. 90 % пользователей (иногда бывалые туристы и альпинисты) не знают, что такое может произойти и как с этим бороться и потому часто страдают. При горении газ выделяет меньше вредных веществ (прежде всего это угарный газ СО), чем бензин, потому именно чаще всего его используют в обычной жизни для приготовления пищи. Автолюбители, у которых на машине установлено газовое оборудование, могут подтвердить - если при замере концентрации СО в выхлопных газах переключиться на газ, прибор покажет практически 0.
5. Надёжность. Примуса часто барахлят, особенно на плохом бензине. А бензин обычно выбирать не приходится – как повезёт. Конечно, опытный «примусолог», имея инструмент и запчасти, заставит работать даже самый старый «Шмель» на самом паршивом бензине при любых погодных условиях (далеко не о всякой импортной бензиновой горелке можно такое сказать и соответствующего "примусолога" найти будет труднее). Другое дело, сколько на это уйдёт времени и есть ли вообще в группе такой человек. Газовые горелки, даже дешёвые корейские (от самых дешёвых китайских, пожалуй, лучше отказаться) работают как часы, но с одной оговоркой – если температура баллона достаточна для Вашего газа (подробно об этом далее).
6. Цена. Бензин – старые советские примуса. Их не надо покупать, они уже есть, а если нет, то подарит знакомый турист, перешедший на газ. При грамотной эксплуатации «Шмели» служат десятилетиями. Для тех, кто беден или очень редко ходит в походы, нет смысла искать что-либо другое. Но, даже если мат. средства имеются, нужно подумать, стоит ли покупать что-нибудь вроде этого.
Бензиновая горелка MSR XGK EX.
Бензин – импортная бензиновая или мультитопливная горелка. Обойдётся в 2500-4000 руб., что в нашей стране по карману не каждому. На вид, конечно, компактнее и изящнее наших примусов. А вот насчёт выигрыша в надёжности и экономичности по сравнению с нашими примусами пока только появляется первая информация -- мало пока ещё у нас пользователей этих приборов. Со слов моего друга Э. Скрынника, две новые бензиновые горелки MSR, взятые ростовской группой в горную пятёрку на Тянь-Шане, работая на киргизском бензине, медленно умирали и к концу похода на них уже ничего нельзя было приготовить. Конечно, при этом достигалась экономия бензина J.Прочитав совсем новую статью Константина Сергина О живучести бензиновых и мультитопливных горелок «MSR» и «PRIMUS» в горных походах
, у меня создалось впечатление, что надёжнее взять в поход старый «Шмель», чем новую импортную бензиновую горелку. Может быть, просто тщательно изучить требования по эксплуатации и педантично их выполнять и тогда эти горелки дадут выигрыш перед «Шмелями» и «Огоньками»? А. Джулий в обзоре снаряжения, использованного на Кашкаре http://www.mountain.ru/article/article_display1.php?article_id=81 , написал только, что горелка MSR WLI (наверное, он имел ввиду WhisperLite) на плохом китайском бензине «работала достаточно хорошо» при чистке раз в 3-4 дня, хотя, по указанию фирмы-производителя, при плохом бензине, горелку нужно чистить каждый день.Газ. Недорогая горелка (600-1000 руб.)+баллоны – по 150 - 200 руб./шт.
Горелка Kovea TKB8712
за 735 руб., существуют горелки Markill, Primus
и китайские, 1:1 по конструкции.
Конечно же, говоря о газе, я имею ввиду, что баллоны используются многократно. Использовать любые баллоны как одноразовые для большинства людей у нас в стране ещё долго будет не по карману. Кстати, об одноразовых и многоразовых баллонах. На ВСЕХ баллонах пишут, что их нельзя заправлять, но ВСЕ их заправлять можно (подробно об этом ниже), и, если заправлять, пользовать и хранить аккуратно, то они выдержат, по крайней мере, около 10 заправок. Конечно, заправка баллонов заставит Вас повозиться дома, но в походе окупится с лихвой. Итак, приготовить 3 раза полноценную еду на 6-8 человек (на что уйдёт 1 750-мл баллон газа) Вам обойдётся максимум в 30 руб. По-моему, это небольшой процент от стоимости продуктов. Правда, переходя на газ, нужно учесть ещё один расход. Можно рассчитывать на друга, заправляющего баллоны, но лучше приобрести бытовой 50-л газовый баллон и изготовить переходник (подробно о заправке баллонов – ниже).
7. Дозаправка на маршруте. Конечно, бензина можно попросить у любого водителя. Газовые баллоны заправляют уже почти во всех альплагерях на Кавказе, в других горах это пока проблематично. А можно вообще носить с собой переходник и, везде, где есть бытовой газовый баллон, теоретически, можно подзаправиться.
И последнее. Вся эта проблема выбора может решиться очень просто, если Вы едете, например, в Киргизию. Самолётом газ Вам не разрешат провести однозначно, а в поезде сдерут такие деньги, что мало не покажется. Но не всегда же и не все мы идём в поход в такие места.
Итак, решайте сами. Уже не раз слышал, что некоторые, перейдя на газ и столкнувшись с некоторыми проблемами, возвращаются опять к бензину. Чаще всего происходит это от незнания вещей, зачастую очень простых, о которых и пойдёт речь.
Как выбрать горелку и баллоны
Горелки используются только с баллонами и такие нагревательные системы по типу присоединения бывают четырёх стандартов:
1. EN-417/EN521 с резьбой примерно М11х0,95 мм (Primus, MSR, Coleman, Markill, Kovea, Karrimor, Go System, EN-417-стандарт на баллоны, EN521 – на горелки, в народе чаще называют "резьбовыми" или Epigas, для краткости эту систему назовём просто EN-417);
2. типа «Camping Gaz» с цанговым креплением и более крупной резьбой (по названию фирмы, выпускающей подавляющее большинство таких горелок и баллонов из продающихся в России);
3. "Казанские" или аналогичные им Kovea (ещё в народе баллоны этой системы называют --"дихлофосами") .
4. использующие одноразовые баллоны, в которых горелка просто втыкается в баллон (Camping Gaz,Go System, в народе -- "протыкные").
Последние системы рассчитаны на эпизодическое приготовление пищи для 1-2 человек. Для нашего, пока ещё коллективного, спортивного туризма они, в конечном счёте, явно проигрывают по весу и стоимости. "Казанский" баллон - самое дешёвое решение для тех, кто не хочет связываться с перезаправкой. Горелки под "казанские" баллоны используют редко, чаще эти баллоны используют с горелками типа EN-417 или «Camping Gaz» через переходник. Если не лень заправлять, то удобнее и надёжнее использовать системы первых двух типов. Они мало отличаются друг от друга по техническим характеристикам, надёжности и удобству эксплуатации. Camping Gaz немного дешевле, но его пластмассовые гайки, бывает, трескаются на морозе или плавятся от огня. Выбирать нужно, исходя из других соображений. Раньше Camping Gaz был очень широко распространён в постсоветском пространстве, а теперь его всё активнее вытесняют фирмы, производящие системы стандарта EN-417. Если у Ваших друзей, с которыми Вы регулярно ходите в походы горелка Camping Gaz и много таких баллонов, то и Вам стоит купить горелку этой системы. В противном случае лучше всё же ориентироваться на EN-417. За рубежом, судя по трёпу на форумах, также существуют и те и другие.
Далее следует сделать следующий выбор. Бывают горелки, накручивающиеся на баллон, и бывают такие, которые соединяются с баллоном шлангом. Шланговые горелки, с одной стороны, дороже, больше, тяжелее (вес ещё зависит от цены: из обычной стали - дешевле, но тяжелее, из , а, с другой, мощнее (бывают исключения), и устойчивее бесшланговых. Последнее свойство имеет значение, в основном, когда готовят в тамбуре или в палатке. Ещё не раз я слышал, что этот самый шланг или травит изначально, перегорает или забивается нагаром. Разница в мощности, вопреки некоторым рекламным заявлениям [3] невелика и не имеет большого значения, а наиболее серьёзное преимущество шланговых горелок – возможность подогрева баллона от горелки, что довольно важно на холоде. Если вы собираетесь ограничиться простыми походами летом, вам вполне подойдёт недорогая безшланговая горелка, если намереваетесь бороздить снега и льды - нужно подумать о приобретении шланговой, пользоваться которой на холоде и в штормовых условиях комфортнее.
Затем следует выбрать размер рассекателя. Чем меньше рассекатель, тем меньше размер пламени и, особенно для маленьких котелков, меньше тепла уходит в сторону от котелка, т. е. горелка экономичнее. Кроме того, она меньше по размерам и легче. Зато у горелки с большим рассекателем пламя ровнее распределяется по дну котелка и у вас меньше подгорит каша или, например, грибы, когда вы их будете жарить. К тому же, при одной и той же мощности, температура большого рассекателя меньше, чем маленького и маленький скорее прогорит. Поэтому горелка с большим рассекателем долговечнее.
В некоторых горелках (в частности, у всех MSR) перед тем как попасть в жиклер, газ подогревается, проходя по металлической трубке через пламя. При положительных температурах пользы от этого я никакой не заметил. Возможно, на морозе это дает более полное сгорание газа.
Теперь о разных приспособлениях у горелок. Надёжно работающий пьезоподжиг был бы удобной вещью, но я таких не встречал. Как правило, после одного похода пьезоподжиг работает с 5-10 раза и легче кинуть в футляр для горелки зажигалку, чем мучиться. Не придавайте наличию пьезоподжига в горелке особого значения. Иногда у горелок бывает ветрозащитный кожух. При условии, что на ветру и холоде горелка и так накрывается стеклотканью или закрывается дополнительным отражающим экраном, эффективность встроенного в горелку кожуха сомнительна, а веса и габарита горелке он добавляет.
Мощность и экономичность горелок. Между ними есть некоторая связь. Иногда указывают мощность горелки в ваттах, иногда указывают, за какое время закипает литр воды, иногда ничего не сообщают. Не удивляйтесь, если ваш котелок не закипит в походе за указанное время. Это время очень сильно зависит от температуры газа в баллоне, наличия крышки на котелке, его формы, ветра и других вещей о которых будет сказано далее. Газ в любой, даже самой дешёвой горелке, в отличие от бензина в примусе, сгорает практически полностью. Поэтому, когда какая-то горелка рекламируется как экономичная, то нужно отдавать себе отчёт, что за счёт этой экономичности вы сэкономите максимум 5 % топлива. При работе горелки на полную мощность мы часто теряем больше.
При равных прочих параметрах рекомендую выбирать горелки, у которых меньше пластмассовых деталей – уже не раз я наблюдал, как эти детали плавятся при работе горелки на полную мощность.
Если Вы выбрали EN-417, имейте ввиду следующее: баллоны Karrimor и Go System по весу и объёму аналогичны упомянутому Markill, но хуже качеством, менее долговечны - быстрее выходит из строя клапан. Баллоны Primus и Сoleman заметно тяжелее (их собственный вес около 200 г), а вес нетто газа 440-450 г. Следовательно, у них должна быть больше толщина стенки, они должны выдерживать большее давление и удары при транспортировке. Кроме того, они имеют больший диаметр основания и поэтому система с бесшланговой горелкой получается более устойчивой.
Иногда горелки и баллоны (особенно сильно б/у) одного и того же стандарта не подходят друг к другу - газ просто не поступает в горелку. Поэтому перед походом, взяв у кого-то заправленные баллоны или горелку, не лишне будет проверить, работают ли они с вашими газовыми приборами.
Теория
Техника в руках дикаря – груда металла. Компьютер или мобильный телефон, полностью «заточенные» под домохозяйку, могут опровергать это правило – для того чтобы их эффективно использовать, совсем не обязательно знать, что внутри находится и, например, теорию жидких кристаллов. Как это не парадоксально, используя в автономном путешествии простые нагревательные приборы, очень полезно знать их устройство и принцип действия. Нет, конечно, вы сможете пользоваться примусами и горелками, не зная их устройства и принципа работы, но из-за неправильной эксплуатации они иногда не будут работать, быстрее выйдут из строя, а починить их в походных условиях вы не сможете.
Прежде всего о характеристиках топлива. Оно является смесью двух углеводородов – бутана (или изобутана) и пропана. При комнатной температуре в свободном состоянии – это газы, а в баллоне – смесь газообразной и жидкой фазы. При нормальном давлении пропан кипит при температуре -42ºС, бутан – при -0,5ºС, изобутан - при -12 С. Плотность пропана 0,51, бутана - 0,58 г/см3. Вспомним из школьного курса физики, что для каждого вещества (а также смеси веществ) существует такая характеристика – давление насыщающих паров. Это давление, при котором газ находится в равновесии с жидкостью. В первом приближении можно считать, что именно при этом давлении находится газ в баллоне, если в нём содержится хоть какое-нибудь количество жидкой фазы. Давление насыщающих паров зависит от температуры следующим образом: чем выше температура, тем выше это давление. Для пропана это давление выше, для бутана - ниже. Чем больше в смеси газов пропана, тем при меньшей температуре газа в баллоне будет работать горелка. По информации с сайта MSR, изобутан имеет большее давление насыщающих паров, чем бутан. Каждый баллон рассчитан на определённое максимальное давление. Поэтому на всех баллонах пишут: «Не нагревать баллон выше +50ºС» и это, на мой взгляд, главное правило безопасности при работе с газом.
Большинство баллонов заправляют смесью, в которой 30% пропана. По графику можно определить, что при +50ºС давление насыщенных паров газа будет равно около 8 атм. В действительности, давление в баллоне зависит ещё и от количества газа в нём и в полном баллоне давление будет больше 8 атм. Численной описание этой зависимости автору неизвестно. Попытки расчитать его с помощью уравнения Ван-дер-Ваальса с параметрами, взятыми из справочника "Физические величины"(под ред. Григорьева, Мейлихова), привели к абсурдным результатам.
Перезаправляют баллоны обычно газом, который покупают на автомобильной газозаправочной станции. Известно ещё и то, что газ бывает "зимний" (марка ПА - пропан автомобильный) и "летний" (марка ПБА - пропан-бутан автомобильный), данные по которым приведены в таблице. Конечно, в этой таблице приведены показатели, которым должен соответствовать газ, а соответствует ли тот газ, который вам наливают в ваш отдельно взятый баллон - вопрос интересный. По словам одного из заправщиков в Ростове-на-Дону с зимнего на летний переходят в конце марта.
| Показатель | Марка ГСН | |
| ПА | ПБА | |
| Массовая доля компонентов, %: | ||
| метан и этан | Не нормируется | |
| пропан | 90+10 | 50+10 |
| углеводороды С4 и выше | Не нормируется | |
| непредельные углеводороды, (не более) | 6 | 6 |
| Объем жидкого остатка при +40°С, % | Отсутствует | |
| Давление насыщенных паров, МПа: | ||
| при +45°С, (не более) | - | 1,6 |
| при -20°С, (не менее) | - | 0,07 |
| при -35°С, (не менее) | 0,07 | - |
| Массовая доля серы и сернистых соединений, %, не более | 0,01 | 0,01 |
Если охлаждать баллон, давление падает. Если оно становится меньше 2 атм, даже исправная горелка начинает гореть слабо, а если становится равно или меньше давления окружающей среды – перестаёт гореть совсем. Не раз слышанное мной мнение: «газ не работает на высоте» -- некорректно. Он не работает там не потому, что высота и низкое давление воздуха, а потому, что там обычно холодно. Из приведённого выше графика и собственного опыта могу утверждать, что "летний" газ нормально работает до -5ºС. Полностью заправленный баллон "летнего" газа горит даже при охлаждении его до -20ºС - сам проверял, но с уменьшением количества газа давление резко падает. "Зимний" газ, по идее, должен работать до -40ºС, однако я пока сам его не использовал.
Ещё вспомним из курса физики, что при испарении жидкости поглощается тепло. Поэтому при горении газовой горелки баллон охлаждается и, чем сильнее пламя, тем быстрее происходит охлаждение. Чем меньше газа в баллоне, тем меньше его теплоёмкость и также быстрее происходит охлаждение газа. По моим расчётам, при горении на полную мощность и полном 750-мл баллоне за счёт испарения газа баллон охлаждается на 1º в минуту, если баллон заполнен наполовину - 2º в минуту и т.д.
Безопасность
Из сказанного выше вытекает вывод – газовая нагревательная система опасна не тогда, когда работает (как примус), а при хранении и транспортировке, причём главную опасность представляют баллоны. При работе баллоны на виду и под контролем, они не перегреются за время готовки даже на самом ярком солнце, т. к. в процессе горения баллон интенсивно охлаждается. Учитывая главное правило безопасности, постарайтесь не перегреть баллон, положив его на батарею отопления, около костра или оставив его надолго под мощными лучами горного солнца. Тогда он рванёт и мало не покажется. Кроме того, есть опасность повредить баллоны механически. Чаще всего баллоны пробивают, когда после тяжёлого перехода кидают рюкзак с баллонами на острые камни или прокалывают в рюкзаке кошками[4]. Поэтому баллоны следует упаковывать в рюкзак так, чтобы при его падении они были бы защищены мягкими вещами. И аккуратнее обращаться с рюкзаком.
Прочитаем ещё то, что написано на баллоне.
1. "Не нагревать баллон выше +50ºС" -- если вы перезаправляете баллон "летним" газом, не стоит нагревать выше ~+40ºС, "зимним" - не выше ~+25ºС, причём максимальная температура будет зависеть от того насколько заполнен баллон. Выдержать такой температурный режим для "зимнего" газа нелегко, поэтому использование его - экстремальный вариант и насколько велик его риск, судить не берусь.
2. «Беречь от прямых солнечных лучей» – когда есть необходимость нагреть баллон до разумной температуры, можете смело пренебречь этим правилом
3. «Беречь от детей»– в общем, разумно, особенно если дети маленькие.
4. «Не заправлять» – а что ещё можно ожидать от продавца? Конечно, ему выгоднее продать вам 10 баллонов, чем один, который вы потом ещё 9 раз перезаправите.
5. «Проводите смену баллона в хорошо проветриваемом помещении вдали от источников огня» – это же касается и заправки баллонов.
В инструкциях к горелкам также бывает написано: "Не использовать в закрытом помещении! При горении выделяется угарный газ СО, который может привести к отравлению и смерти!" (MSR). Если уж готовите в палатке, оставляйте вход открытым.
Ещё один
вопрос безопасности, касающийся не только газа. Стеклоткань, применяемая для
защиты от ветра, вредна для здоровья, поскольку в её состав входит асбест.
Насколько она вредна, сказать точно не могу, поскольку не
врач, но наткнулся на кое-какую информацию по поводу реального вреда асбеста,
если интересует, можно почитать здесь: http://www.mukhin.ru/views/009.html.
В любом случае, если стеклоткань не используется, стоит хранить её в полиэтиленовом
пакете и не ей накрывать котелок без крышки.
Практика
Итак, наша система – это просто горелка (stove, appliance) и баллон (cartridge). В общем, всё очень просто: Накручиваете горелку на баллон или прикручиваете баллон к шлангу (если горелка шланговая), устанавливаете поустойчивее и дальше пользуетесь, как обычной газовой плитой. Но есть детали, которые совсем нелишне знать и, если бы мне кто-то рассказал о них лет 7-8 назад, я бы избежал многих неприятных моментов.
Начнём опять с газа. Вы купили новые баллоны. Как утверждает Максим Часовиков (http://www.equip.ru/product/primus/text/text_1.html), в баллонах Camping Gas бывает только смесь, содержащая 20% пропана и 80% бутана. 30% пропана и 70% бутана – так написано на баллонах фирмы Coleman, в баллонах других фирм вряд ли сильно отличается, иногда добавляют изобутан. До какой температуры работает эта смесь? Фирма MSR утверждает, что её газ (20% пропана и 80% изобутана) работает до -23ºС, остальные скромно умалчивают.
По ряду обстоятельств я, к сожалению, эксплуатировал только летний газ. Он очень хорошо работает при температуре баллона выше 0 ºС. Слово «баллон» не зря выделено курсивом, имеет значение только температура баллона, а не воздуха. Если в походе по утрам в котелках замерзает вода, не расстраивайтесь. Кладите баллон с вечера в спальник и он будет работать и на морозе, пока не остынет. Используя этот нехитрый приём и защиту от ветра, на полном баллоне вы всегда успеете приготовить завтрак на вашу группу даже при сильном морозе. Можно нагревать баллон и другими способами, но всегда нужно помнить о предельной температуре. Известен случай, когда баллон положили на котелок с горячей водой и он взорвался.
Когда газа в баллоне остаётся мало, при работе горелки он начинает очень быстро охлаждаться (иногда на баллоне даже появляется иней) и давление резко падает. Не стоит на холоде пытаться дожечь такой баллон. Накрутите новый, а этот дожгите там, где будет тепло. Перед этим можно выставить его на солнце, чтобы он нагрелся до разумной температуры.
Не всегда следует включать горелку на полную мощность. Если есть время, уменьшите огонь так, чтобы пламя немного не доставало до краёв дна кастрюли - это самый экономичный режим, при котором вода закипит не позже, чем через 20-25 минут.
Постарайтесь избегать ставить две горелки под один котёл, по крайней мере, тогда когда нет необходимости быстро протовить пищу. Практика показывает, что именно это часто становится причиной взрывов баллонов и расплавления пластмассовых частей горелок, а иногда и полного выхода их из строя без всякой возможности отремонтировать.
Перед походом (а иногда и в походе) нужно на всякий случай тонкой швейной иглой, а лучше проволокой диаметром 0.2 мм (её желательно иметь в ремнаборе) прочистить жиклёр -- отверстие, из которой выходит газ – там может образоваться нагар. Будьте осторожны при разборке головки - жиклёр может защищать маленькая сеточка, которая может выпасть и потеряться. Бывает, горелки несколько лет отлично работают и без этой процедуры.
Чтобы баллоны дольше служили:
1. В неиспользуемых баллонах закрывайте чем-нибудь клапан, чтобы туда не попадала грязь. В баллонах Markill для этого есть специальная крышка. Остальные можно заклеивать куском скотча.
2. Не следует, накручивая горелку на баллон системы EN-417, прикладывать большую силу – резьба мелкая и можно её сорвать.
3. После похода тщательно высушите баллоны и смажьте стальные ободки на дне и сверху баллона густой смазкой, чтобы они не ржавели.
О посуде. Это должны быть приземистые тонкостенные кастрюли. Котелки с полукруглым дном и продолговатые каны лучше оставить для тех походов, где вы будете готовить на дровах. Чем больше площадь дна кастрюли, тем она будет экономичнее. Дно кастрюли должно тщательно чиститься после каждой готовки на костре.
В любой поход имеет смысл брать две горелки - для простых (I-II к. сл.) походов в тёплое время года вполне достаточно двух "набаллонников", а для более сложных походов, походов в межсезонье или зимой одну надёжную безшланговую и одну шланговую горелку.
Особенности национальной заправки
Для начала о безопасности заправки баллонов. Есть две крайности. Одни (обычно это люди, связанные с производителем или продавцом снаряжения) говорят, что заправка и повторное использование баллонов, как бы всё грамотно вы не делали – смертельно опасное дело и приводят смехотворные аргументы. Например г-н Романенко в солидном и уважаемом «Вольном ветре» N47 http://www.turizm.ru/veter/47/index.shtml#lubitel пишет: «Клапан баллончика, через который пытаются его перезарядить, из-за чуть большего или неправильного нажатия легко может выйти из строя». Для тех, кто хоть раз нажимал этот клапан, стравливая газ из баллона, будет совершенно непонятно, как можно нажать на него НЕПРАВИЛЬНО, а пробить насквозь его можно только острым гвоздём, навалившись всем телом. Далее читаем:«А это неизбежно приведёт к течи или выбросу газа. Не дай Бог, в лицо, что вызовет поражение глаз и другие тяжёлые последствия» Это каким же идиотом надо быть, чтобы направлять струю газа из баллона себе в лицо! Дальше: «Представьте, что при этом может случиться во время приготовлении на горелке еды или при зажигании лампы. Вспышка (взрыв) газа может привести не только к потере снаряжения (скажем, загорится находящаяся поблизости палатка), но и к серьёзнейшим ожогам и травмам.» Если баллон перезаправили и клапан исправен, не травит, то вероятность, что такое произойдёт, одинакова как для нового баллона, так и для перезаправленного.
Читал также
на форуме и такое мнение, что заправлять можно чем
попало, как попало и где попало и знать для этого ничего не надо. С этим я
тоже не согласен. Есть ведь люди, далёкие от техники, которые могут не придать
значения некоторым очевидным для многих вещам. Например, заниматься заправкой
внутри закрытого помещения и там отравиться газом или взорваться.
Теперь собственно о самой заправке. Самое сложное в этом деле – соединить бытовой 50-литровый (будем называть его большой) и заправляемый баллоны (маленький). Лучше всего изготовить переходник. Это может быть кусок шланга с двумя штуцерами или одна металлическая деталь (см. чертёж и фото). Главное, чтобы часть, накручиваемая на маленький баллон, полностью повторяла форму вашей горелки. Если нарезать просто М12, такой переходник испортит резьбу на маленьких баллонах, если штырь будет короткий, баллоны заправляться не будут, если длинный – может сломать клапан на баллоне. Для постоянного пользования лучше делать переходник из латуни, она долговечнее, чем дюраль. Переходник из дюраля весит всего 20 грамм, его можно брать с собой в поход на случай, если где-то попадётся баллон с газом.
На большом баллоне левая резьба диаметром ½ дюйма. Штуцер для большого баллона нетрудно купить в магазине хозтоваров или на рынке. А вот штуцер для маленького баллона нужно изготавливать на токарном станке и не всякий токарь сможет его качественно сделать. Поэтому вместо этого штуцера часто используют саму горелку, вывинчивая жиклёр и закрепляя шланг хомутом.
Ещё потребуются весы с точностью измерения порядка 10 г для измерения веса маленьких баллонов. Если у Вас таких нет, не спешите покупать. Достаточно взять обычную линейку ~40 см, проделать в ней 3 отверстия: два по краям для крючков и одно посередине для подвески. В качестве разновеса берётся пластиковая бутылка ёмкостью 0,6 л. На один крючок вешается в кульке новый неиспользованный баллон, на другой бутылка, в которую наливается столько воды, сколько необходимо для равновесия. Затем отлейте 15 г (3 чайных ложки) воды из бутылки.
Чтобы газ перетекал в маленький баллон, большой баллон устанавливают на какую-нибудь подставку краном вниз или кладут на бок, если он полный. Но это ещё не всё. При заправке должно выполняться правило: температура газа в маленьком баллоне должна быть ниже, чем в большом, иначе маленький баллон не заполнится полностью. Чаще происходит наоборот. Большой баллон в целях безопасности держат на улице или каком-нибудь неотапливаемом помещении, а маленькие баллоны – в тёплой квартире. Можно перед заправкой (дозаправкой) засунуть маленькие баллоны в холодильник, но далеко не у всех он находится рядом с большим баллоном. Поэтому, как правило, приходится охлаждать баллоны не самым приятным способом - стравливая газ. Согните 50-60 мм гвоздь в виде буквы «Г» и затупите его остриё (чтобы не повредить клапан на баллоне). Если баллон совсем пустой, его заправляют, на сколько заправиться, затем откручивают, и надавливают гвоздём на его клапан, стравливая газ до тех пор, пока баллон ощутимо не охладится. Потом немедленно накручивают и заправляют снова. Если в баллоне остался газ, просто стравливают до охлаждения, потом заправляют.
После заправки нужно взвесить маленький баллон. Если его масса больше номинальной - 15 г (550 г. для 750-мл Markill’а), нужно стравить лишний газ до номинальной массы, если меньше – стравить газ до охлаждения и снова заправить. Это, если у вас "летний" газ. Если "зимний" - не берусь давать рекомендации, попытайтесь сами оценить степень допустимого риска. Я бы налил грамм на 50 меньше, чем в "родном" баллоне.
Во время заправки какое-то количество жидкого газа неизбежно попадает на поверхность баллонов и от них исходит неприятный запах. После заправки я рекомендую опустить маленький баллон в ведро с водой. Он мог испытать удар в последнем походе и получить течь. Пока он пустой, это незаметно. Если течь имеется, вы увидите струйку пузырьков, если нет – вы не только не отравитесь газом, но и не почувствуете в квартире неприятного запаха. Нужно только вымыть баллон с мылом, тщательно вытереть и поставить в сухое место, чтобы не ржавели его стальные части.
Расход газа
Если Вы ждёте здесь от меня конкретной цифры - столько-то грамм на человека в день, смотрите выше рекомендации фирмы Primus. Считаю, что хороший завхоз должен подсчитать это количество точнее, чтобы, с одной стороны, не тащить лишние килограммы, а с другой - не остаться в походе без горючего.
Будем считать, что исходная температура воды +10°С. Теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг*К). Если у нас нагреватель с КПД 100%, для того, чтобы нагреть 1 л воды на оставшиеся 90°(на высоте, где температура кипения меньше и вода изначально холоднее), необходимо 4200*90/45600 = 8.3 г газа (в предыдущих версиях здесь была ошибка). А сколько же нужно его реально? По данным MSR , на её горелках на кипячение 1 литра уходит ~14 г газа. Начальная температура воды при этом не указана и условия, естественно, в целях рекламы взяты, по-видимому, довольно тепличные. На http://activeinfo.ru/testdrive/ проводили тест: кипятили литр воды на разных баллонах и пытались определить, на каком литр кипятка обходится дешевле. И, хотя котелок у них был закопчённый, без крышки и условия далеки от походных, для меня там была ценная информация - на всех баллонах расход газа получился около 22 г на литр кипятка. Я тоже провёл опыты. В них использовались уже упомянутая Kovea TKB8712, MSR WindPro ($90) и один и тот же 450-граммовый баллон"Primus", перезаправленный «летним газом» и наполненном при проведении первого опыта примерно на 2/3, а при проведении последнего газа оставалось только на дне. В первых трёх опытах баллон имел начальную температуру +20°С, в четвёртом +6°С, а в последних - подогревался от пламени горелки. Баллон взвешивался до и после использования. В случае с 15-см котелком мощность уменьшалась до того состояния, когда пламя незначительно выходит за пределы дна котелка, в остальных случаях горелки работали на максимальную мощность. Экран от MSR (просто кусок алюминия толщиной 0.15 мм) приятно удивил, особенно при использовании с TKB8712. Он не только защищал от ветра, но и хорошо отражал тепло, нагревая баллон при весе всего в 47 г.
| Условия | 2л в алюминиевой кастрюле Ø20 см на открытом воздухе Токр=-20°С со стеклотканью, ветер ~5м/с, Тводы=+8°С, Kovea TKB8712
|
2л в алюминиевой кастрюле Ø20 см в комнате Токр=+20°С, Тводы=+8°С, Kovea TKB8712 без экрана | 2 л в нержавеющем котелке Ø15 см в комнате Токр=+20°С, Тводы=+8°С, Kovea TKB8712 без экрана
|
2л в алюминиевой кастрюле Ø20 см на открытом воздухе Токр=+6°С , ветер ~2м/с, Тводы=+21°С, Kovea TKB8712 с экраном от MSR WindPro
|
2л в алюминиевой кастрюле Ø20 см на открытом воздухе Токр=+7°С , ветер ~2м/с, Тводы=+21°С, MSR WindPro с экраном |
6л в алюминиевой кастрюле Ø31 см на открытом воздухе Токр=+8°С , ветер ~2м/с, Тводы=+21°С, MSR WindPro с экраном
|
| Время до полного закипания, минут | 9 |
8 |
11 |
9 |
11 |
36 |
| Расход газа, грамм | 39 |
34 |
39 |
24.5 |
25.5 |
70 |
Отсюда были сделаны выводы:
1. Теплоизоляция очень хорошо экономит газ. При теплоизоляции даже стеклотканью расход газа на сильном морозе не намного больше, чем при положительных температурах.
2. Очень большой значение имеет диаметр кастрюли.
3. Основные потери тепла уходят не на испарение воды и не на теплопередачу от кастрюли в воздух, а на потерю тепла непосредственно от пламени в воздух. Поэтому отражательно-ветрозащитные экраны лучше экономят тепло, чем стеклоткань.
4. При применении экранов теплообмен с окружающей средой невелик и расход газа практически не ухудшается при уменьшении мощности горелки в разумных пределах (вопреки предыдущей версии этой статьи). Для небольших объёмов (до 2 л), наоборот, работа на полную мощность снижает КПД.
Теперь собственно о том, как расчитать количество газа, необходимое для похода. Предположим реальные походные условия, в которых, в отличие от наших опытов, бывает дождь и снег, ветер гораздо сильнее, но горелка защищена от ветра хотя бы стеклотканью, а при сильном ветре - очагом из камней или снега, что также не всегда реально выполняется по разным причинам. Предлагаю ввести некоторое базовое значение расхода газа - 20 г на литр кипятка. Столько газа тратится, если используются только "заливаемые" продукты, , еда готовится на 6-8 человек, топить снег или лёд не нужно. Теплота плавления льда 340000 Дж/кг, что эквивалентно нагреванию того же количества воды на 81°. Учитывая то, что после плавления льда воду нужно ещё нагреть до наших исходных +10°С, расход газа при топлении льда или снега можно смело умножать на 2(а не на 1,5, как иногда рекомендуют!).
Придётся немного напрячь голову, причём не только, чтобы произвести арифметические операции умножения и сложения. При расчёте нужно учитыать:
