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Flüssiggasbehälter für Gewerbe und Industrie

Inhaltsverzeichnis

  1. Welche Flüssiggaslagerbehälter gibt es für Gewerbe und Industrie?
  2. Die Entnahme des Flüssiggases
  3. Behördliche Vorgaben
  4. Verordnungen
  5. Dokumentation
  6. Einzuhaltende Abstände
  7. Wiederkehrende Prüfungen gemäß Betriebssicherheitsverordnung

Flüssiggas ist in privaten Haushalten eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Alternative zu Heizöl oder Kohle. Darüber hinaus wird Flüssiggas in der Industrie oder dem Gewerbe gern genutzt. Der individuelle Verbrauch eines gewerbetreibenden ist ein wesentlicher Unterschied zum Verbrauch im Privatkundensegment. Oft ist der Verbrauch im Gewerbe deutlich höher, denn  im privaten Haushalt ist die überwiegende Nutzung der Heizzweck, im gewerblichen Bereich kann Flüssiggas als Prozessenergie (z.B.  Brennschneiden, Glühen) oder zum Betanken von Gabelstaplern mit Gasantrieb verwandt werden.  Die Nutzung von Flüssiggas im Gewerbe kann Auswirkungen auf die Auswahl der Lagerbehältergröße haben. Im Haushaltsbereich versucht der Kunde in der Regel seinen gesamten Jahresbedarf zu lagern und wählt entsprechend die Größe des Flüssiggaslagerbehälters aus.  Während im privaten Haushalten Flüssiggaslagerbehälter in den Größen 1,2 t und 2,1 t überwiegen, werden in Industrie und Gewerbe oft größere Behälter benötigt.

Wir ermitteln Ihnen gern die passende Behältergröße für Ihre Anwendung, planen und errichten die für Sie die notwendige Flüssiggasanlage. Kontaktieren Sie uns gerne. Neben den Vorschriften gibt es noch weitere Vorgaben, die sich von denen der Flüssiggaslagerbehälter für den Privatgebrauch unterscheiden. In diesem Artikel erklären wir Ihnen, was Sie bei Flüssiggaslagerbehälter für das Gewerbe und die Industrie beachten sollten.

Welche Flüssiggaslagerbehälter gibt es für Gewerbe und Industrie?

Die Größe des benötigten Lagerbehälters richtet sich im Regelfall nach dem jährlichen Verbrauch von der an den Behälter angeschlossenen Heizung. Diese ist gemäß Größe der zu beheizenden Fläche ausgelegt. Weiterhin ist die Heizzeitdauer und das Wärmeempfinden der Nutzer für den Verbrauch an Flüssiggas zur Auslegung des Lagerbehälters relevant. Flüssiggas kann zusätzlich auch für Prozesse innerhalb des Unternehmens eingesetzt werden. Es ist nun zu klären welche Spitzenleistungen im Betrieb und in welchem Zeitraum durch die Prozess-Verbraucher abgefragt werden können. Bei gewerblich genutzten Gasverbrauchern muss also bei der Wahl der richtigen Größe des Flüssiggasbehälters, neben der ausreichenden Bevorratung, zuerst auf die begrenzte Entnahmemenge aus der Gasphase geachtet werden. Bei kleineren Gasverbrauchsanlagen wie z.B. Heizungen aus dem Hausbereich, wird das Flüssiggas ausschließlich aus der Gasphase entnommen. Generell entsteht die Gasphase aus der Flüssigphase unter Entzug von Wärmeenergie aus der Umgebung und steht somit im Lagerbehälter zur Verfügung. Dabei entsteht immer ein Gleichgewicht zwischen Flüssig- und Gasphase in Abhängigkeit von Druck und Temperatur. Steigt die Gasphaseentnahme über die natürliche Nachverdampfung der flüssigen Phase, diese ist abhängig von der zugeführten Umgebungswärme, wird der Flüssiggaslagerbehälter an den Wandungen sehr kalt. Das im Erdreich und Luft vorhandene Wasser gefriert an der äußeren Behälterwandung und bildet nach und nach eine wachsende Eisschicht. Dieser Prozess schreitet fort solange die Entnahme konstant hoch bleibt. Der Druck im Behälter fällt und eine Gasentnahme ist erst wieder möglich, wenn die Leistungsanforderung niedriger wird und nach und nach die Eisschicht schmilzt.

Damit es hierzu gar nicht erst kommen kann, gibt es nun zwei technische Lösungen: Die Verdampfungsleistung durch die Wahl eines Großbehälters erhöhen oder durch einen sogenannten Verdampfer erhöhen.

Der Großbehälter (> 3 Tonnen) kann je nach Größe der gesamten Behälteroberfläche mehr Umgebungswärme aufnehmen und gleichzeitig auch mehr Lagerkapazität bieten. Somit stellt der Großbehälter ohne weitere technischen Anlagen generell eine höhere Gasentnahmemöglichkeit dar.

Der Verdampfer erreicht in der Regel auch schon in kleinen Leistungsklassen gekoppelt mit z.B. einem < 3 Tonnen Behälter hohe Entnahmeleistungen. Bei einem Verdampfer wird das Gas flüssig aus dem Behälter (Flüssigentnahmeleitung) entnommen und mittels eines Verdampfers entweder durch einen elektrischen Wärmetauscher (Standard) oder durch Warmwasser-/Dampfwärme­tauscher in den gasförmigen Zustand überführt.

Beide Lösungen haben ihr Für und Wider, denn durch den größeren Behälter (> 3 Tonnen) wird der Behälter nach Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) genehmigungspflichtig. Für solche Anlagen ist eine sehr detailreiche Bearbeitung des Genehmigungsverfahrens notwendig, die im Anschluss der Genehmigungsbehörde vorzulegen ist. Diese erteilt daraufhin die Genehmigung, im schlechtestem Fall, kann diese das Vorhaben auch ablehnen. Um dies zu vermeiden ist der Auftragnehmer für den Genehmigungsantrag schon ab Beginn des Projektes in Kontakt mit der Genehmigungsbehörde. Auf der technischen Seite ist nun zu prüfen welche Mengen Gas im Jahr benötigt werden und mit welcher Dauerlast von Gasverbrauchern zu rechnen ist. Großbehälter werden nur nach Bestellung gefertigt, so dass jede Größe theoretisch möglich ist. In der nachfolgenden Auflistung wird aufgrund der geltenden 12. BImSchV nicht auf Behälter > 50 Tonnen eingegangen, da hierzu noch einiges an Sachverhalten zu berücksichtigen wäre. Gängige Behältergrößen sind jedoch mit Annahme der Dichte bei 15°C:

Nennfüllgewicht (t)Füllmenge (ltr)Durchmesser (m)Länge (m)
5,611.0001,66,5
12,524.5602,08,5
21,842.8302,510
28,856.5802,513,4
40,779.9002,519,9

Zu den jeweiligen Behältergrößen gibt es ermittelte Entnahmeleistungen. Entnahmeleistungen eines Behälters grundieren auf bestimmten Voraussetzungen: Füllgrad Behälter, Umgebungstemperatur während Entnahme, Gegendruck und vor allem die Lagerungsart.

Bei Großbehältern gilt durch das technische Regelwerk, dass diese im Erdreich zu lagern sind. Somit gilt hier die Tabelle für erdreichabgedeckte Behälter (sog. Hünengrab). Diese Lagerungsart kommt in der Branche für die Lagerung von Großbehältern häufig vor.

unterirdischer Flüssiggastank

Beispiel erdreichabgedeckte Lagerung (Hünengrablagerung, Quelle Propan Rheingas)

Die Entnahme des Flüssiggases

Anhand der Abnahmeleistung wird nun der passende Behälter ermittelt. Es ist aber hierbei sehr wichtig die zeitlichen Abhänge von Entnahmeleistungen der angeschlossenen Verbraucher von 2h kurzzeitige bis 128h Dauerentnahme zu berücksichtigen. Werden die Anforderungen bei der Wahl des Lagerbehälters berücksichtigt, kann die Verfügbarkeit der Anlage dauerhaft gewährleistet werden. Die baulichen Gegebenheiten, der Transport zur Baustelle, die notwendigen Krane für die Einlagerung der Behälter sowie Überlegungen zur Redundanz und den Wartungsarbeiten setzen weitere zu berücksichtigende Rahmenbedingungen.

Ein Verdampfer kann in jedem Fall, ob Klein- oder Großbehälter, mit dem Lagerbehälter zusammen die höheren Entnahmeleistungen bieten. Hierbei kommt in der Regel bei Entnahmeleistungen von bis 15 - 170 kg/h ein Trockenverdampfer zum Einsatz. Diese Verdampfer werden elektrisch betrieben. Höhere Entnahmeleistungen können durch Warmwasserverdampfer oder auch durch Parallelschaltungen von Trockenverdampfern erreicht werden. Soll beispielsweise  ein Trockenverdampfer zum Einsatz kommen, ist zu bedenken, dass dieser zur Bereitstellung der erforderlichen Gasmenge von 15 kg/h eine elektrische Anschlussleistung von 4,4 kW, 230V und bei 170 kg/h 24 kW, 400V benötigt. (Quelle FAS Flüssiggas-Anlagen). Somit können je nach Größe mit einem Trockenverdampfer 200 – 2000 kW thermische Leistungen bedient werden.

Behältergröße in TonnenKurzzeitige Entnahme (2h)Periodische Entnahme (8h)Dauerentnahme (128h)
1,215,556,072,87
2,127,0510,444,84
2,937,5414,496,72
5,666,3723,589,44
10118,140,7315,31
25,5288,594,1631,00
34,6382,5121,236,70
43475,4150,445,33

Tab. Entnahmeleistung von erdreichabdeckten Behältern

Quelle: “Flüssiggas Anlagen – Entwurf, Planung und Optimierung“ Jens Mischer, Thomas Juch, Klaus Kurth

entnahme_flüssiggas_gasphase
Entnahme_flüssiggas_flüssigphase

Behördliche Vorgaben

Generell sind Flüssiggasbehälter, die weniger als 3 Tonnen Füllmenge haben, mittlerweile in jedem Bundesland genehmigungsfrei (Musterbauordnung, §61 Verfahrensfreie Bauvorhaben). Soll der Flüssiggasbehälter in einem festgesetzten Überschwemmungsgebiet (Wasserhaushaltsgesetz, §78 „Besondere Schutzvorschriften für festgesetzte Überschwemmungsgebiete“) errichtet werden, so kann dies entweder untersagt, aber auch genehmigt werden, wenn der Hochwasserschutz nicht nachteilig beeinflusst wird. Dies ist durch technische Lösungen umsetzbar.

Bei einem Fassungsvermögen von einem oder mehreren Behältern, die in Summe mehr als 3 Tonnen bevorraten, muss ein Antrag auf Genehmigung im Zuge des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) gestellt werden.

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Verordnungen

Neben der Genehmigung für Großbehälter hat der Betreiber laut Betriebssicherheits- und Gefahrstoffverordnung eine Gefährdungsbeurteilung für die Flüssiggaslager­anlage zu verfassen. Diese enthält potenzielle Gefährdungen (tätigkeits-, gefahrstoff- und anlagenbezogene), sowie die Bewertung und Analyse derer. Weiterhin werden hierin die Prüffristen für die entsprechende Anlage festgelegt.

Des Weiteren muss der Betreiber ein Explosionsschutzdokument verfassen. Hierzu werden mögliche Explosionsgefährdungen untersucht und bewertet, um im Anschluss Vorkehrungen zu treffen, die dem Ziel des Explosionsschutzes untergeordnet sind. Ein großer Bestandteil dieses Dokumentes ist der Ex-Zonen Plan. Dieser Plan zeigt die Zonen an, in denen sich explosionsfähige Atmosphären bilden können.

Dokumentation

Ein weiteres wichtiges Element ist die Anlagendokumentation. Sie beinhaltet die Informationen über die verbauten Komponenten, die Ausführung der Anlage und die Betriebsweise. Sie ist die Grundlage für die relevanten Prüfungen.

Einzuhaltende Abstände

Im Vergleich von gewerblich genutzten zu privat genutzten Flüssiggasbehältern gibt es einen Unterschied bezüglich der einzuhaltenden Abständen zu Kanälen, Schächten, Öffnungen. Während bei Privatkunden ein Abstand von drei Metern rund um den Domschacht zu offenen Kanälen, offene Schächte, Öffnungen zu  tieferliegenden Räumen und Luftansaugöffnungen eingehalten werden muss, beträgt dieser Abstand bei gewerblich genutzten Behältern fünf Meter.

Rund um die Oberkante des Domschachtdeckels des Behälters dürfen sich in einer Höhe von einem Meter und einem Radius von drei Metern um die Außenkante des Domschachtes keine Zündquellen befinden. Brandlasten wie z.B. Holz dürfen sich nicht in der direkten Umgebung des Flüssiggasbehälters befinden. Zur Einhaltung des Brandschutzes ist ein Schutzabstand definiert. Für erdgedeckte Behälter < 3 t gilt ein Schutzabstand von 3m, für erdgeckte Behälter > 3 t gilt ein Schutzabstand von 5m zu Brandlasten.

Wiederkehrende Prüfungen gemäß Betriebssicherheitsverordnung

Für Flüssiggasanlagen im gewerblichen Betrieb stehen gemäß der in der Gefährdungsbeurteilung ermittelten Prüffristen wiederkehrende Prüfungen an. Alle 2 Jahre werden die Äußere Prüfung des Flüssiggasbehälters durchgeführt, mindestens alle 4 Jahre werden Rohrleitungen, Armaturen und Gasverbrauchsgeräte durch die zur Prüfung befähigte Person überprüft. Die innere Prüfung des Flüssiggasbehälters sowie die Anlagenprüfung wird alle zehn Jahre durch eine ZÜS (zugelassene Überwachungsstelle wie z.B. TÜV) durchgeführt. Je nach Ausführung der Flüssiggasanlage müssen explosionsgeschützte Geräte durch eine zur Prüfung befähigte Person alle 3 Jahre durchgeführt werden. Die Prüfung Explosionssicherheit der Flüssiggasanlage wird alle 6 Jahre durch eine ZÜS oder einer zur Prüfung befähigte Person durchgeführt.

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