Physikalische und technische Daten von Flüssiggasen

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Physikalische Daten

Physikalische und technische Daten


Physikalische Daten Einheiten Propan Butan
Chemisches Zeichen C3H8 C4H10
Molmasse g/mol 44,1 58,12
Siedepunkt °C -42,1 -0,5
Schmelzpunkt °C -187,7 -138,8
Dichte der flüssigen Phase (15°C) kg/dm³ 0,506 0,578
Dichte des Gases(1 bar, 0°C) kg/Nm³ 2,011 2,708
Volumen von 1 kg Flüssiggas dm³ 1,88 1,68
Volumen von 1 kg Gas (1 bar, 0°C) 0,508 0,373
Unterer Heizwert Hu(0°C, 1 bar) kWh/kg 12,87 12,72
MJ/kg 46,33 45,72
kWh/m³ 25,9 34,3
MJ/m³ 93 124
Dichteverhältnis zu Luft Luft = 1 1,562 2,091
Zündgrenzen (Explosionsgrenze)
Anteil Gas in Luft
Vol % 2 - 9,5 1,5 - 8,5
Verdampfungswärme Cp
beim Siedepunkt
kWh/kg 0,118 0,107
kJ/kg 425 385
Spezifische Wärmekapazität C
25°C, 1 bar
Wh/(kg*K) 0,464 0,481
kJ/(kg*K) 1,67 1,734
Spezifische Wärmekapazität C
flüssig 0°C
kJ/(kg*K) 2,43 2,26
Individuelle Gaskonstante R J/(kg*K) 189 143
Zündtemperatur °C 470 365
Zündtemperatur mit Luft °C 510 430
Isentropenexopnent 1,19
Dyn. Viskosität (25°C, flüssig) mPas*s 0,102
Dyn. Viskosität (25°C, 1 bar) Ns/m2 8,3*10-6 7,51*10-6
Flammgeschwindigkeit cm/sec 47,2
Luftbedarf für Verbrennung Nm³/Nm³ 23,9 32
Nm³/kg 12,1 12





Sind Gase giftig?
Propan oder Butan sind nur schwach giftig und wirken leicht narkotisch wie alle Alkane. Da sie schwerer als Luft sind, sammeln sie sich bei Leckagen in Gruben oder Kellern an und verdrängen die Luft. Hält man sich in einem solchen Bereich auf, besteht Erstickungsgefahr. Das gleicher passiert übrigens auch bei Kohlendioxid.
Die beiden Gase sind auch geruchlos. Damit man Leckagen erkennt, werden den Gasen Geruchsstoffe zugesetzt.

Dampfdruckkurve von Propan


Die Werte der Dampfdrucklinie entsprechen dem Druck in der Flasche.

Dampfdruck Propan Butan.jpg

Da in den Flaschen ein Propan/Butangemisch ist, weichen die wirklichen Daten etwas ab.

Zusammensetzung der verschiedenen Gase

Zusammensetzung von Heizgas - Propangas nach DIN 51622

Die Zusammensetzung des Flüssiggases Propan ist in der DIN 51622 geregelt. Es sind 95% Propan und Propylen, Rest Äthan und Butan. Da es in erster Linie zum Heizen und Kochen Verwendung findet, wird auch als Brenngas bezeichnet.

Zusammensetzung von Treibgas - Autogas nach DIN EN 589

Das Flüssiggas für den Verbrennungsmotor wird als Treibgas bezeichnet. Die Zusammensetzung ist in der DIN EN 589 geregelt.
Hier ist das Mischungsverhältnis von Propan zu Butan allerdings nicht genau festgelegt. Die DIN EN 589 sagt, dass das Gas bei unterschiedlichen Temperaturen den gleichen Dampfdruck von mindestens 1,5 bar haben muss.
Daraus ergeben sich Mischungsverhältnisse die zwischen Sommer 40:60 (Propan/Butan) und Winter 60:40 betragen können.
Es wird auch als Autogas oder LPG Gas bezeichnet.

CNG, Erdgas

Ich möchte noch den zweiten gasförmigen Kraftstoff, das CNG aufführen. CNG ist Erdgas bzw. Methangas.

Gasevergleich

LPG (Flüssiggas, Autogas) CNG (Erdgas)

LPG heißt Liquefied Petroleum Gas.

CNG heißt Compressed Natural Gas.

Autogas ist ein Gemisch aus Propan und Butan.

Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (CH4).

Autogas wird bei geringem Druck (10 bar) flüssig und liegt im Tank flüssig vor.

Erdgas wird unter hohem Druck (200-240 bar) gasförmig im Tank gespeichert.


Flaschendaten für Propanflaschen


Flaschentyp 11 kg 5 kg
Flaschengröße 27,2 l 11,8 l
Füllgewicht Netto 11 kg 5 kg
Gasinhalt (max. 80% vom Flaschenvolumen) 21 l 9,5 l
Freiwerdende Gasmenge 6,05 m³ 2,75 m³
Energieinhalt 141 kWh 64 kWh
Leergewicht Tara (Stahl) 13,1 kg 6,6 kg
Leergewicht Tara (Alu) 5,4 kg
Außendurchmesser 300 mm 229 mm
Gesamthöhe (Länge) 600 mm 505 mm
Berstdruck 30 bar 30 bar

Die genauen Daten sind auf jeder Flasche in den Handgriff eingeprägt

Aluflasche
Aluflasche 01.jpg
Stahlflasche
Stahlflasche web.jpg


Sicherheitsventil

Bei deutschen Propan/Butanflaschen ist das Entnahmeventil mit einem Sicherheitsventil ausgestattet. Es ist an der eingepressten, roten Plastikscheibe und teilweise an der Einprägung „SV“ erkennbar.
Der Ansprechdruck liegt bei 30 bar mit einer zulässigen Toleranz von +/- 5 bar.
Nach absinken des Druckes in der Flasche schließt das Sicherheitsventil wieder selbständig.
Damit wird das Bersten einer Flüssiggasflasche bei sehr hohen Temperaturen, z. B. im Brandfall verhindert.

Sicherheitsventil web.jpg



Füllgewicht und Bestimmung des Inhalts
Gasflaschen sind nie ganz gefüllt, damit sich das Gas bei einem Temperaturan­stieg ausdehnen kann und die Behälter nicht bersten. Der Inhalt einer Flasche kann nur nach Gewicht festgestellt wer­den, nicht aber durch Druckmessung mit einem Manometer.

Preisvergleiche

Preisvergleich zwischen Propangas aus der Flasche und einem Gasanschluss auf einem Campingplatz.
Auf Campingplätzen gibt es direkte Gasanschlüsse. Was kostet dieses Gas gegen­über dem Gas aus der Flasche?
Gas aus der Flasche
11 kg flüssiges Propan ergeben 5,6 m³ gasförmiges Propan. Bei 10 € pro Flasche kostet 1 m³ gasförmiges Propan 1,8 €.
Gasanschluss Campingplatz
Gaspreis 4 – 5 €/m³
Flaschengas kostet 1,8 €/m³. Gas vom Festanschluss kostet 4-5 €/m³.
Propan und elektrischer Strom

  • 1 Kg Propan hat eine Energie von 12,9 kWh
  • 1 kg Propan kosten 0,91 € bei 10 € pro 11 kg Flasche.
  • 1 kWh Propan kostet somit 0,071 €.



Der Kostenvergleich Gas-Strom ist schwieriger als bei Gas-Gas, weil hier Wirkungs­gradverluste vorhanden sind. Die Energiekosten bei Verwendung von Gas sind je­denfalls geringer als bei Strom.
Die Entscheidung ob auf einem CP Stromanschluss benutzt wird oder nicht, hängt bekanntlich nicht nur von den Kosten ab.
Wer über Winter sein WoMo durchheizt, heizt mit Gas wesentlich günstiger. Auch wenn die Heizung zum Betrieb ca. 1,4 A Strom verbraucht.

Gasverbrauch

Gasgeräte und Gasverbräuche
Gelegentlich wird im Forum nach der Betriebsdauer einer Gasflasche gefragt. Bei der folgenden Betrachtung gehe ich von meinen Geräten und Nutzungszeiten aus.

Gerät Gasverbrauch
Kühlschrank 100 l 270 g/d
3 Flammenherd 395 g/h
Truma Heizung + Boiler 170 – 490 g/h
Gasgrill 2 flammig 315 g/h



Beispielrechnung für täglichen Gasverbrauch ohne Heizungsbetrieb

Geräte Betriebszeit Verbrauch
Kühlschrank 24 h/d 270 g
Herd: 3 Brennstellen 1h/d 400 g
Boiler 36 l (3 Füllungen) 138 g
Gasgrill 2 flammig 2h/Woche 90 g
Tagesverbrauch 898 g



Eine Gasflasche mit 11 kg reicht in diesem Fall für (11kg/0,898kg/d =) 12,2 Tage.
Im Winter mit Heizungsbetrieb ist der bestimmende Gasverbraucher die Heizung. Eine 11 kg Flasche reicht dann ca. 3 Tage.

Gasentnahme
Bei der Gasentnahme verdampft in der Flasche neues Gas aus der Flüssigkeit. Die zur Verdampfung benötigte Wärme wird zunächst der Flüssigkeit selbst entzogen, die Flüssigkeit kühlt unter die Außentemperatur ab und nimmt Wärme aus der Umgebung auf. Deshalb soll man eine Flüssiggasflasche auch nicht isolieren.
Um dies zu verdeutlichen ein Beispiel.
Eine Gasflasche mit 11 kg Propan wird ideal isoliert. Die Flasche nimmt also keine Wärme aus der Umgebung auf. Die Temperatur in der Flasche beträgt 0°C.
Nach einer Entnahme von 2 kg Propan ist die Temperatur um 42°C abgesunken.
Bei dieser Temperatur verdampft kein Propan mehr.

Umrechnungen


- kWh kcal kJ
kWh 1 860 3600
kcal 0,001163 1 4,1868
kJ 0,000278 0,2388 1



| Eine gute Erklärung zu den Physikalisch-technischen Eigenschaften
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Zusammengestellt von Wolfgang Geiger

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