Unfälle vermeiden!

Eigenschaften von Flüssiggas

Flüssiggasgeräte und -flaschen haben auf Baustellen und in Werkstätten die Benzinlötlampen und Acetylenentwickler verdrängt. Die einfache Handhabung und die schnelle Verfügbarkeit dieser Energie haben die Produktivität im Kälteanlagenbauerhandwerk erhöht. Wer flott und sicher arbeiten will, sollte einige chemische und physikalische Eigenschaften von Flüssiggas kennen.

Flüssiggas ist ein Produkt der Erdölverarbeitung und teilweise auch der Erdgasgewinnung. Seinen Siegeszug begann es nach dem Zweiten Weltkrieg, als im Zusammenhang mit der zunehmenden Motorisierung in steigendem Umfang Erdöl zu Benzin verarbeitet wurde und immer mehr Flüssiggas als Nebenprodukt in den Raffinerien anfiel.

Als Flüssiggase werden Kohlenwasserstoffe mit drei und vier Kohlenstoffatomen bezeichnet. Die bekanntesten sind Propan und Butan. Es gibt noch ein paar andere, aber die spielen mengenmäßig keine Rolle. Der Name Flüssiggas kommt daher, dass Propan und Butan bei „normaler“ Raumtemperatur gasförmig sind, aber bei verhältnismäßig geringem Druck flüssig werden. Als Flüssigkeiten nehmen sie nur 1/260 des gasförmigen Raums ein und lassen sich bequem in Stahlflaschen und Tanks transportieren und lagern.


Etwas Physik | Für den Handwerker sind die physikalischen Eigenschaften von Flüssiggas wichtiger als der chemische Kram, da sie bestimmte Sicherheitsvorkehrungen notwendig machen. Aus der Tabelle „Physikalische Eigenschaften“ und der Dampfdruckkurve geht hervor, dass Propan bei -42 °C und Butan bei 0,5 °C sieden. Unterhalb dieser Temperaturen werden Flaschen und Gasbehälter drucklos. Aus der Gasflasche kommt unterhalb des Siedepunktes kein Gas mehr heraus. Wenn man das „Gas“ ausgießt, läuft es als Flüssigkeit heraus, die wie Wassertropfen auf der heißen Herdplatte umherhüpfen und sehr schnell „verdampfen“.

Deshalb wird in Mittel- und Osteuropa Propan als Flüssiggas für Haushalt und Gewerbe angeboten. In südlichen Ländern wird allgemein Butan als Flüssiggas verwendet. Die kleinen Gaskartuschen für Campingzwecke sind mit Butan gefüllt.

Auch die Dampfdruckkurven von Propan und Butan sollte man sich genauer anschauen. Oberhalb des Siedepunktes steigt der Druck schnell an. Bei 0 °C steht Propan bereits unter einem Druck von knapp 5 bar. Bei Butan steigt der Druck in der flüssigen Phase um 7 bar pro Grad Temperaturerhöhung und in der gasförmigen Phase um 0,3 bar/°C. In der Praxis sieht die Sache etwas anders aus, da in der Flasche (fast) immer Gas und Flüssigkeit gleichzeitig vorhanden sind. Der Druck in Flaschen hängt vom Gas und der Temperatur ab.

Eine der wichtigsten Angaben in der Tabelle „Physikalische Eigenschaften“ ist das Dichteverhältnis, auch relative Dichte genannt. Der Zahlenwert sagt aus, um wie viel ein Gas leichter oder schwerer als Luft ist. Man sage nicht, Luft wiegt nichts. 1000 l Luft, gleich 1 m³ wiegen 1,293 kg. Das entspricht einer Dichte von 1,293 g/dm3. Wenn man sagt, Luft wiegt praktisch nichts, so meint man damit, dass man das Gewicht der Luft im Vergleich zur „Verpackung“ vernachlässigen kann. Der Begriff „relative Dichte“ wurde eingeführt, um nicht umständlich mit der Dichte von Luft und Gasen rechnen zu müssen. Die relative Dichte von Luft beträgt 1. Mit dem Dichteverhältnis kann man sofort erkennen, ob ein Gas leichter oder schwerer als Luft ist, ob es in einem Raum zur Decke aufsteigt oder sich am Boden sammelt.

In gasförmigem Zustand ist Flüssiggas etwa doppelt so schwer wie Luft. Es sammelt sich unter gleichzeitiger Luftverdrängung in vorhandenen Vertiefungen (Gruben, Kellern usw.) an und bildet in Bodennähe richtige „Seen“. Deshalb dürfen Gasflaschen nicht in Kellern (Fachausdruck „Räume unter Erdgleiche“) gelagert werden. Das gilt natürlich auch für das Abfüllen von Gas in die 0,425 kg-Flaschen, bei dem ziemlich viel Gas ausströmt.

Die Dichte, früher auch spezifisches Gewicht genannt, gibt an, wie viel Kilogramm ein Liter Gas oder Flüssigkeit wiegt. Als Flüssigkeit ist Flüssiggas etwa nur halb so schwer wie Wasser. Es schwimmt also oben auf dem Wasser, sofern es nicht sofort verdampft. Der Zahlenwert für die Dichte sagt aus, dass Propan fast doppelt so schwer wie Luft ist, und Butan mehr als 2,5-mal so viel wie Luft wiegt. Das spezifische Volumen ist die Umkehrung der Dichte und gibt an, wie viel Raum (in Litern) 1 kg Gas oder Flüssigkeit beansprucht. In der Tabelle wird nur das spezifische Volumen von flüssigem Propan und Butan angegeben. Es reicht zu wissen, dass 1 kg Flüssiggas in flüssiger Form etwa den Rauminhalt von 2 l hat.

Die Tatsache, dass Flüssiggas schwerer als Luft ist, hat zu vielen Sicherheitsmaßnahmen geführt. In Deutschland und Österreich gelten die „Technischen Regeln Flüssiggas“, abgekürzt TRF.

Damit sich ein Gas-Luftgemisch entzünden kann, müssen Gas und Luft in einem bestimmten Verhältnis stehen. Das sind die sogenannten Zündgrenzen oder Explosionsgrenzen. Ist zu wenig Gas vorhanden, entzündet sich die Gas-Luftmischung nicht, da die chemische Reaktion der Verbrennung nicht aufrecht erhalten werden kann. Das ist die untere Explosionsgrenze. Oberhalb der oberen Explosionsgrenze ist das Gasgemisch zu „fett“ und entzündet sich in einem geschlossenen Raum oder Zylinder eines Motors nicht, weil es an Sauerstoff (Luft) fehlt. An „offener“ Luft brennt ein solches Gemisch als Flamme.

Ausgetretenes Gas ist immer mit einem Gas-Luftgemisch umgeben, in der sich irgendwo die Mischung innerhalb der Explosionsgrenzen befindet. Eine Gaswolke oder ein Gassee ist deshalb immer leicht entzündbar und verbrennt mit einer Verpuffung.

Die Zündgrenzen (Explosionsgrenzen) von Flüssiggas haben nur einen geringen Abstand voneinander. Ausgeströmtes Flüssiggas kann sich nur entzünden, wenn die Mischung mit Luft 1,5 bis 9,5 % Gas enthält. Diese Explosionsgrenzen sind viel enger als bei allen anderen brennbaren Gasen und Dämpfen. Die einzigen Gefahren, die einem Behälter drohen, sind ein Brand von außen oder ein auffahrendes Fahrzeug.  Aber sonst ist Flüssiggas das harmloseste aller Brenngase.

Der Heizwert bezeichnet die im Brennstoff enthaltene Energie. Flüssiggas hat den höchsten Heizwert aller gängigen Energieträger. Beim Arbeiten mit offener Flamme wie beim Löten oder Anwärmen von Dachpappe spielt der Heizwert aber keine große Rolle. Den Zahlenwert braucht man sich daher nicht zu merken.


Flaschenweise... | Gasflaschen sind die ältesten und bekanntesten Transportgefäße für Flüssiggas. Gebräuchlich sind heute die Größen mit 5, 11 und 33 kg Füllgewicht. Für Handwerker gibt es noch Kleinstflaschen mit 0,425 kg Inhalt. Nur diese Flasche kann der Verbraucher selbst füllen. Leer- und Füllgewicht stehen bei 5 bis 11 kg-Flaschen auf dem Griff und bei 33 kg-Flaschen auf der Flaschenbrust. Ob eine Flasche voll, leer oder halbvoll ist, kann man nur durch wiegen feststellen. Als Faustregel kann man sich merken, dass eine volle Flasche brutto etwa 2,5-mal so viel wiegt wie die Füllung.

Die für Flüssiggas geltenden Regeln unterscheiden zwischen großen und kleinen Flaschen nach dem Füllgewicht. Die Grenze zwischen großen und kleinen Flaschen liegt bei einem Füllgewicht von 14 kg, obwohl die­se Größe nicht im Handel ist.

Am Ventil befindet sich ein Linksgewinde zum Anschluss des Druckminderers (Druckreglers). Die Ventile und Anschlüsse von kleinen und großen Flaschen unterschieden sich in der Anordnung des Dichtrings und der Größe der Bohrung. Flaschen bis 11 kg Füllgewicht haben ein Ventil mit Dichtring im Ventilstutzen. Der Regler wird mit einer Rändelmutter von Hand angeschraubt.

Die großen 33 kg-Flaschen haben ein Flaschenventil ohne Dichtring. Dieser sitzt dafür in der Überwurfmutter des Druckminderers. Die Überwurfmutter hat ein Linksgewinde, das an der Rille im Sechskant zu erkennen ist. Sie wird mit einem Schraubenschlüssel angezogen.

Für kleine Flaschen gelten andere Sicherheitsvorschriften als für große. Bei kleinen Flaschen sind die Vorschriften etwas lockerer. Allgemein kann man sich merken, dass Gasflaschen, auch leere, nur stehend aufbewahrt werden dürfen. Das gilt sowohl für die Lagerung wie für die Gasentnahme. Bei liegender oder schräg stehender Flasche würde flüssiges Gas in den Druckminderer gelangen und ihn beschädigen. Bei Autogas (Gabelstapler) ist das möglich, da hier andere technische Bedingungen vorliegen.

Zur Lagerung der Flaschen – egal ob voll oder leer – müssen die Ventile durch Ventilschutzmuttern und -kappen gesichert sein. Leere Flaschen müssen mit Ventilschutzmuttern und -kappen wieder zum Füllen gebracht werden. Wenn Muttern und Kappen fehlen, berechnet sie der Lieferant.


Gasflaschen dürfen nicht aufgestellt werden in:

n Räumen unter Erdgleiche (Kellern),

n Treppenräumen,

n Durchgängen und Durchfahrten,

n Garagen.


Diese Sicherheitsmaßnahmen ergeben sich aus der physikalischen Eigenschaft, dass Flüssiggas schwerer als Luft ist. Zweitens dürfen Gasflaschen nicht durch ein auffahrendes Fahrzeug beschädigt oder umgeworfen werden. Als „Räume unter Erdgleiche“ gelten Kellerräume und allgemein Räume, deren Fußboden überall 1m unter der Geländeoberfläche liegt. Bei Hanglagen gilt ein Raum als „unter Erdgleiche“, wenn eine Seite mehr als 1 m unter der Geländeoberfläche liegt und keine Tür hat, die direkt ins Freie führt. Auch auf Baustellen ist bei solchen Räumen Vorsicht angebracht, vor allem, wenn die Fensterscheiben schon eingesetzt sind. Als „Räume unter Erdgleiche“ können auch Baugruben und Schiffrümpfe angesehen werden (Freizeitkapitäne aufgepasst!).

In einer Wohnung dürfen höchstens zwei Gasflaschen, egal ob volle oder leere, aufbewahrt werden. In einem Wohnraum darf nur eine Flasche aufgestellt werden. In Schlafzimmern haben Gasflaschen überhaupt nicht zu stehen. Wichtig ist, dass sie gegen Erwärmung von Herden oder Öfen geschützt werden. Das gilt auch für kombinierte Gas/Kohleherde und auch im Bauwagen.

Für große Flaschen gelten strengere Sicherheitsvorschriften. Sie brauchen einen Schutzbereich, dessen Größe sich nach der Zahl der Flaschen richtet. Den Schutzbereich kann man sich als Kegel vorstellen, dessen Spitze 0,5 bis 1 m über dem Ventil liegt, und dessen Grundfläche einen Kreis mit Radius 1 bis 3 m um die Flaschen beschreibt. Im Schutzbereich dürfen keine brennbaren Stoffe gelagert werden, und elektrische Anlagen müssen explosionsgeschützt ausgeführt sein. Der Schutzbereich kann an zwei Seiten durch Wände oder Mauern verkleinert werden. Dass sich im Schutzbereich keine Zündquellen (Holz, Kartonagen) befinden dürfen, ist wohl selbstverständlich. Ebenso wichtig ist auch, dass keine Kelleröffnungen, Luft-, Lichtschächte und Kanaleinläufe vorhanden sind, in die ausströmendes Gas eindringen kann.

Werden Flaschen im Freien aufgestellt, müssen sie vor dem Zugriff Unbefugter gesichert sein. Dazu eignen sich Gitter, Maschendrahtzäune oder am besten Metallschränke. Die Türen haben oben und unten Luftschlitze, damit ausströmendes Gas im Notfall entweichen kann. Außerdem steht ein Schild darauf: Flüssiggasanlage – Feuer und Rauchen verboten!

Zum Verdunsten einer Flüssigkeit ist Wärme nötig. Sie wird der Umgebung entnommen. Ein Tropfen Wasser, Benzin oder Lösungsmittel fühlt sich auf der Haut kalt an, weil die Verdampfungswärme dem Körper entnommen wird. Ähnlich ist es auch bei Gasflaschen. Die Verdampfungswärme, die zum Verdampfen des Flüssiggases nötig ist, wird durch die Oberfläche der Flasche der Umgebung entnommen. Die „natürliche Verdampfungsrate“ sagt, wie viel Gas ein Flüssiggasbehälter bei welcher Temperatur liefert. Sie hängt von der Art des Gases – siehe Dampfdruckkurven von Propan oder Butan – und der Größe der Flasche ab. Bei starker Gasentnahme kann man beobachten, wie sich durch die Abkühlung der Flasche und umgebenden Luftschicht Wassertröpfchen (Tau) oder Reif auf den Flaschen bildet.

Die Verdampfungsleistung (Entnahmeleistung) ist die Gasmenge, die sich aus einer Flasche pro Zeiteinheit entnehmen lässt. Sie hängt hauptsächlich von der Temperatur ab und ist im Sommer größer als im Winter. Die Entnahmeleistung hängt aber auch von der Art der Entnahme ab. Bei kurzzeitiger Entnahme lässt sich mehr Gas entnehmen als bei dauernder Entnahme, weil die Flasche sich zwischendurch wieder erwärmen kann. Schwierig wird es, wenn der Gasverbrauch des Brenners über der Entnahmeleistung der Flasche liegt. In diesem Fall  können zwei bis sechs Flaschen zu einer Batterie zusammengefasst werden. Ein Regler reicht dann für alle Flaschen.

Flüssiggas ist schwerer als Luft, und der Druck in der Flasche hängt im wesentlichen von der Temperatur ab. Wer diese zwei physikalischen Eigenschaften kennt, kann sicher mit Flüssiggas umgehen.

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