В чём разница между теплотворной способностью и теплотой сгорания?

Теплота сгорания — это полная энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, включая теплоту, выделяемую при конденсации водяного пара из отходящих газов. Теплотворная способность — это та же энергия за вычетом теплоты конденсации пара — предполагается, что пар выходит из котла неконденсированным. Следовательно, теплота сгорания всегда выше теплотворной способности. В более старых источниках они обозначались как верхняя и нижняя теплотворные способности соответственно.

Суммируя

Разница заключается в теплоте конденсации водяного пара, образующегося в процессе сгорания (и испаряющегося из влаги топлива).
Теплота сгорания (верхняя теплотворная способность, GCV, HHV) > чистая теплотворная способность (нижняя теплотворная способность, NCV, LHV).
Масштаб: для твердого и жидкого топлива разница обычно составляет около 5–6%, для природного газа — около 10%.
На практике: конденсационный котел рекуперирует часть тепла конденсации, поэтому его КПД, рассчитанный по теплотворной способности, может превышать 100%.

Содержание показать

Теплота сгорания – определение

Теплота сгорания — это количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы массы (или объема) топлива, когда продукты сгорания охлаждаются до своей начальной температуры, а образовавшийся водяной пар конденсируется. Обычно она выражается в МДж/кг (твердое и жидкое топливо), МДж/м³ или кВт·ч/м³ (газы).

Теплота сгорания определяется в лабораторной калориметрической бомбе . Для твердого топлива процедура описана в стандарте PN-ISO 1928 – результатом измерения является теплота сгорания при постоянном объеме, когда вся вода из продуктов сгорания находится в жидком состоянии. Только после этого рассчитывается теплотворная способность.

Определение теплотворной способности

Теплотворная способность — это количество тепла, выделяемого при полном сгорании топлива в агрегате, при условии, что водяной пар в отходящих газах не конденсируется . Это соответствует условиям работы традиционных печей и котлов: отходящие газы выходят из дымохода достаточно горячими, чтобы вода выходила из устройства в виде пара, унося с собой часть энергии.

Водяной пар в выхлопных газах образуется из двух источников: водорода, содержащегося в топливе, который сгорает, превращаясь в воду, и влаги в самом топливе. Чем больше водорода и воды в топливе, тем больше разница между теплотой сгорания и теплотворной способностью.

Теплотворная способность и теплота сгорания – сравнение.

Характерный	Теплота сгорания	Теплотворная способность
Другие имена	Верхняя теплотворная способность, GCV, HHV (Hs)	Низшая теплотворная способность, НКТС, НТТС (высокая)
Водяной пар из выхлопных газов	Сжатый — включая теплоту конденсации	Неконденсированный – теплота конденсации не учитывается.
Размер	Всегда выше	Всегда ниже
Как это определяется?	Измерение в калориметрической бомбе	Расчеты на основе теплоты сгорания, содержания водорода, содержания влаги.
Где с ней можно встретиться?	Расчет стоимости газа (перевод м³ в кВт·ч), лабораторные анализы.	Таблицы расхода топлива, сравнение видов топлива, КПД котлов
Типичная разница	Примерно 5–6% для твердого и жидкого топлива, около 10% для природного газа.

Почему конденсационный котел имеет КПД более 100%?

КПД котла традиционно выражается в теплотворной способности . Это обусловлено практикой: в прошлом принимались меры для предотвращения конденсации пара в отходящих газах, поскольку конденсат вызывал коррозию котла и дымохода. Поэтому теплота конденсации считалась невостребованной.

В конденсационном котле отработанные газы намеренно охлаждаются ниже точки росы, и часть теплоты конденсации рекуперируется. Это позволяет извлечь больше энергии, чем предсказывает теплотворная способность – отсюда и КПД «выше 100%». Это результат выбранной точки отсчета, а не нарушение законов физики: относительно теплоты сгорания КПД всегда остается ниже 100%.

Где на практике вы столкнетесь с обеими концепциями?

Счет за газ

Газовый счетчик измеряет объем, и поставщик выставляет счет за электроэнергию в кВт·ч. Пересчет производится с использованием валовой теплотворной способности (ВТС), определяемой на основе измерений состава газа в сети – проще говоря, энергия – это объем, умноженный на валовую теплотворную способность. Это указывается в счете как коэффициент пересчета, который варьируется в зависимости от качества поставляемого газа.

Выбор топлива: уголь, дрова, пеллеты.

В предложениях по топливу и сравнительных таблицах обычно указывается теплотворная способность (ТПС ), поскольку она лучше отражает количество энергии, доступной в стандартной печи. При сравнении видов топлива убедитесь, что оба показателя относятся к одному и тому же параметру и одинаковому содержанию влаги – «сухая» и «рабочая» теплотворная способность – это два разных числа.

Это особенно заметно на примере древесины . Вода в поленьях должна испариться, и энергия, затраченная на это, теряется в дымоходе. Поэтому влажная древесина имеет значительно меньшую теплотворную способность, чем высушенная, и горит хуже, способствуя накоплению сажи и смолы в дымоходе.

Как считывать параметры топлива – практические советы

Обратите внимание на обозначения: Hi, Qi, NCV, LHV или «теплотворная способность» — это нижний параметр; Hs, Qs, GCV, HHV или «теплота сгорания» — верхний.
Сравнивайте равные значения. Сравнение теплоты сгорания одного топлива с теплотворной способностью другого приведет к преувеличению преимуществ первого.
Обратите внимание на содержание влаги. Теплотворная способность древесины или угля мало что говорит без информации о содержании влаги.
Учитывайте КПД котла в контексте. КПД выше 100% в данных о котле относится к теплотворной способности – это типично для конденсационных котлов.
Подробные параметры топлива и оборудования см. в инструкции к изделию, сертификате качества топлива и руководстве производителя котла.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что больше – теплота сгорания или теплотворная способность?

Теплота сгорания. Сюда также входит теплота, выделяющаяся при конденсации водяного пара из выхлопных газов, которая не учитывается в теплотворной способности.

Является ли верхняя теплотворная способность тем же самым, что и теплота сгорания?

Да, это два названия одного и того же. Аналогично, низшая теплотворная способность — это просто калорийность.

Почему теплотворная способность важнее для обычной плиты?

В традиционной печи или котле водяной пар выходит через дымоход неконденсированным, поэтому тепло от его конденсации не попадает в дом. Теплотворная способность лучше отражает количество энергии, которое можно фактически использовать.

В чём разница между теплотой сгорания и теплотворной способностью природного газа?

Для природного газа теплота сгорания примерно на 10% выше, чем теплотворная способность, поскольку метан содержит много водорода, поэтому при сгорании образуется много водяного пара.

Как влажность влияет на теплотворную способность древесины?

Чем влажнее древесина, тем ниже её теплотворная способность, поскольку часть энергии расходуется на испарение воды. Поэтому для печи лучше всего подходят хорошо высушенные дрова.

См. также

В чём разница между горохом и эко-горохом?
В чём разница между кипением и испарением?
В чём разница между сжиженным газом и пропано-бутаном?
В чём разница между бензином E5 и E10?

Дополнительные материалы

В чём разница между куницей и лаской?
Куница отличается от ласки прежде всего размером: она примерно в два-три раза длиннее и в несколько десятков раз тяжелее, имеет длинный пушистый хвост и светлое пятно на горле, в то...
В чём разница между криминологией и судебной экспертизой?
Криминология изучает преступность как социальное явление — она задается вопросом, почему люди совершают преступления и как их предотвратить, — в то время как судебная экспертиза занимается методами выявления конкретных преступлений...
В чём разница между животной и растительной клеткой?
Растительная клетка отличается от животной клетки прежде всего тем, что имеет целлюлозную клеточную стенку, хлоропласты и большую вакуоль , чего нет у животной клетки. Вместо этого животная клетка имеет центриоли...
В чём разница между католической и протестантской Библией?
Католическая Библия отличается от протестантской Библии прежде всего содержанием Ветхого Завета: католическая Библия содержит 73 книги, а протестантская — 66, поскольку протестанты не признают богодухновенными семь книг, которые католики называют...
В чём разница между куколкой и личинкой насекомого?
Личинка — это активная стадия развития насекомого, в течение которой оно питается и растет, а куколка — это последующая стадия покоя, во время которой насекомое прекращает питаться и восстанавливает свое...
В чём разница между весом и массой?
Масса — это мера количества вещества и инерции тела, а вес — это сила, с которой гравитация притягивает это тело. Масса измеряется в килограммах и одинакова на Земле, на Луне...
В чём разница между островом и континентом?
Остров отличается от континента прежде всего размером и структурой: континент — это обширная суша, состоящая из континентальной коры и занимающая миллионы квадратных километров, тогда как остров — это меньший по...
В чём разница между процедурой и операцией?
Процедура — это любое медицинское действие, направленное на профилактику, диагностику или лечение, и хирургическое вмешательство — это лишь один из видов процедур: хирургическая операция, нарушающая целостность тканей или открывающая полости...
В чём разница между академией и университетом?
В Польше академии и университеты различаются прежде всего юридическими требованиями: название «университет» может использоваться академическим учреждением с высоким академическим статусом, охватывающим не менее шести дисциплин из трех областей, в то...
В чём разница между процессорами Intel Core i3 и i5?
Процессоры Intel Core i5 отличаются от Core i3 прежде всего большим количеством ядер и потоков, большим объемом кэш-памяти и более высокой производительностью в многопоточных задачах. Однако в одноядерном режиме оба...
В чём разница между гадюкой и змеёй?
Гадюка ничем не отличается от змеи, поскольку сама является змеей – единственной ядовитой змеей в Польше. От других домашних змей её отличает тёмная зигзагообразная линия на спине, вертикальные зрачки и...
В чём разница между экологической нишей и средой обитания?
Место обитания — это то, где организм живет, а экологическая ниша — это то, как он живет в этом месте : чем питается, когда активен, какие условия терпит и с...
В чём разница между SD-картой и картой microSD (TF)?
SD-карта отличается от microSD-карты прежде всего размером: SD-карта имеет размеры 32 x 24 x 2,1 мм, а microSD-карта — всего 15 x 11 x 1,0 мм. Однако обе работают по...
В чём разница между рэпом и хип-хопом?
Рэп отличается от хип-хопа тем, что рэп — это вокальная техника — ритмичная, рифмованная мелодичность под бит, — тогда как хип-хоп — это целая культура, одним из элементов которой является...
В чём разница между OLED и QLED?
OLED отличается от QLED способом генерации света: в OLED-экране каждый пиксель подсвечивается независимо и может быть полностью выключен, тогда как QLED — это ЖК-экран со светодиодной подсветкой и слоем квантовых...
В чём разница между деменцией и болезнью Альцгеймера?
Деменция — это общий термин для обозначения комплекса симптомов: ухудшения памяти, мышления и способности к самостоятельной жизни. Болезнь Альцгеймера — одно из заболеваний головного мозга, вызывающих деменцию, и наиболее распространенное...
В чём разница между розеткой на 16 А и розеткой на 32 А?
Розетка на 16 А отличается от розетки на 32 А по допустимому току: розетка на 32 А может выдерживать вдвое больший ток, поэтому она может питать устройство примерно вдвое большей...
В чём разница между фруктами и овощами?
Фрукт отличается от овоща тем, что с ботанической точки зрения фрукт развивается из цветка (завязи) и содержит семена, тогда как «овощ» — это не ботаническое, а кулинарное понятие: это съедобная...
В чём разница между батарейками LR20 и R20?
Батарейка LR20 отличается от батарейки R20 по химическому составу: LR20 — это щелочная батарейка, а R20 — цинково-углеродная батарейка (также известная как стандартная батарейка) — типоразмер D и напряжение 1,5...
В чём разница между беконом и свиной грудинкой?
Бекон — это определённая часть свиной туши — нижняя половина туши между лопаткой и окороком, — тогда как копчёный бекон — это копчёный продукт из свинины, который чаще всего изготавливают...