Učinkovitost tehničnih naprav na gorivo

Tehnične specifikacije proizvajalcev naprav, ki uporabljajo kondenzacijsko tehnologijo, pogosto navajajo, da učinkovitost delovanja presega 100%. Vendar to ne pomeni, da kondenzacijska tehnologija omogoča večji izkoristek energije kot je shranjena v gorivu.

Učinkovitost posamezne tehnične naprave je razmerje med količino uporabne energije (npr. ogrevalna toplota) in celotne toplote, ki je na voljo v tehnični napravi (npr. gorivo). Učinkovitost delovanja nad 100 % bi pomenila, da je količina proizvedene toplote večja od skupne količine vnesene toplote, kar pa je v praksi nemogoče. Vendar je teoretična učinkovitost tehničnih kurilnih naprav nad 100 % vseeno mogoča in se pridobi na podlagi posebne enačbe. Da bi razumeli zakaj, moramo razumeti, kako tehnične naprave na gorivo delujejo oz. kako so delovale v preteklosti.

Za spreminjanje standardiziranega izračuna sta potrebna usklajevanje med univerzami in industrijo ter sprememba standardov na svetovni ravni. Zato lahko ta postopek traja zelo dolgo. A to ne predstavlja težave in vam ni treba skrbeti, saj vsi proizvajalci uporabljajo enake enačbe, zato primerjava različnih proizvajalcev oz. ponudnikov opreme ni problem!

Izračun delovne učinkovitosti same tehnične naprave je dokaj zapleten. Za lažje razumevanje predstavljamo poenostavljen izračun.

Uporabna toplota pri zgorevanju goriva

Vsa goriva vsebujejo določeno količino energije, ki jo imenujemo »zgorevalna toplota«. Za delovanje tehnične naprave (npr. plinskega kotla) sta potrebna gorivo (npr. zemeljski plin) in zrak. Med zgorevanjem gorivo reagira s kisikom v zraku (oksidacija) in spremeni svojo kemično sestavo. Rezultat procesa zgorevanja goriva je sproščanje toplote v dveh procesih. To sta:

• sproščanje toplote – ta (večji) del toplote se imenuje »senzibilna toplota« ali »kurilna vrednost«
• ustvarjanje dimnih plinov – ta (manjši) del toplote se imenuje »latentna toplota« ali »toplota kondenzacije«

Cilj vsake tehnične naprave je izkoristiti čim večji delež v gorivu shranjene toplote. Cilj nas kot uporabnikov je, da ta izkoristek poznamo. V primeru toplotnega izkoristka je uporabna toplota tista toplota, ki ostane, ko od zgorevalne toplote odvzamemo toploto, ki je ne moremo izkoristiti (izgube).

Različna izhodišča za izračun

Izhodišče za veljavni standardizirani izračun učinkovitosti delovanja plinskega kotla oz. uporabne toplote je kurilna vrednost.

Razlog, zakaj se toplota kondenzacije oz. del energije, shranjene v vodni pari dimnih plinov, ni uporabljala že pred desetletij, je preprost: pri kondenzaciji se sproščajo agresivne korozivne kisline, ki (lahko) poškodujejo tehnično opremo. Zato je bil tehnični cilj preprečiti nastajanje kondenzata z ustvarjanjem visokih temperatur v napravah.

Zaradi tega so standardni in nizkotemperaturni kotli dejansko lahko uporabili le del energije, ki se je sprostil med zgorevanjem goriva (tj. kurilna vrednost – KV). Toplota kondenzacije (TK) pa se je neporabljena odvajala skozi dimnik in prispevala k dodatnim negativnim okoljskim vplivom. Zato kot osnovo za izračun učinkovitosti delovanja tehničnih naprav na gorivo (še vedno) uporabljamo samo kurilno vrednost.

Razvojem novih, na korozijo odpornih materialov je omogočil razvoj kondenzacijske tehnologije oz. tehničnih naprav, ki lahko uporabljajo toploto, shranjeno v kondenzatu. To pomeni, da moramo pri izračunu učinkovitosti kondenzacijske tehnične naprave na gorivo kot osnovo za izračun uporabiti zgorevalno toploto (kurilna vrednost plus toplota kondenzacije).

Primer izračuna za sodobne kotle na zemeljski plin

Razmerje med uporabno in izgubljeno toploto je odvisno od vrste goriva in tudi od obratovalne temperature ogrevalnega sistema. Izkoristek delovanja sodobnih kotlov na zemeljski plin z nizko temperaturo dvižnega oz. povratnega voda (75/60 °C) je približno 94% za nizkotemperaturne plinske kotle (NTK) in okoli 104% za kondenzacijske plinske kotle. Z znižanjem obratovalne temperature se učinkovitost delovanja kondenzacijskega plinskega kotla poveča (pribl. na 109%).

Ugotovitev

Stopnjo učinkovitosti kondenzacijske tehnične naprave na gorivo nad 100 % dobimo, če za izhodišče izračuna uporabimo samo kurilno vrednost goriva. Uvajanje kondenzacijske tehnologije nam omogoča tudi izkoriščanje toplote kondenzacije, ki je prej ostajala neizkoriščena in škodila okolju. Zato moramo v prihodnosti spremeniti tudi enačbo za izračun učinkovitosti delovanja tehničnih naprav na gorivo. To ne predstavlja težave in vam ni treba skrbeti, saj vsi proizvajalci uporabljajo enake enačbe, zato primerjava različnih proizvajalcev oz. ponudnikov opreme ni problematična.

Mogoče te še zanima