Sprawność

Dziś kolejna definicja do kolekcji. Tym razem będzie to sprawność, najważniejszy parametr dla każdego urządzenia grzewczego. Bez względu na to, czy jest to piec, kocioł, farelka, kolektor słoneczny itd.

Sprawność według definicji to stosunek mocy otrzymywanej w danym urządzeniu do mocy w to urządzenie włożonej. W przypadku urządzeń grzewczych, energia wprowadzana jest do nich pod postacią paliwa. To oczywiście w przypadku zwykłych kotłów gazowych czy olejowych. Do urządzeń grzewczych na prąd doprowadza się rzecz jasna energię elektryczną. W przypadku paliw ilość energii określa wartość opałowa.

Więc jeśli jest sobie kocioł, który spala w ciągu sekundy litr gazu ziemnego o wartości opałowej 35 MJ/m3 na sekundę, wprowadzana jest do niego w jednostce czasu energia chemiczna paliwa wynosząca 35 MJ/m3 * 0,001 m3/s = 35 kJ/s = 35 kW.
Jeśli ten kocioł w tym momencie produkuje 30 kW ciepła, jego sprawność wynosi 85,7%.
Ale jeśli ma to być kocioł kondensacyjny, może produkować na przykład 37 kW ciepła, a więc osiągać sprawność ponad 105,7%.

Dlaczego więc ta sprawność wynosi ponad 100%? Bo wartość opałowa nie uwzględnia energii, którą można uzyskać skraplając parę wodną.

Komentarze
  • Marek napisał(a):

    Witam

    Przykro czytac te herezje. Odsylam autora do szkoly sredniej i jednostek. Po pierwsze niech Pan nie co chwile nie wyraza energii w kW bo to wstyd. Energie wyraza sie w J i odpowiednio kJ lub MJ. Wat natomiat jest jednostka mocy i wyraza prace (w tym cieplna) wykonana w jednostce czasu. Sprawa druga – otoz odsylam do zasad termodynamicznych – sprawnosc w reakcjach spalania nigdy nie przekracza 100%. Co wiecej – podobnie jak w przypadku silnikow termodynamicznych niemozliwe jest przekroczenie pewnej duzo mniejszej wartowci. Reakcje te w tym reakcje spalania prosze szanownego Pana musza zachodzic w scisle okreslocych warunkach – w ukladach z definicji stratnych. Prosze zatem nim sie ktos fachowo wypowie i ociemnia jeszcze bardziej czytelnikow poczyta sobie np fizyke Pana D. Holliday’a. Niedlugo bowiem na szkoleniach wykonywanych przez „specjalistow” Pana pokroju bedziemy sluchac o przyspieszeniu wyrazanym w metrach lub drodze w luxach….o zgrozo. Pozdrawiam

  • Marek napisał(a):

    ….jak chcesz Pan odniesc to do wartosci opalowej ktora jest norma (a nie wielkoscia fizyczna) to nie posluguj sie sprawnoscia. Wartosc opalowa drogi Panie jest tylko oszacawana wartoscia a nie cala energia jaka mozna ze spalenia m3 gazu osiagnac. Dlatego tez jak odnosisz swoja wartosc enargii uzyskanej ze spalania m3 gazu w piecu do energii przewidzianej przez normy wychodza takie bzdury.

    jeszcze raz pozdrawiam

  • Marek napisał(a):

    …ale zapozyczanie w celach marketingowych definicji fizycznych (bo nie zdroworozsadkowych przeciez) jest daleko posunietym naduzyciem. Przeciez okreslenie normami ilosci energii uzyskiwanej (w sposob przyblizony i w scisle okreslonych waruknach) jest wartoscia umowna. Dlatego tez dla jasnosci sytuacji wystarczyloby napisac ze kociol daje 1,2 razy wiecej energii w tym samym czasie (przy dostarczeniu tej samej ilosci paliwa) niz przewiduje norma (przestarzala zreszta) miast nazywac to sprawnoscia. Sprawnosc chciec nie chciec wywodzi sie z fizyki i niech tam zostanie….definiowana jako wartosc zawierajaca sie miedzy 0-1 (czyli 0-100%). Z jednej zatem strony chce Pan stronic od czysto fizycznych wywodow (stojacych jakby nie patrzec u podstaw tym wszystkim uproszczeniom) z drugiej zapozycza Pan slowo klucz z tejze wlasnie. Pozdrawiam

  • Krzysztof Lis napisał(a):

    Nie ma sensu pisać o sprawności kotła nie wspominając czym jest wartość opałowa i odwrotnie. W końcu te dwa pojęcia są ze sobą bardzo blisko związane. Ponieważ sprawność procesów spalania odnosi się do energii wprowadzonej w paliwie, wyrażonej przez wartość opałową, z łatwością można w procesie spalania uzyskać sprawność przekraczającą 100%. Choćby Pan mnie nie wiem do jakich podręczników odsyłał, to się nie zmieni. Takie są skutki przyjęcia kiedyś takiej, a nie innej koncepcji. Dopóki się ona nie zmieni, dopóty można będzie z kotła wyciągnąć „więcej” niż się tam włożyło.

    Istotnie, pisanie o kW energii jest merytorycznym błędem. W Watach (a zatem i w kW) wyraża się bowiem moc, nie energię, co Pan słusznie zauważył. Pozwoliłem sobie zatem pozmieniać wszystkie

    może produkować na przykład 37 kW energii

    na

    37 kW ciepła

    . Czy taka zmiana Pana zadowoli?

    To nie strona dla fizyków, zatem bezsensowne trzymanie się naukowych konwencji nie ma tu sensu. Czasem można odejść od tej konwencji, byle nie stracić kontaktu ze zdrowym rozsądkiem…

  • Marek napisał(a):

    a adpowiadajac na …”Dopóki się ona nie zmieni, dopóty można będzie z kotła wyciągnąć “więcej” niż się tam włożyło”…jest to zupelne podwazanie zasady zachowania energii, ktora jest nadrzedna w stosunku do wszyskich poruszanych tu wywodow. Dlatego tez uwazam temat za zamkniety.

    ….odpowiadajac na pytanie „czy poczynione zmiany wystarcza” odpowiadam „nie”. Wyraza Pan tym razem cieplo w kW a jak wiemy cieplo jest stanem i wyrazac je mozna tylko i wylacznie w J. Cieplo wyrazamy ta sama jednostka co energie. Wszedzie gdzie mowi Pan o kW nalezy powiedziec, ze kociol dostarcza moc. Dlatego ze tak jak wspomnialem moc jest definiowana jako energia cieplna(czyli iloscia ciepla) emitowana w jednostce czasu. Dlatego mowienie o cieple w kW jest bledem.

  • Krzysztof Lis napisał(a):

    Sprawność pojawia się choćby w folderach reklamowych kotłów, więc pojęcie znać trzeba. A kwestia nazwania go tak czy inaczej, to już zupełnie coś innego. 🙂

  • Marek napisał(a):

    …no ja Pana prosze 🙂 … ciepło, energia, praca – wyrazamy w dżulach [J].Pan natomiast napisal ze zacytuje „..może produkować na przykład 37 kW ciepła” co jest bledem. Prosilbym nie uciekac sie do takich gier slownych. Probowalem wytlumaczyc Panu na „misiach” … ale poprawie sie: tak chodzilo mi o energie przekazywana w czasie. Nie zmienia to faktu ze jednostki dalej sa zle wpisane.

    pozdrawiam

  • Krzysztof Lis napisał(a):

    Nikt tu nie podważa zasady zachowania energii! Sprawność zdefiniowana jest jako stosunek energii na wyjściu do energii wprowadzonej do urządzenia. W przypadku kotłów energia wprowadzona w paliwie to stosunek jego masy i wartości opałowej. Odnosząc się więc do wartości opałowej można z kotła wyciągnąć „więcej” energii niż się w tej wartości opałowej do niego wprowadziło. Cudzysłów jest tu bardzo istotny!

    Co do zmiany energii na ciepło, niech Pan sobie

    30 kW ciepła

    czyta jako

    30 kW mocy w formie ciepła

    . Powinien Pan wiedzieć, że nie ma czegoś takiego jak energia cieplna, bo ciepło przecież nie jest energią! 🙂

  • Krzysztof Lis napisał(a):

    Ja wiem, że powinno tam być napisane

    może produkować na przykład ciepło w ilości 37 kW

    , ale w mojej opinii nie ma sensu tego poprawiać. Jak wspomniałem, to nie strona dla fizyków, tu zdrowy rozsądek i łatwość zrozumienia tekstu mają pierwsze miejsce. Niech więc nasza wymiana zdań w formie komentarzy będzie uściśleniem tego, co napisałem w tekście.

  • Prodigy napisał(a):

    ciepło spalania i wartość opałowa —> tu jest marketing kotłów kondensacyjnych :):):) dla bardziej dociekliwych

    • mgr inż. Krzysztof Lis napisał(a):

      Jakiż znowu marketing?

      Jeśli od zawsze sprawność kotła określano w odniesieniu do wartości opałowej, to czemu w przypadku kotłów kondensacyjnych miałoby być inaczej? Jak wtedy moglibyśmy porównać kocioł kondensacyjny ze sprawnością 98% (liczoną do ciepła spalania) do kotła tradycyjnego ze sprawnością 96% (liczoną do wartości opałowej)? To dopiero wprowadzałoby laika w błąd — bo laikowi by się wydawało, że kocioł kondensacyjny wytworzy z tej samej ilości gazu tylko o 2,1% ciepła więcej, podczas gdy różnica jest znacznie bardziej wyraźna.

Dodaj komentarz