Účinnost spalování je měřítkem toho, jak efektivně je palivo spotřebováno a přeměněno na energii. Je zásadní pro optimalizaci spotřeby paliva a snížení odpadu, což má dopad jak na provozní náklady, tak na ekologickou stopu. Vysoká účinnost spalování znamená, že na jednotku paliva vzniká více tepla, což signalizuje dobře vyladěný systém. Jak tato účinnost ovlivňuje váš každodenní život a zdraví planety? Prozkoumejte s námi.
Mary McMahon Datum poslední změny: 23. prosince 2023
Účinnost spalování je měřítkem toho, jak efektivně zařízení spotřebovává palivo. V ideálním případě by bylo naměřeno 100 %, což znamená, že palivo bylo zcela spotřebováno. V praxi je této úrovně účinnosti nemožné dosáhnout, ale je možné se jí přiblížit. Čím nižší je účinnost spalování, tím je zařízení méně účinné, takže jeho provoz je nákladný, plýtvá palivem a škodí životnímu prostředí.
Při měření účinnosti spalování se bere v úvahu několik parametrů. Jedním z nich je složení paliva za účelem určení, kolik potenciální energie je přítomno. Dalším je množství kyslíku vstupujícího do zařízení, přičemž vyšší hladiny kyslíku mají tendenci podporovat úplnější spalování. Důležitá je také teplota a složení plynů odváděných ze zařízení; některé typy spalin naznačují, že spalování není úplné, a vysoké teploty naznačují, že se teplo plýtvá tím, že je odváděno, místo aby bylo využíváno.
Jedním z klasických příkladů neefektivnosti spalování je krb na dřevo, který má často účinnost nižší než 10 %. To znamená, že krb plně nevyužívá energii ve dřevě, generuje spoustu vedlejších produktů nedokonalého spalování, jako jsou saze a škodlivé plyny, a ztrácí teplo v komíně místo vytápění místnosti. Naopak, specializované typy plynových ohřívačů mohou mít účinnost přes 90 %, pokud fungují správně.
Účinnost spalování je důležitým problémem z mnoha důvodů. Pro lidi platící za palivová zařízení, která spalují palivo na energii nebo teplo, platí, že čím efektivněji zařízení využívá palivo, tím méně stojí provoz, což je dobře. Pro lidi, kteří se zajímají o životní prostředí, je účinnější spalování prospěšné, protože snižuje znečištění; tím se také snižuje opotřebení zařízení způsobené hromaděním částic a škodlivých spalin.
V ideálním případě by účinnost spalování dosáhla stechiometrického stupně, dokonale vyvážené reakce, která spotřebuje 100 % paliva. To by vyžadovalo přísně kontrolované podmínky, které v reálném světě prostě nejsou k dispozici. Je však možné monitorovat zařízení pro stanovení jeho účinnosti během různých provozních období za účelem provádění úprav, které mohou zvýšit účinnost. Toto monitorování může být kritické na průmyslové úrovni, kdy se plýtvání palivem může stát poměrně nákladným, ale lidé mohou také těžit z monitorování účinnosti spalování ve svých domovech, protože mohou podstatně ušetřit náklady na palivo pouhým zajištěním účinnosti zařízení.
Od té doby, co před několika lety začala na stránky přispívat, přijala Mary vzrušující výzvu být výzkumnicí a spisovatelkou AllTheScience. Mary vystudovala svobodná umění na Goddard College a svůj volný čas tráví čtením, vařením a poznáváním přírody. Mary McMahon
Od té doby, co před několika lety začala na stránky přispívat, přijala Mary vzrušující výzvu být výzkumnicí a spisovatelkou AllTheScience. Mary vystudovala svobodná umění na Goddard College a svůj volný čas tráví čtením, vařením a poznáváním přírody.
Znalost správného poměru vzduchu a paliva, kterým se dosáhne úplného spalování, a očekávaného poměru produktů spalování, umožňuje provozovatelům kotlů vypočítat, jak efektivně došlo ke spalování.
Tabulky účinnosti spalování obsahovat informace potřebné k výpočtu účinnost spalování. Informace uvedené v tabulce účinnosti spalování obvykle zahrnují:
- % přebytečného vzduchu.
- % kyslíku v plynech hoření.
- % CO2 ve spalovacích plynech.
- Teplota vzduchu přiváděného ke spalování.
- Teplota spalin při měření z komína.
Projekt spalovacích plynů jsou také označovány jako výfukové plyny or kouřové plyny. Termín stoh se používá zaměnitelně se slovem komín.
Níže je uvedena typická tabulka účinnosti spalování.
% přebytku vzduchu
Čistá teplota zásobníku (°F)
(Teplota spalin mínus teplota spalovacího vzduchu)
Tabulka účinnosti spalování zemního plynu (za předpokladu úplného spalování)
Spíše než vysvětlení složitosti tabulky jsou uvedeny dva příklady.
Kotel má teplotu zásobníku 500 °F. Teplota kotelny je 100°F. Vzduch pro spalování v kotli je odebírán přímo z prostoru obklopujícího kotel, takže víme, že teplota vzduchu přiváděného ke spalování je stejná jako teplota kotelny (100°F). % oxidu uhličitého (CO2) ve spalinách se měří na komíně a má hodnotu 10.6 %.
- Čistá teplota zásobníku je 500 °F – 100 °F = 400 °F.
- % CO2 je 10.6 %.
Kontrola výsledků s tabulkou účinnosti spalování ukazuje, že kotel pracuje s účinností 80.8 %.
Kotel má teplotu zásobníku 420 °F a teplotu kotelny 80 °F. % kyslíku ve spalovacích plynech je 7.2 %.
- Čistá teplota zásobníku je 420 °F – 80 °F = 340 °F.
- % kyslíku je 7.2 %.
Kontrola výsledků s tabulkou účinnosti spalování ukazuje, že kotel pracuje při přibližně 81.2% účinnost.
Pokud zaokrouhlíme čistou teplotu zásobníku na 350 °F, můžeme odhadnout hodnotu účinnosti pomocí tabulky. Skutečná účinnost bude pravděpodobně mezi 81.2 % a 78.2 %, protože to jsou dvě hodnoty uvedené mezi 300 °F a 400 °F.
- Hodnota účinnosti spalování při 300 °F a 7 % kyslíku je 81.2 %
- Hodnota účinnosti spalování při 400 °F a 7 % kyslíku je 78.2 %
- 81.2 % – 78.2 % = 3 %
- Takže pokud se čistá teplota zásobníku změní z 3 °F na 300 °F, účinnost se sníží o 400 %.
- Když víme, že při změně čisté teploty komína o 3 °F dojde ke snížení účinnosti spalování o 100 %, víme také, že změna o 50 °F bude odpovídat 1.5% snížení účinnosti spalování (protože 50 °F je polovina ze 100 °F a odpovídajícím způsobem 1.5 % je polovina 3 %).
- Konečná účinnost spalování je tedy vypočítána jako 82.2 % — 1.5 % = 79.7 %.
Všimněte si to účinnost spalování se snižuje s rostoucí čistou teplotou komína. Vysoká čistá teplota zásobníku ukazuje, že do vody bylo přeneseno méně tepla generovaného spalováním, zatímco nízká čistá teplota zásobníku ukazuje, že do vody bylo přeneseno více tepla. Vysoké teploty výfukových plynů představují plýtvání energií a penězi.
Teplota výfukových plynů 600 °F s teplotou spalovacího vzduchu 100 °F dává čistou teplotu komína 500 °F.
- 600 °F -100 °F = 500 °F
Teplota výfukových plynů 400 °F s teplotou spalovacího vzduchu 100 °F dává čistou teplotu komína 300 °F.
- 400 °F -100 °F = 300 °F
Všimněte si v našem příkladu, že všechny hodnoty účinnosti spalování týkající se nízké čisté teploty komína jsou vyšší než hodnoty možné pro vysokou čistou teplotu komína.
