Lämpöarvo

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Lämpöarvo (polttoarvo) ilmaisee aineen täydellisessä palamisessa kehittyvän lämpöenergiamäärän aineen massayksikköä kohden. Kiinteiden ja nestemäisten polttoaineiden kohdalla lämpöarvo ilmoitetaan tavallisesti megajouleina eli miljoonina jouleina polttoainekiloa kohti, MJ/kg. Kaasumaisilla polttoaineilla lämpöarvo ilmoitetaan yleensä megajouleina tilavuusyksikköä eli kuutiometriä kohti, jolloin yksikkö on MJ/m³.

Lämpöarvo määritetään laboratorio-olosuhteissa pommikalorimetrillä standardisoitujen menetelmien mukaisesti.

Lämpöarvon yhteydessä käytetään usein termejä kalorimetrinen lämpöarvo, tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa ja tehollinen lämpöarvo saapumistilassa eli toimitus-/käyttökosteana.[1][2][3]

Kalorimetrinen lämpöarvo (ylempi lämpöarvo, vakiotilavuudessa) on se lämpöenergian määrä poltettavan aineen massayksikköä kohti, joka vapautuu, kun aine palaa täydellisesti ja palamistuotteet jäähtyvät 25 °C:en lämpötilaan. Kalorimetrisessä lämpöarvossa sekä aineen sisältämän vedyn palamistuotteena syntyvä vesi että aineen sisältämä vesi (eli kosteus) oletetaan palamisen jälkeen nesteeksi.

Tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa (vakiopaineessa) on se lämpöenergian määrä, joka vapautuu, kun sekä aineen sisältämän vedyn palamistuotteena syntyvä vesi että aineen sisältämä vesi (eli kosteus) oletetaan palamisen jälkeen vesihöyryksi. Tehollinen lämpöarvo kuiva-aineessa on veden höyrystymislämmön verran alempi kalorimetristä lämpöarvoa.

Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa (alempi lämpöarvo, vakiopaineessa) eli toimitus-/käyttökosteana ilmoittaa polttoaineen lämpöarvon tietyssä kosteudessa. Tehollinen lämpöarvo saapumistilassa lasketaan käyttäen määritettyä kuiva-aineen tehollista lämpöarvoa ja määritettyä kosteutta (tai halutussa kosteudessa).

Kullakin polttoaineella on sille ominainen/tyypillinen kuiva-aineen ja saapumistilan lämpöarvo. Kuiva-aineen tehollinen lämpöarvo riippuu polttoaineen kemiallisesta koostumuksesta, kun taas saapumistilan tehollinen lämpöarvo riippuu myös polttoaineen kosteudesta. Polttoaineiden kauppa perustuu yleensä teholliseen lämpöarvoon saapumistilassa.

Ajantasainen Suomessa käytettävien polttoaineiden keskimääräiset teholliset lämpöarvot saapumistilassa eli käyttökosteudessa ovat julkaistuna Tilastokeskuksen sivuilla[4], tyypillisiä kuiva-aineiden tehollisia lämpöarvoja mm. julkaisuissa Puupolttoaineiden laatuohje[5], Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia[6] sekä mm. Motivan sivuilla Biopolttoaineiden lämpöarvoja.[7]


Eräiden polttoaineiden
ylemmät (HHV) ja alemmat (LHV) lämpöarvot[8]
Polttoaine HHV MJ/kg HHV BTU/lb HHV kJ/mooli LHV MJ/kg
Vety [9] 141.79 60986 285.84 119.96
Metaani [9] 55.50 23870 890.31 50.01
Etaani [9] 51.88 22313 1559.88 47.49
Propaani [9] 50.35 21654 2220.05 46.35
Butaani [9] 49.53 21301 2878.52 45.74
Pentaani [10][11] 48.8 3509 45.35
Parafiini 46.00 19900 41.50
Kerosiini 46.20 19986 43.00
Dieselöljy [9] 45.00 19355 41.76
Kivihiili (Antrasiitti) [12] 27.0
Kivihiili (Ruskohiili) [12] 15.00
Puu (MAF)[13] 21.7 8700
Puupolttoaine 24.2 9142 17.0
Turve (märkä) 6.00 2500
Turve (kuiva) 15.00 6500
Metanoli 22.7 9800 726.0
Etanoli 29.7 12800 1300.0
1-propanoli 33.6 14500 2020.0
Asetyleeni 49.9 21500 1300.0
Bentseeni 41.8 18000 3270.0
Ammoniakki 22.5 9690 382.6
Hydratsiini 19.4 8370 622.0
Heksamiini 30.0 12900 4200.0
Hiili (puhdas) 32.8 14100 393.5


Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Poltto ja palaminen, R. Raiko et al. (toim.), International Flame Research Foundation - Suomen kansallinen osasto, Toinen täydennetty painos, 2002
  2. SFS-EN 14918:en (2010), Kiinteät biopolttoaineet. Lämpöarvon määritys
  3. SFS-EN 15296 (2011), Kiinteät biopolttoaineet. Analyysitulosten muuntaminen eri ilmoittamisperustoille
  4. Polttoaineiden keskimääräiset teholliset lämpöarvot saapumistilassa. Tilastokeskus.
  5. Puupolttoaineiden laatuohje, VTT-M-07608-13, Bioenergia ry, Energiateollisuus ry, Metsäteollisuus ry, 2013.
  6. Suomessa käytettävien polttoaineiden ominaisuuksia, Eija Alakangas, VTT Tiedotteita 2045, Espoo 2000.
  7. Biopolttoaineiden lämpöarvoja. Motiva.
  8. NIST Chemistry WebBook
  9. a b c d e f Heat of combustion. The Encyclopedia of Earth. Katsottu 2016-04-03.
  10. Petro as Energy Source (PPT). sebosis.com. s. 13. Katsottu 2016-04-03.
  11. Pentane: Condensed phase thermochemistry data. NIST. Katsottu 2016-04-03.
  12. a b Heat of Combustion. Neutrium.net. Katsottu 2016-04-03.
  13. MAF (moist, ash free) tarkoittaa kosteaa ja tuhkatonta.