Kaloryczność

Wartość opałowa (kaloryczność) to ilość ciepła wydzielona przy zupełnym i całkowitym spalaniu jednostki paliwa, przy założeniu że po zakończeniu spalania woda pozostaje w postaci pary.
Często można spotkać oferty np. węgla, w których zamiast kaloryczności podawane jest „to co najważniejsze”, czyli ciepło spalania. Ciepło spalania tym różni się od wartości opałowej, że uwzględnia energię odzyskaną ze skroplenia pary wodnej zawartej w produktach spalania. Zatem ciepło spalania to raczej parametr teoretyczny (bo nie ma bezwodnych paliw) niż ważny parametr eksploatacji kotła. No chyba że mamy na myśli gazowy piec kondensacyjny i uzyskujemy sprawność przekraczającą 100%.

Jednostki
Dżul (J) to jednostka, w naszym przypadku, energii w układzie SI. Definicja jest na przykład w Wikipedii. Zresztą mniej ważne skąd się dżul wziął, dla nas istotniejsze może być, że 1 J = 0,238846 cal (kalorii). Kaloria jest fajną jednostką, bo to energia potrzebna do podgrzania 1 grama wody o 1 oC. Może to nam się przydać, jeśli zechcemy kiedyś oszacować, ile węgla będziemy potrzebować do zagotowania wody w czajniku.

Przeliczniki
1 kJ = 1.000 J
1 MJ = 1.000 kJ (1.000.000 J)
1 GJ = 1.000 MJ (1.000.000.000 J)

Czym jest kWh?
W praktyce spotykamy się także z energią wyrażoną w kWh. Jeden wat to energia jednego dżula w czasie jednej sekundy (1W = 1J/1s). Dla naszych celów wykorzystujemy tę zależność, w związku z czym 1 kWh = 3.600 kJ (energia 1 kJ w czasie 3.600 sekund, czyli godziny).

Przykład
W ciągu doby nasz kochany KMG-1 17kW spalił 30 kg węgla o kaloryczności 28.000 kJ/kg. Faktyczna sprawność kotła wynosi 80%. Ile kWh energii wyprodukował kocioł, z jaką mocą pracował?

30 kg x 28.000 kJ/kg = 840.000 kJ * 80% = 672.000 kJ / 3.600 s = 186,7 kWh
30 kg / 24 h / 3.600 s * 28.000 kJ = 9,7 kW * 80% = 7,8 kW

Odpowiedź: nasz kopciuszek wyprodukował w ciągu doby 186,7 kWh energii, pracując ze średnią mocą 7,8 kW.

Na koniec trudne pytanie: Jak sprawdzić kaloryczność węgla?
Odpowiadam: w warunkach domowych – niemożliwe. Żeby uzyskać jakiekolwiek wiarygodne dane musielibyśmy znaleźć laboratorium wyposażone w profesjonalny kalorymetr. Kiedyś takie laboratorium miał każdy starodawny zakład posiadający kotłownię węglową. Gdzie dziś szukać kalorymetrów? Pewnie w jakiś instytutach przemysłowych, realizujących zlecone badania dla firm.
Prawda jest taka, że my odbiorcy detaliczni, jesteśmy skazani na informacje uzyskane od lokalnych sprzedawców. Polecany jako godny zaufania diler, opowiadał mi, że węgiel z „Wieczorka” ma kaloryczność co najmniej (!) 29 MJ/kg. Przeglądając Internet w poszukiwaniu danych dotyczących kaloryczności paliw, trafiłem na stronę wnp.pl i dalej do cennika Katowickiego Holdingu Węglowego. Parametry węgla z „Kopalni Wieczorek” według KHW to 28/5/06, co w tłumaczeniu na polski oznacza:
kaloryczność nie mniej niż 28.000 kJ/kg
zawartość popiołu do 5%
zawartość siarki do 0,6%
Wygląda na to, że dane podawane przez sprzedawców są oględnie mówiąc nieścisłe. Dziś na przykład otrzymałem ofertę zakupu groszku z Chwałowic. Kaloryczność – 30 MJ/kg! Rewelacja. Poprosiłem o certyfikat. Okazano mi jakiś faks, gdzie jak byk stało, że kaloryczność węgla to 27.000 kJ/kg. Mimo to sprzedawca uparcie twierdził, że akurat jego groszek ma kaloryczność 30.000 kJ/kg. No i co mu zrobisz? Idź w zaparte – każdy ksiądz ci to powie.