Почему тепловой КПД котла превышает 100%?

Для начала давайте рассмотрим две теплоты сгорания топлива: высокую теплотворную способность и низкую теплоту сгорания.

Под высокой теплотворной способностью понимается все тепло, выделяющееся при полном сгорании топлива, включая скрытую теплоту парообразования, выделяющуюся при конденсации водяного пара в дымовых газах в воду. Точно так же, как при горении топлива, при конденсации водяного пара не только выделяется тепло пламени, но и скрывается энергия.

Низкая теплотворная способность представляет собой теплотворную способность, полученную путем вычитания скрытой теплоты испарения водяного пара в дымовых газах из высокой теплотворной способности. Это можно понять, если мы исключим тепло, выделяющееся при конденсации водяного пара, и рассчитаем только тепло, выделяемое при сгорании самого топлива.

Связь между высокой теплотой сгорания и низкой теплотой сгорания можно выразить простым уравнением: высокая теплота сгорания равна низкой теплоте сгорания плюс скрытая теплота испарения водяного пара.

В практическом применении низшая теплотворная способность ближе к реальной теплотворной способности промышленных котлов при горении, поэтому при проектных расчетах часто используется низшая теплотворная способность. Другими словами, при расчете КПД оригинального котла не учитывалась скрытая теплота газификации, составляющая около 11% отходящих газов. Обычно тепловой КПД котла составляет от 90% до 92%.

Поэтому при расчете КПД котла с использованием низкой теплотворной способности, если внедряется конденсационная технология для рекуперации скрытой теплоты парообразования и части явного тепла в выхлопных газах, КПД котла действительно может превысить 100%. Это связано с тем, что технология конденсации может эффективно преобразовывать потраченное впустую тепло в полезную энергию, тем самым повышая энергоэффективность всей системы. Но стоит отметить, что «КПД больше 100%» здесь не означает, что он нарушает закон сохранения энергии, а потому, что при расчете КПД мы в качестве эталона используем низкоуровневое тепловыделение, а также технологию рекуперации тепла Конденсат не учитывается в этом тестовом тесте. Таким образом, с точки зрения практического применения повышение эффективности котла за счет конденсационной технологии является осуществимой и эффективной мерой энергосбережения.