KWALIFIKACJA ELE11 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 33.
W kotle o sprawności 70% spalono 150 kg biomasy w postaci pelletu o wartości opalowej 17 MJ/kg. Jaka ilość ciepła powstała w procesie spalania?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ilość ciepła wydzielonego w spalaniu liczy się z energii chemicznej paliwa: Q = m · Hu.
Tu: 150 kg · 17 MJ/kg = 2550 MJ. Sprawność 70% służyłaby dopiero do obliczenia ciepła użytecznego (0,7·2550 = 1785 MJ), ale to inna wielkość.

Pełne wyjaśnienie:

Wartość opałowa (Hu) wyraża, ile energii chemicznej (ciepła spalania w sensie użytkowym dla paliw) przypada na 1 kg paliwa. Aby policzyć ciepło wydzielone w procesie spalania paliwa, stosuje się prosty bilans:

Q = m · Hu

gdzie: m to masa paliwa, a Hu to wartość opałowa.

Dane: m = 150 kg, Hu = 17 MJ/kg.

Obliczenie:

Q = 150 · 17 = 2550 MJ.

To jest energia wynikająca bezpośrednio z ilości spalonego paliwa i jego wartości opałowej.

Rola sprawności kotła (70%) polega na tym, że nie całe ciepło związane z paliwem zostaje przekazane do wody/instalacji grzewczej – część jest tracona (np. ze spalinami, przez promieniowanie, niedopaleniem). Jeżeli pytanie dotyczyłoby ciepła użytecznego oddanego do instalacji, wtedy należałoby policzyć:

Qu = η · Q = 0,70 · 2550 = 1785 MJ.

To jednak jest inna wielkość niż "ciepło powstałe w spalaniu" rozumiane jako energia uwolniona z paliwa.

Dlaczego pozostałe wyniki są błędne?

  • Wynik 1050 MJ odpowiada zaniżeniu energii (np. pomyłce w masie lub wartości opałowej) i nie wynika z poprawnego przemnożenia 150 · 17.
  • Wynik 2525 MJ jest bliski 2550 MJ, co sugeruje błąd rachunkowy lub zaokrąglenie wykonane bez podstaw (tu nie ma danych do takiej korekty).
  • Wynik 1785 MJ jest poprawny wyłącznie jako ciepło użyteczne po uwzględnieniu sprawności, a nie jako energia wydzielona w samym spalaniu paliwa.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze rozdzielaj w głowie dwa etapy – (1) energia paliwa z m·Hu, (2) energia użyteczna po uwzględnieniu sprawności urządzenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wartość opałowa to ilość energii (ciepła) możliwa do uzyskania ze spalenia 1 kg paliwa, podawana np. w MJ/kg. Dla pelletu zależy m.in. od wilgotności i składu. W obliczeniach bilansu paliwa mnoży się ją przez masę spalonego paliwa.
Stosuje się prosty wzór bilansowy: Q = m · Hu, gdzie m to masa paliwa, a Hu to wartość opałowa. Jeśli masa jest w kg, a Hu w MJ/kg, wynik otrzymasz w MJ. To opisuje energię wynikającą z samego paliwa.
Sprawność informuje, jaka część energii paliwa staje się ciepłem użytecznym oddanym do instalacji. Część energii jest tracona (np. ze spalinami). Dlatego w jednych zadaniach liczysz samo ciepło spalania (m·Hu), a w innych ciepło użyteczne (η·m·Hu).
Ciepło użyteczne to energia, która rzeczywiście trafia do czynnika grzewczego (np. wody) i może ogrzewać budynek lub instalację. Jest mniejsze od energii paliwa, bo kocioł ma straty. Najczęściej liczy się je ze wzoru: Qu = η · Q.
Jeśli pytanie mówi o "cieple oddanym do instalacji", "uzyskanym", "użytecznym" lub "na wyjściu kotła", zwykle trzeba użyć sprawności. Jeśli pyta o "energię paliwa" albo "ciepło wydzielone w spalaniu", zwykle wystarczy m·Hu. W razie wątpliwości szukaj tych słów-kluczy.
Oznacza, że około 30% energii paliwa nie zamienia się w ciepło użyteczne dla instalacji. Ta część przechodzi w straty: głównie w energię spalin, a także straty przez obudowę, niepełne spalanie lub warunki pracy kotła. To ważne w eksploatacji i doborze urządzeń.
Typowe pomyłki to: mieszanie "ciepła spalania paliwa" z "ciepłem użytecznym", używanie sprawności bez sprawdzenia, o co pyta zadanie, oraz błędy jednostek (np. traktowanie MJ/kg jak kJ/kg). Pomaga szybka kontrola: kg · (MJ/kg) musi dać MJ.
Gdy szacujesz zapotrzebowanie na paliwo, koszty energii z paliwa, porównujesz paliwa (np. węgiel vs biomasa) lub oceniasz energię wejściową do kotła. To punkt wyjścia do dalszych obliczeń sprawnościowych, emisji i doboru mocy źródła ciepła.
Zrób szacunek: 150 · 17 = 150 · (10 + 7) = 1500 + 1050 = 2550. To szybka metoda w pamięci. Potem ewentualnie policz 70% jako 0,7 · 2550 = 1785, jeśli zadanie dotyczy ciepła użytecznego.
Nie, to wartość przykładowa i zależy od jakości pelletu, wilgotności i surowca. W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się wartość podaną w treści. W praktyce korzysta się z dokumentacji producenta lub badań paliwa, bo różnice wpływają na zużycie i uzysk ciepła.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 56% zdających egzamin. średnie

Według specjalistów z branży: "Ilość ciepła wydzielonego w spalaniu liczy się z energii chemicznej paliwa: Q = m · Hu.Tu: 150 kg · 17 MJ/kg = 2550 MJ."

Materiały:

  • Podręczniki/opracowania z termodynamiki i gospodarki cieplnej (bilans energii, sprawność)
  • Materiały dydaktyczne z eksploatacji kotłów i urządzeń cieplnych (pojęcie sprawności, straty kominowe)
  • Karty paliw/biomasy producentów (definicje wartości opałowej i warunki odniesienia)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego