Теплота сгорания дизельного топлива и сравнение с другими топливами

Низшая теплота сгорания дизельного топлива — около 42,5 МДж/кг, то есть примерно 10 150 ккал/кг, или 11,8 кВт·ч на килограмм. Это справочное значение: оно следует из калорийного эквивалента, по которому Росстат пересчитывает дизельное топливо в условное. В расчётах котельной берут именно низшую теплоту — ту, что котёл может передать теплоносителю, когда водяной пар уходит с дымовыми газами.

Низшая и высшая теплота сгорания

Водород, входящий в состав дизельного топлива, при горении превращается в водяной пар. Если продукты сгорания охладить настолько, что пар сконденсируется, выделится ещё и теплота конденсации. Поэтому показателей два:

• высшая теплота сгорания — всё тепло, включая теплоту конденсации водяного пара;
• низшая теплота сгорания — то же тепло за вычетом этой части.

В обычном котле пар уходит в дымовую трубу, не отдав теплоту конденсации, поэтому для теплотехнических расчётов и учёта топлива используют низшую теплоту. Для нефтепродуктов метод задаёт ГОСТ 21261-2021: высшую теплоту определяют в лаборатории сжиганием пробы, а низшую вычисляют из неё.

Откуда берётся 42,5 МДж/кг

Чтобы сравнивать и складывать разные виды топлива, статистика приводит их к условному топливу. Килограмм условного топлива — это 7000 ккал, или 29,3 МДж низшей теплоты сгорания. Для каждого вида топлива задан калорийный эквивалент: во сколько раз килограмм этого топлива даёт больше тепла, чем килограмм условного. Коэффициенты приведены в указаниях Росстата по заполнению статистической формы № 4-ТЭР.

Для дизельного топлива калорийный эквивалент равен 1,45:

• 1,45 × 7000 = 10 150 ккал/кг;
• 1,45 × 29,3 ≈ 42,5 МДж/кг.

Это усреднённое значение. У конкретной партии теплота сгорания немного отличается — она зависит от состава топлива. Для прикидок и сравнения видов топлива справочного коэффициента хватает.

Перевод в киловатт-часы и на литр

Один киловатт-час — это 3,6 МДж. Разделите мегаджоули на 3,6 и получите киловатт-часы:

42,5 ÷ 3,6 ≈ 11,8 кВт·ч/кг.

Дизельное топливо чаще считают литрами, поэтому нужна плотность. По ГОСТ 32511-2013 плотность дизельного топлива для умеренного климата при 15 °C — от 820 до 845 кг/м³, то есть 0,82–0,845 кг в литре. Значит, литр даёт около 35–36 МДж, или примерно 9,7–10 кВт·ч тепла сгорания. Для точного расчёта берите плотность из паспорта качества своей партии.

Сравнение с другими видами топлива

Значения ниже пересчитаны из калорийных эквивалентов того же документа Росстата. Для природного газа эквивалент задан на тысячу кубометров, в таблице он приведён к одному кубометру.

По массе дизельное топливо, керосин и бензин близки друг к другу, мазут на килограмм даёт меньше тепла. Литр дизельного топлива по теплу сгорания примерно равен кубометру природного газа: 35–36 МДж против 33,8 МДж. Это сравнение только по теплу: итоговые затраты на отопление зависят ещё от КПД котла, стоимости и доставки топлива.

Как применить в расчёте котельной

Сколько топлива нужно, считают так: тепло, которое должна выработать котельная, делят на низшую теплоту сгорания и на КПД котла.

Пример: 1000 кВт·ч тепла сгорания дают 1000 ÷ 11,8 ≈ 85 кг дизельного топлива, это около 102 л при плотности 0,83 кг/л. Результат делят на КПД котла из его паспорта — так получается расход на 1000 кВт·ч тепла, отданного в систему отопления.

Вывод

Для расчётов котельной берите низшую теплоту сгорания дизельного топлива — около 42,5 МДж/кг, или 11,8 кВт·ч/кг; на литр это около 10 кВт·ч с поправкой на плотность из паспорта партии. Для сравнения видов топлива удобны калорийные эквиваленты Росстата: они приводят дизель, мазут, керосин и газ к одной мере.

Дизельное топливо для котлов и котельных