발열량
연료가 완전 연소할 때 발생하는 열량(즉, 물질이 완전 연소)으로 고체 및 액체의 경우 그 단위 중량(1kg)의 연소로 발생하는 열량을 kcal로 나타내고, 기체 연료의 경우에는 표준 상태에서 단위 체적 (1Nm2)이 연소할 때 발생하는 열량을 kcal로 각각 표시한다.
고위발열량 (Higher calorific value 또는 Higher heating value)
연료가 연소한 후 연소가스의 온도를 최초 온도까지 내릴 때 분리하는 열량. 이때 연소 가스 중의 수증기는 응축하여 액체가 되며 응축할 때 응축열을 발산하고 그 응축열까지 포함하여 열량을 계산한 것이 고위발열량.
- CH4와 같이 분자중에 H(수소)가 들어있는 경우에는 연소로 생기는 물의 상태가 기체(수증기) or 액체(물) 에 따라 그 증발열만큼 차이가 나므로 고위발열량의 경우 연소로 생기는 수증기가(기체)가 액체(물)로 변하는 증발열(정확히는 응축열)을 포함한 상태가 됩니다.
연소열량 + 응축열_액체(물) = 고위발열량
고체 및 액체연료는 연소 후 열량계의 온도가 100ºC 이하로 낮아짐 → 연소 가스 중의 수증기는 응축 → 물이 됨
(기체에서 액체로 변화과정에 열 방출 → 그 잠열까지를 포함하여 열량을 계산한 것이 고위 발열량이다.)
(반대로 물을 수증기로 만들려면 열이 필요함)
고위발열량 = 총발열량 = 발열량은 열량계에 의한 측정범을 이용
저위발열량 (Lower heating value)
고위 발열량에서 연소 가스 중에 함유된 수증기의 증발열을 뺀 것. (← → 고위발열량: 연소발열 + 잠열). 통상 고체와 액체 연료는 기화시키기 위해서 연료 중에 함유된 수분을 증발시켜야 하기 때문에 고체와 액체의 열량 계산을 위해서는 저위 발열량을 기준으로 함.
액체 → 기체로 상화에 필요한 수분의 증발열을 뺀 실제로 효용되는 연료의 발열량을 저위 발열량.
요기서 잠깐 ~
메탄(CH4)의 고위발열량이 9900kcal/Sm3 이라면 저위발열량은 얼마일까요?
요기서 연소반응식 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O (2mol의 H2O가 생성)
Hl = Hh - 480x(생성된 수분의 mol수)_잠열 → CH4의 저위 발열량은 = 9900 kcal/Sm3 - 480 x 2 = 8940 kcal/Nm3