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Brennwert / Heizwert

Bei der technischen Verbrennung von Brennstoffen, ist der Heizwert (Hu, früher auch unterer Heizwert genannt) eine der wichtigsten Eigenschaften. Der Heizwert ist die Wärme, die bei der vollständigen Verbrennung eines trockenen Gases in reinem gasförmigen Sauerstoff frei wird und als Verbrennungsprodukte ausschließlich Kohlendoxid (gasförmig), Wasserdampf (gasförmig) Stickstoff (gasförmig) und Schwefeldioxid (gasförmig) entstehen können. Im Gegensatz zum Brennwert liegt am Ende des Verbrennungsprozesses der entstandene Wasserdampf zu 100% gasförmig vor.

Beim Brennwert (Ho, früher auch oberer Heizwert genannt) eines Brennstoffes wird zusätzlich die Kondensationswärme des Wasserdampfes berücksichtigt. In diesem Fall liegt am Ende des Prozesses das Wasser in flüssiger Form vor.

Berechnung von Heizwert und Brennwert von festen und flüssigen Brennstoffen


Bei Kenntnis der elementaren Zusammensetzung eines Brennstoffes, können auf Basis der folgenden empirischen Formeln Heizwert und Brennwert berechnet werden.

Heizwert HU=(34800 ξC + 93800 ξH + 10460 ξS + 6280 ξN - 10800 ξO - 2450 ξH2O
ξ  = Massenateile der Elementarzusammensetzung

Der Brennwert kann durch Weglassen des Wasseranteils der Heizwertgleichung näherungsweise berechnet werden zu:
Brennwert HO=(34800 ξC + 93800 ξH + 10460 ξS + 6280 ξN - 10800 ξO

Heizwert HU=Unterer Heizwert, Brennwert HO=Oberer Heizwert

Xi = Volumenanteile der Einzelkomponenten

Brenn- und Heizwerte verschiedener gasförmiger Brennstoffe

 

Brennstoff Heizwert HU
MJ / Kmol MJ / Kg MJ / m3
Methan, CH4 802,35 50,013 35,883

Acetylen (Ethin), C2H2

1255,61 48,222 56,493
Ethylen (Ethen), C2H4 1322,63 47,146 59,497
Ethan, C2H6 1427,87 47,486 64,345
Propan, C3H8 2044,02 46,354 93,215
n-Butan, C4H10 2657,08 45,715 123,810
Kohlenmonoxid, CO 282,99 10,103 12,633
Wasserstoff, H2 241,84 119,972 10,783

 

Brennstoff Brennwert HO
MJ / Kmol MJ / Kg MJ / m3
Methan, CH4 890,35 55,498 39,819

Acetylen (Ethin), C2H2

1299,91 49,12 58,473
Ethylen (Ethen), C2H4 1410,64 50,283 63,414
Ethan, C2H6 1559,88 51,877 70,293
Propan, C3H8 2220,03 50,345 101,242
n-Butan, C4H10 2877,08 49,5 134,061
Kohlenmonoxid, CO 282,99 10,103 12,633
Wasserstoff, H2 285,84 141,8 12,745

 

Öfters finden sich auch Angaben in kWh/m3. Zur Umrechnung in diese Einheit können Sie unter Verwendung der bekannten Daten in MJ / m3 die Werte durch 3,6 Teilen.


1 kWh = 3600 KJ  und  1 KJ = 1*10-3 MJ  bzw. 1000 KJ = 1 MJ.
Ein Beispiel soll die Verwendung zeigen:
Welchen Heizwert besitzt Wasserstoff in kWh/m3 ?

HU Wasserstoff = 10,783 MJ/m3 daraus ergibt sich:

HU Wasserstoff = Umrechnung Heizwert = 2,995 kWh/m3

 

Bei den volumenbezogenen Angaben ist zu berücksichtigen, dass sich die Daten des Volumens auf den Normzustand beziehen (0°C und 1,01325 bar abs.).
Die Brenn- und Heizwerte beziehen sich auf einen anderen Bezugspunkt nämlich t=25°C jedoch ebenfalls 1,01325 bar abs.

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