Vad är värmevärde?
Mängden värme som frigörs när ett ämne förbränns – vanligtvis bränsle eller livsmedel – vid konstant tryck kallas värmevärde eller förbränningsvärde. Varje ämne har ett unikt värmevärde, vilket gör parametern viktig inom allt från energiproduktion till näringslära.
Det vanligaste sättet att bestämma ett ämnes värmevärde är att använda en bombkalorimeter, en sluten och trycktät behållare där förbränningen sker under kontrollerade förhållanden.
HHV, LHV och GHV – olika sätt att uttrycka värmevärde
När förbränningen sker bildas vatten i form av ånga. Värmen som finns lagrad i denna ånga kan beräknas med vetenskapliga metoder och uttrycks på tre olika sätt:
- Övre värmevärde (Higher Heating Value, HHV) – inkluderar den latenta värmen som frigörs när vattenångan kondenserar till flytande form.
- Lägre värmevärde (Lower Heating Value, LHV) – antar att vattnet lämnar systemet som ånga, utan kondensationsvärme. Detta värde kallas ofta nettovärmevärde.
- Bruttovärmevärde (Gross Heating Value, GHV) – motsvarar i praktiken HHV och anger det totala energiinnehållet inklusive kondensationsvärme.
Ett vanligt samband mellan HHV och LHV beskrivs med följande formel:
HHV = LHV + hv × (nH₂O,ut / nbränsle,in)
Där hv är vattnets förångningsentalpi, nH₂O,ut är mängden vatten som bildas vid förbränningen och nbränsle,in är mängden tillfört bränsle. Skillnaden mellan de två värdena blir större ju mer vatten som bildas, exempelvis vid förbränning av fuktigt biobränsle eller vätgas.
Det här behöver du
- Bombkalorimeter
- Förbrännbart ämne (exempelvis jordnötter)
Instruktioner: Mät kalorivärdet i jordnötter
- Välj rätt kalorimetertyp. Det finns många olika typer av kalorimetrar. Bestäm vilken modell som passar bäst utifrån den noggrannhet som krävs och vilket material som ska analyseras. Bombkalorimetern är det vanligaste verktyget för att mäta kalorivärden.
- Placera jordnöterna i apparaten. Lägg provet i bombkalorimeterns trycktäta kammare.
- Starta förbränningen. Bombkalorimetern antänder jordnöterna och förångar samtidigt det vatten de innehåller. När jordnöterna brinner värmer de upp luften inuti kalorimetern.
- Följ värmeöverföringen. Den expanderande luften strömmar ut genom ett rör från kalorimetern. När luften passerar värmer den upp vattnet utanför röret. Det uppvärmda vattnet används sedan för att beräkna kaloriinnehållet.
- Beräkna värdet. Värmen från vattenångan beräknas och jämförs med standardiserade referensvärden för att fastställa det exakta kalorivärdet. Resultatet anges vanligen i kilojoule per gram (kJ/g) eller megajoule per kilogram (MJ/kg).
