Hur funkar värmeledning

Senast uppdaterad: 2024-09-02

I ett kraftvärmeverk använder man energin som frigörs vid bränsleförbränning för att producera värme och el. Genom att hetta upp vatten bildas vattenånga som flödar igenom en turbin som driver en generator. Resterande värme går igenom en värmeväxlare och ut till fjärrvärmenätet.

I Sverige finns det idag ca 170 kraftvärmeverk som år 2021 producerade 15,4 TWh el och 26,5 TWh värme. Detta motsvarar 9,1 % respektive 46,9 % av Sveriges el- och fjärrvärmeproduktion. Kraftvärme är vanligt även internationellt, inom EU stod kraftvärme för 20,6 % av elproduktionen år 2021. Europas största användare av kraftvärme är Polen som år 2021 producerade 138,5 TWh el, motsvarande 77,1 % av landets elproduktion.

Kraftvärme fungerar med alla former av brännbart bränsle. Ute i Europa är fossila bränslen fortfarande den dominerande energibäraren men i Sverige är andelen av fossila bränslen låg. I stället används främst biobränslen eller avfall- och restprodukter.

• Biobr

  •

  Värmeöverföring

  Som synes är det mycket stor skillnad i värmeövergångstalen vid olika förhållanden. Om du befinner dig i en bastu där temperaturen är 90 °C och skulle råka sätta ner fingret i vatten som är 90 °C erhålls en dramatiskt ökad värmeöverföring genom konvektion, från 5 till 500 (se tabellen ovan). Resultatet blir att huden på fingret snabbt värms till närmare 90 °C, och du får en brännskada. Vid en varm ugnsvägg finns också en tydlig egenkonvektion. Du ser den om du exempelvis håller en glödande cigarett några centimeter från väggen. Röken stiger snabbt uppåt. Den varma väggen värmer luften strax utanför väggen. Varm luft är lättare än kall luft och stiger därför uppåt. 

  Ämnen som matas in i värmningsugnar går först in i en ugnsdel utan brännare, den så kallade mörkzonen. Där avger de varma ugnsavgaserna, genom konvektion, värme till de inkommande kalla ämnena. Avgaserna lämnar sedan ugnen genom skorstenen. 

  Då värmeöverföringen sker från en fast väg

  •

  När det är varmt på en plats sprider sig värmen. Naturen vill gärna göra så att det blir samma temperatur överallt. Detta gäller naturligtvis även kyla. Värme sprids på tre olika sätt.

  Bild: ujrzanow194 / Pixabay licence

   

  1. Ledning

  Ledning kan ske i fasta material, vätskor och gaser. Metaller är överlägset bäst på att sprida värme genom ledning. Om du värmer något i ena änden kommer värmen ledas vidare till den andra änden till exempel som på stekpannans handtag. Partiklarna (järnatomer) kommer ha högre rörelse i den varma delen. De kommer att knuffa på de andra järnatomerna så att de till slut också rör sig lika mycket. Värmen sprids sakta till hela föremålet. Att värmen, i olika föremål, sprids olika bra beror främst på hur föremålets atomer är bundna till varandra. Till viss del beror det också på föremålets densitet.

  Bild: Peggy_Marco / Pixabay License

  2. Strömning

  Strömning sker i vätskor och gaser. Enkelt förklarat blandas det varma materialet