Höyry on lämmönlähde, jota jokainen pesula tarvitsee. Mitä eroja sitten on ylikuumennetulla höyryllä ja kylläisellä höyryllä? Erot ovat niiden termodynaamisessa tilassa.
Kyllästetty höyry
Kyllästetty höyry tarkoittaa tilaa, jossa sekä neste että kaasu ovat tasapainossa tietyssä paineessa. Tässä tilassa neste haihtuu ja kaasu tiivistyy, kunnes ne saavuttavat dynaamisen tasapainon. Tällöin höyryn lämpötila ja paine...höyryovat kiinteät. Niitä kutsutaan kyllästyslämpötilaksi ja kyllästyspaineeksi. Tasapainon alussa höyry on märkää kylläistä höyryä. Jos ihmiset jatkavat lämmittämistä, höyrystä tulee kuivaa kylläistä höyryä sen jälkeen, kun kaikki vesi kylläisessä vedessä on haihtunut. Höyryn lämpötila märästä kylläisestä kuivaan kylläiseen pysyy samana. Höyryn lämpötila ei nouse prosessin aikana märästä kylläisyydestä kuivaan kylläisyyteen. Kiinteässä paineessa, jos kuivaa kylläistä höyryä lämmitetään edelleen, sen lämpötila nousee ja siitä tulee ylikuumennettua höyryä. Ylikuumennettu höyry ei sisällä nestepisaroita tai nestesumuja ja on varsinainen kaasu.
❑ Esimerkki
Yksinkertaistettuna tilanteena:
● Tietyssä paineessa vesi alkaa höyrystyä ja muuttuu vähitellen höyryksi kiehumisen jälkeen. Tällöin höyryn lämpötila on yhtä suuri kuin kyllästyslämpötila. Tämä lämpötila liittyy paineeseen. Mitä korkeampi paine on, sitä korkeampi kyllästyslämpötila on. Kääntäen, mitä alhaisempi paine on, sitä alhaisempi kyllästyslämpötila on. Kun paine on 0,10 MPa, kyllästyslämpötila on 99,09 °C. Kun paine on 4,05 MPa, kyllästyslämpötila on 249,18 °C. Kun paine on 10,13 MPa, kyllästyslämpötila on 309,53 °C.
Ylikuumennettu höyry
Lämpötila nousee edelleen ja ylittää kyllästyslämpötilan tässä paineessa sen jälkeen, kun kyllästettyä höyryä on lämmitetty edelleen. Tätä höyryä, joka ylittää kyllästyslämpötilan, kutsutaan ylikuumennetuksi höyryksi. Tässä tilassa höyryn lämpötila ja paine eivät ole enää kiinteitä. Kun lämpötila kasvaa, ne myös kasvavat. Ylikuumennetulla höyryllä on suurempi lämpöenergia ja lämpökapasiteetti.
❑ Haittapuoli
Käytännössä ylikuumennetun höyryn käyttö lämmitykseen on kuitenkin suhteellisen tehotonta. Tämä johtuu siitä, että ylikuumentunut höyry on jäähdytettävä kyllästyslämpötilaan haihtumisentalpian vapauttamiseksi. Ylikuumennetun höyryn jäähdytyksestä kyllästyslämpötilaan vapautuva lämpö on hyvin pieni verrattuna haihtumisentalpiaan.
● Jos höyryn ylikuumeneminen on hyvin pieni, tämä pieni osa lämmöstä on suhteellisen helppo vapauttaa. Kuitenkin, kun ylikuumeneminen on hyvin korkea, jäähdytysaika on paljon pidempi. Tänä aikana lämpöä voi vapautua vain hyvin pieni määrä.
Käytännössä lämmönvaihtimissa ylikuumennetun höyryn käyttö muodostaa lämmönvaihtimien sisään kuivan seinämän. Tälle alueelle muodostuu nopeasti kalkkia, mikä aiheuttaa putken seinämän ylikuumenemisen ja putken rikkoutumisen. Siksi, vaikka ylikuumennetun höyryn lämpötila samassa paineessa on korkeampi kuin kylläisen höyryn, sen lämmitysteho on alhaisempi kuin kylläisen höyryn.
Johtopäätös
Varsinaisessa tuotannossa, jos pesulat haluavat käyttää voimalaitoksen tuottamaa korkeassa lämpötilassa ja paineessa olevaa ylikuumennettua höyryä, höyryn on ensin kuljettava ylikuumennuksen ja paineenalennusaseman läpi, jossa ylikuumennettu höyry muunnetaan kylläiseksi höyryksi ennen käyttöä. Ylikuumennettu höyry voi vapauttaa hyödyllisimmän latenttilämpönsä vasta, kun se on jäähdytetty kylläiseen tilaan.
Julkaisun aika: 13. elokuuta 2025