Podstawowe informacje o kotłach
Kotły ekologiczne to urządzenia przeznaczone do wytwarzania ciepła w celu ogrzania wody i pomieszczeń i budynków. Większość systemów grzewczych wykorzystuje naturalne palniki gazowe jako główne źródło ogrzewania. Niektóre z systemów grzewczych bazują na palnikach olejowych i grzejnikach elektrycznych, podczas gdy w niektórych szczególnych przypadkach korzystniejsze może być wykorzystanie pary niż gorącej wody.
Kotły posiadają wiele zalet, które uczyniły z nich standardowy komponent budynków. Większość z nich ma długą żywotność i wydajność, która może sięgnąć 95% lub więcej. Kotły są skutecznym sposobem ogrzewania budynku, a w przypadku systemów parowych potrzebują minimalnej lub zerowej energii pompowania. Para wytworzona przy wysokim ciśnieniu może wytwarzać wysoką temperaturę i energie. Pary jest także łatwa w kontroli - jest przyjazna dla środowiska i czysta. Z tego powodu, kotły są często uważane za cenną inwestycję w poszukiwaniu sposobów na zmniejszenie zużycia energii i zaoszczędzenie pieniędzy.
Jak zbudowane są kotły ekologiczne?
Kluczowe elementy kotłów, zaangażowane w proces wytwarzania energii, to komora spalania, wymiennik ciepła i panel kontroli.
- Palnik - element kotła, który ma znaczącą rolę w rozpoczęciu procesu spalania. Odbiera sygnały i informację z czujników temperatury oznaczające, że ciepło musi być wyprowadzone z systemu,
- Komora spalania - żelazny komponent, w którym odbywa się proces spalania. Musi być odporna na wysoką temperaturę i intensywną produkcję energii cieplnej, jest następnie przekazywana do jednostki wymiennika ciepła,
- Wymiennik ciepła - to kilka rur spalinowych, które są stosowane do filtracji płynów wewnątrz komory spalania. W kolejnym etapie woda jest pompowana przez rury do grzejników i kaloryferów, które emitują wyprodukowaną energię cieplną,
- Panel kontroli - umożliwia sterowanie kotła i produkcję gorącej wody lub pary wodnej w sposób skuteczny i bezpieczny. Kontroluje i monitoruje temperaturę wrzenia wody oraz ciśnienia pary, a także kontroluje szybkość spalania.
Jak działają kotły?
Zarówno kotły gazowe, jak i olejowe działają na podstawie kontrolowanego spalania paliwa, w celu ogrzania wody. Paliwo oraz tlen wchodzą w reakcję w palniku, a z pomocą urządzeń zapłonowych tworzą one platformę do spalania. Proces spalania odbywa się w komorze spalania, w której wytwarzane ciepło przenosi się do wody przez wymiennik ciepła. Kontrole służą do regulacji zapłonu, prędkość wypalania, dostawy paliwa i powietrza, ciśnienia pary czy temperatury wody.
Ciepła woda jest dodatkowo pompowana przez rury i transportowana do urządzeń w całym budynku, np. urządzeń grzewczych ciepłej wody. Para wytwarzana poprzez kotły parowe krąży przez rury z obszarów wysokiego do niskiego ciśnienia, bez pomocy zewnętrznych źródeł energii.
Rodzaje kotłów
Kotły można podzielić na różne kategorie w zależności od ciśnienia roboczego, temperatury, rodzaju paliwa, wielkości czy pojemności. Czasami ta klasyfikacja może być oparta na konstrukcji kotłów i ich podstawowych składnikach, takich jak na przykład wymienniki ciepła. Istnieją dwa podstawowe typy kotłów:
- Kotły Płomieniówkowe
- Kotły Wodnorurkowe
Kotły płomieniówkowe działają na zasadzie spalania gorących gazów, które następnie cyrkulują poprzez szereg rur otoczonych wodą. Konstrukcja kotła fire-tube pochodzi ze starożytności, a używana była przede wszystkim w XVIII wieku w silnikach lokomotyw parowych. Paliwo spala się wewnątrz pieca. Wytwarzane gorące gazy przepływają przez rury zanurzane w wodzie w głównym zbiorniku kotła. Energia cieplna generowana przez gazy przenosi się do wody. W wyniku tego wytwarzana jest para wodna, która następnie przekazywana jest dalej w celach grzewczych.
Kocioł wodnorurkowy wykorzystuje przepływu wody w rurach, które są otoczone przepływającymi gazami spalinowymi. Ten system działa przeciwnie do kotła płomieniówkowego, gdzie gazy transportowane są przez rurki otoczone wodą. Kotły wodnorurowe powszechnie występują w większych rozmiarach niż kotły płomieniówkowe. Są skuteczne w działaniu i przeznaczone do wytwarzania wysokich temperatur.
Paliwa do kotłów
Różnicę w typach kotłów robi paliwo, które służy do ogrzewania. Częstą praktyką jest, aby na podstawie typu paliwa, nadawać kotłom nazwy. To może być gaz, olej, energia elektryczna, energia odnawialna czy paliwa stałe, takie jak węgiel i drewno.
Gaz ziemny jest jednym z najbardziej popularnych paliw, otrzymywany z metanu zmieszanego z kilkoma innymi gazami w mniejszych proporcjach. Gaz jako paliwo zawiera minimalną wartość węgla, przy wysokiej zawartości wodoru, dzięki której wytwarzane jest mniej gazów cieplarnianych odpowiedzialnych za globalne ocieplenie. Kotły kondensacyjne są najczęstszym typem w brytyjskich domach i bardziej energooszczędne w porównaniu do innych kotłów gazowych.
Kotły olejowe to głównie kotły kondensacyjne, napędzane olejem, a nie gazem. Paliwa olejowe zawiera mniejszą ilość węgla, dzięki czemu można osiągnąć mniejszą emisję dwutlenku węgla. Z drugiej strony, kotły olejowe wytwarzają duże ilości dwutlenku węgla na skutek wysokiego spalania. Kotły olejowe są też często droższe w porównaniu do kotłów gazowych ze względu na skomplikowany mechanizm spalania.
Korzystanie z energii elektrycznej w kotłowni oferuje szereg korzyści, takich jak zwarta konstrukcja, lekki i cichy system oraz pracę bez zakłóceń. Ponadto, może być łatwo stosowany w różnych rodzajach urządzeń do grzania i chłodzenia, takie jak klimatyzacja.
Odnawialne źródła energii mogą również być stosowane jako paliwa w kotle. Najczęstsze z nich to biomasa, wiatr i energia słoneczna. Ten sposób ogrzewania jest niezwykle przydatna dla osób mieszkających w odległych regionach, gdzie dodatkowe źródła paliwa są w wysokiej cenie lub niedostępne.
Paliwa stałe, takie jak węgiel i drewno. Przed pojawieniem się oleju opałowego, były to jedyne dostępne paliwa. W porównaniu do innych rodzajów paliw, wykorzystanie węgla i drewna wiąże się z większą ilością kurzu, popiołu i emisji substancji zanieczyszczających.
Czynniki, które należy uwzględnić przy inwestowaniu w kotły:
- Warunki zasilania i ciśnienie robocze,
- Szybkość wytwarzania pary,
- Dostępność paliwa i wody,
- Ilość dostępnego miejsca,
- Koszty eksploatacji i konserwacji,
- Położenie geograficzne.
Często zadawane pytania
Który rodzaj kotła jest dla mnie najlepszy?
Wybór odpowiedniego kotła nie jest łatwym zadaniem. Decydując się na kocioł gazowy, olejowy czy zasilany biomasą, decyzja powinna zostać podjęta na podstawie tego, co jest najbardziej odpowiednie dla Twojej nieruchomości. Najważniejsze kwestie to ilość dostępnego miejsca, dostęp do głównego źródła zasilania czy wielkość nieruchomości.
Czy warto rozważyć instalację kotła kondensacyjnego?
Jeżeli istnieje możliwość instalacji najbardziej wydajnego kotła, jest to propozycja warta rozważenia. Istnieją jednak pewne rzadkie sytuacje, w których instalacja kondensacji kotła nie jest zalecana.
Co to jest kocioł kombi?
Kocioł kombi lub kotły kombinowane są w stanie zapewnić zarówno ciepłą wodę, jak i ogrzewanie w Twoim domu. To połączenie konwencjonalnego urządzenia do grzejników i niezależnego podgrzewacza do wody. Ciepła woda jest dostępna od razu, natomiast ogrzanie budynku może wymagać trochę czasu.
Co to jest kocioł kondensacyjny?
W porównaniu do innych systemów grzewczych, kotły kondensacyjne charakteryzują się mniejszym zużyciem paliwa i niskimi kosztami operacyjnymi. Podczas procesu spalania ropy i gazu, wodór zawarty w ich strukturach chemicznych łączy się z tlenem z powietrza i wody. Wytwarzana para wodna zawiera około 8% energii całkowitej ilości paliwa, która sprawia, że nowoczesne kotły bardzo wydajny.
Dlaczego warto wymieniać kotły?
Sprawność kotła maleje z upływem czasu. Większość obecnie dostępnych kotłów będzie miała wydajność większą niż 90%. Wymiana starszego typu kotłów spowoduje oszczędności paliwa, a także obniży rachunki za energię o jedną czwartą.