Instalacje grzewcze - rodzaje kotłów

Po wybraniu właściwego kotła, warto też sprawdzić, gdzie znajduje się najbliższy punkt serwisowy - jest to szczególnie ważne, gdy zdarzy się awaria kotła podczas dużych mrozów.

Kotły gazowe i olejowe

• Kocioł jednofunkcyjny - wytwarza ciepło tylko na potrzeby instalacji centralnego ogrzewania tak, aby w domu panowała określona temperatura. Jeśli podłączy się do niego zasobnik ciepłej wody, wtedy jego zakres pracy rozszerza się. Woda ogrzewana w kotle kierowana jest albo do instalacji c.o. albo do zasobnika, w którym podgrzewana jest woda dostarczana do kranów. Układ ten zazwyczaj działa według tzw. priorytetu ciepłej wody, czyli wytwarzanie ciepłej wody jest nadrzędne w stosunku do ogrzewania budynku. Zasobniki przeznaczone do współpracy z kotłem mogą być wiszące, stojące obok kotła lub pod nim, a ich pojemność wynosi najczęściej od 50 do 200 litrów.
• Kocioł dwufunkcyjny - wytwarza ciepło na cele grzewcze oraz przygotowuje ciepłą wodę do celów użytkowych. W zależności od konstrukcji urządzenia te mogą przygotować wodę w sposób przepływowy. Po odkręcaniu kranu z ciepłą wodą uruchamiany jest przepływ wody przez kocioł i następuje jej ogrzewanie. Innym rozwiązaniem jest kocioł dwufunkcyjny z wbudowanym zasobnikiem ciepłej wody - to układ pośredni między dwufunkcyjnym kotłem przepływowym, a jednofunkcyjnym z zasobnikiem. Przy małym poborze woda jest dostarczana z zasobnika, przy dużym grzana jest w sposób przepływowy.
• Kocioł z otwartą komorą spalania - pobiera powietrze niezbędne do spalania gazu z pomieszczenia, w którym jest zamontowany. Dlatego jego zastosowanie wymaga pomieszczenia ze sprawnie działającą wentylacją oraz podłączenia do komina. Pomieszczenie to powinno mieć wysokość minimum 2,2 m, kubaturę 8 m³.
• Kocioł z zamkniętą komorą spalania - zwany również kotłem turbo, może być instalowany praktycznie w każdym pomieszczeniu (poza sypialnią, gdzie byłby problem z dostępem powietrza i odprowadzeniem spalin). Wynika to stąd, że nie pobiera on powietrza z pomieszczenia, ale z zewnątrz budynku specjalnym przewodem powietrzno-spalinowym tzw. rurą w rurze. Powietrze doprowadzane jest przewodem zewnętrznym, zaś wewnętrznym wyrzucane spaliny. Mimo, że jest droższy od kotła tradycyjnego - z otwartą komorą spalania, to często jest stosowany. Jest urządzeniem bardzo bezpiecznym, bo cały proces spalania jest „odcięty“ od pomieszczenia, w którym kocioł się znajduje. Ponadto, nie potrzebuje standardowego komina, gdyż spaliny wyrzucane są bezpośrednio za ścianę zewnętrzną domu. Zmniejsza to koszt całej inwestycji.
• Kocioł kondensacyjny - jest szczególnym rodzajem kotła z zamkniętą komorą spalania. Wykorzystuje on dodatkowo ciepło ze skraplania pary wodnej zawartej w spalinach, co przekłada się na jego sprawność wynoszącą ponad 100%.

---

Palniki gazowe i olejowe

• Palniki gazowe, w zależności od sposobu doprowadzenia gazu, dzielimy na: atmosferyczne i wentylatorowe (nadmuchowe). W palnikach atmosferycznych powietrze potrzebne do spalania gazu jest zasysane wskutek różnicy ciśnień. Takie palniki stosuje się w kotłach małej mocy. W palnikach wentylatorowych powietrze jest dodatkowo nadmuchiwane. Nowoczesne kotły są wyposażone w zapłon elektroniczny; palnik zapala się od iskry w momencie włączenia kotła.
• Kotły olejowe są wyposażone w palniki wentylatorowe, w których ciśnienie powietrza i oleju jest tak regulowane, że zapewnia mieszanie obu składników w odpowiednim stosunku, dzięki czemu ograniczona jest emisja szkodliwych związków. Palnik kotła może mieć regulację płynną, jedno-, dwu- lub trzystopniową, umożliwiającą ustawianie w kilku położeniach, zależnie od potrzeb. Niektóre kotły mogą pracować na olej albo gaz; trzeba tylko wymienić palnik. Obecnie dostępne są już palniki uniwersalne - dwupaliwowe.

Detektory gazu

Instalacje gazowe i urządzenia zasilane gazem w przypadku awarii lub nieprawidłowej eksploatacji mogą stwarzać zagrożenie wybuchem lub zatruciem. Zagrożenie to można zminimalizować stosując elektroniczne detektory gazu lub tlenku węgla.

Urządzenia te sygnalizują akustycznie i optycznie nadmierny poziom substancji niebezpiecznych w powietrzu, mogą współpracować z zaworami odcinającymi gaz oraz powodować wyłączenie energii elektrycznej w monitorowanych pomieszczeniach. Informacja o alarmie może być przesyłana z wykorzystaniem telefonii komórkowej i internetu.

O ile większość użytkowników gazu zdaje sobie sprawę z zagrożenia wybuchem, to zagrożenie zatruciem tlenkiem węgla jest często lekceważone. Tlenek węgla (czad) może powstać wszędzie tam, gdzie występuje proces spalania przy niedoborze tlenu (np. spadek ciągu w kominie lub utrudnienie dopływu świeżego powietrza).

Szczególnie wskazane jest stosowanie detektorów tlenku węgla w łazienkach z gazowymi podgrzewaczami wody, w pomieszczeniach z kominkami, piecami węglowymi i gazowymi piecami dwufunkcyjnymi oraz w kotłowniach na paliwa stałe.

Z uwagi na skalę zagrożenia Rozporządzenie Ministra Infrastruktury RP Nr 690 z 12 kwietnia 2002 roku (Dz. U. Nr 75 z 15.06.2002 r. ) nakłada obowiązek stosowania urządzeń sygnalizacyjno-odcinających w kotłowniach o mocy cieplnej przekraczającej 60 kW. Urządzenie to dostępne jest na rynku pod nazwą „Aktywny System Bezpieczeństwa Instalacji Gazowych” (ASBIG).

Zbiorniki na olej

Olej opałowy musi być magazynowany w specjalnie do tego celu przeznaczonych zbiornikach. Wielkość dobiera się zależnie od przewidywanego zużycia paliwa w ciągu roku. Jeśli zainstalowany kocioł olejowy jest jednofunkcyjny, paliwo będzie potrzebne tylko podczas trwania sezonu grzewczego. Jeżeli kocioł jest dwufunkcyjny, potrzebna ilość paliwa będzie odpowiednio większa.

Zbiorniki na paliwo mogą być naziemne lub podziemne, zainstalowane na zewnątrz lub wewnątrz budynku. Zbiorniki stojące wewnątrz budynku są zwykle naziemne wymagają odpowiedniego pomieszczenia. Zbiorniki stojące na zewnątrz mogą być naziemne lub podziemne. Zbiorniki podziemne mogą być całkowicie lub częściowo zagłębione w gruncie.

Zbiorniki instalowane na zewnątrz, naziemne lub podziemne, muszą mieć zabezpieczenie przed przeciekaniem oleju do gruntu w przypadku uszkodzenia. Instalacja zbiorników z olejem wymaga też spełnienia odpowiednich warunków konstrukcyjnych (dostateczna nośność stropu lub gruntu).

Zbiorniki połączone są z kotłem przewodami. System może być jedno- lub dwuprzewodowy. W systemie jednoprzewodowym występuje tylko przewód zasilający. W systemie dwuprzewodowym – zasilający i powrotny. Przewody mogą być wykonane z miedzi, stali lub aluminium. Zbiorniki muszą być wyposażone w sygnalizator wycieku paliwa.

Zbiorniki na olej podlegają stałej kontroli oraz okresowemu czyszczeniu. Olej jest dostarczany przez firmy zajmujące się jego dystrybucją, które zapewniają stałe dostawy. Najwygodniejsze jest uzupełnianie paliwa raz w roku, chyba że pojemność zbiorników na olej jest zbyt mała jak na potrzeby gospodarstwa domowego i konieczne są częstsze dostawy.

Napełnianie zbiorników olejem musi odbywać się pod kontrolą. Kontrolę napełniania może ułatwić czujnik maksymalnego napełnienia, który współpracuje z cysterną. Stopień napełnienia zbiornika musi być też kontrolowany podczas eksploatacji. Zbiorniki na olej są stalowe lub z tworzyw sztucznych (żywicy poliestrowej wzmocnionej włóknem szklanym, polietylenu wysokiej gęstości), jednopłaszczowe lub dwupłaszczowe.

Zbiorniki dwupłaszczowe są wykonane całkowicie ze stali lub mogą mieć wewnętrzną część z tworzywa. Zbiorniki z tworzywa sztucznego mogą być łączone w baterie (5-25 sztuk). Często są przezroczyste, co umożliwia wizualną kontrolę poziomu napełniania. Mogą być dodatkowo wyposażone w przewody odpowietrzające i systemy zabezpieczenia przed przenikaniem zapachu oleju.

Kotły na paliwo stałe

Wciąż są bardzo popularne, gdyż paliwem w tego typu kotłach może być węgiel kamienny i brunatny, koks, brykiety węglowe, koksowe, brykiety z węgla brunatnego, węgiel drzewny. Coraz większą popularność zyskuje ostatnio biomasa, którą stanowi słoma, drewno - szczapy, trociny, zrębki, wióry, pelety.

Ze względu na konstrukcję paleniska występują:

• kotły z górnym spalaniem - najczęściej spotykane, gdyż są najtańsze. Komora spalania zazwyczaj jest połączona z komora zasypową. Mają jeden lub dwa ciągi spalin, czyli kanały konwekcyjne przez które przechodzą spaliny - im jest ich więcej, tym lepszy odzysk ciepła i wyższa sprawność kotła;
• kotły z dolnym spalaniem - proces spalania odbywa się na tylnej ścianie komory zasypowej lub w komorze spalania znajdującej się z tyłu komory zasypu. Kotły te mają najczęściej dwa lub trzy ciągi spalin. W domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się kotły z ręcznym zasypem paliwa (może być on czołowy lub górny). Kotły różnią się też pojemnością komory załadowczej, co wpływa na liczbę zasypów paliwa w ciągu doby. Okres pracy między zasypami zależy od rodzaju spalanego paliwa i mocy kotła (4 do 100 godzin). Jeśli jest to paliwo o wysokiej wartości opałowej, jak węgiel czy koks, to dosypuje się je rzadziej, jeśli zaś drewno - częściej, gdyż jest to paliwo o mniejszej wartości opałowej. Wymiennik ciepła jest wykonywany z żeliwa lub stali. Kotły żeliwne mają dużą odporność na korozję i wysoką trwałość, nawet do 25 lat. Natomiast kotły stalowe są lżejsze i ich trwałość jest obliczona na 15 lat. Niektóre z kotłów mają w wyposażeniu standardowym, inne jako wyposażenie dodatkowe, miarkownik ciągu, nazywany również regulatorem paleniskowym. Steruje on pracą kotła przez dozowanie ilości dopływającego do niego powietrza pierwotnego.

  Zasada działania kotła ze spalaniem górnym

  Zasada działania kotła ze spalaniem dolnym

Ze względu na rodzaj paliwa:

• kotły na koks i węgiel kamienny - mogą być ze spalaniem górnym lub dolnym. Te ze spalaniem górnym są tańsze, ale mają mniejszą sprawność i ograniczone możliwości regulacji. Kotły ze spalaniem dolnym są wygodniejsze w użytkowaniu, moc reguluje się w nich przez dozowanie powietrza do spalania. Paliwo dokłada się do nich raz lub dwa razy na dobę.
• kotły na groszek węglowy - wyposażone są w tzw. palnik retortowy. Paliwo do kotła transportowane jest za pomocą podajnika. Możliwe jest zastosowanie prostej automatyki (pokojowe czujniki temperatury, czujniki pogodowe).
• kotły na miał węglowy - osiągają sprawność około 85%, jeden załadunek paliwa wystarczy do 30 godzin.
• kotły na drewno - najlepsze są tzw. kotły zgazowujące osiągające sprawność dochodzącą nawet do 100% mocy nominalnej. Paliwo dokłada się do nich dwa razy na dobę, a do tych z rozbudowaną komorą spalania nawet jeden raz.
• kotły na pellets - paliwem jest granulat produkowany ze sprasowanych odpadów drzewnych. Kotły te są w pełni zautomatyzowane, same pobierają potrzebne paliwo za pomocą podajnika.

Wartość opałowa biomasy w porównaniu z paliwami konwencjonalnymi.

Kotły na biomasę charakteryzują się wysokim wskaźnikiem sprawności spalania, niską emisją szkodliwych związków do atmosfery i ekonomiczną eksploatacją. Mogą być jedno- i dwufunkcyjne. Ważnym produktem spalania biomasy jest popiół. Zawiera on duże ilości tlenków wapnia i potasu, dlatego też może być z powodzeniem wykorzystywany jako roślinny nawóz mineralny (potasowo-wapienny). Popiołu ze spalania węgla kamiennego nie można wykorzystać do tego celu.

Kotły dwupaliwowe - są jeszcze rzadko spotykane na naszym rynku. Charakteryzują się tym, że w jednej komorze może być spalany olej lub gaz, a w drugiej paliwa stałe, takie jak węgiel bądź drewno. Znajdują zastosowanie w przypadku, gdy w domu istnieje jeden kanał spalinowy i nie ma miejsca na dwa niezależne od siebie źródła ciepła.

Kotły elektryczne

Elektryczność jest formą energii, którą można wykorzystać do ogrzewania domów. Jeśli w danym terenie nie ma dostępu do gazu ziemnego, bardzo dobrą propozycją są nowoczesne, elektronicznie sterowane, wodne kotły elektryczne. Chociaż ogrzewanie elektryczne jest o ok. 1/3 droższe od gazowego i węglowego. Kotły te mogą być stosowane do ogrzewania mieszkań, domów jednorodzinnych, warsztatów.

Mogą współpracować z dowolnym typem grzejników oraz z wodnym ogrzewaniem podłogowym. Praca kotłów w instalacji ogrzewania podłogowego ogranicza temperaturę wody w kotle do 60°C. Można je instalować samodzielnie lub równolegle z innym kotłem (np. gazowym, węglowym, olejowymi), również jako zapasowe źródło ciepła.

Najczęściej wybór kotła elektrycznego podyktowany jest istniejącymi warunkami:

• jest to jedyne lub główne źródło zasilania instalacji c.o. (np. likwidacja kotła węglowego lub zbyt długie oczekiwanie na podłączenie do sieci gazowej),
• kocioł elektryczny stanowi urządzenie zapasowe wraz z innym kotłem (np. gazowym) i jest eksploatowany tylko w II tańszej taryfie; jest to propozycja zmniejszenia kosztów ogrzewania przez dogrzewanie prądem w porze nocnej,
• kocioł jest montowany w miejscu, gdzie nie ma możliwości wstawienia komina (np. gęsta zabudowa wielorodzinna, obiekt zabytkowy itp.) i jest jedynym możliwym rozwiązaniem dla zapewnienia ogrzewania.

Kotły elektryczne wyposażone są w grzałki ze stali nierdzewnej oraz elektroniczny układ sterowania, który spełnia następujące funkcje:

• automatyczny dobór mocy w zależności od chwilowych potrzeb,
• sterowanie temperaturą powietrza w pomieszczeniu ogrzewanym,
• elektroniczny pomiar temperatury wody wychodzącej z kotła (płynna regulacja),
• sterowanie pompą (wyłącznik zwłoczny - czasowy).

Obsługa kotłów elektrycznych, mimo zaawansowanych opcji regulacji, jest prosta i sprowadza się do ustawienia temperatury wody w kotle lub temperatury powietrza w pomieszczeniu. Programatory bardziej zaawansowane umożliwiają nastawę programu tygodniowego, 2 lub 3 poziomy temperatur, automatyczne powtarzanie cyklu po tygodniu itd.

Kotły elektryczne oferowane są przeważnie o mocach grzewczych od 4 do 24 kW, co przy właściwie ocieplonym budynku pozwala na ogrzanie powierzchni od 50 do 300 m². Kotły najmniejsze zasilane są jednofazowo, natomiast kotły o większej mocy wymagają zasilania trójfazowego oraz odpowiedniego zabezpieczenia prądowego.