Cena a možnost nepřetržité dodávky energie jsou určujícími faktory při výběru typu topného kotle. Plyn je nejlevnějším typem nosiče energie, ale hlavní vedení ne vždy prochází blízko domu. Elektrické kotle a kotle na tuhá paliva jsou dobrou alternativou plynových zařízení, ale i v tomto případě mohou nastat problémy. Chcete-li je vyřešit, můžete obě jednotky kombinovat v jednom topném systému.
Obsah
- Elektrické kotle
- Kotle na topná tělesa
- Elektrodové kotle
- Indukční kotle
- Kotle na tuhá paliva
- Návrhové prvky
- Typy kotlů na tuhá paliva
- Princip činnosti
- Kombinace kotle na tuhá paliva a elektrického vytápění
Elektrické kotle
K ohřevu chladicí kapaliny v elektrických topných kotlích dochází v důsledku přeměny elektřiny na teplo. Přitom nedochází prakticky k žádným energetickým ztrátám a u některých modelů topných zařízení dosahuje účinnost 99 %. K ohřevu chladicí kapaliny se používají různé fyzikální principy. Tato charakteristika je rozhodující pro klasifikaci kameniva.
Kotle na topná tělesa
K ohřevu chladicí kapaliny v teplosměnné komoře topných těles elektrických kotlů dochází pomocí trubkových elektrických ohřívačů. Jednotka pracuje pod automatickým řízením a může být vybavena oběhovým čerpadlem, expanzním čerpadlem a vzduchovým ventilem.
Voda nebo nemrznoucí kapaliny mohou být použity jako chladivo v topných systémech, které jsou ohřívány topným tělesem v průtokovém režimu. Zapnutím nebo vypnutím určitého počtu topných těles se reguluje výkon jednotky.
Elektrické topné kotle jsou navrženy pro provoz v jedno- a třífázových sítích v závislosti na výkonu zařízení. Jednotky o výkonu od 1 do 6 kW pracují na napětí 220 V. Ve velkých domech nejsou schopny samy o sobě zajistit efektivní vytápění, a proto nejsou považovány za hlavní zdroj tepla. Jsou však docela vhodné pro zajištění pohodlí v domech do 60 m².
Zařízení o výkonu 6-30 kW pracují v třífázových sítích a slouží jako hlavní topné zařízení. Například řada nástěnných elektrokotlů Protherm Skat, jejichž výkon se v závislosti na úpravě pohybuje od 6 do 28 kW.
Při instalaci výkonných elektrických kotlů byste měli vzít v úvahu parametry elektrického vedení a provozní vlastnosti 3fázových jednotek. Pro uvedení takového zařízení do provozu je nutné splnit normy elektrické bezpečnosti a získat povolení.
Lze použít různé druhy chladicí kapaliny.
Možnost organizace dodávky teplé vody.
Snadná regulace výkonu.
Tvorba vodního kamene na topných tělesech vede ke ztrátě výkonu v systémech, které používají tvrdou vodu.
Výměna vadného topného článku vyžaduje demontáž jednotky.
Elektrické kotle s topným tělesem jsou nejběžnějším typem topného zařízení. Řada generátorů tepla světových značek Navien, Proterm, Sangay, Evan, Stout, Lemax umožňuje vybrat si zařízení pro vytápění soukromého domu, komerčních a průmyslových prostor.
Elektrodové kotle
Ve srovnání s modely topných těles mají elektrodové kotle jednodušší a kompaktnější konstrukci. Elektrody jsou určeny k ohřevu vody cirkulující topným systémem. Jednotka je napájena z jednofázové (u méně výkonných modelů) a třífázové sítě. V druhém případě dosahuje maximální výkon 16 kW.
V tomto případě chladicí kapalina hraje roli elektrolytu, kterým prochází náboj mezi elektrodami a kapalina se zahřívá. Tato okolnost určuje zvýšené požadavky na kvalitu chladicí kapaliny, zejména na stupeň mineralizace. Někdy je smysluplnější místo vody použít speciální kapaliny.
Jednoduchost konstrukce zajišťuje spolehlivý provoz jednotky.
Vysoká úroveň zabezpečení. Absence chladicí kapaliny v systému nemůže způsobit poškození zařízení.
Vodní kámen, který se tvoří na elektrodách, mírně snižuje výkon, ale nevede k poruše.
Rychlý ohřev vody a plynulé nastavení její teploty.
Při poklesu napětí výkon kolísá, ale zařízení zůstává v provozuschopném stavu.
Vysoká pravděpodobnost úniku proudu vyžaduje uzemnění zařízení.
Je nutné zajistit nepřetržitou cirkulaci chladicí kapaliny.
Zvýšené nároky na kvalitu chladicí kapaliny.
V průběhu času se vlastnosti chladicí kapaliny a elektrod mění.
Teplota chladicí kapaliny ovlivňuje výkon zařízení.
Není možné zajistit TUV.
Indukční kotle
Indukční topné kotle byly uvedeny na trh poměrně nedávno. Strukturálně je zařízení transformátor, ve kterém je indukční cívka generátor a jádro je výměník tepla. Magnetické pole generované při přivedení elektřiny na primární vinutí je směrováno do sekundárního vinutí. Elektromagnetická interakce mezi nimi vede k ohřevu jádra a to zase ohřívá chladicí kapalinu. Výměník tepla má tvar labyrintu, což umožňuje zvětšit kontaktní plochu a tím zvýšit účinnost zařízení.
Vysoká rychlost ohřevu chladicí kapaliny.
Nenáročné na kvalitu chladicí kapaliny.
Při provozu se netvoří vodní kámen, nedochází tedy ke ztrátě výkonu ani snížení účinnosti.
Nejsou zde žádná topná tělesa, není tedy potřeba je vyměňovat.
Vysoká elektrická bezpečnost jednotky.
Technické vlastnosti nezávisí na vnějších faktorech.
Vysoká cena ve srovnání s jinými typy kotlů.
Lze použít pouze v uzavřených topných systémech s nuceným oběhem a přetlakem.
Kotle na tuhá paliva
Kotle na tuhá paliva mají princip činnosti, který se od doby jejich vynálezu člověkem nezměnil. Jediným rozdílem od starověkých technologií je použití moderních materiálů a automatizace. Design zůstal v zásadě nezměněn – pouze se vylepšuje a modernizuje.
Návrhové prvky
Spalovací komora u kotlů na tuhá paliva je topeniště, ve kterém hoří palivo. Ve většině modelů plní také roli výměníku tepla. Design topeniště sestává z portálu pro přikládání paliva a prostoru pro odvod spalin, dále roštů a popelníku. Pro udržení spalovacího procesu poskytuje spalovací komora speciální otvor.
Spalovací komora má dvojité stěny s vodou mezi nimi. Jedná se o tzv. vodní bundu. S jeho pomocí se energie získaná spalováním paliva přenáší do chladicí kapaliny. Při zahřátí kapalina stoupá a vstupuje do tepelné trubice. Po průchodu systémem se chladicí kapalina ochladí a vrací se spodním potrubím zpět do kotle, kde se ohřeje – a cyklus se opakuje.
Spalování tuhého paliva je doprovázeno uvolňováním kouře, proto je pro provoz kotle nutné zajistit systém pro odstraňování spalin. Kouř z pece je odváděn do pouliční atmosféry pomocí tepelně izolovaného potrubí.
Teplotní režim závisí na intenzitě spalování paliva, proto se reguluje změnou objemu přiváděného vzduchu. Toho je dosaženo pomocí systému klapek a vrat, který nevyžaduje napájení ze sítě a funguje roztahováním nebo smršťováním materiálu regulátoru.
Typy kotlů na tuhá paliva
Kotle na tuhá paliva jsou klasifikovány v závislosti na materiálu:
Litinové kotle. Spolehlivé a odolné jednotky. Jejich instalace je vhodná, pokud je provoz zařízení nepřetržitý.
Princip činnosti
Jako nosiče energie se používají hořlavé nerosty (uhlí, rašelina), palivové dřevo a deriváty dřeva (piliny, pelety, dřevěné brikety). Některé modely mohou pracovat na různé druhy pevných paliv.
V závislosti na použitém principu spalování paliva jsou kotle následujících typů:
Tradiční. Při hoření paliva se uvolňuje teplo, které se využívá k ohřevu chladicí kapaliny.
Dlouhé hoření. Podlouhlá spalovací komora je obklopena vodním pláštěm. Plamen se šíří shora dolů, což zajišťuje téměř úplné spálení paliva. Tato konstrukce prodlužuje dobu mezi plněními, pomáhá udržovat konstantní teplotu chladicí kapaliny a vede ke zvýšení účinnosti jednotky. Kromě toho je možné automatizovat provoz kotle pro jeho autonomní provoz.
Pelety. Jako palivo se používají pelety – lisovaný produkt z rašeliny a odpad z dřevozpracujícího a zemědělského průmyslu. Pelety jsou skladovány ve speciálním bunkru a přiváděny do spalovací komory automaticky. Jednotka je řízena elektronicky, a proto vyžaduje napájení ze sítě.
Pyrolýza. Princip fungování je založen na pyrolýze, která umožňuje získat další energii ze spalovacích produktů. Vyznačuje se vysokou účinností.
Kotle na tuhá paliva osvědčených značek jako Lemax, Luch, Evan, Kupper jsou vyráběny v široké škále výkonů, takže si můžete vybrat spolehlivý generátor tepla s nejlepší cenou pro jakékoli provozní podmínky.
Kombinace kotle na tuhá paliva a elektrického vytápění
Kombinace dvou tepelných generátorů různých typů v topném systému umožňuje neutralizovat jejich nevýhody a demonstrovat jejich přednosti v maximální možné míře. Elektřinu lze využívat ve zvýhodněném období dne za předpokladu, že je instalován dvoutarifní elektroměr, a tuhá paliva – po zbytek dne, kdy je možné ukládat a vynášet popel.
Kotel na tuhá paliva tedy slouží jako hlavní zdroj tepla a elektrický jako doplňkový. Díky tomu je možné vyrovnat náklady na vytápění, pokud se dům nachází daleko od plynovodu. K dosažení určité teploty se v počáteční fázi používá dřevo a k jeho udržení se používá elektřina.
Pro propojení kotlů se používá paralelní nebo sériový obvod. V některých případech je vhodné opatřit mezi nimi tepelný akumulátor.
Zkušenosti ukazují, že efektivního společného provozu elektrického kotle a kotle na tuhá paliva lze dosáhnout při splnění následujících podmínek:
Je nutné zvolit správný poměr výkonu jednotek. Výkon pevného paliva musí převyšovat výkon elektrického kotle, protože první je hlavní a druhý je doplňkový.
Pro zajištění nezávislého provozu každého kotle musí být provedeno paralelní zapojení.
Kotel na tuhá paliva se zapojuje do velkého okruhu a elektrický do malého okruhu.
Kotel na tuhá paliva (jako hlavní) je vybaven třícestným ventilem.
Instalace tepelného akumulátoru umožní racionální využití vyrobené energie a zajistí bezpečný provoz systému.
Každý z tepelných generátorů je nastaven na specifický teplotní režim: pevná paliva – 60-70 ℃, elektrický – 40-50 ℃.
Rozhodnutí ve prospěch jednoho nebo druhého typu kotle pro autonomní vytápění domu se provádí na základě kombinace faktorů a dostupnost energie hraje rozhodující roli. Pevná paliva jsou energeticky nezávislé jednotky, které vyžadují lidskou pozornost. Elektrické – vysoce účinná zařízení, která využívají drahou elektřinu. Kombinace dvou typů nosičů energie je osvědčeným technickým řešením, které zajišťuje ekonomickou spotřebu zdrojů a spolehlivou dodávku tepla.
