Vykurovacie kotly na kvapalné palivo: konštrukcia, typy, prehľad populárnych modelov

Výkonné a úsporné vykurovacie kotly na kvapalné palivo umožňujú dosiahnuť úplnú autonómiu od centralizovaného plynovodu. Pri zvažovaní inštalácie kotla je potrebné pochopiť jeho konštrukciu, princíp činnosti a prevádzkové vlastnosti.

Výber kotla by mal vychádzať z porovnávacieho hodnotenia charakteristík a funkčnosti rôznych modelov. Nemenej dôležitým faktorom je povesť výrobcu.

V tomto materiáli vám priblížime druhy kvapalnopalivových modelov vykurovacích kotlov, ich výhody a nevýhody, a tiež sa pozrieme na niekoľko populárnych zariadení od známych výrobcov.

Výhody a nevýhody kvapalnopalivových kotlov

Kotly na kvapalné palivo, napriek schopnosti efektívneho vykurovania budovy a technickej dokonalosti, nie sú také bežné ako plynové alebo tuhopalivové generátory tepla.

Zariadenie pracujúce na naftu alebo odpadový olej je veľmi populárne v krajinách západnej Európy.

Medzi významné výhody vykurovacieho kotla na kvapalné palivo patria:

1. Vysoká efektívnosť práce. Účinnosť väčšiny modelov dosahuje 95 %. Palivo sa spotrebúva prakticky bez strát.
2. Veľký výkon. Výkonnosť agregátov umožňuje vykurovať kompaktné obytné priestory, ako aj priestranné výrobné haly.
3. Vysoká úroveň automatizácie práce. Kotol dlhodobo funguje bez účasti človeka.
4. Autonómia od zdrojov energie. S výnimkou elektrickej energie. V prípade potreby si vystačíme s generátorom.
5. Možnosť prechodu na plynové palivo.

Existujú aj ďalšie výhody takéhoto zariadenia. Na inštaláciu kotla nie je potrebný súhlas a získanie povolenia. Okrem toho absencia plynovodu výrazne uľahčuje montážne práce.

Ťažkosti pri montáži a prevádzke kotla na kvapalné palivo:

1. Vysoké náklady na nákup paliva. Pri intenzívnom používaní zariadenia môže ročná spotreba paliva dosahovať niekoľko ton.
2. Na skladovanie paliva sa buduje samostatná stavba. Ako alternatíva, sklad s nádobami z nepriehľadného plastu alebo ocele sa vybavuje v zemi. Dôležitou podmienkou je ochrana pred slnečnými lúčmi.
3. Agregát je potrebné umiestniť v samostatnej miestnosti s dobrým vetraním a silným odsávaním.
4. Ak je naftová kotolňa umiestnená v tesnej blízkosti domu, bude potrebná dodatočná zvuková izolácia – horák počas prevádzky vytvára hluk.

Pri zriaďovaní podzemných skladov paliva je potrebné zohľadniť hydrogeologické charakteristiky územia.

V mnohých modeloch je zabudované klimatické nastavenie kotla – nastavenie komfortného teplotného režimu v dome s ohľadom na vonkajšiu teplotu.

Konštrukcia a princíp činnosti kotla

Agregáty na kvapalné palivo fungujú na rovnakom princípe ako plynové. Hlavný rozdiel spočíva v použití ventilátorového horáka (trysky). Typ zariadenia do veľkej miery určuje účinnosť a hospodárnosť prevádzky kotla.

Naši krajania zvažujú inštaláciu agregátu na kvapalné palivo ako alternatívny spôsob vykurovania v prípade absencie centrálneho plynovodu.

Základné pracovné uzly tepelného generátora

Konštrukčné prvky kotla na kvapalné palivo:

• horák;
• spaľovacia komora;
• teplovýmeník;
• komín;
• riadiaci blok;
• telo.

Vykurovacie zariadenie na kvapalné palivo je vybavené potrubím s čerpadlom, ktoré zabezpečuje prívod paliva, a nádržou na skladovanie paliva.

Na zvýšenie výkonnosti a efektívnosti zariadenia výrobcovia zdokonaľujú modely, dopĺňajúc zariadenie rôznymi teplovýmennými doskami a dymovodnými rúrkami.

Horák vykurovacieho agregátu

Hlavný modul zariadenia, ktorý zodpovedá za prípravu palivovo-vzduchovej zmesi a jej dodávanie v množstve potrebnom na udržanie činnosti tepelného generátora.

Kvapalnopalivový horák je ventilátorového typu. Prívod a vstrek paliva do spaľovacej komory sa uskutočňuje pod tlakom – vykonáva sa nútené vháňanie vzduchu.

Štandardná výbava horáka pre kvapalnopalivový kotol:

1. Transformátor zapaľovania. Generuje iskru, vďaka ktorej sa vznieti palivo.
2. Riadiaca jednotka. Určuje fázy spustenia, vykonáva kontrolu a zastavuje činnosť horáka. Je zabezpečené pripojenie fotobunky, transformátora zapaľovania a snímača núdzového vypnutia.
3. Elektromagnetický ventil. Koriguje prívod paliva do spaľovacej komory.
4. Regulátor vzduchu s filtrom. Zariadenie normalizuje prívod vzduchu a zabraňuje prenikaniu pevných častíc.
5. Predohrievač. Mení stav paliva, znižujúc jeho viskozitu. Čím tekutejšie palivo vstupuje do otvoru dýzy, tým hospodárnejšie sa spotrebuje.
6. Prípojka prepadu paliva. Spája sa s nádržou, kde sa uskutočňuje ohrev paliva.
7. Žiarová rúra. Cez hlavné vedenie tepelná energia prúdi k miestu ohrevu teplonosného média, ktoré potom cirkuluje vo vykurovacom systéme.

Horák môže byť pôvodne zabudovaný do kotla bez možnosti zvýšenia výkonu agregátu. Nástenné moduly umožňujú modifikovať zariadenie.

Nastavenie nástenného horáka vykonáva odborník doma. Výhoda modulu zabudovaného vo výrobných podmienkach – rýchle uvedenie kotolne do prevádzky.

Spaľovacia komora kotla

V podstate ide o žiaruvzdornú nádobu so vstupným a výfukovým otvorom. Spravidla má kruhový alebo obdĺžnikový prierez.

Teplovýmenník zariadenia

Cez steny teplovýmenníka sa uskutočňuje prenos tepelnej energie teplonosnému médiu. V moderných modeloch je povrch tohto prvku vyhotovený podľa princípu radiátorového zariadenia – to umožňuje maximálne využiť tepelnú energiu získanú v procese horenia.

Na prednej sekcii teplovýmenníka je upevnený horák a dvierka. Počet sekcií a plocha pokrytia teplovýmenníka určujú výkon kotla.

Dymovod pre agregát na kvapalné palivo

Nasávanie vzduchu sa uskutočňuje z vonku alebo z kotolne, správne vybaviť ju sa dočítate v tomto materiáli.

Pri prívode zvonka sa vzduch privádza cez koaxiálny dymovod alebo samostatným kanálom. Na zvýšenie účinnosti sú dymové kanály vybavené oceľovými platňami – odchádzajúce plyny vytvárajú turbulentné prúdenie, ktoré znižuje ich rýchlosť. Ťah pritom zostáva zachovaný.

Riadiaci blok zariadenia

Automatika je určená na udržiavanie nastavenej teploty. Pomocné funkcie znižujú náklady na prevádzku kotla. Z technického hľadiska sú najpokročilejšie považované bloky závislé od počasia, ktoré menia teplotu ohrevu teplonosnej látky na základe údajov z vonkajších snímačov.

Princíp práce tepelného agregátu je založený na príprave zmesi paliva a vzduchu s jej následným rozprašovaním v spaľovacej komore

Teleso vykurovacieho kotla

Všetky prvky systému sú uzavreté v pevnom tepelnoizolačnom telese. Takýto „plášť“ znižuje tepelné straty a zvyšuje účinnosť práce kotla.

Z vonkajšej strany je teleso polepené vrstvou tepelnoizolačnej fólie, ktorá pri zahriatí zostáva studená a chráni obsluhu pred popálením.

Ako prebieha vykurovanie miestnosti?

Celý proces generovania tepla v kotli na kvapalné palivo a prenosu tepelnej energie k vykurovacím radiátorom možno rozdeliť do niekoľkých etáp.

Etapa 1. Nafta alebo iné palivo sa naleje do skladu. Palivové čerpadlo dodáva kvapalinu do horákového zariadenia – v potrubí sa vytvára tlak. Súčasne palivové čerpadlo pomocou snímačov určuje kvalitu paliva a percento jeho zahustenia.

Etapa 2. Motorová nafta vstupuje do prípravnej komory. Tu prebieha miešanie paliva so vzduchom, ohrev a skvapalnenie zmesi.

Etapa 3. Zmes paliva a vzduchu sa privádza na trysku. Pôsobením ventilátora sa zmes rozprašuje a palivová hmla vznieti v spaľovacej komore.

Etapa 4. Steny komory sa zahrievajú. Vďaka tomu dochádza k ohrevu výmenníka tepla a teplonosnej látky. Tá vstupuje a cirkuluje v vykurovacom systéme.

Etapa 5. Pri spaľovaní paliva vznikajú plyny, ktoré sú odvádzané cez dymovod. Pri úniku von dym prechádza cez rad teplovýmenných platní a tiež odovzdáva svoje teplo.

Pri spaľovaní paliva vzniká sadza. Na udržanie účinnosti kotla na správnej úrovni je potrebné pravidelne čistiť steny spaľovacej komory.

Druhy kvapalnopalivových modelov

Všetky kotly na kvapalné palivo možno klasifikovať podľa nasledujúcich kritérií: oblasti použitia, funkčnosti, typu regulácie, materiálu výroby, druhu použitého paliva a spôsobu montáže.

Podľa oblasti použitia

Základným ukazovateľom, ktorý určuje príslušnosť kotolne k jednému z typov, je výkon. Domáce modely sa vyrábajú s výkonom od 6 do 230 kW. To stačí na vykurovanie malých domov s rozlohou 50 m² a veľkých vidieckych chát na 2200 m².

Ukazovateľ výkonnosti určuje spotrebu paliva v kvapalnom vykurovacom kotle – na výrobu 10 kW tepla je potrebný približne 1 kg nafty za hodinu. Domáce agregáty sú navrhnuté na maximálny povolený pracovný tlak – 4-6 bar.

Výkon priemyselných kvapalných kotlov je od 500 do 12 000 kW. Mimoriadne výkonné modely slúžia na vykurovanie budov s rozlohou viac ako 15 000 m². Riadenie výrobných vykurovacích agregátov je plne automatizované.

Priemyselné kotlové zariadenia sa delia na vodné a parné kotly. Prvé vykonávajú ohrev vody pod tlakom, druhé generujú prehriatu alebo nasýtenú paru.

Vysokovýkonné generátory tepla sa používajú v blokovo-modulových kotolniach – autonómnych staniciach na výrobu pary a tepla. Parné generátory sú žiadané v potravinárskom, nábytkárskom priemysle, pri spracovaní dreva, ťažbe ropy a výrobe kŕmnych zmesí.

Podľa funkčnosti

Jednokotúčové kotly sú určené výlučne na vykurovanie miestnosti. Sú pripojené k radiátorom a teplonosné médium cirkuluje v uzavretom vykurovacom systéme. Takýto agregát neohrieva vodu na domácu spotrebu – o to sa treba postarať samostatne inštaláciou bojlera.

Dvojkotúčové modely sú funkčnejšie. Kotly zabezpečujú vykurovanie domu a dodávku teplej vody do rôznych odberných miest (sprcha, umývadlo atď.). V konštrukcii zariadenia je zabudovaný dodatočný výmenník tepla na zabezpečenie dodávky teplej vody.

Dvojkotúčové kotly sú vybavené prietokovým ohrievačom vody alebo zásobníkovým bojlerom. Pri použití «prietokového ohrievača» bude voda chladnejšia ako pri vstavanom zásobníkovom bojleri.

Podľa spôsobu regulácie

Režim práce kotla je určený typom inštalovaného horáka.

Podľa typu regulácie sa všetky zariadenia delia do niekoľkých skupín:

• jednostupňové;
• dvoj- a trojstupňové;
• modulované.

Jednostupňové moduly fungujú na princípe striedavého zapínania a vypínania. Po zahriatí teplonosného média na určitú teplotu plameň zhasne a po ochladení sa horák opäť zapne. Takéto horáky sú málo efektívne – vedú k nadmernému plytvaniu palivom.

Horáky «jedného režimu» sa inštalujú na kotly s výkonom najviac 200 kW. Popredné spoločnosti postupne upúšťajú od ich používania.

Dvoj- a trojstupňové zariadenia pracujú v nasledujúcich režimoch:

1. Dvojstupňové moduly fungujú na 30 a 100% výkonu. Po maximálnom ohreve vody sa horák prepne do režimu zníženého výkonu. To umožňuje znížiť spotrebu paliva o 5-10%.
2. Trojstupňové pracujú na 30-60-100% výkonu. Dosahuje sa úspornosť a vysoká tepelná účinnosť zariadenia.

Modulovateľné – proces spaľovania paliva sa reguluje v automatickom režime. Na intenzitu plameňa vplýva: teplota vo vnútri a mimo budovy, kvalita paliva a nastavený režim. Rozsah zmeny výkonu je 10-100% výkonnosti.

Mikroprocesorová automatika určuje zloženie palivovo-vzduchovej zmesi, optimálnu rýchlosť prívodu paliva do trysiek a tlak.

Modulačnými horákmi sú vybavené kotly piatej generácie. V porovnaní s dvoj- a trojstupňovými zariadeniami sú úspornejšie o 15%

Podľa typu materiálu

Výrobcovia vybavujú vykurovacie agregáty liatinovými alebo oceľovými výmenníkmi tepla. Materiál výroby ovplyvňuje účinnosť a životnosť kotla.

Liatinové modely sa vyznačujú dlhou životnosťou – viac ako 30 rokov. Sú však dosť „náročné“ a pri kritickom teplotnom rozdiele medzi „spiatočkou“ a „prívodom“ môžu prasknúť. Teplotný rozdiel vody na vstupe a výstupe by nemal presiahnuť 20 °C.

Ak sa bude kotol používať pravidelne, napríklad pri návštevách chaty, je lepšie zvoliť model s oceľovým výmenníkom tepla. Žiaruvzdorná oceľ je menej odolná, ale stabilne znáša teplotné výkyvy.

Kotol s oceľovým výmenníkom tepla je lacnejší ako analóg s liatinovým modulom. Oceľové modely sú zastúpené v produktovom rade spoločností Kiturami a Viessmann

Podľa typu paliva

Ako palivový materiál sa v kvapalinových kotloch najčastejšie používa nafta (motorová nafta) alebo odpadový olej. Navonok sa naftové zariadenia nelíšia od svojich náprotivkov pracujúcich na „odpadový olej“. Hlavný rozdiel je v technickej stránke.

Na prevádzku kotla sa používa čisté, certifikované naftové palivo. Pri spaľovaní paliva je tvorba popola minimálna. To umožňuje použiť v konštrukcii ohnisko a dymové trubice menšieho priemeru.

Spaľovanie odpadového oleja prebieha s bohatým únikom popola. V kotloch na „odpadový olej“ nie je vnútri dymových trubic žiadny turbulizátor a všetok sediment sa ukladá v špeciálnej komore na zber dymu. Odporúčame prečítať si aj náš ďalší článok, kde je podrobne popísaná výhrevnosť rôznych druhov palív.

V zariadeniach pracujúcich na použitom oleji sa používajú prevodové a motorové oleje z automobilov. Takéto kotly je vhodné inštalovať v autoservisoch, na základniach poľnohospodárskej techniky a v automobilových podnikoch.

Podľa spôsobu montáže

Podľa spôsobu montáže rozlišujeme nástenné a stojace agregáty. Závesné kotly sú kompaktné, vhodné na inštaláciu, ale málo výkonné. Ich výkon postačí na vykurovanie miestnosti, ktorej plocha nepresahuje 300 m².

Stojacie kvapalnopalivové kotly sú objemnejšie a výkonnejšie. Patria sem všetky agregáty priemyselného určenia a domáce modely s vysokým výkonom.

Prehľad modelov od popredných spoločností

Dôstojnú medzeru na trhu vykurovacích zariadení zaberajú kotly na kvapalné palivo od zahraničných výrobcov: ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli a Viessmann. Spomedzi domácich spoločností sa dobre osvedčili Lotos a TEP-Holding.

Univerzálne kotly ACV Delta Pro

Belgická spoločnosť ACV realizuje modely rady Delta Pro S – dvojkruhové kotly so vstavaným bojlerom. Výkon vykurovacích agregátov je od 25 do 56 kW.

Kotly Delta Pro S sa dodávajú s horákom podľa výberu zákazníka – buď s modelom BMV1 na kvapalné palivo, alebo BG2000 na propán a zemný plyn.

Technicko-prevádzkové vlastnosti:

• materiál výroby tepelného výmenníka – oceľ;
• penová polyuretánová izolácia tela;
• prevádzka na naftu alebo plyn;
• ovládací panel s teplomerom, regulačným termostatom.

Kotol na kvapalné palivo sa prispôsobuje sezóne – je k dispozícii prepínač „zima/leto“.

Účinnosť kotlov Delta Pro S je 92,8 %. Doba ohrevu vody pre systém TÚV závisí od výkonu zariadenia a pohybuje sa od 16 do 32 minút.

Agregáty EnergyLogyc – inteligentná automatika

Kotly na použitý olej americkej spoločnosti EnergyLogyc sa od analógov líšia automatizovanými procesmi nastavenia horáka a spaľovania paliva.

Ako palivo sa používa použitý olej, nafta, rastlinný olej alebo petrolej.

V zariadení je zväčšená veľkosť ohniska a prierez dymových rúr – to umožňuje efektívne využívať „použitý olej“ a znižuje množstvo prác na čistenie kotla.

Kvapalnopalivové agregáty EnergyLogyc sa vyrábajú v troch modifikáciách:

• EL-208В – výkon 58,3 kW, spotreba paliva – 5,3 l/h,
• EL-375В – výkon 109 kW, spotreba paliva – 10,2 l/h;
• EL-500В – tepelný výkon – 146 kW, spotreba paliva – 13,6 l/h.

Maximálna teplota teplonosnej látky v uvedených modeloch je 110 °C, pracovný tlak – 2 bar.

Kotol EL-208V je vhodný na vykurovanie priestorov rôzneho určenia: chát, skleníkov, autoservisov, výrobných dielní, skladov, súkromných domov a kancelárií

Buderos Logano – nemecká kvalita

Spoločnosť Buderos (Nemecko) vyrába dieselové kotly, vstrekovače, horáky a ďalšie zariadenia potrebné na prevádzku vykurovacieho systému. Rozsah výkonových charakteristík zariadení je 25-1200 kW.

Účinnosť vykurovacích kotlov na kvapalné palivo Buderos je 92-96%. Zariadenie pracuje v plne automatickom režime, palivový materiál je nafta. Výmenník tepla je vyrobený zo sivej liatiny alebo ocele

Kotlové jednotky Buderos Logano sa vyrábajú v dvoch sériách:

• Buderos Logano kategórie «G» – sú určené na súkromné použitie, ich výkon je 25-95 kW;
• Buderos Logano kategórie «S» – zariadenie priemyselného určenia.

Zariadenia sa vyznačujú aerodynamickým dizajnom, pohodlným systémom riadenia, vstavaným tlmičom hluku.

Domáce kotly Buderos Logano sa dodávajú so vstavanými a nastavenými horákmi na naftu. Zariadenie je možné dodatočne vybaviť čerpadlovou skupinou, bezpečnostným systémom a expanznou nádobou

Kotly kórejskej firmy Kiturami

Stojacie dvojkruhové kotly Kiturami série Turbo sú určené na domáce použitie. Výkon zariadení je 9-35 kW.

Charakteristické vlastnosti modelu:

• zabezpečenie vykurovania a teplej vody pre priestory do 300 m²;
• výmenník tepla kotla je vyrobený z vysoko legovanej ocele;
• dodatočný výmenník tepla TÚV je z 99% z medi, čo zvyšuje účinnosť vykurovania;
• ako teplonosné médium je vhodná nemrznúca zmes a voda.

Charakteristickou črtou modelov Turbo je prítomnosť turbocyklónového horáka. Funguje na princípe turbodúchadlového motora automobilu.

V špeciálnej kovovej doske vďaka vysokej teplote dochádza k sekundárnemu spaľovaniu. To umožňuje hospodárne spotrebúvať palivo a znižuje emisie škodlivých látok do ovzdušia.

Prevádzka Kiturami Turbo je možná v režimoch: «Sprcha», «Spánok», «Prítomnosť», «Práca/Kontrola» a «Časovač». Ovládací panel je umiestnený na prednej strane telesa.

Závery a užitočné video k téme

Sledovanie videomateriálov pomôže pochopiť konštrukciu a princíp práce vykurovacích zariadení na kvapalné palivo.

Porovnanie dieselového kotla a zariadenia pracujúceho na «odpadovom oleji»:

O pravidlách výberu vykurovacieho zariadenia na kvapalné palivo sa bude hovoriť v nasledujúcom videu:

Kvapalné palivové kotly sa vyznačujú vysokou úrovňou automatizácie. Vykurovanie na báze dieselových zariadení umožňuje dosiahnuť autonómiu a absencia prísnych rámcov pri dokumentárnom vybavovaní ich robí atraktívnou ponukou. Avšak rad závažných nedostatkov pri obsluhe kotolne udržiava dopyt po dieselových agregátoch.

Ak ste znepokojení výberom kvapalného palivového kotla, prosím, zanechajte svoje otázky v bloku umiestnenom nižšie. Tam tiež môžete napísať užitočné rady k téme článku alebo sa podeliť o skúsenosti s používaním podobného vykurovacieho zariadenia.