Ogrzewanie z kotła

O doborze wielkości mocy cieplnej kotła decydują dane dotyczące budynku. Przy obliczaniu zapotrzebowania na ciepło w obiekcie uwzględnia się szereg parametrów, takich jak: przeznaczenie pomieszczeń, rodzaj przegród budowlanych, przeszklenie, ilość powietrza wentylacyjnego, położenie budynku w jednej z pięciu stref klimatycznych Polski i szereg innych. Oszacowanie wielkości kotła jedynie w zależności od kubatury obiektu nie jest miarodajne.

Pomieszczenie kotłowni  
Pomieszczenie kotłowni lokalizuje się w piwnicy lub na poddaszu budynku (kotły gazowe). W celu optymalnego rozprowadzenia ciepła wskazane jest centralne jej usytuowanie na planie pojedynczego budynku lub założenia wieloobiektowego. Kocioł powinien być zainstalowany możliwie najbliżej przewodu kominowego. Odległość tylnej ściany kotła od komina nie może być większa niż czwarta cześć wysokości komina. Kotłownia musi być wyposażona w kanały wentylacji, zarówno nawiewnej , jak i wywiewnej, umieszczone na przeciwległych ścianach. Wylot z kanału nawiewnego powinien znajdować się nie wyżej niż 0,5 m od poziomu podłogi, natomiast wlot kanału wywiewnego pod sufitem. Powierzchnia przekroju kanału wywiewnego powinna być dwa razy mniejsza od powierzchni przekroju kanału nawiewnego. Zazwyczaj kanał nawiewny sytuuje się na ścianie zewnętrznej budynku, natomiast kanał wywiewny na ścianie wewnętrznej. Wysokość kotłowni musi przekraczać 2,2 metra. Kubatura kotłowni gazowej wynika każdorazowo z obliczeń, w których przyjmuje się nie mniej niż 1 m³ na 4,65 kW mocy cieplnej palników. Wszystkie przegrody otaczające kotłownię, to znaczy ściany i stropy, muszą być wykonywane z materiałów ognioodpornych i gazoszczelnych. W centralnej części pomieszczenia kotłowni należy przewidzieć kratkę ściekową. Podłoga powinna być wykonana ze spadkiem 1% w kierunku odpływu. Drzwi do kotłowni muszą otwierać się na zewnątrz. Na każde 100 m³ kubatury pomieszczenia, powinno przypadać nie mniej niż 2,5 m² okien.


Dobór kotła  
O doborze wielkości mocy cieplnej kotła decydują dane dotyczące budynku. Przy obliczaniu zapotrzebowania na ciepło w obiekcie uwzględnia się szereg parametrów, takich jak: przeznaczenie pomieszczeń, rodzaj przegród budowlanych, przeszklenie, ilość powietrza wentylacyjnego, położenie budynku w jednej z pięciu stref klimatycznych Polski i szereg innych. Oszacowanie wielkości kotła jedynie w zależności od kubatury obiektu nie jest miarodajne. Projektant instalacji centralnego ogrzewania, po dokonaniu obliczeń cieplnych obiektu, dobiera wielkość kotła. Długoletnie doświadczenia eksploatacyjne wykazały, że najwyższą sprawność osiągają kotły pracujące przy normalnym obciążeniu. Nieopłacalny ekonomicznie jest dobór kotła o wyższej wydajności cieplnej niż obliczeniowa. Rosną nie tylko nakłady inwestycyjne (większy kocioł kosztuje drożej), ale też koszty eksploatacyjne wyrażające się zwiększonym zużyciem paliwa. Aby zapewnić ekonomiczną pracę kotłowni w ciągu całego roku, zamiast jednego dużego kotła można dobrać kilka mniejszych kotłów pracujących w kaskadzie. Kotły łączy się równolegle za pomocą sprzęgła hydraulicznego. Przez regulację wydajności cieplnej jednego z kotłów i załączanie lub wyłączenie pozostałych, możliwe jest sterowanie pracą całego układu. W okresie letnim pracuje jeden kocioł przygotowujący ciepłą wodę użytkową. Dodatkową zaletą kaskady jest zapewnienie ciągłości dostawy energii w wypadku awarii jednego z kotłów.


Budowa kotła  
Kotły średniej mocy na olej lub gaz wykonywane są z materiałów odpornych na korozję - wysokostopowych stali lub żeliwa. Trwałość kotłów stalowych przekracza często okres 20 lat, a kotłów żeliwnych - 25 lat. Rodzaj materiału, z którego wykonuje się urządzenia wpływa na ich masę. Kotły stalowe są lżejsze od żeliwnych. Powszechnie stosowane kotły żeliwne mają budowę członową. W przednim członie montowany jest palnik, w tylnym - podłączenie do czopucha. Stojące człony środkowe, stanowiące oddzielne komory wodne, składane są jedne za drugimi. Pakiet członów jest omywany spalinami. Budowane są w wersji z komorą paleniskową otwartą lub zamkniętą. Wśród kotłów żeliwnych spotykamy oryginalne rozwiązania technologiczne, odbiegające od standardowych konstrukcji. Regułę stanowi jednak dobór liczby członów zależnie od mocy cieplnej kotła. Niewątpliwą ich zaletą jest możliwość montażu w kotłowni (kotły stalowe są składane u producenta) oraz łatwość rozbudowy przez dodanie członów środkowych. W celu maksymalnego wykorzystania energii powstającej w procesie spalania, pomyślano o cieple unoszonym przez spaliny. Są one często zawracane i dzięki specjalnemu wyprofilowaniu dodatkowych powierzchni grzejnych, przepływają wzdłuż nich ruchem burzliwym, obniżając swoją temperaturę do około 150^oC na wyjściu z kotła. Wymiar ekonomiczny maksymalnego wykorzystania energii spalin to podwyższenie średniorocznej sprawności. Najwyższą osiągają kotły kondensacyjne, wykorzystujące energię skraplania pary wodnej zawartej w spalinach.


Palnik  
Źródłem energii jest egzotermiczny proces spalania paliwa. O jego jakości decyduje palnik. Dobiera się go w zależności od rodzaju i mocy cieplnej kotła. Właściwie dobrany palnik gwarantuje uzyskanie najkorzystniejszych parametrów spalania. W większości kotłów stosowane są palniki wentylatorowe, w których mieszanka paliwowo-powietrzna dostarczana jest do komory paleniskowej z nadciśnieniem. Specjalne rozwiązania konstrukcyjne z układami sterowania i zabezpieczeń zapewniają całkowicie bezpieczną i cichą pracę. Podstawową wersją wykonania palników jest układ jednopaliwowy. Montaż układu dwupaliwowego olejowo-gazowego lub dwugazowego gwarantuje pracę kotła bez przerw. Wadą układu jest wyższy koszt inwestycyjny i niższa sprawność w porównaniu z układami jednopaliwowymi Dlatego też, palniki dwupaliwowe stosuje się jedynie w szczególnych obiektach, na przykład szpitalach. Sposób regulacji palnika decyduje o jakości spalania. Najprostsza jest regulacja jednostopniowa. Polega ona na załączeniu i wyłączaniu palnika. Zastosowanie palników z regulacją dwustopniową umożliwia zmianę wydajności na dwóch różnych poziomach -- kocioł pracuje z pełnym lub częściowym (od 30 do 70%) obciążeniem cieplnym. Ze względu na wysoki koszt, palniki wentylatorowe z płynną regulacją mocy nie są powszechnie stosowane w procesach spalania.


Temperatura  
Procesy sterowania temperatury w pomieszczeniach nie są możliwe bez zastosowania układów automatycznej regulacji. Kotły stosowane w budynkach użyteczności publicznej powinny być sterowane regulatorami pogodowymi. Urządzenia te umożliwiają osiągniecie żądanych temperatur w pomieszczeniach na podstawie pomiarów temperatury zewnętrznej. Realizują one zaprogramowaną przez instalatora tak zwaną krzywą grzania, która narzuca temperaturę wody zasilającej instalację centralnego ogrzewania, w zależności od temperatury zewnętrznej. Integralną częścią automatyki pogodowej jest programator dobowy lub tygodniowy. Pracuje on według zadanego programu obniżając temperaturę wewnętrzną w okresach, gdy budynek nie jest użytkowany (pora nocna, dni świąteczne). Do kotłów, których standardową automatykę stanowi termostat, należy dokupić regulator pogodowy. Wydatek na jego zakup zwraca się po pierwszym sezonie grzewczym.