Olejové kotle

Základním prvkem každého topného systému je jeden nebo více spotřebičů, které využívají palivo nebo energii k vytápění místností a přípravě teplé vody. V závislosti na vašich potřebách existuje mnoho možných řešení. Koneckonců, pokud plánujete v zimě bydlet v jedné nebo maximálně dvou místnostech, postačí vám jednoduchý vařič na dřevo s hrncem vody a zdrojem vody z nejbližší studny. Taková varianta je zcela soběstačná, téměř bez nákladů vodu lze sehnat v kbelíku, dřevo také není problém , ale špatně odpovídá moderním představám o komfortu. Mimochodem, tento článek byl napsán zhruba v těchto intencích, ale jak se říká, „nepleťte si turistiku s emigrací“.

Žít neustále v takových podmínkách v zimě je prostě nepřijatelné – příliš mnoho času se věnuje udržování minimální úrovně pohodlí, která je ve městě samozřejmostí. Vyloučit manuální práci při trvalém pobytu na venkově je možné, ale za tuto radost si samozřejmě budete muset nejprve zaplatit nákupem příslušného vybavení a poté – placením účtů za energie. Ať tak či onak, vytápění venkovského domu bez dálkového vytápění bude nákladné a je třeba najít rozumný kompromis mezi náklady a komfortem.

Čím topíme??

Přehled všech možných způsobů vytápění by zabral příliš mnoho místa. Má však smysl zmínit hlavní technická řešení a na začátku stanovit některé okrajové podmínky. Je zde tedy samostatně stojící dům s elektřinou a zdrojem vody. e. studna nebo vrt. Jediné, co jim obecně chybí, je teplo. Tento problém se nejsnáze vyřeší, pokud je dům napojen i na plyn, ale pokud není k dispozici nebo bude „v budoucnu“, je třeba hledat jiné zdroje tepelné energie. Existuje několik variant.

Elektřina. Nejjednodušší a nejlevnější možnost z hlediska počátečních nákladů. Vyžadují silnou, případně třífázovou elektroinstalaci a jejich vytápění je nejdražší.

Tepelná čerpadla. Princip působení je založen na „odebírání“ tepla z prostředí: vzduchu, vody nebo nejčastěji země. V porovnání s elektrickým vytápěním vyžaduje mnohonásobně méně energie, ale je poměrně drahý. Na druhou stranu se nemusíte starat o doplňování „zásob paliva“.

Solární kolektory. jsou levnější než tepelná čerpadla, ale pro celoroční plnohodnotné vytápění mají malé využití. Jsou však výhodné jako jeden prvek topného systému: hlavní topný prvek v teplém počasí a pomocný v zimě. Solární energie je zdarma a náklady na elektřinu jsou minimální nebo žádné.

Ve všech ostatních případech se teplo získává spalováním různých „organických látek“. Je důležité si uvědomit, že obecně může být vytápění prostoru vzduchové nebo kapalinové a vyžaduje sporák nebo kotel. Zastavme se u druhé varianty: vytápění kamny z hlediska vytápění více prostor není příliš výhodné a problém organizace zásobování teplou vodou se jím neřeší.

Základním prvkem každého kotle je výměník tepla, ve kterém energie spalovaného paliva ohřívá teplonosnou látku. Při výběru kotle je třeba nejprve určit, jaké palivo se bude používat. Všechny látky mohou být v jednom ze tří skupenství: pevném, kapalném a plynném, respektive kotle mohou být tří různých typů.

Kotle na tuhá paliva. Jsou levné na provoz a vhodné na skladování zásob paliva: stačí udělat kůlnu na uhlí a vyčlenit samostatnou suchou místnost na palivové dřevo nebo například rašelinu, aby nebyly vystaveny vlhkosti. Nevýhod těchto kotlů je několik: k udržení stálého hoření je třeba ručně, několikrát denně přikládat novou porci paliva do topeniště a odstraňovat popel.

Zajímavé mohou být i pyrolýzní kotle, které spalují plyn z tepelného rozkladu dřeva a které je třeba jednou za den či dva navštívit v kotelně. Pyrolýzní kotle jsou však také dražší. Existují také kotle na stlačené dřevěné pelety – peletky. Mohou pracovat několik dní bez „doplňování“ paliva a je třeba je čistit ještě méně často.

V každém případě není možné proces podávání tuhého paliva v domácích podmínkách zcela automatizovat. Pokud se tedy nechcete učit profesi topiče, musíte přemýšlet o jiných možnostech: samotné palivové dřevo je pouze v pohádkách, ale přivést kotel kapalné nebo plynné palivo je snadné.

Plynové kotle. Pokud je k domu přiveden plynovod, problém s vytápěním se vyřeší poměrně snadno. Takových kotlů je na trhu velké množství. I zde se obvykle rozhoduje podle provedení závěsného nebo podlahového kotle, především podle požadovaného výkonu. Se skladováním paliva není problém a poměr „náklady na vytápění/úroveň automatizace“ je jeden z nejvyšších.

Kvalita dodávaného plynu je prakticky stabilní, jediné „mínus“ souvisí s jeho množstvím, respektive s proměnlivostí tlaku „v potrubí“ v různých ročních obdobích. Ne všechny druhy plynových kotlů, zejména podlahové, jsou vybaveny hořákem, který může pracovat při nízkém tlaku, a pokud plamen „sedí“ na hořáku, rychle se zhoršuje. Pokud je tlak příliš vysoký, může plamen rychle propálit výměník tepla.

Ruční nastavení tlaku vyžaduje určitou zručnost nebo přivolání odborníka a modulační hořáky tj. e. s automatickou regulací tlaku jsou hořáky pro podlahové kotle výrazně dražší.

Je zřejmé, že hlavní omezení provozu plynových kotlů – přítomnost plynovodu. Existuje však i varianta, která využívá zkapalněný zemní plyn propan-butan . Nádrž pro jeho skladování držák plynu je instalována na místě. Tlak LNG je mnohem stabilnější než v hlavním potrubí a hlavními nevýhodami jsou vysoká cena LNG, náklady na zásobník plynu, nutnost koordinovat projekt s regulačními orgány a pravidelné kontroly zásobníku plynu a celého systému.

Navíc ne každý by si troufl instalovat na pozemek nádrž o objemu několika metrů krychlových naplněnou LPG. Jedná se však spíše o psychologický problém: správně provozovaný držák plynu je bezpečný.

Litinový kotel na vytápění a ohřev vody s vestavěným olejovým hořákem De Dietrich GTU 1200 V

Olejové kotle. Může pracovat s různými druhy kapalných paliv. V naprosté většině případů se u nás používají „dieselové“ modely. Téměř všechny jsou k dispozici jako podlahové kotle, které lze snadno automatizovat a které jsou konstrukčně podobné podlahovým plynovým kotlům.

Montážní rozměry hořáku jsou standardizovány, hořák sám je pouze zdrojem tepla a palivo je dodáváno potrubím. Pro provoz kotle není důležité, co se v hořáku spaluje, pokud jsou správně nastaveny parametry dodávky paliva: plamen se nedotýká hořáku ani stěn kotle.

Kotle střední výkon ve vztahu k vytápění jedné „průměrné“ domácnosti – nejuniverzálnější typ generátorů tepla. Pro přechod z olejového kotle na plynový obvykle stačí vyměnit hořák, aniž by bylo nutné provádět změny ve zbytku systému. Obecně řečeno, potřebujete pouze dva hořáky: naftový a plynový, ale jejich přenastavení pro konkrétní palivo nebo plyn není obtížný úkol, i když vyžaduje přivolání odborníka.

Taková přestavba může být nutná, pokud je nemovitost plynofikována a není již třeba kupovat topný olej. K výměně paliva stačí odšroubovat několik šroubů, vyjmout jeden hořák, nainstalovat druhý, připojit jej k automatizačnímu systému, ke zdroji paliva a provést nastavení. K dispozici jsou však i menší kotle s integrovaným naftovým hořákem, jejichž „zplynování“ může být o něco složitější: může být nutné vyměnit nebo instalovat další dekorativní panely nebo čelní stěnu pláště.

„Solární“, pane

Po tomto „krátkém“ přehledu můžeme přejít k tématu článku – domácím olejovým stojatým kotlům. Standardně budeme mít za to, že jeho roli hraje „nafta“ jako nejdostupnější zdroj energie. Rozdíl mezi druhy kapalných paliv není zásadní a přestavba kotle na topný olej nebo naftu je obvykle spojena pouze s vhodným seřízením olejového hořáku. Mimochodem, plynový hořák pro síťový a zkapalněný plyn lze nastavit různě.

V našem případě není termín „domácí“ úrovní návrhu, ale účelem – individuální vytápění jednoho domu. Univerzální kombinované kotle, které jsou schopné spalovat více druhů paliv, jsou pro soukromé uživatele nepřiměřeně drahé a většina systémů centrálního vytápění v bytových domech nebo na vesnicích se liší pouze výkonem a některými detaily konstrukce kotle a hořáku.

Klíčové prvky topného systému

Jedná se především o kotel se samotným hořákem, který je však pouze součástí systému. Kotel potřebuje ke svému provozu palivo, proto je potřeba zásobník paliva. Spaliny ze spalování musí být odváděny ven – je nutný také komín. Kotel musí být napojen na topný systém budovy – a to je samostatná záležitost.

Bylo by dobré ohřívat sanitární vodu bojlerem, proto by byl nutný bojler, který by měl být napájen ze samostatného zdroje samostatným čerpadlem. Vytvoření autonomního systému vytápění bude vyžadovat také zařízení pro regulaci provozu všech komponent, a tedy připojení k elektrické síti pro napájení automatizačních systémů.

Je samozřejmé, že potřebujete nejrůznější kování, bezpečnostní zařízení, senzory a další. Obecně platí, že celkové náklady na systém mohou přesáhnout náklady na kotel dvakrát, třikrát i vícekrát, a pro výběr všech komponent se neobejde bez odborníka. Ale popořadě.

Pohled na olejový kotel Viessmann Vitola 200 v řezu s kotlem

Tři zdroje a tři hlavní části kotle

Hlavním prvkem každého kotle je výměník tepla. Může být vyroben z oceli nebo litiny. Ocel je lehčí, méně citlivá na nárazy, lépe snáší výkyvy teplot během provozu, ale její životnost je poněkud nižší: ocel je náchylná ke korozi, zejména v přítomnosti chemicky aktivních produktů spalování, a tenký ocelový plech se poměrně rychle spálí.

V moderních kotlích jsou však výměníky tepla vyrobeny ze speciální legované nerezové oceli a jejich životnost se odhaduje na 10-20 let. Litinové výměníky tepla mohou sloužit půl století, jsou však těžší a vyžadují pečlivou montáž a obsluhu. Dlouho hoří, ale mohou prasknout při nárazu nebo velkém rozdílu teplot mezi „výstupem“ a „vstupem“.

Některé společnosti používají pro takové výměníky tepla speciální tvárnou litinu, která je navržena speciálně pro provoz v takových systémech. V jiných případech se používají zařízení, která neumožňují výrazné teplotní rozdíly mezi „vstupem“ a „výstupem“. Nejčastěji se jedná o obtokový systém, který vrací část teplé vody do kotle, pokud je rozdíl teplot větší než přípustná teplota.

Kromě toho má litinový kotel velkou setrvačnost: rychle měnit teplotu není schopen, když zapnete nejprve zahřát sto nebo více kilogramů výměníku tepla, a teprve pak můžete očekávat, že se ohřeje chladicí kapalina. Totéž se děje, když je kotel vypnutý nebo v provozu. Setrvačnost je však pro olejové kotle také „výhodou“.

Výrazně snižuje počet zapnutí a vypnutí hořáku, což zvyšuje jeho životnost. Kromě toho nezapomínejte, že na začátku hořák pracuje neefektivně, spaluje další palivo a uvolňuje do ovzduší mnohem více škodlivých látek. Setrvačnost tak přináší výhody jak pro uživatele, tak pro životní prostředí.

Konstrukce většiny výměníků tepla se podobá běžnému radiátoru: několik částí spojených dohromady. Dvířka s pevným hořákem jsou zavěšena na přední části, střední části jsou shodné. Výkon kotle závisí především na počtu sekcí. Proto jsou si kotle stejné modelové řady vzhledově podobné a liší se pouze celkovou délkou hloubkou .

Některé výkonné kotle jsou k dispozici také v rozebrané podobě, která se sestavuje části se spojují přímo na místě. Čím je kotel výkonnější, tím je těžší, a někdy je jednodušší jej sestavit na místě, než se snažit přenést celý kotel i několik metrů, pokud to šířka dveřního otvoru dovolí.

Spalovací komora litinového kotle Buderus Logano G125 má díky mnoha výstupkům velkou teplosměnnou plochu

Vnitřní prostor výměníku tepla tvoří topeniště s hořákem a dvěma až čtyřmi vodorovnými vzácněji svislými kanály nad ním, kterými jsou vedeny zplodiny hoření. Pro zvýšení intenzity přestupu tepla lze do potrubí vložit turbulátory. Nejjednodušším typem turbulátoru pro kruhové potrubí je kovová tyč, na kterou jsou odstupňovaně připevněny půlkruhové desky.

Při údržbě se turbulátory vyjmou a spalinový kanál je pak snadno přístupný pro čištění. Jedná se o velmi důležitý proces: vrstva sazí snižuje intenzitu přenosu tepla, čím je vrstva silnější, tím více paliva doslova odteče do kanalizace. Dvířka spalovací komory a vodorovných kanálů jsou obvykle společná. U výkonnějších kotlů mohou být kanály umístěny po obvodu spalovací komory.

Protože hlavním úkolem kotle je ohřívat teplonosnou látku, není třeba plýtvat energií na ohřev okolního vzduchu. Aby se snížily tepelné ztráty a kotel vypadal hezky, je výměník tepla instalován v pouzdře s vrstvou tepelné izolace.

Druhý nejdůležitější prvek kotle – samotný hořák. Většina kotlů se dodává bez. Menší modely jsou výjimkou. Mnoho výrobců však vybavuje své kotle hořáky vlastní výroby nebo je nabízí pod vlastní obchodní značkou . Obecně lze říci, že je téměř vždy možné najít hořák jiné značky: všechny rozměry připojení jsou standardizovány.

Výpočet je zde odlišný. Kotel, hořák a mnoho dalších součástí vyžadují pravidelnou údržbu. Nemá smysl volat k tomuto účelu dva odborníky z různých firem, proto je lepší nenechat se unést „směsicí“ různých prvků. I když sortiment firmy nemá žádné vlastní prvky systému, můžete si vždy vyzvednout zařízení z doporučených, navíc by měl být kotel předem nakonfigurován na místě odborníkem.

Kotle na kapalná paliva jsou vybaveny hořákem s ventilátorem, který vhání vzduch do spalovací komory a zároveň vytlačuje spaliny systémem odvodu kouře. Samotné hořáky jsou technicky poměrně propracované, ale jejich hlavním parametrem samozřejmě kromě výkonu je nasávání paliva vlastním čerpadlem. To určuje, zda je nutné do systému instalovat další čerpadlo.

Hořáky mohou být také jednostupňové pevný výkon, proměnlivá doba náběhu , dvoustupňové nebo modulované. Čím je hořák složitější, tím nižší je spotřeba paliva, ale také se zvyšuje cena. V praxi obvykle stačí pro individuální vytápění jednostupňový hořák. Mezi další funkce hořáků patří automatické zapalování a bezpečnostní systémy, které v případě nouze nebo výpadku proudu vypnou přívod paliva. Nastavení výkonu hořáku volbou trysky a provozních parametrů palivového čerpadla a dmychadla.

Hlavní provozní nevýhodou hořáků je jejich hlučnost. Radikálním řešením problému s hlukem je instalace kamen v samostatné místnosti, ale i v menších instalacích je hluk minimální. Moderní kotle jsou vhodné i pro použití v obývacím pokoji nebo na chodbě. V některých případech je hořák zasunut do kotlového tělesa nebo „připevněn“ k přední stěně pro vysoké výkony a je vybaven vlastní ochranou proti hluku.

Třetí hlavní prvek – automatizační jednotka. Jeho hlavním úkolem je udržovat předem stanovenou teplotu teplonosné látky. Jako každý moderní elektronický přístroj však může být přístroj vybaven mnoha dalšími funkcemi. Čím více funkcí, tím levnější provoz z dlouhodobého hlediska. V nejjednodušším případě bude kotel udržovat nastavenou teplotu v konstantním režimu. Pokud dojde k rychlému zahřátí, kotel bude spalovat drahé palivo ve stejném množství. Řízení jednotky řízené počasím je vybaveno vzdálenými teplotními čidly v místnosti nebo venku a spotřebovává palivo na základě jejich údajů bez zásahu člověka.

Mezi další funkce patří různé režimy vytápění místností, provoz v letním režimu, kdy se ohřívá pouze teplá voda a topný systém není aktivován, automatická ochrana proti zamrznutí v domě v době nepřítomnosti majitele domu udržování mírně pozitivní teploty a další. Nejpokročilejší modely lze ovládat bezdrátově pomocí mobilního telefonu nebo počítače, jsou schopny odesílat údaje o své práci servisní organizaci, i když takové „doplňky“ již vyžadují připojení dalších prvků a ovladačů.

Kotel, hořák a řídicí jednotka tvoří základ každého topného systému. Nejčastěji se kupují jednotlivě výběrem nejvhodnější varianty z několika, i když některé firmy nabízejí kompletní sadu, někdy dokonce jako monoblok, který stačí pouze připojit k pevnému topnému systému. Taková sada může také obsahovat „balíčky“: další senzory, expanzní nádoby, čerpadla, ale to je spíše výjimka. Pravidlo je jednoduché: čím vyšší je výkon kotle, tím více je možných variant organizace vytápění a tím pravděpodobnější je, že komponenty bude nutné vybírat „podle místa“.

Čtvrtý prvek…

Dalším důležitým prvkem systému je zásobník vody, známý také jako bojler. Na rozdíl od topného systému, kde je trvale zapojen přesně definovaný objem teplonosné látky, se teplá voda používá relativně zřídka, ale vyžaduje velké objemy v krátkém časovém období. Výměník tepla vodního okruhu v kotli i když je tam k dispozici toho moc neohřeje, je mnohem jednodušší připravit si vodu předem a vydat ji podle potřeby.

Existuje několik typů kotlů s integrovanými kotli, se samostatnými svislými nebo vodorovnými zásobníky „sloupové“ nebo „stojanové“ , s možností přídavného ohřevu… Obecně existuje mnoho možností.

Asi nejzajímavější možností je připojení solárního kolektoru ke kotli. V létě není třeba utrácet palivo na ohřev vody, a v zimě, zejména za jasného dne, kolektor je trochu „pomoc“ kotel. Tyto možnosti patří k typickým řešením mnoha výrobců topných zařízení.

…a všechno ostatní

Jedním z hlavních problémů, s nimiž se při budování kapalinového topného systému potýkáte, je zajištění prostoru pro skladování paliva a pořízení jedné nebo více nádrží. Jsou vyrobeny z oceli nebo plastu a lze je instalovat různými způsoby. Maximální objem nádrže na naftu umístěné v kotelně vedle kotle je 1 m3 v případě vlastní instalace – 50 litrů . To nestačí na celou provozní sezónu, proto jsou nádrže instalovány v samostatné místnosti nebo zakopány v zemi.

Obecně platí, že pokud je stěna nádrže zničena, nesmí se palivo dostat do země. Při vnější instalaci se nádrže instalují buď v místnosti s nepropustnou podlahou a stěnami, nebo na speciálních paletách, jejichž objem není menší než objem největší nádrže v komplexu. Dvouplášťové nádrže s čidlem úniku mezi stěnami jsou určeny k zakopání do země. Systém přívodu paliva dále zahrnuje potrubí, ventily, odvzdušňovací otvory a další součásti.

Pokud je nádrž umístěna daleko od hořáku nebo výrazně pod ním, nemusí být kapacita vestavěného čerpadla dostatečná a je nutné přidat další oběhové čerpadlo. Je také třeba mít na paměti, že s klesající teplotou se viskozita nafty nebo jakéhokoli jiného paliva zvyšuje a může dokonce zcela zamrznout, přičemž k tomu často dochází především ve filtrech a potrubích. Také motorová nafta pro střední vzdálenosti může být „letní“ a „zimní“ na severu existuje také „arktická“ nafta s nízkým bodem tuhnutí .

Olejový kotel Viessmann Vitorond 100 s olejovým kotlem

Obecně platí, že kvalita paliva má také přímý vliv na kvalitu vytápění. e. Intervaly údržby, účinnost kotle, emise znečišťujících látek, zejména sloučenin síry, a životnost jednotlivých komponent. Není se čím chlubit: studie ukázaly, že kvalita domácí nafty je z hlediska moderních norem taková, že „není dobrá ani na topení“, a to ji používáme k pohonu spalovacích motorů.

Tento parametr však bohužel nezávisí na spotřebiteli, takže musíte vzít „to, co vám dají“. Jediné, co můžete udělat, je vybrat si trvale spolehlivého dodavatele, protože jiná lepší paliva pro kotle například bionafta zde nejsou běžná. V každém případě je nutné alespoň jednou ročně provést údržbu kotle i hořáku.

V kapalinovém topném systému se používá buď voda, nebo speciální nemrznoucí směs. Je třeba věnovat zvýšenou pozornost kvalitě používané vody. Vodní kámen, který brání výměně tepla z vnitřních stěn, je obvykle téměř nemožné odstranit a účinnost systému se snižuje. Pokud používáte smyčkový topný systém, stačí i několik výměn tvrdé vody v systému, aby se výkon výrazně snížil.

V otevřeném systému okruh TUV se vodní kámen usazuje ještě rychleji. Ke snížení jeho tvorby se používají různé metody a zařízení. To však platí především pro kotle: nemá smysl pouštět studenou vodu přes kotel s výkonem pod 30-40 kW, jednoduše se nestihne ohřát.

Chcete-li vytvořit plně autonomní systém vytápění, musíte také počítat s možností občasného výpadku proudu. Pokud výpadek proudu trvá dvě nebo tři hodiny, nemůže se nic stát: tato možnost je zohledněna ve výpočtu tepelné bilance budovy.

Jiná věc je, pokud se délka nouzového odstavení měří na dny. Spotřeba energie systému není příliš vysoká u hořáků asi sto wattů, ostatní zařízení spotřebují ještě méně . To může zajistit malý nouzový generátor nebo předem nabité baterie.

V neposlední řadě je důležitým prvkem topného systému instalace přívodu vzduchu, větrání a komína. Vzhledem k tomu, že při spalování vznikají sloučeniny síry, může během sezóny dojít ke zhroucení cihlových trubek. Komín je obvykle vyroben z kyselinovzdorné nerezové oceli. Někdy se ocelové komíny jednoduše vkládají do cihlového komína.

V některých případech se používají koaxiální komíny: spaliny jsou vedeny vnitřními kanály a spalovací vzduch je nasáván do meziprostoru. V ostatních případech musí mít kotelna dostatečný přívod vzduchu a větrání. Konkrétní řešení celého systému jsou přizpůsobena každému případu v závislosti na specifikách domu, pozemku a přání majitele.