Horkovodní kotle – hospodárné zásobování teplem
Vyžádejte si bezplatné poradenství
Teplo představuje jednu ze základních lidských potřeb. Jeho příprava, transport a zpracování hrají neodmyslitelnou úlohu v každé oblasti průmyslu i v soukromém odvětví. Pro účely dopravy tepla nabízí příroda přímo kouzelnou látku – vodu.
Tato všudypřítomná a lehce dostupná kapalina dokáže díky svým fyzikálním vlastnostem přijmout obrovské množství tepla bez toho, aniž by změnila skupenství. To umožňuje přepravu tepla na velké vzdálenosti a voda tak dokonale slouží jako teplonosné médium. Pro účely dodání tepla do vody slouží různá zařízení. Jedním z nich jsou i horkovodní kotle.
Princip fungování
Pojmenování horkovodní kotel se používá kvůli poměrně vysoké provozní teplotě vody, která je v daných zařízeních vyhřívána na hodnoty 100 °C a více. Změně přeměny vody na páru se zabraňuje udržováním vysokého tlaku v systému. Horkovodní kotle pracují při provozních tlacích vody řádově v barech až desítkách barů. Podle provozního tlaku se horkovodní kotle dělí na vysokotlaké a nízkotlaké. V nízkotlakých kotlích je možná příprava vody do teploty 120 °C.
Teplo se v horkovodních kotlech získává spalováním paliva. Jako nejběžnější paliva se využívají zemní plyn nebo topné oleje. Palivo je spalováno v hořáku. Horké spaliny jsou vedeny přes soustavu různých kanálů a teplosměnných ploch, které jsou omývány vodou. Přes teplosměnné plochy prochází teplo ze spalin do vody, díky čemuž je uchovávána v požadované teplotě. Takto vyhřátá voda cirkuluje a dále proudí na místo svého využití.
Konstrukce horkovodních kotlů
Konstrukčně se horkovodní kotle liší hlavně rozličným uspořádáním teplosměnných ploch a vedením spalin v tělese kotle. Teplosměnné plochy jsou konstrukčně řešeny nejčastěji ve formě plamence anebo žárových trubek. Plamenec (také spalovací komora) představuje válcový prostor s poměrně velkým průměrem (v porovnání se žárovými trubkami), který je obyčejně veden podél celého kotle. V něm je umístěn hořák. Spaliny se většinou po průchodu plamencem (na konci prvního tahu) otáčejí a jsou vedeny do svazku žárových trubek (druhý tah). Podle počtu plamenců a tahů (otočení směru proudění spalin vzhledem k podélné ose kotle) se kotle často označují jako třítahové, dvouplamencové dvoutahové a podobně.
Zužitkování vyprodukovaného tepla
Výrobci konstrukčně umísťují plamence a žárové trubky tak, aby maximalizovali množství přeneseného tepla a využili tak co největší část spalného tepla paliva. Povrch trubek a plamenců bývá často upravovaný zvlněním anebo žebrováním, což slouží ke zvýšení teplosměnné plochy a ke změně v proudění spalin a následné intenzifikaci přestupu tepla. Po přejetí různého počtu tahů bývají spaliny ještě vedeny do sekundárních výměníků, kde se využívá i poslední nezužitkované teplo.
Oblast použití horkovodních kotlů
Využití tlakové vody o vysoké teplotě má význam hlavně při dopravě tepla na větší vzdálenosti. Použití horkovodních kotlů je časté v centralizované výrobě tepla v kotelnách a výtopnách, kde je z jednoho centrálního zdroje zajišťováno teplo pro celé čtvrti měst anebo celé průmyslové závody (soustavy CZT).
Horkovodní (a také teplovodní) kotle jsou dnes běžně dostupné v různých výkonových kategoriích. Jsou dobře modulární a zákazník tak může dostat technologii výkonově i provozně přesně optimalizovanou pro svoje potřeby. Samozřejmostí jsou automatizované systémy zabezpečující plynulý a bezpečný provoz. Kotle jsou provozovány takřka plně automaticky s minimem nutnosti lidského zásahu.
Obsluha je nutná v případech pravidelné údržby a čištění. Výklopné a lehce otevíratelné dveře, komponenty jako plynové armatury či hořáky bez nutnosti demontování při čištění, množství pozorovacích a revizních otvorů oddalujících jednotlivé kontrolní intervaly, to všechno představuje úsporu času i nižší provozní náklady. Tato moderní zařízení se mohou pyšnit rovněž bezpečným odvodem tepla, jednoduchým hydraulickým připojením, nízkými tepelnými ztrátami sáláním (zaručené optimální tepelnou izolací), stejně jako možností sladění s požadovaným příslušenstvím (zařízení na rekuperaci tepla či udržování stálého tlaku).
Horkovodní kotle, používané ať už k zajištění topné vody nebo pro technické účely v průmyslu, patří do oblasti, kterou má technická praxe dobře zvládnutou. Splňují hlavní požadavky, které jsou kladeny na topné centrály velkých budov, a to energeticky úsporné a nízkoemisní dodávání tepla, provozní bezpečnost a disponibilita zařízení. Jsou komerčně dostupné a často používané na různé aplikace. Stačí si už jen dobře vybrat.Princip fungování
Pojmenování horkovodní kotel se používá kvůli poměrně vysoké provozní teplotě vody, která je v daných zařízeních vyhřívána na hodnoty 100 °C a více. Změně přeměny vody na páru se zabraňuje udržováním vysokého tlaku v systému. Horkovodní kotle pracují při provozních tlacích vody řádově v barech až desítkách barů. Podle provozního tlaku se horkovodní kotle dělí na vysokotlaké a nízkotlaké. V nízkotlakých kotlích je možná příprava vody do teploty 120 °C.
Teplo se v horkovodních kotlech získává spalováním paliva. Jako nejběžnější paliva se využívají zemní plyn nebo topné oleje. Palivo je spalováno v hořáku. Horké spaliny jsou vedeny přes soustavu různých kanálů a teplosměnných ploch, které jsou omývány vodou. Přes teplosměnné plochy prochází teplo ze spalin do vody, díky čemuž je uchovávána v požadované teplotě. Takto vyhřátá voda cirkuluje a dále proudí na místo svého využití.