Domácí kotle pro rekreační dům: použité materiály, základní principy konstrukce a instalace.

Přímým účelem domácích kotlů je vytápět malé prostory: jednotlivé domy, chaty, chaty nebo dokonce jen byty. Jako doplňková služba – získávání teplé vody pro potřeby domácnosti.
Všechny domácí kotle jsou teplovodní, nízkoteplotní (teplota nižší než 100 °C) a patří do třídy nízkopříkonových kotlů (topný výkon od 4 kW do 65 kW).
Domácí kotle se používají všude tam, kde v blízkosti není síť ústředního vytápění nebo je připojení k ní příliš nákladné. Vzhledem k velké poptávce po domácích topných kotlích je také velká nabídka. Proto se výrobou kotlů této třídy zabývá značný počet velkých společností. Odtud velké množství značek a úprav domácích kotlů.
Všechny tyto značky a úpravy lze však rozdělit podle řady parametrů, které určují efektivitu použití kotlů za různých okolností.

Hlavní parametry, podle kterých jsou domácí topné kotle klasifikovány:
– podle druhu použitého paliva:,
– podle materiálu výměníku tepla,
– způsobem instalace,
— schopnost získat teplou vodu pro potřeby domácnosti,
Možnost odběru teplé vody
Podle způsobu ohřevu teplé vody v topných zařízeních se kotle dělí na jednookruhové a dvouokruhové. Toto rozdělení se zpravidla týká především plynových topných kotlů.
Jednookruhové kotle jsou určeny pouze pro vytápění místností a nemají systém, který zajišťuje teplou vodu do domu. Pravda, s připojením vodního výměníku externího kotle mohou plnit i funkci ohřevu vody. Tento typ kotlového zařízení je levnější než dvouokruhové analogy a používá se v malých soukromých domech.
Dvouokruhové kotle plní dvě funkce: vytápění domu a ohřev vody. Kotle dostaly toto jméno, protože jejich konstrukce má dva okruhy: jeden je zodpovědný za vytápění, druhý je pro ohřev tekoucí vody.
Nejrozšířenější jsou plynové dvouokruhové kotle, které běží na zemní nebo zkapalněný plyn. Obvykle mají výkon 20 až 30 kW, přičemž domu dodají asi 10-14 lir vody.
Pro zvýšení množství teplé vody lze kotel vybavit bojlerem.

Rozdělení kotlů podle druhu použitého paliva:

Plynové kotle.
Fungují na zemní plyn nebo, je-li k dispozici, na zkapalněný plyn.
Jedná se o dosud nejúspornější kotle. Mají nízké emise škodlivých látek do atmosféry a nejúplnější spalování paliva.

Plynové kotle jsou nejběžnějším typem kotlů jak v Rusku, tak na celém světě. Přibližně polovina všech prodaných kotlů jsou plynové kotle. A to není náhoda, protože plyn je dnes nejlevnější palivo. Pokud je tedy v blízkosti domu plynovod, pak je použití plynového kotle v naprosté většině případů optimální.
Plynové kotle se zase dělí na:
Atmosférické kotle.
Jedná se o nejjednodušší plynové kotle. Spalovací proces a uvolňování plynů je dosaženo díky přirozenému tahu komína. Nejvýhodnější jsou atmosférické kotle s výkonem do 100 kW.
Výhodou atmosférických kotlů je, že k provozu nepotřebují elektřinu, mají nejmenší hlučnost a jsou nejlevnějším typem plynových kotlů.
Nevýhody – nestabilita provozu při nízkých tlacích hlavního plynu.
Ventilátorové (tlakové) kotle.
U kotlů poháněných ventilátorem je spalovací komora pod tlakem. Ventilátorové kotle jsou podle principu svého fungování velmi blízké dieselovým kotlům, proto mnoho typů ventilátorových kotlů umožňuje instalovat dieselový hořák namísto plynového, navíc existují univerzální hořáky, které mohou pracovat jak na plynovém a motorovou naftu.
Výhodou ventilátorových kotlů je schopnost pracovat při sníženém hlavním tlaku plynu.
Nevýhody – zvýšená hlučnost, závislost na elektřině, stojí o 30% více než atmosférické kotle.
Příklady plynových kotlů: domácí topné kotle od italských firem: Ariston, Baxi a plynové stojací kotle AOGV (Rusko).

Kotle na naftu (na kapalná paliva).
Jezdí na naftu. V podstatě se jedná o stejné plynové kotle, pouze plynová tryska v nich byla nahrazena tryskou, která dodává kapalné palivo. Proto se používají především tam, kde není hlavní plynovod. Dieselové kotle se vyznačují vysokou účinností, takže dokážou vytopit i ty největší chaty a venkovské domy.

Mají významnou nevýhodu: motorová nafta je ve srovnání s plynem poměrně drahá a v malých vytápěných prostorách je cenově srovnatelná s elektřinou. Kotle na naftu jsou navíc náchylnější k ucpání výměníku tepla sazemi, což narušuje normální provoz kotle a vede ke snížení účinnosti topného systému jako celku.
Švédská společnost CTC-Bentone AB vyrábí širokou škálu dieselových kotlů značky CTC
Má smysl instalovat dieselové kotle, když není možnost dodávky plynu a plocha vytápěné místnosti je větší než 100 m2. Pro vytápění malých domů a chat je vhodnější použít elektrokotle nebo elektrické konvektory (pokud to elektrická síť umožňuje).

Kotle na tuhá paliva.
Fungují na různé druhy pevných paliv – hnědé nebo černé uhlí, palivové dřevo, rašelinové brikety a dokonce i piliny.
Kotle tohoto typu jsou jednoduché a nenáročné, jsou velmi oblíbené a jsou relativně levné, protože jezdí na levné tuhé palivo.

Kotle na tuhá paliva získaly zasloužené uznání díky dostupnosti a relativní levnosti použitého paliva. Vzhledem k tomu, že zdrojem energie je obvyklé uhlí nebo palivové dřevo, jsou kotle na tuhá paliva charakterizovány jako jeden z nejjednodušších typů topných zařízení na provoz.
Kotel na tuhá paliva lze použít i tam, kde není plynovod ani elektrické vedení – jsou zcela autonomní. Tato výhoda topných kotlů na tuhá paliva v kombinaci s nízkou cenou kotle, dostupností a nízkou cenou paliva určuje jejich popularitu v Rusku.
Pevná paliva však mají některé specifické nevýhody. Nejdůležitější z nich je, že kotel na tuhá paliva značně komplikuje automatické dodávání tuhého paliva do topeniště kotle.
V průměru jedno naplnění kotle na tuhá paliva, ať už na dřevo nebo uhlí, trvá 6 až 8 hodin. To znamená, že po vyhoření večerního plnění kotle na tuhá paliva (cca v 6 hodin ráno) se systém začne ochlazovat.
Kromě toho nutnost pravidelného čištění spalovací komory; nízká (například ve srovnání s kotli na kapalná paliva) účinnost; nízká šetrnost k životnímu prostředí (z důvodu nedokonalého spalování paliva uvolňuje kotel na tuhá paliva do ovzduší poměrně hodně škodlivých látek).
Téměř každý topný dvouokruhový kotel na tuhá paliva lze přeměnit na plynné palivo. Pro tyto účely většina továren vyrábějících kotle na tuhá paliva vyrábí nebo objednává plynové hořáky speciálně pro své dvouokruhové kotle na tuhá paliva.
Navzdory rozšířenému používání plynových a elektrických kotlů jsou kotle na tuhá paliva velmi oblíbené, a to jak na Západě – “VIADRUS” (Česká republika), tak zejména v Rusku: “DIMOK”, “KCHM-5”

Elektrické kotle
Elektrické kotle se nejčastěji používají v soukromých domech. Je to dáno jejich specifickými výhodami, především nízkou cenou. Elektrický kotel stojí několikanásobně méně než nafta, plyn atd. To umožňuje jakékoli vrstvě populace je zakoupit.

Další výhodou je jednoduchá instalace a není třeba využívat služeb profesionálních techniků pro instalaci topných zařízení. Údržba takových kotlů je minimální.
Snadné ovládání – moderní elektrokotle jsou vybaveny velkým množstvím systémů, jejichž ovládání se redukuje na stisknutí jednoho nebo dvou tlačítek umístěných na předním ovládacím panelu. Všechny hlavní regulační funkce přebírá „chytrá elektronika“, která pracuje podle jednoho ze specifikovaných programů.
Elektrické topné kotle se obvykle umisťují na stěnu. To bylo možné díky jejich malým rozměrům. Zároveň netrpí užitná plocha místnosti. To platí zejména pro malé domy, ve kterých je obvyklé instalovat elektrické kotle.
Na rozdíl od plynových kotlů a kotlů na tuhá paliva navíc elektrokotle nevyžadují komín.
Elektrokotle jsou zcela ekologická zařízení, která nevypouštějí škodlivé látky do životního prostředí. Jsou maximálně bezpečné ve srovnání s plynovými kotli nebo kotli na tuhá paliva, které mají otevřený přístup k ohni.
Příkladem mohou být: elektrokotle švédské společnosti Evan (také vyráběné v Rusku) a domácí kotle RusNIT.

Existují však i nevýhody.
Za prvé to vyžaduje hodně energie. Elektrický kotel spotřebuje asi 1 kW na vytopení 10 metrů čtverečních. Proto je jejich použití ve velkých domech jednoduše nepraktické. Vzhledem k tomu, že nebudou schopny poskytnout optimální teplotu, zejména v zimě. Za druhé, elektrické kotle mají poměrně nízkou účinnost, což je značná nevýhoda, protože dochází k nadměrné spotřebě elektřiny. V některých regionech jsou výpadky proudu velmi časté a to je u kotlů tohoto typu v zimě nepřijatelné. Náklady na elektřinu jsou poměrně vysoké, takže neustálé vytápění i malé místnosti je drahé.
Rozšíření elektrokotlů proto není tak rychlé jako u jiných topných systémů. Navzdory tomu jsou však elektrické kotle široce používány ve venkovských domech, které se nepoužívají pro sezónní bydlení.

Co potřebujete vědět před nákupem elektrokotle.
Věnujte pozornost balíčku dodávky kotle. U drahých modelů kotlů může dodávka obsahovat expanzní nádobu, oběhové čerpadlo, automatizační systém (bezpečnostní jednotku) a ovládací panely. U nízkorozpočtových kotlů nejsou tyto komponenty součástí dodávky a je nutné je zakoupit samostatně. K vytápění velkých domů a průmyslových zařízení o rozloze více než 150 m2 se zpravidla odebírá vysoce výkonný kotel samostatně a pro něj jsou vybírány komponenty. Ze stejného důvodu jsou výkonné kotle v podstatě LEGO pro dospělé – vše se prodává samostatně.
Volba výkonu elektrického kotle jakéhokoli typu závisí na tom, zda bude použit pro hlavní vytápění nebo jako záložní nebo doplňkové vytápění, a také na ploše místnosti nebo domu, která bude muset být vytápěna. Pokud má sloužit jako hlavní zdroj tepla, pak by jeho výkon měl být takový, aby na každých 10 m2 vytápěné plochy (při výšce stropu 2,5-2,7 m a dobré tepelné izolaci vnějších konstrukcí) připadlo 1-1,2 kW. Pokud se používá jako přídavné topení, např.: pro udržení teploty v systému během přestávek mezi provozem jiného topného zařízení, pak bude možná dostatečný výkon 1-3 kW.

Rozdělení kotlů podle materiálu výměníku

Výměník tepla je srdcem kotle, nejdůležitějším prvkem, ve kterém se ohřívá chladicí kapalina. Podle materiálu výměníku se kotle dělí na kotle s litinovým výměníkem a kotle s ocelovým.
Podívejme se na jejich komparativní výhody a nevýhody.
Litinové kotle.
Životnost litinových kotlů je cca 25-35 let, ocelových cca 15-25 let.
Litina má vyšší odolnost proti korozi než ocel. Na druhou stranu je litina materiálem, který je dosti křehký a náchylný k nárazům. Tato okolnost má značný význam při přepravě, kde je poměrně obtížné vyhnout se nárazům při nakládce a vykládce.
Litina má velkou tepelnou setrvačnost, tzn. po zahřátí je teplo dlouho uchováno a má zvýšenou korozní odolnost vůči chemicky aktivnímu prostředí a kalu.

Litina je křehký materiál, neohýbá se ani nevytahuje a je extrémně vrtošivá, pokud jde o ukládání na teplotní nerovnosti, vč. kolísání teploty stěn. Z toho vyplývají vysoké tepelné požadavky na provoz litinových kotlů.
Obvykle vyžadují zaručené nucené chlazení kotle (pomocí oběhového čerpadla).
Litinové kotle jsou ve srovnání s ocelovými kotli těžší a rozměrově větší.
Litinové kotle se obávají teplotního rozdílu na vstupu a výstupu (tj. do litinových kotlů nelze dodávat příliš studené chladivo). Při použití litinových kotlů je proto nezbytná jednotka pro přimíchávání teplé vody do vstupní vody. Výměník u litinových kotlů se skládá vždy ze samostatných sekcí. Litinové kotle mají díky své hmotnosti vysokou tepelnou setrvačnost.
Litinové kotle jsou nejčastěji určeny pro spalování uhlí nebo dřeva, ale je snadné jej předělat na spalování kapalného paliva nebo plynu. K tomu se vymění přední deska a nainstaluje se odpovídající hořák.

Kotle této třídy jsou zpravidla univerzální, tzn. při instalaci vhodného plynového hořáku, například hořáků vybavených automatikou SABC, pracují na nízkotlaký zemní plyn. Příkladem litinového kotle pro domácnost je ruský kotel na tuhá paliva KChM-5.
Ocelový kotel.
Ocel je tažný materiál, který se dobře opracovává jak v tlaku a tahu, tak i ohybu, takže si snadno poradí s velkými změnami teplot. Ocelový kotel není tak křehký jako litinový a má dobrou odolnost proti nárazům, díky čemuž je jeho přeprava bezpečnější.
Ocelové kotle jsou celosvařované konstrukce s životností 15-25 let.
Ocelové kotle mají estetičtější vzhled, což je důležité při vytápění letního domu nebo chaty.
Co se týče nákladů, podle některých zdrojů jsou litinové kotle dražší než ocelové a podle jiných naopak. Zřejmě vše záleží na konkrétní značce kotle.
Příkladem ocelového topného kotle je český kotel na tuhá paliva OPOP.

V poslední době se objevují i ​​měděné výměníky tepla. V takových výměnících tepla je rozložení teploty podél stěn výměníku téměř rovnoměrné (díky vysoké tepelné vodivosti mědi) a voda se ohřívá bez lokálního přehřívání. Tvorba vápenatých usazenin ve výměníku tepla je tedy minimální.
Měděné výměníky tepla jsou lehké a odolné proti korozi. V tomto ohledu je celá konstrukce kotle lehčí Kotel s výměníkem tepla malého objemu a hmotnosti je bezpečnější, topný systém s takovým kotlem rychleji reaguje na příkazy automatizace. V malokapacitních výměnících tepla se chladicí kapalina při zahřívání pohybuje vyšší rychlostí, což zabraňuje tvorbě vodního kamene na stěnách výměníku.
Tyto kotle mají další zjevnou výhodu – velmi vysokou účinnost, nemožnost koroze a tažnost. Ale existuje také velká nevýhoda takových kotlů – jsou velmi drahé.

Podle způsobu instalace:

Zde jsou dvě možnosti.
Nástěnné kotle.
Nástěnné plynové kotle se objevily v bytech a domech relativně nedávno, ale lidé, kteří používají nástěnné plynové kotle, již ocenili jejich pohodlí a účinnost.
Nástěnné kotle jsou ideální pro vytápění bytu nebo obytného domu a přípravu teplé užitkové vody. Splňují všechny současné požadavky na minimální prostorové nároky. Nástěnný kotel má oproti stojacímu menší rozměry a nezabírá velkou plochu, jelikož se instaluje na stěnu. Lze jej snadno nainstalovat do kuchyně, koupelny nebo na půdu.
Okamžitě je třeba poznamenat, že hlavní a snad jedinou nevýhodou takových kotlů ve srovnání s těmi stojacími je jejich nízký výkon, který se obvykle pohybuje od 12 do 45 kW. To však můžeme nazvat nikoli nevýhodou, ale omezením, nevyžadujeme, aby osobní automobil měl nosnost 10 tun.
Ve všech ostatních ohledech lze mezi velkým množstvím modelů a výrobních společností najít vhodný produkt, který splňuje nejnáročnější požadavky.
Nástěnné kotle se někdy nazývají minikotelny. Hořák, výměník tepla a ovládací zařízení jsou skutečně kompaktně umístěny v jednom malém krytu. Většina modelů má oběhová čerpadla, jedno nebo dvě, expanzní nádobu, teploměr, manometr, automatický bezpečnostní systém pro nástěnný kotel a mnoho dalších komponentů, které dohromady tvoří moderní kotelnu.
Nástěnné plynové kotle jsou ovládány automaticky. Můžete nastavit libovolnou teplotu v různou denní dobu. Nástěnné plynové topné kotle se automaticky vypnou při přerušení dodávky plynu a zapnou, když se obnoví. Obsluha nástěnného kotle je tak snadná a pohodlná.
Nástěnné kotle mají oproti ostatním ještě jednu výhodu – jejich jednoduchá instalace. Instalace celého systému je mnohem levnější než instalace klasického podlahového vytápění.
A samozřejmě je třeba poznamenat propracovanější konstrukci nástěnných kotlů. Vzhledem k tomu, že jsou často instalovány v obytných oblastech (pokoj, kuchyně, koupelna), výrobní společnosti vynakládají velké úsilí na vývoj návrhů, které jsou „příjemné pro oči“.
Podlahové kotle.
Podlahové kotle se obvykle používají ve velkých průmyslových prostorách a kancelářích. Nebo v soukromých domech, kde je dostatek místa pro instalaci takového kotle.
Hlavní výhodou stojacích kotlů oproti nástěnným je širší rozsah výkonů (až 100 kW a více). Některé z nejvýkonnějších kotlů tohoto typu již mohou plnit roli malých průmyslových kotlů (například kotle řady Lamborghini Exa určené pro vytápění domácností a průmyslu).
V tomto ohledu mají podlahové kotle poměrně velkou hmotnost – 100 kg nebo více.