Budowa i działanie kotła

Rozwiązanie problemu ciepłej wody w domku letniskowym, domu prywatnym lub mieszkaniu w mieście bardzo często kończy się na zakupie bojlera. Aby znaleźć odpowiedni wariant takiego urządzenia, należy zrozumieć, jak skonstruowany jest kocioł i jak działa.

Jest to nazwa nadana rodzajowi akumulacyjnego podgrzewacza wody. Kocioł podgrzewa wodę w sposób ciągły w celu zaopatrzenia mieszkania lub domu prywatnego. Może być ogrzewany gazem, energią elektryczną lub innymi paliwami.

Energia wykorzystywana w tego typu urządzeniach służy wyłącznie do podgrzewania wody w urządzeniu. Oznacza to, że tego typu urządzenie samo wytwarza ciepło, które ogrzewa wodę. Mogą być gazowe, gdy do ogrzewania używa się palnika gazowego, oraz elektryczne, ogrzewane za pomocą elementu grzejnego.

Ich konstrukcja składa się z pojemnika (zbiornika z wodą) otoczonego izolacją termiczną i obudową zewnętrzną z panelem sterowania. Oprócz elementu grzejnego (palnika lub TEN) w takich urządzeniach znajduje się anoda magnezowa, termostat, grupa bezpieczeństwa oraz złącza (wejściowe i wyjściowe).

Ten typ kotła jest instalowany w domach lub mieszkaniach z kotłem jednoobiegowym. Temperatura wody w kotle z ogrzewaniem pośrednim nie wzrasta bezpośrednio w wyniku działania źródła energii, lecz w wyniku wymiany ciepła z obiegiem grzewczym.

Kocioł ten składa się z obudowy, wewnątrz której znajduje się zbiornik wewnętrzny oddzielony od obudowy zewnętrznej warstwą izolacji cieplnej. Woda z rur doprowadzających zimną wodę wpływa do zbiornika przez króciec wlotowy i wypływa przez rurę znajdującą się w górnej części urządzenia po odkręceniu kurka z ciepłą wodą.

Urządzenie posiada oddzielny wymiennik ciepła, który w większości modeli jest reprezentowany przez wężownicę. Może być równomiernie umieszczony wewnątrz zbiornika lub na jego dnie. Obie rury takiego wymiennika ciepła są podłączone do kotła grzewczego.

Czynnik grzewczy z kotła przepływa przez wymiennik ciepła, ogrzewając wodę w zbiorniku poprzez wymianę ciepła, a następnie przez oddzielne przyłącze wychodzi na zewnątrz, wracając do kotła. Taki wymiennik ciepła jest zazwyczaj pojedynczy, ale istnieją modele z kilkoma wymiennikami ciepła, które można podłączyć nie tylko do kotła gazowego, ale także do innego źródła.

Istnieją również kotły grzewcze z ogrzewaniem pośrednim bez wężownicy, które nazywane są "zbiornikiem w zbiorniku" ze względu na obecność innego zbiornika wewnątrz zbiornika takiego kotła. Woda sanitarna w takim urządzeniu jest podgrzewana w zbiorniku wewnętrznym, a czynnik chłodzący przemieszcza się między ściankami zbiornika wewnętrznego a ściankami zewnętrznymi.

Niektóre modele tego typu kotłów mogą być wyposażone w króciec recyrkulacyjny. Anoda magnezowa i grupa bezpieczeństwa, a także czujnik temperatury to obowiązkowe elementy wszystkich tego typu urządzeń. W dużych kotłach o pojemności powyżej 150 litrów często montuje się okno rewizyjne.

Kotły te łączą w sobie dwa poprzednie typy urządzeń grzewczych. Są to urządzenia ogrzewane pośrednio, ale posiadają dodatkowy element grzewczy, który umożliwia ich wykorzystanie jako elektrycznych kotłów akumulacyjnych z bezpośrednim ogrzewaniem. Jest to szczególnie pożądane w okresie letnim, kiedy kocioł jednoobiegowy jest wyłączany.

Kotły te są najbardziej rozpowszechnione i dostępne w szerokim zakresie. Do pracy wykorzystują one energię elektryczną, dlatego główną częścią takich urządzeń jest element grzejny. To właśnie ta część podgrzewa wodę pobieraną do zbiornika urządzenia. Element grzejny może znajdować się bezpośrednio w wodzie lub być umieszczony w kapsule i nie mieć bezpośredniego kontaktu z wodą (taki element grzejny nazywany jest "suchym").

Obok elementu grzejnego znajduje się termostat, który steruje jego pracą za pomocą termostatu elektromechanicznego lub elektronicznego. Części te zapewniają utrzymanie właściwej temperatury wody w zbiorniku. Gdy tylko woda nieco się ochłodzi, czujnik temperatury przekazuje polecenie poprzez obwód elektryczny do termostatu, powodując podgrzanie wody przez element grzejny.

Zbiornik kotła elektrycznego jest otoczony z zewnątrz warstwą izolacji cieplnej oraz dekoracyjną obudową z tworzywa sztucznego lub stali. Zimna woda wpływa do urządzenia przez króciec znajdujący się w dolnej części kotła. W miarę podgrzewania ciecz unosi się do górnej części urządzenia, skąd jest pobierana przez króciec wylotowy po odkręceniu kurka z ciepłą wodą.

Większość kotłów elektrycznych ma w środku anodę magnezową. Ze względu na niższy potencjał elektryczny taka anoda przyciąga wolne jony tych soli, które są rozpuszczone w wodzie wodociągowej. W rezultacie kamień odkłada się na anodzie, zamiast atakować element grzejny i ścianki zbiornika. Anoda z czasem ulega zniszczeniu, dlatego należy ją wymienić na nową, jeżeli kocioł elektryczny jest regularnie serwisowany.

Na wlocie do kotła elektrycznego musi być zainstalowana grupa bezpieczeństwa z zaworem bezpieczeństwa. Jego obecność jest ważna dla ochrony kotła przed nadciśnieniem. Jeśli ciśnienie w zbiorniku wzrośnie, zawór uwalnia je, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniu urządzenia.

Więcej informacji na temat tych typów kotłów można znaleźć w poniższym filmie.

Ten rodzaj ogrzewaczy akumulacyjnych nie jest tak rozpowszechniony jak kotły elektryczne, ze względu na złożoność ich instalacji (wymagają homologacji, przewodu kominowego, dobrej wentylacji i rejestracji).

Podgrzewacze te są zasilane gazem ziemnym. Składają się one ze zbiornika na wodę, rury wlotowej zimnej wody i rury wylotowej gorącej wody. Korpus urządzenia jest wystarczająco gruby i oddzielony od zbiornika wody warstwą izolacji termicznej, aby utrzymać temperaturę podgrzewanej wody przez długi czas.

Wymiana ciepła w kotłach gazowych odbywa się przez dolną ścianę zbiornika wodnego, ponieważ pod nią znajduje się komora spalania z palnikiem gazowym. Ciepło jest również przekazywane do wody w zbiorniku z centralnego kanału, który odprowadza gazy spalinowe z komory spalania do komina.

Kocioł jest sterowany za pomocą czujnika temperatury i termostatu. Elementy te rejestrują temperaturę wody i w razie potrzeby włączają lub wyłączają dopływ gazu do palnika. W kotłach gazowych znajduje się również grupa bezpieczeństwa, której główną częścią jest zawór awaryjny do obniżania ciśnienia.

W konstrukcji kotła gazowego zastosowano anodę magnezową, która zapobiega osadzaniu się kamienia na ściankach urządzenia. Z czasem ulega on "zżeraniu", dlatego należy go wymienić.