Kotły grzewcze na paliwo ciekłe: budowa, rodzaje, przegląd popularnych modeli

Wydajne i ekonomiczne kotły grzewcze na paliwo ciekłe pozwalają osiągnąć pełną niezależność od centralnej sieci gazowej. Zastanawiając się nad instalacją urządzenia, należy poznać jego budowę, zasadę działania oraz cechy eksploatacji.

Wybór kotła powinien opierać się na porównawczej ocenie parametrów i funkcjonalności różnych modeli. Nie bez znaczenia jest reputacja producenta.

W tym materiale opowiemy o rodzajach modeli kotłów grzewczych na paliwo ciekłe, ich zaletach i wadach, a także przyjrzymy się kilku popularnym urządzeniom znanych marek.

Zalety i wady kotłów na paliwo ciekłe

Kotły na paliwo ciekłe, pomimo zdolności do efektywnego ogrzewania budynku i doskonałości technicznej, nie są spotykane tak często, jak gazowe lub na paliwo stałe generatory ciepła.

Sprzęt pracujący na oleju napędowym lub oleju przepracowanym jest bardzo popularny w krajach Europy Zachodniej.

Do znaczących zalet kotła grzewczego na paliwo ciekłe należą:

1. Wysoka efektywność pracy. Sprawność większości modeli osiąga 95%. Paliwo jest zużywane praktycznie bez strat.
2. Duża moc. Wydajność urządzeń pozwala ogrzewać zarówno kompaktowe pomieszczenia mieszkalne, jak i przestronne hale produkcyjne.
3. Wysoki poziom automatyzacji pracy. Kocioł przez długi czas funkcjonuje bez udziału człowieka.
4. Niezależność od źródeł energii. Z wyjątkiem energii elektrycznej. W razie potrzeby można skorzystać z generatora.
5. Możliwość przejścia na paliwo gazowe.

Istnieją również dodatkowe zalety tego typu sprzętu. Do instalacji kotła nie jest wymagane uzgodnienie ani uzyskanie pozwolenia. Ponadto brak sieci gazowej znacznie ułatwia prace montażowe.

Trudności montażu i eksploatacji kotła na paliwo ciekłe:

1. Wysokie koszty zakupu paliwa. Przy intensywnym użytkowaniu urządzenia roczne zużycie paliwa może osiągnąć kilka ton.
2. Do przechowywania paliwa wznosi się osobny budynek. Opcjonalnie magazyn ze zbiornikami z nieprzezroczystego tworzywa lub stali umieszcza się w ziemi. Ważnym warunkiem jest ochrona przed promieniami słonecznymi.
3. Agregat należy umieścić w oddzielnym pomieszczeniu z dobrą wentylacją i mocnym wyciągiem.
4. Jeśli kotłownia olejowa znajduje się tuż przy domu, konieczna będzie dodatkowa izolacja akustyczna – palnik podczas pracy wydaje hałas.

Przy wyposażaniu podziemnych składów paliwa należy uwzględnić cechy hydrogeologiczne terenu.

W wielu modelach przewidziano klimatyczną regulację kotła – ustawienie komfortowego reżimu temperaturowego w domu z uwzględnieniem temperatury na zewnątrz.

Budowa i zasada działania kotła

Agregaty na paliwo ciekłe działają na tej samej zasadzie co gazowe. Główna różnica polega na zastosowaniu palnika wentylatorowego (dyszy). Typ urządzenia w dużej mierze decyduje o efektywności i ekonomiczności pracy kotła.

Nasi rodacy rozważają instalację agregatu na paliwo ciekłe jako alternatywny sposób ogrzewania w warunkach braku magistrali centralnego zaopatrzenia w gaz.

Główne elementy robocze generatora ciepła

Elementy konstrukcyjne kotła na paliwo ciekłe:

• palnik;
• komora spalania;
• wymiennik ciepła;
• komin;
• blok sterowania;
• obudowa.

Instalacja grzewcza na paliwo ciekłe wyposażona jest w przewód z pompą zapewniającą dopływ paliwa oraz zbiornik do przechowywania paliwa.

Aby zwiększyć wydajność i efektywność urządzenia, producenci udoskonalają modele, uzupełniając je o różne płyty wymienników ciepła i rurki dymowe.

Palnik agregatu grzewczego

Główny moduł instalacji, odpowiedzialny za przygotowanie mieszanki paliwowo-powietrznej i dostarczanie jej w ilości niezbędnej do utrzymania pracy generatora ciepła.

Palnik na paliwo ciekłe jest palnikiem wentylatorowym. Podawanie i wtrysk paliwa do komory spalania odbywają się pod ciśnieniem – następuje wymuszony nadmuch powietrza.

Standardowe wyposażenie palnika do kotła na paliwo ciekłe:

1. Transformator zapłonowy. Generuje iskrę, dzięki której zapala się paliwo.
2. Unit sterowania. Określa fazy rozruchu, kontroluje i zatrzymuje pracę palnika. Przewidziano podłączenie fotokomórki, transformatora zapłonowego i czujnika wyłączenia awaryjnego.
3. Zawór elektromagnetyczny. Reguluje dopływ paliwa do komory spalania.
4. Regulator powietrza z filtrem. Urządzenie normalizuje dopływ powietrza, zapobiegając przedostawaniu się cząstek stałych.
5. Podgrzewacz wstępny. Zmienia stan paliwa, zmniejszając jego lepkość. Im bardziej płynne paliwo dostaje się do otworu dyszy, tym bardziej ekonomicznie jest zużywane.
6. Króciec przelewu paliwa. Łączy się ze zbiornikiem, w którym następuje podgrzewanie paliwa.
7. Rura ogniowa. Przez przewód energia cieplna dociera do miejsca nagrzewania czynnika grzewczego, który następnie krąży w systemie grzewczym.

Palnik może być wstępnie wbudowany w kocioł bez możliwości zwiększenia mocy agregatu. Moduły naścienne umożliwiają modyfikację sprzętu.

Regulacja palnika naściennego jest wykonywana przez specjalistę w domu. Zaletą modułu wbudowanego fabrycznie jest szybkie uruchomienie kotłowni. –

Komora spalania kotła

W istocie jest to żaroodporny zbiornik z otworem wlotowym i wylotowym. Zazwyczaj ma przekrój okrągły lub prostokątny.

Wymiennik ciepła urządzenia

Przez ścianki wymiennika ciepła następuje przekazywanie energii cieplnej do czynnika grzewczego. W nowoczesnych modelach pokrycie tego elementu jest wykonane na zasadzie urządzenia grzejnikowego – pozwala to maksymalnie wykorzystać energię cieplną uzyskaną w procesie spalania.

Na przedniej sekcji wymiennika ciepła mocowany jest palnik i drzwiczki. Liczba sekcji i powierzchnia pokrycia wymiennika ciepła określają moc kotła.

Komin do agregatu na paliwo płynne

Pobór powietrza odbywa się z zewnątrz lub z kotłowni, której prawidłowe urządzenie opisano w tym materiale.

Przy doprowadzeniu z zewnątrz powietrze jest podawane przez komin koncentryczny lub oddzielnym kanałem. Aby zwiększyć efektywność, kanały spalinowe są wyposażone w stalowe płyty – spaliny tworzą turbulentne strumienie, co zmniejsza ich prędkość. Ciąg przy tym jest zachowany.

Moduł sterowania urządzeniem

Automatyka służy do utrzymywania zadanej temperatury. Funkcje pomocnicze obniżają koszty eksploatacji kotła. Z technicznego punktu widzenia najbardziej zaawansowane są moduły zależne od pogody, które zmieniają temperaturę ogrzewania czynnika grzewczego na podstawie odczytów z czujników zewnętrznych.

Zasada działania agregatu cieplnego polega na przygotowaniu mieszanki paliwa i powietrza, a następnie jej rozpyleniu w komorze spalania.

Obudowa kotła grzewczego

Wszystkie elementy systemu są zamknięte w wytrzymałej, izolującej ciepło obudowie. Taka „powłoka” zmniejsza straty ciepła i zwiększa efektywność pracy kotła.

Z zewnątrz obudowa jest pokryta warstwą folii izolacyjnej, która podczas ogrzewania pozostaje zimna i chroni operatora przed oparzeniem.

Jak odbywa się ogrzewanie pomieszczenia?

Cały proces wytwarzania ciepła w kotle na paliwo płynne i przekazywania energii cieplnej do grzejników można podzielić na kilka etapów.

Etap 1. Olej napędowy lub inne paliwo jest wlewane do zbiornika. Pompa paliwowa dostarcza ciecz do palnika – w rurociągu powstaje ciśnienie. Jednocześnie pompa paliwowa za pomocą czujników określa jakość paliwa i stopień jego zgęstnienia.

Etap 2. Olej napędowy trafia do komory przygotowania. Tutaj następuje mieszanie paliwa z powietrzem, podgrzewanie i upłynnienie mieszanki.

Etap 3. Mieszanka paliwowo-powietrzna jest podawana do dyszy. Pod działaniem wentylatora mieszanina jest rozpylana, a mgła paliwowa zapala się w komorze spalania.

Etap 4. Ściany komory nagrzewają się. Dzięki temu następuje nagrzewanie wymiennika ciepła i czynnika grzewczego. Ten ostatni jest dostarczany i krąży w systemie grzewczym.

Etap 5. Podczas spalania paliwa powstają gazy, które są odprowadzane przez komin. Kierując się na zewnątrz, dym przechodzi przez szereg płyt wymiennika ciepła i również oddaje swoje ciepło.

Podczas spalania paliwa powstaje sadza. Aby utrzymać sprawność kotła na odpowiednim poziomie, należy okresowo czyścić ściany komory spalania.

Rodzaje modeli na paliwo ciekłe

Wszystkie kotły na paliwo płynne można klasyfikować według następujących kryteriów: zakresu zastosowania, funkcjonalności, typu regulacji, materiału wykonania, rodzaju używanego paliwa i sposobu montażu.

Ze względu na zastosowanie

Głównym wskaźnikiem określającym przynależność instalacji kotłowej do jednego z typów jest jej moc. Modele domowe są produkowane o mocy od 6 do 230 kW. To wystarcza do ogrzewania małych domów o powierzchni 50 m² oraz dużych wiejskich rezydencji o powierzchni 2200 m².

Wskaźnik wydajności określa zużycie paliwa w kotle grzewczym na paliwo płynne – do wytworzenia 10 kW ciepła potrzeba około 1 kg oleju napędowego na godzinę. Urządzenia domowe są zaprojektowane na maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze – 4-6 barów.

Moc przemysłowych kotłów na paliwo płynne wynosi od 500 do 12000 kW. Bardzo wydajne modele ogrzewają budynki o powierzchni ponad 15 tys. m². Sterowanie przemysłowymi urządzeniami grzewczymi jest w pełni zautomatyzowane.

Przemysłowe urządzenia kotłowe dzielą się na kotły wodne i parowe. Pierwsze podgrzewają wodę pod ciśnieniem, a drugie wytwarzają parę przegrzaną lub nasyconą.

Wysokowydajne generatory ciepła są używane w blokowo-modułowych kotłowniach – autonomicznych stacjach do produkcji pary i ciepła. Generatory pary są wykorzystywane w przemyśle spożywczym, meblarskim, przetwórstwie drewna, wydobyciu ropy naftowej oraz produkcji pasz treściwych.

Ze względu na funkcjonalność

Kotły jednofunkcyjne przeznaczone są wyłącznie do ogrzewania pomieszczeń. Są podłączane do grzejników, a czynnik grzewczy krąży w zamkniętym systemie ogrzewania. Taki agregat nie podgrzewa wody do użytku domowego – należy o to zadbać osobno, instalując bojler.

Modele dwufunkcyjne są bardziej funkcjonalne. Kotły zapewniają ogrzewanie domu i dostarczanie ciepłej wody do różnych punktów poboru (prysznic, umywalka itp.). W konstrukcji urządzenia przewidziano dodatkowy wymiennik ciepła do zapewnienia ciepłej wody użytkowej.

Kotły dwufunkcyjne są wyposażone w przepływowy podgrzewacz wody lub zasobnikowy bojler. Przy użyciu podgrzewacza przepływowego woda będzie zimniejsza niż w przypadku wbudowanego zbiornika zasobnikowego.

Ze względu na sposób regulacji

Tryb pracy kotła jest określany przez typ zamontowanego palnika.

Według typu regulacji wszystkie urządzenia dzielą się na kilka grup:

• jednostopniowe;
• dwustopniowe i trzystopniowe;
• modulowane.

Moduły jednostopniowe działają na zasadzie naprzemiennego włączania i wyłączania. Po podgrzaniu czynnika grzewczego do określonej temperatury płomień gaśnie, a po ochłodzeniu – palnik włącza się ponownie. Takie palniki są mało wydajne – prowadzą do nadmiernego zużycia paliwa.

Palniki „jednego trybu” są instalowane w kotłach o mocy nie większej niż 200 kW. Wiodące firmy stopniowo rezygnują z ich użytkowania.

Urządzenia dwustopniowe i trzystopniowe działają w następujących trybach:

1. Dwustopniowe moduły działają na 30 i 100% mocy. Po maksymalnym podgrzaniu wody, palnik przełącza się na tryb obniżonej wydajności. Pozwala to zmniejszyć zużycie paliwa o 5-10%.
2. Trzystopniowe działają na 30-60-100% mocy. Osiąga się oszczędność i wysoką efektywność cieplną urządzenia.

Modulowane – proces spalania paliwa regulowany jest automatycznie. Na intensywność płomienia wpływają: temperatura wewnątrz i na zewnątrz budynku, jakość paliwa oraz zadany tryb. Zakres zmiany mocy wynosi 10-100% wydajności.

Automatyka mikroprocesorowa określa skład mieszanki paliwowo-powietrznej, optymalną prędkość podawania paliwa do dysz oraz ciśnienie.

W palniki modulacyjne wyposażane są kotły piątej generacji. W porównaniu z urządzeniami dwu- i trzystopniowymi są oszczędniejsze o 15%

Ze względu na rodzaj materiału

Producenci wyposażają agregaty grzewcze w żeliwne lub stalowe wymienniki ciepła. Materiał wykonania wpływa na wydajność i trwałość kotła.

Modele żeliwne charakteryzują się długim okresem eksploatacji – ponad 30 lat. Są one jednak dość „kapryśne” i przy krytycznej różnicy temperatur między „powrotem” a „zasilaniem” mogą popękać. Różnica temperatury wody na wejściu i wyjściu nie powinna przekraczać 20 °C.

Jeśli kocioł będzie używany okresowo, na przykład podczas wizyt w domku letniskowym, lepiej wybrać model ze stalowym wymiennikiem ciepła. Stal żaroodporna jest mniej trwała, ale odporna na wahania temperatury.

Kocioł ze stalowym wymiennikiem ciepła jest tańszy od odpowiednika z modułem żeliwnym. Modele stalowe są dostępne w ofercie firm Kiturami i Viessmann

Ze względu na rodzaj paliwa

Jako materiał paliwowy w kotłach na paliwo ciekłe najczęściej stosuje się olej napędowy (diesel) lub olej przepracowany. Zewnętrznie instalacje diesla nie różnią się od swoich odpowiedników pracujących na „oleju przepracowanym”. Główna różnica polega na aspekcie technicznym.

Do pracy kotła używa się czystego, certyfikowanego oleju napędowego. Podczas spalania paliwa powstawanie popiołu jest minimalne. Pozwala to na zastosowanie w konstrukcji paleniska i rur płomienniczych o mniejszej średnicy.

Spalanie oleju przepracowanego odbywa się z obfitym wydzielaniem popiołu. W kotłach na „olej przepracowany” wewnątrz rur płomienniczych nie ma turbulatora, a cały osad odkłada się w specjalnej komorze zbierającej dym. Polecamy również przeczytać inny nasz artykuł, w którym szczegółowo omówiono wartość opałową różnych rodzajów paliwa.

W urządzeniach pracujących na oleju przepracowanym stosuje się oleje przekładniowe i silnikowe z samochodów. Takie kotły warto instalować w stacjach obsługi, bazach maszyn rolniczych i przedsiębiorstwach motoryzacyjnych.

Według sposobu montażu

Ze względu na sposób montażu rozróżnia się agregaty ścienne i stojące. Kotły wiszące są kompaktowe, łatwe w instalacji, ale mało wydajne. Ich moc wystarczy do ogrzania pomieszczenia, którego powierzchnia nie przekracza 300 m².

Stojące kotły na paliwo ciekłe są bardziej masywne i wydajne. Należą do nich wszystkie agregaty przemysłowe oraz domowe modele o dużej mocy.

Przegląd modeli wiodących firm

Godną niszę na rynku urządzeń grzewczych zajmują kotły na paliwo ciekłe zagranicznych producentów: ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli i Viessmann. Wśród krajowych firm dobrze sprawdziły się Lotos i TEP-Holding.

Uniwersalne kotły ACV Delta Pro

Belgijska firma ACV oferuje modele z linii Delta Pro S – kotły dwufunkcyjne z wbudowanym bojlerem. Moc urządzeń grzewczych wynosi od 25 do 56 kW.

Kotły Delta Pro S są dostarczane z palnikiem do wyboru przez klienta – modelem BMV1 do paliwa ciekłego lub BG2000 do propanu i gazu ziemnego.

Cechy techniczno-eksploatacyjne:

• materiał wykonania wymiennika ciepła – stal;
• izolacja korpusu z pianki poliuretanowej;
• praca na oleju napędowym lub gazie;
• panel sterowania z termometrem, regulacyjnym termostatem.

Kocioł na paliwo ciekłe „dostosowuje się” do pory roku – przewidziano przełącznik „zima/lato”.

Sprawność kotłów Delta Pro S wynosi 92,8%. Czas podgrzewania wody dla systemu CWU zależy od mocy urządzenia i waha się od 16 do 32 minut.

Urządzenia EnergyLogyc – inteligentna automatyka

Kotły na olej przepracowany amerykańskiej firmy EnergyLogyc różnią się od analogów zautomatyzowanymi procesami regulacji palnika i spalania paliwa.

Jako paliwo stosuje się olej przepracowany, olej napędowy, olej roślinny lub naftę.

W urządzeniu zwiększono rozmiar komory spalania i przekrój rur płomienicowych – pozwala to efektywnie wykorzystać olej przepracowany i zmniejsza ilość prac związanych z czyszczeniem kotła.

Agregaty na paliwo ciekłe EnergyLogyc są produkowane w trzech modyfikacjach:

• EL-208V – moc 58,3 kW, zużycie paliwa – 5,3 l/h,
• EL-375V – wydajność 109 kW, zużycie paliwa – 10,2 l/h;
• EL-500V – moc cieplna – 146 kW, zużycie materiału paliwowego – 13,6 l/h.

Maksymalna temperatura czynnika grzewczego w prezentowanych modelach – 110°C, ciśnienie robocze – 2 bar.

Kocioł EL-208V nadaje się do ogrzewania pomieszczeń różnego przeznaczenia: domów jednorodzinnych, szklarni, warsztatów samochodowych, hal produkcyjnych, magazynów, domów prywatnych i biur

Buderos Logano – niemiecka jakość

Firma Buderos (Niemcy) produkuje kotły olejowe, dysze, palniki oraz inne urządzenia niezbędne do eksploatacji systemu grzewczego. Zakres mocy urządzeń wynosi 25-1200 kW.

Sprawność kotłów olejowych Buderos wynosi 92-96%. Urządzenie pracuje w pełni automatycznie, paliwem jest olej napędowy. Wymiennik ciepła wykonany jest z żeliwa szarego lub stali

Kotły Buderos Logano produkowane są w dwóch seriach:

• Buderos Logano kategorii «G» – przeznaczone do użytku prywatnego, ich moc wynosi 25-95 kW;
• Buderos Logano kategorii «S» – urządzenia przeznaczone do zastosowań przemysłowych.

Urządzenia charakteryzują się opływowym designem, wygodnym systemem sterowania oraz wbudowanym tłumikiem hałasu.

Kotły domowe Buderos Logano dostarczane są z wbudowanymi i wyregulowanymi palnikami na olej napędowy. Urządzenie można dodatkowo wyposażyć w grupę pompową, układ bezpieczeństwa oraz naczynie wzbiorcze

Kotły koreańskiej firmy Kiturami

Wolnostojące dwufunkcyjne kotły Kiturami serii Turbo przeznaczone są do użytku domowego. Moc urządzeń wynosi 9-35 kW.

Charakterystyczne cechy modelu:

• zapewnienie ogrzewania i ciepłej wody użytkowej w pomieszczeniach do 300 m²;
• wymiennik ciepła kotła wykonany jest ze stali wysokostopowej;
• dodatkowy wymiennik ciepła CWU w 99% składa się z miedzi, co zwiększa efektywność ogrzewania;
• jako czynnik grzewczy nadaje się płyn niezamarzający oraz woda.

Cechą charakterystyczną modeli Turbo jest obecność palnika turbocyklonowego. Działa on na zasadzie turbodoładowanego silnika samochodowego.

W specjalnej metalowej płycie, dzięki wysokiej temperaturze, zachodzi wtórne spalanie. Pozwala to ekonomicznie zużywać paliwo i zmniejsza emisję szkodliwych substancji do atmosfery.

Praca Kiturami Turbo możliwa jest w trybach: «Prysznic», «Sen», «Obecność», «Praca/Sprawdzenie» oraz «Timer». Panel sterowania umieszczony jest z przodu obudowy

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Oglądanie materiałów wideo pomoże zrozumieć budowę i zasadę działania grzewczych urządzeń na paliwo płynne.

Porównanie kotła na olej napędowy i urządzenia pracującego na oleju przepracowanym (zużytym):

O zasadach wyboru grzewczego urządzenia na paliwo płynne będzie mowa w następnym filmie:

Kotły na paliwo ciekłe charakteryzują się wysokim poziomem automatyzacji. Ogrzewanie oparte na urządzeniach diesla pozwala osiągnąć autonomię, a brak sztywnych ram w zakresie formalności dokumentacyjnych czyni je atrakcyjną propozycją. Jednak szereg istotnych wad związanych z obsługą kotłowni hamuje popyt na agregaty dieslowskie.

Jeśli Państwo są zainteresowani wyborem kotła na paliwo ciekłe, proszę pozostawić swoje pytania w bloku znajdującym się poniżej. W tym samym miejscu można również napisać praktyczne porady na temat artykułu lub podzielić się doświadczeniem z użytkowania podobnego sprzętu grzewczego.