Strukturne značajke toplovodnih kotlova razlikuju se ovisno o njihovoj vrsti (kao što su atmosferski tlak, tlak, vakuum, tip četvrtaste cijevi itd.) i gorivu (ugljen, plin, gorivo, biomasa, električna energija), ali općenito imaju sljedeće osnovne strukturne karakteristike i načela dizajna:
Cjelokupni strukturni oblik
Toplovodni kotao uglavnom se sastoji od cijevi (ili ljuske) kotla, ogrjevne površine (vodom{0}}hlađene stijenke, dimovodne/vodene cijevi), opreme za izgaranje, stijenke peći, okvira i pomoćnog sustava. Prema strukturnom obliku uglavnom se dijeli na:
Hibridni tip cijevi za vodu i vatrogasnu cijev: Obično se koristi u malim i srednjim{0}}kotlovima na ugljen/biomasu (kao što je serija CDZL). Oko ložišta postavljena je vodom hlađena stijenka (vodovodna cijev), a u cijevi kotla postavljena je dimna cijev.
Vrsta cijevi za vodu: Veliki kotlovi uglavnom koriste ovu strukturu, voda teče unutar cijevi, a dimni plin se ispire izvan cijevi, kao što je kotao s četvrtastom cijevi.
Vrsta školjke: Uobičajena je u malim uljnim/plinskim kotlovima, a cijev peći i dimovodna cijev smještene su u veliku školjku.
Strukturne karakteristike ogrjevne površine jezgre
Vodeno{0}}hlađeni zid (zračeća grijaća površina):
Postavljen je oko komore peći kako bi izravno apsorbirao toplinu zračenja plamena.
Funkcija: Štiti stijenku peći od izgaranja zbog visoke temperature, dok zagrijava vodu i stvara snagu prirodne cirkulacije.
Značajke: moderni bojleri često koriste membranske stijenke-hlađene vodom, zavarene cijevi u komad, s dobrim brtvljenjem, smanjujući curenje zraka i poboljšavajući toplinsku učinkovitost.
Snop konvekcijske cijevi/cijev s navojem (konvekcijska grijaća površina):
Cijev s navojem: široko se koristi u kotlovima za toplu vodu na ugljen/biomasu. Unutarnja stijenka dimovodne cijevi obrađena je spiralnim utorima, koji mogu pojačati smetnje dimnih plinova, uništiti granični sloj, značajno ojačati prijenos topline, spriječiti nakupljanje pepela i poboljšati toplinsku učinkovitost (do 82% ili više).
Snop konvekcijskih cijevi: raspoređen gore i dolje u bačvi lonca, dimni plin vodoravno čisti snop cijevi radi izmjene topline.
Posebna struktura različitih vrsta toplovodnih kotlova
Kotao s kutnom cijevi
Strukturne značajke: Ne postoji tradicionalni kotao, a debele silazne i uzlazne cijevi raspoređene u četiri kuta peći koriste se kao kostur za podupiranje cjelokupne težine kotla.
Prednosti: Visoka pouzdanost cirkulacije vode, snažan kapacitet skladištenja topline, dobra prilagodljivost opterećenju, kompaktna struktura, jednostavno pokretanje i brzo zaustavljanje. To je stari tip peći koji se široko koristi nakon uvođenja danske tehnologije u Kini.
Vakuumski kotao za toplu vodu
Strukturne značajke: Unutrašnjost kotla podijeljena je na dva dijela: gornji i donji.
Donja polovica: slično običnom parnom kotlu, sastoji se od cijevi peći i dimovodne cijevi, a održava se unutarnje stanje vakuuma (negativan tlak).
Gornja polovica (vakuumska komora): ugrađen-cijevni izmjenjivač topline pare-voda.
Princip rada: Voda u donjoj polovici ključa na niskoj temperaturi pod vakuumom kako bi proizvela paru, a para se diže u gornju polovicu izmjenjivača topline kako bi se kondenzirala, oslobađajući latentnu toplinu grijača u grijanju/toplu vodu za kućanstvo, a kondenzat pada natrag i ponovno isparava, tvoreći zatvoreni ciklus.
Prednosti: Samosigurnost (bez opasnosti od eksplozije), nema potrebe za godišnjim pregledom, dug život.
Atmosferski toplovodni bojler
Strukturne značajke: Gornji dio kotla ima otvor povezan s atmosferom, a radni tlak je atmosferski tlak. Struktura: Relativno jednostavna, uglavnom kombinacija struktura vodo-cijevi i vatro{2}}cijevi. Napomena: Budući da je povezan s atmosferom, posebnu pozornost treba posvetiti zaštiti od korozije i ne može se koristiti za izravno grijanje u -visokim zgradama (zahtijeva stanicu za izmjenu topline).
Kotao za toplu vodu na plin/ulje
Strukturne značajke:
Potpuno prethodno miješano izgaranje: moderni visoko{0}}učinkoviti modeli koriste tehnologiju metalnih vlakana ili površinskog izgaranja, s integriranim plamenikom i peći.
Izmjenjivač topline bakar/nehrđajući čelik: Neki komercijalni modularni kotlovi koriste bakrene cijevi ili rebraste cijevi od nehrđajućeg čelika kao elemente za izmjenu topline, što omogućuje brz prijenos topline, otpornost na koroziju i kompaktnu veličinu.
Kondenzacijska struktura: Kondenzacijski izmjenjivač topline dodan je na repu kondenzacijskih kotlova za povrat latentne topline iz dimnih plinova, s temperaturama ispušnih plinova od samo 40-50 stupnjeva i toplinskom učinkovitošću većom od 100% (na temelju niže vrijednosti grijanja).
