Основно устройство на котлите: принципи, видове и безопасност

Ранните котли са били наричани още „парови генератори“, защото превръщат врящата вода в пара, която произвежда енергия. Паровите локомотиви разчитаха на котлите, за да генерират достатъчно мощност за задвижване на влаковете, а котлите и до днес се използват за захранване на домашни отоплителни системи. Най-ранното документирано описание на основна котелна конструкция принадлежи на Херон Александрийски, живял през първи век от новата ера.

Принцип на действие

Уебсайтът на Университета в Рочестър публикува записките на Херон, в които се описва работата на неговия ранен котел. Ученият използвал горещи въглени за нагряване на водата, при което се отделяла пара. Тя се издигала по тръбите в голям цилиндър, докато не изтичала навън с голяма сила. Това изхвърляне осигурявало начин за генериране и оползотворяване на енергия за задвижване на различни механизми. Забележителното е, че тази конструкция от първи век все още отразява основния принцип на съвременните котли, макар че новите модели предлагат значително повече вариации и приложения.

Видове котли

Котли с димогарни тръби (firetube)

При този тип котли тръбите са потопени във вода. Горивото нагрява въздуха, който се насочва през тръбите и предава топлината на водата. Нагрятата вода образува пара, която генерира енергия.

Водотръбни котли (watertube)

Тук процесът е обратен – тръбите, запълнени с вода, се намират в пещта, където горещият въздух ги заобикаля. Докато водата в тръбите се нагрява, тя се превръща в пара и произвежда енергия.

Соларни котли

Някои водонагревателни системи използват слънчева котелна технология. Метални плочи поглъщат топлинната енергия от слънцето, която се предава на антифризен разтвор, циркулиращ в тръбопроводите. Тези тръби преминават през котела, където отделят топлината си и нагряват водата.

Горива за котлите

За работа на котлите могат да се използват различни видове горива. Пропанът е достъпен за повечето домакинства, макар че цената му може да е по-висока в сравнение с други източници. Там, където има газификация, природният газ е по-икономичният вариант. Мазутът традиционно се използва в региони без достъп до природен газ или от потребители в края на газопроводната мрежа, където разходите са високи. Според Министерството на енергетиката на САЩ биодизеловите горива представляват по-нова алтернатива – те горят по-чисто и намаляват зависимостта от изкопаемите горива.

Предупреждение за безопасност

Въглеродният оксид е безцветен и безмирисен газ, който се отделя като страничен продукт при горенето. Ако котелът не е правилно проветрен или ако коминът не е добре уплътнен, този газ сериозно застрашава здравето. Високите концентрации могат да причинят сърдечни проблеми, мозъчни увреждания, а в крайните случаи – и смърт. Поради тази опасност редица щати, сред които Масачузетс, изискват всички домакинства с оборудване на изкопаеми горива – като котли и печки – да разполагат с детектори за въглероден оксид.