2 typy kotłowni:

Mała kotłownia: do 25 oraz od 25 do 2000 kW - lokalna lub wbudowana (obecnie stosuje się węzły ciepłownicze) ulokowana w pomieszczeniu usytuowanym centralnie w stosunku do ogrzewanych pomieszczeń budynku. Można w niej instalować kotły wodne i parowe niskoprężne.

Duża kotłownia: od 2000 kW - wolno stojąca. Można instalować kotły wodne i parowe wysokoprężne. Składa się z 3 części:

- hali kotłów i pomieszczeń związanych z nawęglaniem i odżużlaniem

- pomieszczenie socjalne i pomocnicze

- pompownie i uzdatnianie wody

Wentylacja kotłowni:

Kanał wentylacji nawiewnej – z blachy stalowej o przekroju 50% powierzchni przekroju komina (20 x 20 cm). Kieruje powietrze na tył kotłów. Wylot powinien znajdować się 1m nad podłogą.

Kanał wentylacji wywiewnej – murowany, obok komina. Przekrój 25% przekroju komina (14x14). Wlot 20 cm od stropu (brak kratek wentylacyjnych z zamykanymi żaluzjami)

Magazynowanie paliw:

Paliwa stałe (węgiel brunatny, brykiety z węgla brunatnego, koks, węgiel kamienny): w piwnicy lub w pomieszczeniu bezpośrednio sąsiadującym z kotłownią. Wejście z kotłowni do składu powinno mieć >80cm. Drzwi z materiałów niepalnych, otwierane do wewnątrz kotłowni. Minimalna wysokość pomieszczenia 2,2m. Podłoga z materiału odpornego na ogień i uderzenia. Stropy ogniotrwałe i szczelne.

Powierzchnia składu paliwa $F_{p} = \frac{B \bullet \left( 1 + a \right)}{\rho_{p} \bullet h}\ \left\lbrack m^{2} \right\rbrack$

B – zapotrzebowanie na paliwo w całym sezonie grzewczym [kg/r]

a – 0,25 - 1 – dodatek zwiększający (większy – mniejsze kotłownie, mniejszy – większe kotłownie)

ρ_p - gęstość nasypowa paliwa (tab.) h- wysokość warstwy składowanego paliwa (tab.)

Żużel i popiół: w najbliższym sąsiedztwie kotłów. Małe ilości – blaszane pojemniki, duże ilości – pomieszczenie o wys. > 2,2m. Wysokość warstwy składowania <1,2m.

Ilość żużla i popiołu: B_ż = A • B [kg/r]

B – zapotrzebowanie na paliwo (tab.)

A – średnia zawartość ż. i p. w paliwie (tab.)

Powierzchnia składu żużla $F_{z} = \frac{B_{z} \bullet n \bullet \left( 1 + a \right)}{\rho_{z} \bullet h_{z} \bullet S_{o}}\ \left\lbrack m^{2} \right\rbrack$

B_ż­ – ilość żużla

n – liczba dni składowania

a – 0,1 - 0,15 – dodatek na komunikację (a=0, jeśli składowanie w pojemnikach)

ρ_z - gęstość żużla [kg/m³]

h_z - wysokość składowania [m]

S_o - liczba dni sezonu grzewczego

Ogólne zasady budowy kominów

Kominy wbudowane: z cegły ceramicznej pełnej lub z cegły szamotowej. Brak tynku w środku (tylko wyrównanie spoin). Otynkowanie zewnętrzne. Usytuowanie w środkowej części budynku, jak najbliżej kotłów (poziomy kanał spalinowy musi być możliwie krótki). Nie przy zewnętrznych ścianach budynku. Przekrój zalecany kwadratowy, jeżeli prostokątny – stosunek boków 1:1,5. Pionowy (odchylenie do 30^o), wyprowadzony ponad dach. Wylot 0,6 m nad dachem płaskim bez względu na pokrycie lub nad dachem stromym. 0,3 m nad dachem stromym o pokryciu niepalnym. W dolnej części otwór służący do usuwania sadzy i popiołu, szczelnie zamykany drzwiczkami. Minimalne wymiary 14 x 14 cm. W kotłowniach na paliwo stałe komin 20 x 20 cm.

Kominy wolno stojące: z prefabrykowanych kształtek betonowych lub stalowych, łączonych na placu budowy (łączenia na kołnierze). Ustawione na cokołach z płytą stalową. Stalowe – farba antykorozyjna, izolowanie watą szklaną i płaszczem z blachy.

- Wielowarstwowe (wewn. beton, zewn. płaszcz stalowy, w środku izolacja cieplna)

- Jednowarstwowe

- O konstrukcji złożonej (stosuje się w ciepłowniach lub elektrociepłowniach z kilkoma kotłami o dużej mocy cieplnej). Betonowa obudowa o dużej średnicy, w środku kominy wielowarstwowe odprowadzające spaliny oddzielnie z każdego kotła.

Obliczanie przekroju komina o ciągu naturalnym

Założenie: równość wytworzonego ciągu kominowego i oporów przepływu spalin przez kocioł, czopuch i komin. Podstawą obliczeń są prawa mechaniki cieczy i gazów.

Wartość ciągu kominowego p_s = h • g • (ρ_p−ρ_s) [Pa]

h - wysokość komina [m]

g - przyspieszenie ziemskie

ρ_p - gęstość powietrza zewnętrznego

ρ_s - gęstość spalin

Straty ciągu w przewodach spalinowych i czopuchu (poziomy kanał spalinowy) $p_{w} = 1,5 \bullet \left( \lambda \bullet \frac{L}{d_{r}} + \sum_{}^{}\zeta \right) \bullet \frac{w^{2} \bullet \rho_{s}}{2}$ [Pa]

λ - 0,03 - 0,08 – współczynnik oporów tarcia

L – długość kanałów [m]

d_r - 4A/U – równoważna średnica hydrauliczna przewodów [m]

U – obwód zwilżony [m]

A – pole przekroju [m²]

ζ - współczynnik oporu miejscowego

w – prędkość przepływu spalin [m/s]

ρ_s - gęstość spalin

Straty ciągu w kominie $p_{o} = \left( \lambda \bullet \frac{h}{d_{r}} + \sum_{}^{}\zeta \right) \bullet \frac{w^{2} \bullet \rho_{s}}{2}$ [Pa]

h – wysokość komina [m]

Rozwiązanie otrzymujemy metodą kolejnych przybliżeń.

Przyjmujemy średnią temperaturę spalin w kominie -> gęstość spalin (wartość opałowa Q, współczynnik przenikania ciepła U, temperatura punktu rosy spalin), a następnie prędkość spalin. Wykonujemy obliczenia sprawdzające.

Obliczanie przekroju komina o ciągu sztucznym

Ciąg sztuczny jest wywołany działaniem wentylatorów.

- wentylator podmuchowy – powietrze potrzebne do spalania jest wtłaczane przez wentylator pod ruszt i przepływa przez kocioł, przewody spalinowe i urządzenia odpylające do komina. Stosuje się, gdy są duże opory przepływu powietrza przez ruszt.

- wentylator wyciągowy – stosuje się, gdy nie ma potrzeby nadmuchu powietrza. Wentylator ustawiony za urządzeniami do odpylania spalin, które są tłoczone do komina.

- układ mieszany – najczęściej stosowane – najdroższe. 2 instalacje wentylacyjne: z wentylatorem podmuchowym i wyciągowym. Zwiększa sprawność kotła oraz umożliwia zmniejszenie przekrojów przewodów spalinowych.