Strukturne karakteristike toplovodnih kotlova variraju u zavisnosti od tipa (kao što su atmosferski pritisak, pritisak, vakuum, tip kvadratne cevi, itd.) i goriva (ugalj, gas, gorivo, biomasa, električna energija), ali generalno imaju sledeće osnovne strukturne karakteristike i principe dizajna:
Ukupna strukturna forma
Toplovodni kotao se uglavnom sastoji od bureta (ili kućišta), grijaće površine (vodom{0}}hlađeni zid, dimovodne cijevi/vodovodne cijevi), opreme za sagorijevanje, zida peći, okvira i pomoćnog sistema. Prema strukturnom obliku, uglavnom se dijeli na:
Hibridni tip cijevi za vodu i vatru: Obično se koristi u malim i srednjim{0}}kotlovima na ugalj/biomasu (kao što je serija CDZL). Oko peći je postavljen vodom{2}}hlađeni zid (vodovodna cijev), a u buretu kotla postavljena je dimna cijev.
Tip vodene cijevi: Veliki kotlovi uglavnom koriste ovu strukturu, voda teče unutar cijevi, a dimni plin se ispire izvan cijevi, kao što je kotao s kvadratnom cijevi.
Tip školjke: Uobičajen je u malim kotlovima na naftu/plin, a cijev peći i dimovodna cijev su smješteni u velikom kućištu.
Strukturne karakteristike grejne površine jezgra
Zid{0}}hlađen vodom (površina grijanja):
Postavljen je oko komore peći da direktno apsorbuje zračeću toplotu plamena.
Funkcija: Štiti zid peći od spaljivanja visokom temperaturom, dok zagrijava vodu i stvara prirodnu struju cirkulacije.
Karakteristike: Moderni kotlovi često koriste membranske zidove{0}}hlađene vodom, zavarivanje cijevi u komad, sa dobrim zaptivanje, smanjenjem curenja zraka i poboljšanjem termičke efikasnosti.
Konvekcijski snop cijevi/cijev s navojem (konvekcijska grijaća površina):
Cijev s navojem: Široko se koristi u kotlovima za toplu vodu na ugalj/biomasu. Unutrašnji zid dimovodne cijevi obrađen je spiralnim žljebovima, koji mogu povećati poremećaj dimnih plinova, uništiti granični sloj, značajno ojačati prijenos topline, spriječiti nakupljanje pepela i poboljšati toplinsku efikasnost (do 82% ili više).
Konvekcijski cijevni snop: raspoređen gore-dolje u buretu lonca, dimni plin vodoravno pročišćava snop cijevi radi razmjene topline.
Posebna struktura različitih tipova toplovodnih kotlova
Ugaoni cevni bojler
Konstruktivne karakteristike: Ne postoji tradicionalni kotao, a debele cijevi za spuštanje i podizanje raspoređene na četiri ugla peći koriste se kao skelet koji podržava cjelokupnu težinu kotla.
Prednosti: Visoka pouzdanost cirkulacije vode, jak kapacitet skladištenja topline, dobra prilagodljivost opterećenju, kompaktna struktura, lako se pokreće i brzo zaustavlja. To je zreli tip peći koji se široko koristi nakon uvođenja danske tehnologije u Kini.
Vakumski bojler za toplu vodu
Konstrukcijske karakteristike: Unutrašnjost kotla je podijeljena na dva dijela: gornji i donji.
Donja polovina: slično običnom parnom kotlu, sastoji se od cijevi peći i dimovodne cijevi, a unutarnje vakuumsko stanje (negativni tlak) se održava.
Gornja polovina (vakuumska komora): ugrađen-u cijevni parni-vodeni izmjenjivač topline.
Princip rada: Voda u donjoj polovini ključa na niskoj temperaturi pod vakuumom da bi proizvela paru, a para se diže u gornjoj polovini izmjenjivača topline da bi se kondenzirala, oslobađajući grijač latentne topline u grijaču/toplu vodu, a kondenzat se vraća nazad i ponovo isparava, formirajući zatvoreni ciklus.
Prednosti: Samosigurno (bez opasnosti od eksplozije), nema potrebe za godišnjim pregledom, dug vijek trajanja.
Atmosferski bojler za toplu vodu
Strukturne karakteristike: Gornji deo kotla ima otvor povezan sa atmosferom, a radni pritisak je atmosferski pritisak. Struktura: Relativno jednostavna, uglavnom kombinacija struktura vodovodne{1}}i vatrogasne{2}}cijevi. Napomena: S obzirom da je povezan sa atmosferom, posebna pažnja se mora posvetiti sprječavanju korozije, te se ne može koristiti za direktno grijanje u visokim zgradama (zahtijeva stanicu za izmjenu topline).
Kotao za toplu vodu na plin/ulje
Strukturne karakteristike:
Potpuno prethodno miješano sagorijevanje: Moderni visoko{0}}modeli visoke efikasnosti koriste tehnologiju površinskog sagorijevanja od metalnih vlakana, sa gorionikom i peći integriranim u dizajn.
Izmjenjivač topline od bakra/nerđajućeg čelika: Neki komercijalni modularni kotlovi koriste bakarne cijevi ili cijevi od nehrđajućeg čelika kao elemente za izmjenu topline, omogućavajući brz prijenos topline, otpornost na koroziju i kompaktnu veličinu.
Kondenzacijska struktura: Kondenzacijski izmjenjivač topline se dodaje na rep kondenzacijskih kotlova za rekuperaciju latentne topline iz dimnih plinova, sa temperaturom izduvnih gasova od 40-50 stepeni i termičkom efikasnošću koja prelazi 100% (na osnovu niže vrijednosti grijanja).
