Поставляемые котлы по своему материалу подразделяются на чугунные и стальные. Кроме того, отопительные котлы классифицируют по тепловой мощности: котлы (малолитражные) мощностью до 100 кВт (ГОСТ 20548-87) и котлы мощностью от 0,1 МВт (ГОСТ 1061783). По конструкции котлы могут быть секционные (как чугунные, так и стальные) и цельносварные (стальные). Кроме того, котлы подразделяются на многотопливные (универсальные), а также одно- и двухтопливные (обычно газ и жидкое топливо).
Следует отметить, что еще несколько лет назад чугунные и стальные отопительные котлы, выпускавшиеся отечественной промышленностью, были предназначены, как правило, для слоевого сжигания сортированного твердого топлива на колосниковых решетках, как с ручным обслуживанием, так и с механическими топками. При необходимости эти котлы могли быть переоборудованы для сжигания газообразного и жидкого топлива путем установки соответствующих газогорелочных устройств или форсунок и автоматики к ним. Такое стремление к универсальности приводило к ухудшению основных (габаритных, экономических, экологических) показателей котлов. По этой причине к началу 1990-х годов были сняты с производства чугунные котлы типа «Универсал», «Тула», «Энергия», «Минск» и др.
Чугунные во множестве котлы представлены на рынке такими фирмами как «Энерготехнология» (Россия), «Сибтепломаш» (Россия), Lamborghini (Италия), Chappee (Франция), Protherm (Чехия) и др. Чугунные секционные котлы набираются из отдельных фигурных литых секций, которые спрофилированы таким образом, чтобы в сборке образовать камеру сгорания с многоходовым газоходом, а также внутреннюю полость для циркуляции нагреваемой воды. По сравнению со стальными котлами такие котлы более коррозиестойкие, но имеют высокое значение металлоемкости, большие габариты и, в связи с этим, ограничение по мощности. Особо необходимо отметить, что чугунное литье должно отличаться высоким качеством.
Наиболее распространенной является конструкция стального, горизонтального жаротрубно-дымогарного котла с двух- и трехходовой схемой движения теплоносителя
Группа стальных водогрейных котлов представлена на рынке большим числом фирм, среди которых можно назвать «Рэмэкс», «ЗиоСаб», «Дорогобуж» (Россия), Vapor (Финляндия), ICV (Бельгия), Dakon (Чехия), Viessmann (Германия), IMP Wagner (Польша).
Основой технологии изготовления стальных котлов является сварка.
Наиболее распространенной является конструкция стального, горизонтального жаротрубно-дымогарного котла с двух- и трехходовой схемой движения теплоносителя.
Цилиндрический корпус котла снаружи, а жаровая трубы (одна или две) изнутри образуют водяной объем котла, внутри которого расположены дымогарные трубы. Эта схема может быть реализована в следующих двух вариантах:
1. Обратный ход газов осуществляется в жаровой трубе (рис. 1).
2. Обратный ход газов осуществляется во второй (малой) жаровой трубе или дымогарных трубах второго хода и затем третьего хода (например, водогрейные котлы Vapor TTKV, рис. 2).
Такие схемы имеют следующие многочисленные преимущества:
1. Цилиндрические элементы конструкции хорошо приспособлены к работе под давлением, что способствует снижению затрат металла и общей массы котла.
2. Возможность изготовления и сборки конструкции на основе трубных элементов, изготовленных из цельнокатаных труб обычного сортамента. Это существенно упрощает технологию изготовления, повышает надежность и снижает стоимость котла.
3. Крышки котлов съемные, что обеспечивают хороший доступ ко всем элементам котла, удобный монтаж, ремонт и чистку всех элементов.
4. Низкое сопротивление газового тракта котла позволяет использовать низконапорные горелки (до 100-150 Па) и отказаться от дополнительных тягодутьевых устройств.
5. Такой тип конструкции позволяет обеспечить для котлов мощностью 1,6 - 0,4 МВт затраты металла на уровне 2,12,75 кг/кВт и приемлемые габариты котла (по данным котлов серии Vapor AKU).
Кроме того, обзор современных конструкций позволяет отметить следующие. Стремление к универсальности (многотопливности), характерное для отечественных котлов, ухудшает основные показатели котла (габаритные, весовые, экономичности сжигания топлива, экологические), делает их более сложными по конструкции и в эксплуатации — в связи с этим прослеживается тенденция создания более простых и экономичных котлов для работы на однотипных или близких по характеристикам топливах.
Лучшие котлы, представленные на российском рынке, имеют КПД приблизительно 90-94 % при работе на дизельном топливе и природном газе, в таких котлах использованы новейшие материалы и технологии
Стальные котлы, как правило, имеют меньшую массу, более простую и технологичную конструкцию, чем чугунные котлы, однако более подвержены коррозионным процессам, что следует учитывать при выборе котла, исходя из условий эксплуатации.
Финские, немецкие и другие зарубежные изготовители малых отопительных котлов широко используют новые материалы, применяют двухслойные и трехслойные трубы со специальной интенсифицирующей теплообмен накаткой и внутренним оребрением — это позволяет повысить прочность элементов при меньших затратах металла, увеличивает эффективность теплоотдачи, снижает воздействие коррозии, способствует уменьшению габаритов котла, но удорожает его конструкцию.
Для котельных установок, работающих на жидком и газовом топливе, ряд зарубежных фирм (Weishaupt, Lamborghini, Saacke, Oilon, IMP Wagner и др.) предлагают широкий спектр высокоэффективных, полностью автоматизированных горелок различной тепловой мощности. Отечественные горелки значительно уступают по уровню технологии, показателям полноты сгорания топлива и генерации вредных выбросов, а также по дизайну.
В последние годы большое внимание уделяется отработке конструкции камеры сгорания, ее сочетанию с горелкой, оптимизации условий выгорания топлива и обеспечению минимальных выбросов вредных веществ. Экологическим показателям уделяется все большее внимание и лучшие котлы, работающие на газе и легких жидких топливах, имеют выбросы: оксидов азота NOX — 120 мг/м3; окиси углерода СО — 10 мг/м3.
Особое внимание уделяется комплектации котла, надежности и взаимному сочетанию всех комплектующих элементов (циркуляционный насос, арматура, горелка, автоматизированные системы контроля и управления и т.п.) Потребительские свойства котлов в немалой степени определяются и общим дизайном котельной установки.
Современные котельные установки должны быть надежны и безопасны в эксплуатации, при полной механизации и автоматизации всех процессов.
Анализ этих данных показывает, что лучшие котлы имеют КПД (брутто) приблизительно 90-94 % при работе на дизельном топливе и природном газе, в таких котлах использованы новейшие материалы и технологии.
Это показывает, что решение задачи оснащения котельной следует искать на основе самых прогрессивных и эффективных технических решений, которые способствуют снижению затрат при эксплуатации, не усложняют процесс монтажа и пуска в эксплуатацию, соответствуют лучшим экологическим показателям и тем самым обеспечивают оптимальную стоимость единицы продукции.
