kotol
kotol —
1. nádoba z kovu (meď, nehrdzavejúca oceľ, smaltovaný plech, liatina) s oblým dnom, spravidla s dvoma uchami (príp. s jedným uchom na zavesenie) a s vyhnutým okrajom určená na varenie priamo nad ohňom; umiestňuje sa na trojnožku alebo sa vkladá do kotliny (železný podstavec s kúreniskom a s odvodom dymu – dymovodom). V minulosti sa kotly používali na prípravu a úpravu pokrmov, varenie slivkového lekváru, vytápanie masti a vyváranie bielizne priamo nad ohniskom. Medené kotly sa začali používať pravdepodobne už v 13. – 14. stor., ich výrobou sa zaoberali kotlári (medikováči; → kotlárstvo). V dedinskom prostredí si kotly ľudia kupovali na trhoch alebo od vandrovných Rómov a obchodníkov. Bývali umiestnené v príbytkoch vzadu za sporákom alebo postavené na trojnožke vonku na dvore. Po rozšírení sporákov a varenia v liatinových a plechových hrncoch sa využívali najmä pri významnejších spoločenských, rodinných a pracovných príležitostiach (zabíjačky, svadby, žatva, dožinky). Ich každodenné používanie sa najdlhšie zachovalo v sezónnych obydliach pastierov, drevorubačov a uhliarov v horských oblastiach Slovenska. V kotloch (resp. v kotlíkoch) sa nad vatrou bežne varilo v pastierskych kolibách a používali sa na prípravu výrobkov z ovčieho mlieka. Viseli na reťazi na pevnom alebo na otáčavom ramene s hákom (→ kumhár) alebo na háku pripevnenom na drevenej trojnožke, príp. na rázsoške nad vatrou. V súčasnosti sa používajú najmä na varenie v poľných podmienkach a na prípravu krmiva pre domáce zvieratá (paráky);
2. stroj., tech. technické zariadenie, uzavretá tlaková nádoba (alebo sústava rúr) naplnená teplonosnou látkou (najčastejšie voda, zriedkavejšie olej; v minulosti aj ortuť), v ktorej plynné spaliny vznikajúce spaľovaním palív alebo horúce plyny vznikajúce v technologických procesoch odovzdávajú teplonosnej látke svoju tepelnú energiu. Kotol pracuje ako výmenník tepla typu plyn – kvapalina: na vstupnej strane doň vchádzajú horúce plyny (napr. spaliny), ktoré prestupom tepla cez stenu kotla odovzdajú časť svojej tepelnej energie teplonosnej látke a ochladené vystupujú odvodom spalín von (→ komín, → komínový ťah). Teplonosná látka vstupujúca do kotla sa v ňom ohrieva a na výstupnej strane sa z neho odvádza v kvapalnom alebo v plynnom (parnom) skupenstve s určitou teplotou a tlakom a jej teplo sa následne využíva. V kvapalinovom kotle (aj ohrievací kotol) teplonosná látka vystupuje z kotla v kvapalnom skupenstve, vnútri parného kotla dochádza k varu teplonosnej látky (vody), ktorá z neho vystupuje vo forme pary.
Hlavnými časťami kotla (kvapalinového i parného) sú prívod spalín (väčšinou je to kúrenisko, v ktorom sa palivo mieša so vzduchom a spaľuje), výmenníková plocha (steny kotla, rúr; → výhrevná plocha), odvod spalín (ventilátory, komín, regulácia ťahu), prívod teplonosnej látky (potrubia, napájacie čerpadlá, obehové čerpadlá, armatúry, zariadenia na čistenie a zmäkčovanie napájacej vody), odvod teplonosnej látky (potrubia, obehové čerpadlá, armatúry, regulačné zariadenia) a bezpečnostné a obslužné príslušenstvo (armatúra parných kotlov; → armatúra).
Na zvýšenie účinnosti (lepšie využitie výhrevnosti paliva) môžu byť kotly vybavené ďalšími výmenníkovými plochami (najčastejšie v podobe sústavy rúr), a to predhrievačom vzduchu, zariadením na sušenie paliva (pri rašeline a komunálnom odpade), príp. predhrievaním paliva (pri ťažkom vykurovacom oleji), pri spaľovaní zemného plynu alebo ľahkých vykurovacích olejov kondenzačnou jednotkou v odvode spalín (→ kondenzačný kotol), pri parných kotloch predhrievačom napájacej vody (ekonomizér), odlučovačom kvapiek, prehrievačom pary, príp. aj medziprehrievačom (medziprehrievačmi) pary (medzi jednotlivými stupňami parnej turbíny).
Na zníženie záťaže životného prostredia môžu byť kotly vybavené mechanickým alebo elektrostatickým odlučovačom popolčeka zo spalín, zariadením na sledovanie zloženia spalín (príp. aj s automatickým riadením procesu horenia; kyslíková sonda, sonda na stanovenie oxidov dusíka – NOx, teplomer spalín), zariadením na čistenie a chemickú úpravu spalín (odsírenie, pohlcovanie CO2), tlmičmi hluku bezpečnostných ventilov vysokotlakových kotlov a pod.
Podľa účelu sa kotly delia na vykurovacie, technologické (využívané napr. v chemickom alebo v potravinárskom priemysle) a energetické (na pohon turbín v elektrárňach a teplárňach), podľa konštrukcie výmenníkovej plochy na veľkopriestorové, vodorúrové a kombinované. Veľkopriestorový kotol je uzatvorená tlaková nádoba väčšinou valcového tvaru naplnená úplne (kvapalinový kotol) alebo približne do troch štvrtín (parný kotol) teplonosnou látkou, ktorá je ohrievaná spalinami zvonka (valcový kotol, článkový kotol, v minulosti skriňový kotol) alebo rúrami znútra (plamencový kotol a dymorúrový kotol a ich kombinácie, ktorými sú lokomobilný, holandský kotol, lodný, škótsky kotol a lokomotívny kotol). Veľkopriestorové kotly majú menší výkon a väčšiu hmotnosť, je možné ich konštruovať len na nižšie pretlaky (bežne do 2,5 MPa, výnimočne do 3,2 MPa) a potrebujú dlhší čas na rozkúrenie, na druhej strane však umožňujú akumuláciu tepelnej energie, čo je výhodné pri náhlej zmene zaťaženia (napr. pri dopravných prostriedkoch), a sú menej citlivé na kvalitu napájacej vody; pri menších jednotkách sú pre jednoduchú konštrukciu stále najpoužívanejším druhom kotlov. Vo vodorúrovom kotle (aj vodorúrkový kotol) tvorí výmenníkovú plochu systém rúr s cirkulujúcou teplonosnou látkou, ktorý je ohrievaný spalinami zvonka. Vodorúrové kotly sa môžu konštruovať aj na najvyššie výkony a tlaky, rýchlo sa rozkurujú, sú však citlivé na čistotu napájacej vody, neznášajú náhle zmeny zaťaženia a ťažšie sa regulujú. Kombinovaný kotol pozostáva z vodorúrovej a veľkopriestorovej časti (napr. lokomotívny kotol Brotan).
Cesta spalín v kotle sa nazýva kotlový (spalinový) ťah. V stojatom kotle je ťah zvislý, v ležatom vodorovný. Podľa počtu ťahov sa rozlišujú jednoťahové a dvojťahové kotly (pri dvojťahovom spaliny prechádzajú kotlom po obrátení smeru aj druhýkrát), zriedkavé sú trojťahové kotly. Viacťahové kotly sa často nazývajú vratné. Podľa paliva sa rozlišujú kotly na tuhé, práškové, kvapalné a plynné palivo. V kotloch na tuhé palivo (čierne a hnedé uhlie, koks, rašelina, drevo, drevné štiepky, drevné pelety, drevné a uhoľné brikety, komunálny odpad, sušený kal z čistiarní odpadových vôd) sa palivo väčšinou spaľuje na rošte. Palivo do kotlov na práškové palivo (uhoľný prach, piliny) sa suší a v prípade potreby melie v palivových mlynoch, pričom do horákov kotla sa dopravuje pneumaticky prúdom teplého vzduchu alebo spalín. V kotloch na kvapalné palivo (mazut, vykurovacie oleje, nafta, sulfitový lúh v regeneračných kotloch papiernického priemyslu) sa ľahšie palivá rozprašujú priamo v horáku, ťažšie palivá ako mazut a ťažké vykurovacie oleje sa pred spaľovaním zohrievajú napr. parou, aby boli dostatočne tekuté. V kotloch na plynné palivo (zemný plyn, svietiplyn, koksárenský plyn, generátorový plyn, zmiešaný a vodný plyn, kychtové plyny, bioplyn) sa vykurovací plyn v horáku zmiešava so vzduchom a v kúrenisku zhorí. Elektrokotol je vyhrievaný elektrickou energiou (odporníky sú priamo v kotle, nemá kúrenisko a odvod spalín), utilizačný kotol využíva odpadové teplo (teplo plynov z cudzieho zdroja, napr. výfukových plynov spaľovacieho motora alebo turbíny a horúcich plynov z technologických procesov). Kotol môže byť stabilný (zamurovaný), novšie aj premiestniteľný v celku (v blokovom vyhotovení) po oddelení od základu, ďalej prevozný (na kolesovom podvozku, lokomobilný) a mobilný (hist. lodný, lokomotívny).
Kotly sa vyrábajú z ocele (plechy, rúry), v minulosti čiastočne alebo celé z medi (napr. kúrenisko lokomotívnych kotlov sa do 1. polovice 20. stor. vyrábalo z medi), plechy sa spájajú zváraním, v minulosti nitovaním, rúry bývajú do stien zavarené, v minulosti zavalcované. Nízkotlakové kotly ústredného kúrenia sa často montovali z článkov odlievaných zo sivej liatiny;
3. prenesene veľký priestor obkolesený (sčasti) hľadiskom (štadión, sála) zaplneným divákmi, v ktorom je zvyčajne búrlivá atmosféra.