تدفئة الهواء الدافئ
بسبب كثافته المنخفضة ، يحمل الهواء حرارة أقل لمسافات أقصر من الماء الساخن أو البخار. ومع ذلك ، فإن استخدام الهواء كمحرك حراري أساسي هو القاعدة في المنازل والمكاتب الأمريكية ، على الرغم من وجود تفضيل متزايد لأنظمة الماء الساخن ، التي تم استخدامها في البلدان الأوروبية لبعض الوقت. يتم نقل حرارة الفرن إلى الهواء في قنوات ، والتي ترتفع إلى غرف أعلى حيث ينبعث الهواء الساخن من خلال السجلات. يمكن حمل الهواء الدافئ من الفرن ، أخف من الهواء البارد المحيط به ، عن طريق الجاذبية في القنوات إلى الغرف ، وحتى حوالي عام 1930 كانت هذه هي الطريقة المعتادة المستخدمة. لكن نظام الجاذبية يتطلب قنوات ذات قطر كبير نوعًا ما (20-36 سم [8-14 بوصة]) لتقليل احتكاك الهواء ، مما أدى إلى امتلاء القبو بالأنابيب. علاوة على ذلك ، تميل الغرف البعيدة عن الفرن إلى التقليل من درجة الحرارة ، بسبب اختلاف الضغط الصغير بين هواء الإمداد المسخن والهواء البارد العائد إلى الفرن. تم حل هذه الصعوبات من خلال استخدام المراوح التي تعمل بمحرك ، والتي يمكن أن تدفع الهواء الساخن من خلال قنوات صغيرة وصغيرة ومستطيلة إلى الغرف البعيدة في المبنى. يتم إدخال الهواء الساخن في الغرف الفردية من خلال مسجلات أو شبكات أو ناشرات مختلفة الأنواع ، بما في ذلك الترتيبات التي تشبه الألواح على طول الجدران. تساعد التيارات الهوائية من خلال الأبواب المفتوحة وفتحات التهوية المرتدة على توزيع الحرارة بالتساوي. يتم إرجاع الهواء الدافئ ، بعد التخلي عن حرارته إلى الغرفة ، إلى الفرن. يتم التحكم في النظام بالكامل من خلال منظمات الحرارة التي تقوم بتجربة درجات الحرارة ثم تنشيط موقد الغاز والنفاخ الذي يدور الهواء الدافئ عبر القنوات. تتمثل ميزة التسخين القسري للهواء الدافئ في أنه يمكن تمرير الهواء من خلال المرشحات وتنظيفه أثناء دورانه عبر النظام. وإذا كان حجم مجاري الهواء مناسبًا ، فإن إضافة ملف تبريد متصل بآلة تبريد مناسبة يحول النظام بسهولة إلى نظام تكييف هواء على مدار العام.
يعمل الهواء أيضًا مع الأنظمة الأخرى. عندما يكون الوسط المسخن الأساسي عبارة عن بخار أو ماء ساخن ، فإن الهواء القسري المدفوع بواسطة المراوح يوزع الحرارة عن طريق الحمل الحراري (حركة الهواء). حتى المبرد البخاري الشائع يعتمد على الحمل الحراري أكثر من الإشعاع لانبعاث الحرارة.
تسخين الماء الساخن
يفضل الماء بشكل خاص لأنظمة التدفئة المركزية لأن كثافته العالية تسمح له بحمل المزيد من الحرارة ولأنه يمكن تنظيم درجة حرارته بسهولة أكبر. يتكون نظام تسخين الماء الساخن من الغلاية ونظام من الأنابيب المتصلة بالمشعاعات أو الأنابيب أو بواعث الحرارة الأخرى الموجودة في الغرف ليتم تسخينها. الأنابيب ، عادة من الصلب أو النحاس ، تغذي الماء الساخن إلى المشعات أو المسخنات الحرارية ، والتي تتخلى عن حرارتها في الغرفة. ثم يتم إرجاع الماء ، المبرد الآن ، إلى المرجل لإعادة تسخينه. هناك متطلبان مهمان لنظام الماء الساخن هما (1) توفير للسماح بتوسيع الماء في النظام ، والذي يملأ المرجل ، وبواعث الحرارة ، والأنابيب ، و (2) وسيلة للسماح للهواء بالهروب يدويًا أو صمام يعمل تلقائيًا. أنظمة الماء الساخن المبكرة ، مثل أنظمة الهواء الدافئ ، التي تعمل بالجاذبية ، الماء البارد ، تكون أكثر كثافة ، تنخفض إلى المرجل ، وتجبر الماء الخفيف المسخن على الارتفاع إلى المشعات. لا يمكن استخدام نظام الهواء الساخن الثقيل ولا نظام الماء الساخن بالجاذبية لتسخين الغرف تحت الفرن أو المرجل. وبالتالي ، يتم استخدام المضخات التي تعمل بمحرك الآن لدفع الماء الساخن عبر الأنابيب ، مما يجعل من الممكن تحديد موقع المرجل عند أي ارتفاع فيما يتعلق بواعث الحرارة. كما هو الحال مع الهواء الدافئ ، يمكن استخدام أنابيب أصغر عندما يتم ضخ السائل من عملية الجاذبية.
تسخين البخار
أنظمة البخار هي تلك التي يتم فيها توليد البخار ، وعادة ما يكون أقل من 35 كيلوباسكال (5 رطل لكل بوصة مربعة) في المرجل ، ويتم دفع البخار إلى المشعات من خلال أنابيب فولاذية أو نحاسية. يعطي البخار حرارته للمبرد والرادياتير إلى الغرفة ، ويبرد البخار البخار إلى الماء. يتم إرجاع المكثف إلى المرجل إما عن طريق الجاذبية أو عن طريق مضخة. صمام الهواء على كل مشعاع ضروري للسماح للهواء بالهروب ؛ وإلا فإنه سيمنع البخار من دخول المبرد. في هذا النظام ، يتم نقل كل من مصدر البخار وعودة المكثف بواسطة نفس الأنبوب. تستخدم الأنظمة الأكثر تعقيدًا نظام توزيع من أنبوبين ، مما يحافظ على إمدادات البخار والعودة المكثفة كتيارين منفصلين. الميزة الرئيسية لـ Steam ، وقدرتها العالية على حمل الحرارة ، هي أيضًا مصدر عيوبها. درجة الحرارة العالية (حوالي 102 درجة مئوية [215 درجة فهرنهايت]) للبخار داخل النظام تجعل من الصعب السيطرة عليها وتتطلب تعديلات متكررة في معدل مدخلاتها للغرف. لأداء أكثر كفاءة ، تتطلب أنظمة البخار أجهزة أكثر مما تتطلب أنظمة الماء الساخن أو الهواء الدافئ ، والمشعات المستخدمة كبيرة الحجم وغير جذابة. ونتيجة لذلك ، استبدل الهواء الدافئ والماء الساخن البخار بشكل عام في تدفئة المنازل التي بنيت من ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين.
حرارة كهربائية
يمكن استخدام الكهرباء أيضًا في التدفئة المركزية. على الرغم من كونه أكثر تكلفة بشكل عام من الوقود الأحفوري ، إلا أنه يمكن تعويض تكلفته المرتفعة نسبيًا باستخدام التيار الكهربائي عندما ينخفض الطلب العادي ، إما في الليل أو في فصل الشتاء - أي عندما تكون متطلبات الإضاءة والطاقة وتكييف الهواء منخفضة وهناك هي سعة الطاقة الزائدة في الشبكات الكهربائية الإقليمية أو المحلية. الطريقة الأكثر شيوعًا لتحويل الكهرباء إلى حرارة هي عن طريق المقاومات ، التي تصبح ساخنة عندما يتم إرسال تيار كهربائي من خلالها وتواجه المقاومة. يتم تنشيط التيار تلقائيًا بواسطة منظم الحرارة في الغرف ليتم تسخينه. يمكن استخدام المقاومات لتسخين الهواء أو الماء المتداول ، أو ، على شكل مسخنات اللوح الأساسي ، يمكنها تسخين الهواء مباشرة على طول جدران غرفة فردية ، وإنشاء تيارات الحمل الحراري.
