Verwarmingsproces of systeem

Warmeluchtverwarming

Vanwege de lage dichtheid transporteert lucht minder warmte voor kortere afstanden dan warm water of stoom. Het gebruik van lucht als primaire warmtetransporteur is niettemin de regel in Amerikaanse huizen en kantoren, hoewel er een groeiende voorkeur is voor warmwatersystemen, die al geruime tijd in Europese landen worden gebruikt. De warmte van de oven wordt in kanalen naar de lucht overgebracht, die naar de kamers stijgen waar de warme lucht via registers wordt uitgestoten. De warme lucht uit een oven, die lichter is dan de koelere lucht eromheen, kan door zwaartekracht in kanalen naar de kamers worden gevoerd en tot ongeveer 1930 was dit de gebruikelijke methode. Maar een zwaartekrachtsysteem vereist kanalen met een vrij grote diameter (20-36 cm [8-14 inch]) om luchtwrijving te verminderen, en dit resulteerde in het vullen van de kelder met kanalen. Bovendien waren kamers ver van de oven vaak onderverhit, vanwege het kleine drukverschil tussen de verwarmde toevoerlucht en de koelere lucht die naar de oven terugkeerde. Deze problemen zijn opgelost door het gebruik van motoraangedreven ventilatoren, die de verwarmde lucht door kleine, compacte, rechthoekige kanalen naar de verste kamers in een gebouw kunnen persen. De verwarmde lucht wordt in afzonderlijke kamers gebracht via registers, roosters of diffusers van verschillende typen, inclusief op plinten lijkende plinten langs muren. Luchtstromen door open deuren en luchtafvoeropeningen helpen de warmte gelijkmatig te verdelen. De warme lucht wordt na het afgeven van de warmte aan de kamer teruggevoerd naar de oven. Het hele systeem wordt bestuurd door thermostaten die de temperatuur meten en vervolgens de gasbrander en de ventilatoren activeren die de warme lucht door kanalen laten circuleren. Een voordeel van geforceerde heteluchtverwarming is dat de lucht door filters kan worden geleid en gereinigd terwijl deze door het systeem circuleert. En als het kanaalwerk van de juiste afmetingen is, kan de toevoeging van een koelspiraal die is aangesloten op geschikte koelmachines het systeem gemakkelijk omzetten in een airconditioningsysteem het hele jaar door.

Air werkt ook samen met andere systemen. Wanneer het primaire verwarmde medium stoom of heet water is, verdeelt de door ventilatoren aangedreven lucht de warmte door convectie (luchtbeweging). Zelfs de gewone stoomradiator hangt meer af van convectie dan van straling voor warmteafgifte.

Warm water verwarming

Water heeft vooral de voorkeur voor centrale verwarmingssystemen omdat het door zijn hoge dichtheid meer warmte vasthoudt en omdat de temperatuur gemakkelijker kan worden geregeld. Een warmwaterverwarmingssysteem bestaat uit de ketel en een systeem van leidingen die zijn aangesloten op radiatoren, leidingen of andere warmteafgevers in te verwarmen ruimtes. De buizen, meestal van staal of koper, voeren warm water naar radiatoren of convectoren, die hun warmte aan de kamer afgeven. Het nu gekoelde water wordt vervolgens teruggevoerd naar de ketel om opnieuw te worden opgewarmd. Twee belangrijke vereisten van een warmwatersysteem zijn (1) voorziening om de expansie van het water in het systeem mogelijk te maken, dat de ketel, warmteafgevers en leidingen vult, en (2) middelen om lucht handmatig te laten ontsnappen of automatisch bediende klep. Vroege warmwatersystemen, zoals warmeluchtsystemen, bediend door zwaartekracht, omdat het koele water dichter is, terugvalt naar de ketel en het verwarmde, lichtere water dwingt naar de radiatoren te stijgen. Noch het zwaartekracht-warmelucht- noch het zwaartekracht-warmwatersysteem kan worden gebruikt om kamers onder de oven of ketel te verwarmen. Dientengevolge worden motoraangedreven pompen nu gebruikt om warm water door de leidingen te voeren, waardoor de ketel op elke hoogte ten opzichte van de warmteafgevers kan worden geplaatst. Net als bij warme lucht kunnen bij het verpompen van de vloeistof kleinere leidingen worden gebruikt dan bij zwaartekracht.

Stoomverwarming

Stoomsystemen zijn die waarbij stoom wordt gegenereerd, meestal minder dan 35 kilopascal (5 pond per vierkante inch) in de ketel, en de stoom wordt via stalen of koperen buizen naar de radiatoren geleid. De stoom geeft zijn warmte af aan de radiator en de radiator aan de kamer en de koeling van de stoom condenseert deze tot water. Het condensaat wordt door de zwaartekracht of door een pomp teruggevoerd naar de ketel. De luchtklep op elke radiator is nodig om lucht te laten ontsnappen; anders zou het voorkomen dat stoom de radiator binnendringt. Bij dit systeem worden zowel de stoomtoevoer als de condensaatretour door dezelfde leiding getransporteerd. Geavanceerdere systemen maken gebruik van een tweepijps distributiesysteem, waarbij de stoomtoevoer en de condensaatretour als twee afzonderlijke stromen worden gehouden. Het grootste voordeel van Steam, het hoge warmtedragende vermogen, is ook de oorzaak van de nadelen. De hoge temperatuur (ongeveer 102 ° C [215 ° F]) van de stoom in het systeem maakt het moeilijk te regelen en vereist frequente aanpassingen in de toevoersnelheid naar de kamers. Om het meest efficiënt te presteren, hebben stoomsystemen meer apparatuur nodig dan warmwater- of heteluchtsystemen, en de gebruikte radiatoren zijn omvangrijk en onaantrekkelijk. Dientengevolge hebben warme lucht en warm water over het algemeen stoom vervangen bij de verwarming van huizen uit de jaren dertig en veertig.

Elektrische verwarming

Elektriciteit kan ook worden gebruikt in centrale verwarming. Hoewel over het algemeen duurder dan fossiele brandstoffen, kunnen de relatief hoge kosten ervan worden gecompenseerd door het gebruik van elektrische stroom wanneer de normale vraag afneemt, hetzij 's nachts of in de winter - dat wil zeggen wanneer er weinig vraag is naar verlichting, stroom en airconditioning en daar is een overcapaciteit in regionale of lokale elektriciteitsnetten. De meest gebruikelijke methode om elektriciteit in warmte om te zetten, is door weerstanden, die heet worden wanneer er een elektrische stroom doorheen wordt gestuurd en weerstand ondervindt. De stroom wordt automatisch geactiveerd door thermostaten in de te verwarmen ruimtes. Weerstanden kunnen worden gebruikt om circulerende lucht of water te verwarmen, of, in de vorm van plintconvectoren, ze kunnen de lucht direct langs de wanden van een individuele kamer verwarmen, waardoor convectiestromen ontstaan.