提供室內(nèi)供暖的最早方法是使用明火。這種來源,連同相關(guān)的方法,如壁爐和以天然氣或電力為燃料的現(xiàn)代空間加熱器,被稱為直接加熱,能量在有取暖需求的區(qū)域轉(zhuǎn)化為熱量,當(dāng)然在現(xiàn)代一種更常見的供暖形式被稱為中央或間接供暖。它包括在一個或多個要加熱地點之外或位于其內(nèi)部的方位將能量轉(zhuǎn)換為熱量,產(chǎn)生的熱能會通過空氣、水或蒸汽等流體介質(zhì)傳送到。
除了古希臘人和羅馬人,大多數(shù)文化都依賴于壁爐的直接加熱方法。由此可見木材是最早使用的燃料。最初的煙道或煙囪只是屋頂中央開出一個簡單的孔,密封式爐膛也是于公元前600年左右由中國通過與俄羅斯的往來傳入歐洲,直到13世紀文藝復(fù)興前夕,第一臺具備現(xiàn)代開放式壁爐特點,能夠有效將煙霧、煙氣排出生活空間的火爐才在歐羅巴誕生,時間走到1744年,本杰明·富蘭克林將壁爐進行改造設(shè)計,能夠更好的鎖住熱量,由此開始、有史以來,第一臺具備被稱作現(xiàn)代化中央供暖裝置的設(shè)備誕生。
中央供暖系統(tǒng)的基本組成部分是可以燃燒燃料以產(chǎn)生熱量的器具,在管道或管道中輸送介質(zhì),用于將熱量傳遞到待加熱的空間,以及在這些空間中通過對流或輻射或兩者兼有的方式釋放熱量的發(fā)射裝置,強制空氣分配通過產(chǎn)生壓差的管道和風(fēng)扇系統(tǒng)將熱空氣移動到空間中。也就是說現(xiàn)如今高效率的現(xiàn)代化壁爐完全可以勝任此職,其還能夠通過熱輻射供暖將熱量從爐體本身直接傳輸?shù)椒忾]空間的墻壁、天花板或地板,散發(fā)的熱量在整個空間內(nèi)形成對流循環(huán),產(chǎn)生均勻升溫的理想狀態(tài)。
另外氣溫和太陽輻射、相對濕度和對流的影響都會影響到以壁爐為主體的中央供暖系統(tǒng)設(shè)計。一個同樣重要的考慮因素是在特定環(huán)境中預(yù)期的身體活動量,在以劇烈活動為常態(tài)的工作中,人體會散發(fā)更多熱量。因此空氣溫度需要保持在較低水平,以便讓多余的身體熱量消散。24° C (75° F) 的以壁爐為主體的中央供暖系統(tǒng)溫度上限適合家居生活或腦力勞動者,而 13° C (55° F) 的以壁爐為主體的中央供暖系統(tǒng)溫度下限適合從事繁重體力工作的人。
在壁爐所用木材燃料燃燒過程中,碳和氫與大氣中的氧反應(yīng)產(chǎn)生熱量,熱量從燃燒室傳遞到由空氣或水組成的介質(zhì)中。該設(shè)備的布置使得被加熱的介質(zhì)不斷地被移除并被冷卻器供應(yīng)替換——即通過循環(huán)的方式無限化運作。
水這一介質(zhì)特別適合以壁爐為主體的中央供暖系統(tǒng),因為它的高密度能夠讓其保存更多的熱量,并且因為它的溫度可以更容易地調(diào)節(jié)。熱水加熱系統(tǒng)由壁爐通過管道連接到位于要加熱的房間內(nèi)的散熱器或其他熱輻射器的管道系統(tǒng)組成。通常由鋼或銅制成的管道將經(jīng)過爐火煮沸的熱水輸送到散熱器或?qū)α髌?,再將熱量釋放到房間。