mini|desno|300px|Peć za centralno grijanje na ogrjevno drvo.
mini|300px|desno|Hipokaust ispod poda u rimskoj vili u mjestu Vieux-la-Romaine, blizu Caena, Francuska.
300px|mini|desno|Toplovodno grijanje: 1: Vodovodna mreža, 2: Sabirni ili izlazni cjevovod iz dodatnog (pasivnog) izvora topline; na primjer od toplinske pumpe ili toplovodnog Sunčevog kolektora, 3: Ulazni cjevovod iz dodatnog (pasivnog) izvora topline, 4: Crpka (pumpa), 5: Glavni grijač vode (peć ili električni bojler), 6: Spremnik ili rezervoar tople vode, 7: Topla voda za kućanske aparate.
mini|desno|300px|Parno grijanje se uglavnom koristi za daljinsko grijanje.
mini|desno|300px|Radijator centralnog grijanja.
300px|desno|mini|Izgled postrojenja s kotlovima.
mini|desno|300px|Ložište vatrocijevnog kotla kod parne lokomotive.
300px|mini|desno|Primjer ekspanzijske posude za centralno grijanje.
mini|desno|300px|Stariji oblik radijatora od sivoga lijeva.
Centralno grijanje je vrsta grijanja kojemu je svojstveno da se toplina proizvodi centralno u zajedničkom uređaju ili postrojenju (kotlovnici) te pomoću nekog prijenosnika topline (topla voda, para ili zrak) dovodi u pojedine prostorije, a kod daljinskoga grijanja i skupine zgrada ili cijelih gradskih blokova. Toplom vodom griju se stambene zgrade. Kod klasičnoga centralnoga grijanja voda se zagrije na 80 do 90 °C u kotlu, koji je zajedno s pripadajućim uređajima obično smješten u kotlovnici, te se odvodi cijevima do radijatora u stambenim prostorijama. Kruženje ili cirkulacija tople vode od kotla do ugrijanih tijela i natrag u kotao može biti prirodna (zbog razlike gustoće toplije i hladnije vode) ili prisilna s pomoću crpke (pumpe).
Prednosti centralnog grijanja jesu: isplatljivije izgaranje goriva u većim kotlovima, mogućnost podešavanja (regulacije) izgaranja automatskim upravljačem prema vanjskoj temperaturi, otpada prijenos goriva i pepela, te dnevno potpaljivanje vatre u pojedinim prostorijama, posluživanje je jednostavno: grijala zauzimaju malo mjesta, a mogu se smjestiti ispod prozora, to jest ispred površine hlađenja, mogućnost grijanja sporednih prostorija, stubišta i slično, održavanje stalne (konstantne) temperature u prostorijama pomoću automatske regulacije odavanja topline grijala prema vanjskoj temperaturi.
Povijest Kao prvo centralno grijanje može se smatrati hipokaust, antički uređaj za grijanje. Ispod prostorija, koje su se trebale grijati, bio je posebni podrum, takozvani hipokaust sa stupovima (lat. pilae) visokim 740 mm od opeke ili glinenih cijevi. Na stupovima su bile postavljene ploče od opeke koje su nosile od 150 do 200 mm debeli strop. Ložište je bilo postavljeno pored zgrade. Gorivo je bilo drvo ili drveni ugljen. Vrući dimni plinovi strujali su između stupova hipokausta i odvodili se kroz otvore u zidovima. Kad su stupovi, a djelomično i strop bili dovoljno zagrijani, obustavilo se loženje, zatvarali su se otvori za odvod dima, a otvarali otvori u podu ili u zidovima prostorije. Tada se dovodio u prostoriju svježi vanjski zrak, koji se zagrijao pri prolazu pored usijanih stupova hipokausta. "Tehnička enciklopedija" (Grijanje), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
Podjela Prema vrsti prijenosnika topline razlikuju se centralno grijanje toplom vodom, vodenom parom i toplim zrakom.
Toplovodno grijanje
Toplovodno grijanje ili grijanje toplom vodom je način grijanja s pomoću vruće vode koja kruži (cirkulira) toplovodnim sustavom. Takvo je na primjer centralno grijanje u kućama, ali i grijanje zgrada u sustavu toplana (daljinsko grijanje). U kotlu ugrijana voda provodi se kroz cjevovod razvodne mreže do grijala (radijatora), gdje se ohladi predajom topline konvekcijom (toplinsko strujanje) zraku, a toplinskim zračenjem okolnim zidovima i drugim površinama u prostoriji. Ohlađena se voda odvodi kroz sabirni cjevovod natrag u kotao, te ponovno započinje isti kružni tok.
Prema sili koja djeluje na optok vode razlikuje se toplovodno grijanje gravitacijom i prisilnom cirkulacijom s crpkama (pumpama). S obzirom na atmosferu postoji otvoreno i zatvoreno toplovodno grijanje, a prema izvedbi jednocijevni i dvocijevni sustavi s gornjom, odnosno donjom razvodnom mrežom.
Najviša temperatura vode u kotlu, pri maksimalnom toplinskom opterećenju uređaja, ne treba da prelazi 95 °C. Pri manjim opterećenjima može se temperatura vode u kotlu sniziti ovisno o vanjskoj temperaturi podešavanjem (ručno ili automatsko) jakosti (intenzivnosti) izgaranja u kotlu (centralna regulacija). Uređaji za grijanje toplom vodom, zbog niske površinske temperature grijala, najpodesniji su za grijanje stambenih, javnih i sličnih zgrada.
Prednosti grijanja toplom vodom jesu: jednostavno posluživanje i velika sigurnost u pogonu; mogućnost centralne regulacije mijenjanjem temperature vode i prilagođavanjem odavanja topline grijala prema stvarnoj potrebi; zagrijavanje je prostorija, zbog niske površinske temperature grijala, jednakomjerno i ugodno; djelovanje korozije je neznatno, pa je vijek trajanja uređaja dug.
Kao nedostaci mogu se smatrati: velika tromost zbog znatne mase vode u uređaju i stoga dugo vrijeme zagrijavanja; visoki troškovi ulaganja; opasnost zamrzavanja ako je uređaj zimi izvan pogona, ili ako su za vrijeme jake zime zatvoreni ventili grijala.
Parno grijanje
Parno grijanje koristi vodenu paru proizvedenu u parnom kotlu koja se dovodi se u grijalice (radijatore) gdje se hladi i kondenzira, pri čemu se oslobađa i toplina isparavanja, a kondenzat se ponovno vraća kotlu. Upotrebom pare kao prijenosnika topline mogu se razmjerno velike količine topline s malom masom nositelja (u usporedbi s toplom vodom) prenositi cjevovodom na veće udaljenosti, parom se brže zagrijavaju prostorije i takvo grijanje zahtijeva manje početne (investicijske) troškove. Nedostatci su takva grijanja: otežana centralna regulacija, a zbog toga česta pregrijavanja prostorija i veći potrošak topline; nema akumulacije topline u grijalicama; veća opasnost od korozije u vodovima kondenzata; visoka površinska temperatura grijalica koja ovisi o tlaku pare. Parno grijanje se uglavnom koristi za daljinsko grijanje.
Daljinsko grijanje
Daljinsko grijanje ostvaruje se u postrojenju koje se sastoji od: centralne kotlovnice s kotlovima, skladištem goriva, crpkama (sisaljkama ili pumpama), ekspanzijskim posudama pod tlakom, uređajima za mjerenje, pripremu vode i s ostalim uređajima, cjevovodne mreže ili cjevovoda za dovođenje topline (s pomoću tople vode, vrele vode ili vodene pare) do pojedinih objekata, predajnih postaja, u kojima se dovedena toplina iz cjevovodne mreže predaje kućnom uređaju za grijanje.
Vodena para za daljinsko grijanje može se proizvoditi i u toplani. To je postrojenje u kojem se istodobno proizvodi para potrebna za daljinsko grijanje i električna energija. Za grijanje se upotrebljava para koja je djelomice ekspandirala u parnoj turbini, pa se tako postiže znatno povoljniji stupanj iskoristivosti. Mana je toplane što proizvodnja električne energije ovisi o pari potrebnoj za grijanje i tehnološke procese, pa su takva postrojenja to isplatljivija (ekonomičnija) što je potrošnja pare ravnomjernija tijekom dana i godine. Računa se, naime, da svu tako proizvedenu električnu energiju može preuzeti elektroenergetski sustav. Danas se nastoji potrebna para proizvesti u toplanama radi smanjenja potroška goriva, ali to je opravdano kada je potrošnja pare koncentrirana na manjem području (veći gradovi, veće industrije).
Razlikuju se niskotlačno i visokotlačno daljinsko grijanje. Niskotlačno daljinsko grijanje može opskrbiti toplinom područje do 1 km2. Tu se kao prijenosnik topline obično upotrebljava vodena para pod tlakom do 200 kPa (parno grijanje), ili topla voda temperature do 110 °C (toplovodno grijanje). Veličina je područja visokotlačnoga daljinskoga grijanja do 74 km2. Kao prijenosnik topline uzima se para pod tlakom do 1 MPa ili tlačna vrela voda temperature od 110 do 180 °C.
Prednosti su daljinskoga grijanja: nema prijevoza (transporta) goriva i pepela u pojedinim zgradama, isplatljivije iskorištavanje goriva u središnjoj kotlovnici, mogućnost uporabe jeftinijih goriva, velika pogonska sigurnost i manje onečišćenje okoliša plinovima izgaranja.
Dijelovi uređaja centralnog grijanja Sastavni su dijelovi uređaja za centralno grijanje toplom vodom i parom: kotlovi, grijala i cjevovodi.
Kotlovi
Za centralna grijanja izvode se posebni kotlovi koji su prilagođeni pogonskim uvjetima i različitim vrstama goriva. Tako postoje kotlovi za koks, antracit, mrki ugljen, lignit, loživo ulje, ogrjevno drvo i plin. Prema materijalu izrade razlikuju se kotlovi od lijevanog željeza i čeličnog lima. S obzirom na način izgaranja razlikuju se: kotlovi s gornjim izgaranjem i kotlovi s donjim izgaranjem.
Kotlovi od lijevanoželjeznih članaka Za male i srednje uređaje za centralno grijanje razvijala se izrada kotlova od lijevanih članaka s učinom (kapacitetom) do oko 600 kW. Pojedini članci su šuplji odljevci u čijem se šupljem prostoru nalazi prijenosnik topline, voda ili vodena para, dok s vanjske strane struje dimni plinovi. Svaki članak ima dio potrebnih dijelova za izgaranje. Nizanjem članaka nastaju: roštilj s ložištem (koji se prostire uzduž cijelog kotla), spremnik ili bunker za punjenje goriva, dimovodni kanali između rebara pojedinih članaka, sabirni kanal za odvod dimnih plinova i prostor za pepeo. Prednji čeoni članak sadrži vrata za punjenje goriva i vrata za odstranjivanje pepela i dovod zraka, dok se na zadnjem, završnom članku nalaze priključci za dimovodni kanal. Pojedini se članci spajaju pomoću obostrano koničnih nazuvica i zateznih vijaka.
Izvedba je obično simetrična. U većim kotlovima članci su razdijeljeni na dva jednaka polučlanka s gornjim otvorom za punjenje goriva. Prednosti su takvih kotlova: niska cijena zbog serijske proizvodnje, mogućnost proizvodnje različitih veličina kotlova s malo tipova članaka, jednostavni prijevoz i montaža, jednostavno posluživanje i održavanje, velika pogonska sigurnost i neznatna opasnost od korozije.
Kotlovi s gornjim izgaranjem U kotlovima s gornjim izgaranjem plinovi izgaranja prolaze kroz cijeli sloj goriva. Sloj užarenog goriva je promjenjiv, a time i učin grijanja. Zagrijavanje je brzo. Postoji mogućnost ječeg opterećenja. Gorivo se puni s prednje strane. Upotrebljava se u malim kotlovima, a gorivo je obično koks i antracit.
Kotlovi s donjim izgaranjem Kotlovi s donjim izgaranjem upotrebljavaju se za loženje mrkim ugljenom i lignitom, a izvode se kao kotlovi srednjeg i većeg učina. Plinovi izgaranja odvode se kroz kanale s obadvije strane ložišta u donjem dijelu spremišta za gorivo. U spremištu za gorivo nema izgaranja. Prednost je takvog izgaranja jednakomjerna visina užarenog sloja ugljena, a prema tome i učin kotla je jednakomjeran. Stupanj djelovanja kotla je visok. Za potpuno izgaranje goriva potrebno je dovesti dodatni (sekundarni) zrak iznad ložišta. Izvedba roštilja je različita, a ovisi o vrsti i krupnoći goriva.
Većina kotlova od lijevanog željeza za kruta goriva mogu se jednostavno pregraditi i za loženje uljem ili plinom. U tu svrhu treba roštilj i donji dio prostora ložišta obložiti šamotnim pločama. Na prednjem članku mora se predvidjeti priključna ploča za gorionik i ostale armature. Za nesmetano razvijanje plamena pri loženju uljem zahtijeva se izvedba kotla s povećanim prostorom za izgaranje.
Kotlovi od lijevanog željeza