2.3.1. Uvod

Povijest grijanja

Od izuma vatre čovjek je shvatio korist koju ona dolazi i toplinu koju pruže, a njena namjena je bila jasna od samog početka - grijanje tijekom hladnoće.

Američko indijanski šator s grijanjem na drva

Najstariji oblik grijanja jest grijanje drvima na otvorenom ognjištu - ložištu smještenom u središnjem dijelu prostorije na negorivoj podlozi, kako prikazuje slika lijevo.

Slika lijevo prikazuje slučaj takvog grijanja na primjeru Američko indijanski šator s grijanjem na drva otvorenim plamenom pomoću otvorenog ložišta u središnjem dijelu šatora na  negorivoj podlozi.

Pri ovakvom, primitivnom grijanju, toplina se prenosila pretežno zračenjem (radijaciom) plamena i žara.

Nedostatak grijanja na otvorenom ložištu jest nedovoljno dobro riješen odvod produkta izgaranja odnosno odvoda dimnih plinova. Dimni plinovi u ovom slučaju ispunjavaju prostoriju, te je ljudski organizam izložen velikoj količini štetnog plina ugljikovog monoksida (CO), koji zna biti u određenim količinama poguban za ljudski život !

Pri koncentracijama iznad 1% u zatvorenom prostoru, ugljični monoksid onesvještava svoju žrtvu već nakon nekoliko udaha, a smrt nastupa već za nekoliko minuta.

Način grijanja se kroz vrijeme usavršavao pa se postupno prešlo na grijanje s pomoću drvenog ugljena smještenog u metalne posude različitih oblika (slika 1-1).

S vremenom kako bi se umanjio nedostatak otvorenog ložišta, ložišta su se počela obzidavati opekama u oblik kamina, a odvod dimnih plinova rješavao se izradom dimnjaka, kako prikazuje slika 1-2.

Prvo centralno grijanje

Još u doba antike, postojalo je centralno i to podno grijanje, hipokaust. 

Ispod prostorije koje su zagrijavane smješten je podrum - hipokaust - sa stupovima visokim 74 cm, koji su se izrađivali od opeka, kako prikazuju slike 1-3 i 1-4.

Na stupovima su bile postavljene ploče od opeke koje su na sebi nosile strop debljine 20 cm. Ložište je bilo smješteno pokraj zgrade.

Vrući dimni plinovi strujali su između stupova hipokausta i odvodili se kroz otvore u zidovima.

Kada su stupovi, a djelomično i strop, bili dovoljno zagrijani, obustavilo bi se loženje, a zatim su se zatvarali otvori za odvod dimnih plinova iz hipokausta, a otvarali otvori na podu ili u zidovima za dovod vanjskog svježeg zraka koji bi strujao preko zagrijanih stupova i kao topli zrak ulazio u prostorije (slika 1-5).

Dakle, toplina je dolazila zrakom. 

Grijanje parom započelo je 1745. godine u Engleskoj a grijala su bila u obliku cijevnih registara (slika 1-6).

Grijanje toplom vodom izumio je Francuz Bonnemain 1777. godine, ali daljnji razvoj takvog sustava slijedi tek sredinom 19. stoljeća, 1850. godine (slika 1-7).

Grijanje vrelom vodom (vrela voda je voda na temperaturi iznad 100 °C), tzv. vrelovodno grijanje, izumio je Perkins.

To je zatvoreni sustav grijanja s vrlo visokim tlakom (od 200 bara) koji se isključivo primjenjivao u industriji. Nova rješenja u tehnici grijanja dolaze u vrijeme većeg naseljavanja gradova.

U 20. stoljeću tehnički razvoj grijanja je u još većoj ekspanziji (toplane i toplinski sustavi). Za vrijeme energetske krize tijekom prošlog stoljeća izumljeni su prvi niskotemperaturni kotlovi i počela se primjenjivati regulacija u ovisnosti o vanjskoj temperaturi.

Sljedeći korak u razvoju tehnike grijanja predstavlja pojava kondenzacijskih kotlova. Osim što se kondenzacijski kotlovi koriste uz niskotemperaturne sustave grijanja, tj. sustave kod kojih je temperatura polaznog i povratnog voda 60/50, a može i niže, koriste se i u kombinacijama s obnovljivim izvorima energije (sunčeve energije).