Un sistema di riscaldamento mantiene caldo un edificio quando fuori fa freddo. Sono anche utilizzati per fornire calore artificiale per la conservazione o per creare un clima artificiale per animali e piante. Sono utilizzati per case, uffici, fabbriche e magazzini. Il termine sistema di riscaldamento implica che vi sia più di una fonte di calore o un mezzo per spostare il calore intorno all’edificio.
Lo sviluppo di un sistema di riscaldamento per qualsiasi tipo di edificio è un fenomeno nuovo per la maggior parte delle aree del mondo. Anticamente le case erano riscaldate da un unico fuoco detto focolare. Posta al centro della casa, veniva utilizzata anche per cucinare. Qualsiasi calore aggiuntivo veniva fornito da indumenti spessi e da un buon isolamento. Archeologi e storici ritengono che gli animali siano stati portati in casa per fornire calore corporeo extra in inverno.
Il primo sistema di riscaldamento fu sviluppato dai romani. Chiamato ipocausto, il sistema prevedeva la circolazione del fumo caldo sotto il pavimento in modo che il calore aumentasse naturalmente. L’ipocausto operava sollevando il primo piano da terra e sorreggendolo con colonne di pietra. I Romani quindi emettevano fumo da una fornace. Il sistema è stato utilizzato sia in case private di ricchezza che in bagni pubblici come quello trovato a Chedworth Roman Villa in Inghilterra.
A parte l’ipocausto, in Europa esisteva un solo altro sistema di riscaldamento prima dell’era moderna. L’élite della Germania e dell’Europa orientale ha fatto uso di Kachelofen, o stufe calde in inglese. Hanno catturato il calore da una fornace e lo hanno rilasciato in una stanza.
La maggior parte delle case moderne nelle zone temperate, dove ci sono inverni distinti, utilizza sistemi di riscaldamento centralizzato. Si tratta di un sistema organizzato di radiatori o accumulatori progettati per riscaldare l’intero edificio. Tali sistemi sono spesso combinati con caratteristiche di isolamento come doppi vetri, doppia muratura, isolamento di intercapedine e soppalco.
I radiatori emettono una quantità costante di calore a seconda del livello di calore a cui sono impostati. Alcuni radiatori possono essere impostati su timer per risparmiare energia. Offrono una fonte di calore quasi immediata a una casa, ma possono essere costose se utilizzate nelle ore di punta. Le ore di punta per elettricità, gas e acqua sono durante il giorno.
I riscaldatori ad accumulo funzionano accumulando calore elettrico durante le ore non di punta, quindi rilasciando il calore in orari specificati durante il giorno successivo. Ciò consente di risparmiare sui costi ed è migliore per l’ambiente rispetto al gas e ad altri riscaldatori. Lo svantaggio principale è che non offrono una fonte di calore immediata.
Il gas o l’elettricità vengono utilizzati per riscaldare l’acqua in un sistema di riscaldamento tramite radiatori. L’acqua viene riscaldata in una caldaia centrale, di solito al piano superiore in un armadio ventilato o nel soppalco. L’acqua calda viene quindi pompata attorno a un sistema chiuso di tubi che consente ai radiatori di emettere calore.
In alternativa al sistema di tubazioni dell’acqua, un sistema di riscaldamento può applicare il gas o l’elettricità direttamente al riscaldatore. Questi emettono calore riscaldando una bobina. Alcuni emetteranno semplicemente calore passivamente dalla bobina mentre altri impiegano un ventilatore per soffiare calore nella stanza.
I riscaldatori ventilati sono spesso una delle funzioni di un condizionatore d’aria (AC). Il metodo AC per riscaldare una stanza è popolare in paesi come il Giappone, che non hanno sistemi di riscaldamento centralizzato o isolamento nonostante gli inverni freddi. Una forma avanzata di un sistema di riscaldamento a corrente alternata è il riscaldamento, la ventilazione, il condizionamento dell’aria (HVAC) e può anche includere controlli computerizzati per l’illuminazione.