Конвекция (от лат. convecti? — «перенесение») – это явление при котором наблюдается перенос теплоты в жидкости или газе, или же сыпучих средах при помощи потока вещества. В зависимости от порождающих причин, конвекция бывает: свободной и вынужденной. В твердом теле и вакууме конвекция происходить не может.

Свободная конвекция

Возникновение конвекции в веществе происходит самопроизвольно под воздействием неравномерного прогревания в зоне тяготения. При таком распределении происходит нагрев нижнего слоя вещества, который становится легче и «всплывает» наружу, а верхний слой, напротив, становится тяжелее при остывании и стремится занять низ. Величина доли переноса в свободной конвекции становится выше, при повышении разницы температур между отдельными частями среды, при этом наблюдается уменьшение скорости вынужденного движения.

Конвекция в природе

Простейшим примером природной конвекции является движение тектонических плит. В свою очередь естественная конвекция хорошо проявляет себя в атмосферных явлениях, как-то образование облаков. Также благодаря конвекции на Солнце появляются солнечные пятна и гранулы.

Вынужденная конвекция

Вынужденная конвекция – движение жидкостей, которое вызывается внешними поверхностными силами, которые создаются при работе компрессора, насоса и т.д. Главное отличие вынужденной конвекции от свободной – вынужденная может не сопровождаться теплообменом, в таком случае осуществиться конвективный перенос масс. В общем случае может существовать вынужденная конвекция в сопровождении со свободной. Осуществление вынужденной конвекции происходит под воздействием внешних тел, к примеру, процесс перемешивания жидкости при помощи ложки.

Конвекция в обогреве

Ярчайшим представителем наличия конвекционных потоков при обогреве является конвекторный обогреватель. Процесс его работы заключается в следующем: поступающий снизу воздух, нагревается в обогревателе, под действием нагревательного элемента, а затем уже нагретый воздух поступает в помещение. Обогревается помещение за считанные минуты, благодаря конвекции, то есть происходит процесс смешивания остывшего воздуха и нагретого, который при помощи потоков разносится по всему помещению. Конвекция в обогреве является несомненным недостатком, ведь в процессе переноса теплого воздуха, происходит и перенос пыли, что приводит в быстрой поломке оборудования и не дает жизни людям, которые страдают различными аллергиями. К тому же в нагревательный элемент может попасть шерсть домашнего животного, и начать там сгорать, распространяя по дому неприятный запах. А борьба с пылью при помощи влажной уборки в таких условиях станет бесполезной.

Еще один прибор, который построен на основе конвекции – тепловая пушка, которая позволяет нагреть воздух в считанное время, но при этом не лишена недостатков, как-то: направленность потока теплого воздуха только в одно место, то есть тепло будет только по направлению пушке, в то время как остальная часть помещения останется холодной; и немаловажный момент, как сжигание воздуха. В помещениях с установленными тепловыми пушками очень сухой воздух и низкая влажность.

Прекрасной альтернативой конвекторам и тепловым пушкам может стать использование системы «теплый пол».

Теплый пол

Теплые полы лишены недостатков в виде конвективных потоков. Принцип нагрева заключается в следующем: от электричества происходит нагрев нагревательного элемента, заключенного в пленку. Затем нагрев передается на поверхность помещения, равномерно распределяя его по всей площади. За экономичность данной системы отвечает терморегулирующее устройство – терморегулятор, который получая данные от датчиков, самостоятельно включает обогрев, когда это необходимо.

Заключение

Конвекционные потоки имеют огромное значение в природе и проявляются практически повсеместно, однако, в нагревательном оборудовании они имеют скорее негативное значение, нежели позитивное. Таким образом, для достижения комфортного обогрева в доме следует делать выбор в пользу отопительного оборудования без конвекционных потоков.