Co je chlazení konvekcí?
Chlazení konvekcí je jakýkoli přenos tepla, ke kterému dochází při pohybu tekutiny. Kapaliny i plyny mohou vykazovat konvekční chlazení a účinek může být přirozený nebo nucený. Přirozené chlazení nastává z přenosu tepla v důsledku změn hustoty kapaliny, jako je stoupání horkého vzduchu a klesání chladnějšího vzduchu. K nucené konvekci dochází, když je přidána jakákoli vnější síla pro pohyb tekutiny, jako je například vzduch pohybující se ventilátorem nebo lžíce míchající kapalinu.
K přenosu tepla dochází primárně vodivostí a konvekcí. Vedení je přenos tepla jakýmkoli materiálem, bez pohybu materiálu. Příkladem vedení je kovová pánev vyhřívaná plamenem na plynovém sporáku. Plamen plynu zahřívá spodní stranu pánve a vedení převádí teplo do zbytku pánve. Když je teplo vypnuto, konvekce ochlazuje pánev, když se teplo přenáší a stoupá nad vzduch kolem pánve.
K přirozenému chlazení konvekcí dochází v zemské atmosféře a oceánech. Vzduch se zahřívá oteplováním země a stoupá. Jak vzduch stoupá, ochladí se a vrací se na povrch, čímž vytváří globální cirkulaci vzduchu a povětrnostní vzorce. Oceánské proudy odvádějí teplou vodu do chladnějších oceánů a klesá chladnější voda a přesouvá se do teplejších oblastí. Sluneční světlo dodává energii zahříváním vzduchu nebo vody a rotace Země dodává určitou energii, ale pohyb je považován spíše za přirozený než nucený.
K chlazení konvekcí dochází i uvnitř Země. Roztavené jádro zahřáté rozpadem radioaktivních prvků stoupá směrem k vnější kůře naší planety. Konvekce ochlazuje roztavený materiál jádra a pomalu se pohybuje zpět do středu. Tento pohyb způsobuje, že se naše kontinenty pomalu pohybují po roztaveném jádru, což je fenomén nazývaný pohyb tektonické desky.
Nucené chlazení je běžné v domácnostech a podnicích. Klimatizační a topné systémy používaly nucenou konvekci vzduchu k přesunu tepla dovnitř nebo ven z budovy. Fanoušci uvnitř elektronického zařízení používali nucené konvekční chlazení k pohybu vzduchu přes elektronické komponenty. Chladicí systémy používají ventilátory k odvádění tepla z kondenzátorových cívek, ale také k chlazení kompresoru a pohybu vzduchu uvnitř chladicího prostoru.
Chladicí fanoušci prokázali konvekční účinky po celá staletí. S vynálezem elektřiny by elektrické motory mohly být použity k pohonu stolních a stropních ventilátorů. Sofistikované stropní ventilátory obsahující termostaty pro automatické ovládání jejich funkcí jsou k dispozici od konce 20. století. Všichni se spoléhají na stejný princip chlazení lidského těla pohybem vzduchu přes kůži.
Konvekci lze kombinovat s odpařováním, aby se zlepšil výkon chlazení. Odpařovací chladicí systémy, které používají nucený vzduch procházející mokrou odpařovací podložkou pro chlazení vnitřních prostor, jsou oblíbené v oblastech s velmi nízkou vlhkostí. Tyto systémy chladí vnitřní prostor tím, že odvádějí teplo z přiváděného vzduchu odpařováním. Výsledný proud vzduchu je chladnější, ale obsahuje více vlhkosti. Odpařovací systémy nefungují dobře v oblastech s vyšší relativní vlhkostí, protože nedochází k chlazení a interiér může být docela vlhký.