Горячий воздух поднимается, холодный воздух опускается:влияние на домашний климат и что с этим делать
Вам должно быть интересно, почему понятие «горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается» должно беспокоить вас вне уроков физики. Это научное явление, также известное как конвекционный поток, определяет, как ваш дом нагревается или охлаждается.
От теплых пятен вокруг обогревателя до холодного пола у окна — идея о том, что горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается, может помочь объяснить все ваши опасения по поводу температуры в доме.
Утечки воздуха являются основной причиной того, почему большинство домовладельцев не могут поддерживать идеальную домашнюю температуру. Чтобы сделать домашний климат идеальным, нужно понимать, как и почему происходит воздухообмен. Это поможет вам подготовить свой дом к любой погоде и не беспокоиться о температуре!
Давайте разберемся в этом явлении с помощью приведенных ниже сценариев из реальной жизни и узнаем, как его можно использовать для поддержания наилучшего домашнего климата.
Почему горячий воздух поднимается, а холодный опускается?
Хотя у птиц есть крылья и дар природы летать, а самолеты оснащены мощными двигателями, наблюдать за тем, как в небе поднимается воздушный шар, просто удивительно!
Да, горячий воздух поднимается вверх, но было бы неправильно говорить, что это естественное состояние тепла — хотеть подняться. Он может двигаться в любом направлении. По сути, тепло перемещается из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой.
В научных терминах это известно как закон термодинамики. Согласно второму закону термодинамики, передача тепла может происходить посредством конвекции, теплопроводности и излучения.
Движущей силой горячего воздуха является разница температур. Поскольку это не научная лекция, мы постараемся сделать все просто и понятно.
Тепло переходит в холод
Возьмем пример из вашей обычной рутины. Температура 100 градусов и невыносима без кондиционера. Вы включаете кондиционер, а затем закрываете окна.
Теперь, вы когда-нибудь задумывались о том, почему вы это делаете? Потому что за холодом следует тепло!
Если вы включите кондиционер на 78 градусов, но забудете закрыть окна, ваша комната никогда не достигнет желаемой температуры. Причина в том, что, поскольку на улице жарко, а внутри холодный воздух, тепло будет постоянно проникать через ваше окно. Процесс не остановится, пока не будет достигнуто состояние равновесия (т. е. одинаковая температура как внутри, так и снаружи).
Поглотители холодного воздуха
В ветреный осенний день так и хочется открыть окна, чтобы улучшить вентиляцию и впустить свежий прохладный воздух в дом. Если у вас многоэтажный дом, вы наверняка замечали, что на верхнем этаже гораздо жарче, чем на нижнем.
Это происходит потому, что холодный воздух опускается. Более холодный воздух плотнее и, следовательно, тяжелее, поскольку связи молекул поглощают меньше энергии, чем горячий воздух. Поэтому холодный воздух остается ближе к поверхности.
Это подводит нас к вопросу:если холодный воздух опускается, почему на больших высотах он становится холоднее? Хотя тепло действительно поднимается на любой высоте, в игру вступают и другие факторы.
Например, земля излучает тепло, которое повторно излучается облаками, что приводит к повышению температуры. В меньшей степени это явление может иметь место на больших высотах, что приводит к более низким температурам. Подробнее об этом можно узнать здесь.
Как подъем горячего воздуха и опускание холодного воздуха влияет на климат в вашем доме?
Воздухообмен между внутренним и наружным воздухом осуществляется двумя силами. Один из них широко известен как эффект дымохода или эффект стека. По мере того, как горячий воздух поднимается вверх, он перемещается наружу к верхней части вашего дома, а более холодный наружный воздух втягивается снизу через щели, утечки, окна и т. д.
Другим фактором является отрицательное давление, создаваемое ветром. Когда дует ветер, с одной стороны дома создается большее давление, чем с другой. В результате наружный воздух выталкивается внутрь через щели и зазоры.
Все это приводит к неравномерной температуре и сложности с поддержанием идеальной температуры дома. Но с некоторыми базовыми знаниями в области ОВКВ и некоторыми советами и рекомендациями вы сможете решить эту проблему в кратчайшие сроки!
1. Более теплая вторая история летом
Если вы живете в многоэтажном доме, вы должны знать о разнице температур между верхним и нижним этажами.
Основная причина, по которой на верхних этажах дома жарко, - это поднимающийся горячий воздух. Если, например, ваша кухня находится внизу или рядом с лестницей, горячий воздух в течение дня распространяется вверх по лестнице. В результате верхний этаж кажется намного теплее, а в подвале может быть очень красиво и прохладно.
Еще одна причина более высоких температур на верхних этажах – прямые солнечные лучи, падающие на ваш дом. Тепло поглощается стенами и крышей и передается остальной части вашего дома.
Вы можете решить эту проблему, правильно утеплив чердак, чтобы свести к минимуму воздействие горячих лучей. Кроме того, вы можете увеличить приток воздуха на второй этаж, чтобы поддерживать идеальную атмосферу. Зонирование — один из эффективных способов достижения желаемой температуры за счет циркуляции воздуха в доме. Если ваш кондиционер не охлаждает наверху, прочитайте эту статью о возможных проблемах и о том, что вы можете с этим сделать.
2. Утечки воздуха через трещины и щели
Утечка воздуха – проблема, с которой сталкивается каждый домовладелец. Эти утечки не только нарушают ваш комфорт, но и увеличивают расходы на кондиционирование воздуха.
Они влияют на климат в вашем доме двумя способами:Когда наружный воздух просачивается внутрь вашего дома, это называется инфильтрацией. С другой стороны, воздух внутри вашего дома, просачивающийся наружу, называется эксфильтрацией.
Летом вы вводите холодный воздух в свой дом с помощью кондиционера, но наружный воздух все еще остается теплым. В случае сквозняков происходит воздухообмен между наружным и внутренним воздухом, что приводит к некомфортной атмосфере и высоким счетам за электроэнергию. Точно так же становится проблемой удержание нагретого воздуха в помещении зимой. Это затрудняет охлаждение/обогрев вашего дома по мере необходимости.
Двери и окна являются наиболее очевидными виновниками утечек воздуха в вашем доме. Однако щели, сквозняки, дыры, сломанные герметизирующие уплотнения являются одними из менее очевидных и, следовательно, игнорируемых причин, ведущих к потерям тепла.
Важно проверить свой дом на наличие утечек воздуха до начала пикового сезона. Следующим шагом должно быть заделка всех утечек и герметизация окон и дверей.
3. Вентиляторы циркулируют осевший воздух
Поскольку горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается, вентиляторы очень удобны для перемещения осушенного воздуха по дому.
Летом запускайте вентиляторы против часовой стрелки. Несмотря на то, что вентиляторы не охлаждают комнату, они лучше справляются с увеличением потока воздуха в сочетании с кондиционером. Поскольку охлажденный воздух оседает ближе к полу, работающий вентилятор создаст эффект прохладного бриза по всей комнате. Это даже поможет вам установить термостат на пару градусов выше, что позволит сэкономить энергию.
В то время как вентиляторы популярны летом, вы можете быть удивлены, узнав, что они могут быть очень полезны и зимой. Вам просто нужно изменить их направление на часовую стрелку в более холодные месяцы. Как вы уже знаете, горячий воздух, подаваемый вашей системой отопления, будет подниматься вверх, он будет оставаться ближе к потолку. Запуск вентилятора поможет распространить его по комнате.
4. Камины вызывают потери тепла
Внутренние камины делают винтажный акцент, добавляя тепла в ваш интерьер. Аромат горящих дров и звук потрескивающих дров доставляют ни с чем не сравнимое удовольствие. Но за все это приходится платить.
Даже когда камины не используются, они несут ответственность за 90-95% потерь тепла за счет теплопроводности и инфильтрации. Поскольку горячий воздух поднимается вверх, он выходит через дымоходы. Дымоходы камина (проход внутри вашего дымохода) являются основным источником утечек воздуха. Дымоходы обычно сделаны из металла, и резкие перепады температуры могут привести к трещинам, что приведет к потерям тепла.
Надувные дымоходы — эффективный способ предотвратить потери тепла через дымоходы. Они устанавливаются под отверстием дымохода и блокируют воздух внутри вашего дома от выхода наружу.
5. Портативные кондиционеры с одним шлангом создают отрицательное давление
Одношланговые переносные кондиционеры популярны среди домовладельцев из-за своей компактной конструкции и низкой цены.
Одна вещь, о которой многие из вас, возможно, не знают, заключается в том, что они гораздо менее эффективны. Портативные кондиционеры с одним шлангом забирают горячий влажный воздух из вашей комнаты и выбрасывают его наружу. Поскольку воздух постоянно выталкивается, создается отрицательное давление. В результате теплый воздух из щелей, щелей, дверных проемов и окон проникает внутрь, чтобы заменить недостающий воздух.
Это не только увеличивает нагрузку на устройство, но и затрудняет достижение желаемого эффекта охлаждения.
Поэтому, если вы думаете о покупке портативного кондиционера, лучшим вариантом может быть двухшланговый. Они более эффективны, так как один из шлангов служит для отвода воздуха, а другой подает охлажденный воздух.
Теперь вы знаете все, что нужно знать о том, почему горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается. Вы можете использовать эти знания, чтобы внести некоторые изменения в свой дом, и температура в вашем доме будет под вашим контролем!
Дополнительный совет :Используйте интеллектуальные термостаты или интеллектуальные контроллеры переменного тока для автоматизации ваших потребностей в кондиционировании воздуха. Эти устройства предлагают расширенные функции, такие как удобный режим, планирование, зонирование и многое другое, что делает вашу жизнь максимально удобной.
Время жить разумно!