Конвекция или тепловая радиация - какой обогрев комфортнее?

Радиаторы отопления могут сочетать в своей работе два способа передачи тепла - конвекцию и тепловое излучение, и именно от соотношения этих способов теплопередачи в первую очередь зависят ощущения людей, находящихся в обогреваемом помещении - комфортно им там находиться, или нет.

Конвективный обогрев направлен преимущественно вверх (это понятно, так как потоки нагретого воздуха стремятся вверх, под потолок), а инфракрасные тепловые лучи исходят перпендикулярно от греющей поверхности радиатора, и поэтому обогревают в первую очередь пространство напротив, то есть предметы в нижней части помещения, часть пола и нижние слои воздуха (инфракрасное излучение от радиатора, установленного на стене, будет направлено внутрь или к центру комнаты).

Казалось бы - какая разница, что прогревается первым: верх или низ помещения, ведь в итоге тепло все равно перемешается. На самом деле разница довольно большая, и многие люди ощущают это на себе.

Если радиатор отопления отдает тепло преимущественно конвективным способом (а именно так и происходит в случае установки, например, алюминиевых радиаторов, имеющих высокую тепловую мощность каждой отдельной секции и маленькую общую площадь поверхности радиатора), то мощные потоки теплого воздуха устремляются вверх, откуда потом, со временем остывая, они опускаются вниз.

Но температура воздушного потока, стремящегося вверх оказывается настолько высока, что разница между температурой воздуха наверху и внизу комнаты оказывается очень большой - часто она может с легкостью достигать 15 градусов и выше! Таким образом, если мы установили на термостате 23-25 градусов, что обычно является комфортной температурой для большинства людей (хотя врачи и советуют на ночь устанавливать в районе 18-20, чтобы лучше высыпаться), то температура воздуха на уровне пола будет на 3-5 градусов ниже установленной на термостате, а вот под потолком она запросто может достигать 32-35 градусов!

Всем нам хорошо известно мудрое изречение известного полководца Кутузова: "Держи голову в холоде, а ноги в тепле", а тут получается все наоборот - голове слишком жарко, а ногам прохладно.

Ситуация еще более усугубляется тем, что, как правило, радиаторы высокой тепловой мощности имеют очень компактные размеры (ведь для того, чтобы обеспечить требуемые тепловые поступления нужно очень маленькое количество мощных радиаторных секций) - а это означает, что такой чересчур компактный радиатор не перекрывает ширину оконного проема, и от окна в комнату поступают холодные потоки воздуха.

Конечно, впоследствии этот холодный воздух прогревается, но некоторый сквозняк в комнате присутствует постоянно. Получается, что к большим перепадам температур "верх-низ" добавляется еще движение прохладного воздуха от окна. И хотя средняя температура воздуха при этом является нормальной (в комнате в общем вроде как тепло), но вот за счет такой "неравномерности" температур и возникающих вследствие этого ненужных потоков воздуха (сквозняков), ощущения комфорта у находящихся в комнате людей уже не возникает.

В этом отношении гораздо более комфортным будет тепло от не самого мощного радиатора, но который при этом имеет большую площадь греющей поверхности - ведь при этом теплопередача в окружающее пространство начинает осуществляться за счет тепловой радиации (теплового излучения), которое направляется не вверх, а в сторону от греющей поверхности.

Именно сочетание конвекции и теплового излучения дает тот тепловой комфорт, которого мы все ожидаем от системы отопления: часть тепла уходит наверх, часть тепла направляется к центру комнаты - при этом перепады температур между различными частями комнаты сводятся к минимуму. Плюс за счет больших размеров такой радиатор перекрывает оконный проем и начинает работать как тепловая завеса - то есть отсекает холодный воздух, который идет от стекла.

Если же говорить о том, в каких пропорциях должны сочетаться эти два способа теплопередачи, то среди специалистов идеальным считается сочетание конвективного и лучистого тепла примерно в равных соотношениях (то есть 50/50).

Однако такого соотношения на практике достичь довольно трудно. Проще всего обеспечить передачу тепла преимущественно за счет конвекции.

Именно поэтому большинство современных радиаторов отопления (в том числе и сама многочисленная группа - алюминиевые радиаторы) осуществляют передачу тепла таким способом. Стальные панельные радиаторы передают тепло и тепловым излучением, и конвекцией, но из-за ряда причин панельные стальные радиаторы не могут применяться в городских квартирах, да и в системах отопления частных домов их используют нечасто.

Вообще надо отметить, что производители радиаторов водяного отопления не уделяют этому вопросу должного внимания - все их усилия направлены на получение максимальной тепловой мощности отдельной секции, а не на повышение общей комфортности процесса обогрева.

Из всех радиаторов отопления, представленных на сегодняшнем рынке, пожалуй, единственными моделями, которые могут похвастать таким оптимальным соотношением двух способов теплопередачи являются биметаллические радиаторы ROYAL TERMO BiLiner - в них лучистая и конвективная теплопередача представлена именно в таком идеальном соотношении.

Интересно, что такого баланса различных способов теплопередачи в этих радиаторах удалось достичь только благодаря тому, что для создания этой серии были привлечены специалисты по воздушной аэродинамике. Только благодаря проведению компьютерного моделирования погружения радиатора в воздушную среду, и построению математической модели распределения воздушных потоков, исходящих от различных частей радиатора, стало возможным оптимизировать конструкцию радиатора таким образом, чтобы обеспечить именно такое идеальное соотношение лучистого и конвективного нагрева.

Браво, ROYAL TERMO!