Vroči zrak se dvigne, hladen zrak potone:Vpliv na domače podnebje in kaj lahko storite glede tega
Zagotovo se sprašujete, zakaj bi vas moral koncept "vroč zrak dvigniti in hladen zrak potopiti" skrbeti zunaj vaše učilnice fizike. Ta znanstveni pojav, znan tudi kot konvekcijski tok, določa, kako se vaš dom ogreva ali hladi.
Od toplih točk okoli grelnika do mrzlih tal v bližini okna, ideja o dvigovanju vročega zraka in pogrezanju hladnega zraka lahko pomaga razložiti vse vaše skrbi glede temperature doma.
Uhajanje zraka je glavni vzrok, zakaj večini lastnikov stanovanj ne uspe vzdrževati idealne temperature doma. Da bo klima v vašem domu popolna, morate razumeti, kako in zakaj poteka izmenjava zraka. Pomagal vam bo pripraviti svoj dom na vsako vreme in se izogniti skrbem, povezanim s temperaturo!
Razumejmo ta pojav s pomočjo spodnjih scenarijev iz resničnega življenja in kako ga lahko uporabimo za vzdrževanje najboljše domače klime.
Zakaj se vroč zrak dviga, hladen pa potone?
Medtem ko imajo ptice krila in dar narave za letenje, letala pa imajo močne motorje, je prav neverjetno videti balon na vroč zrak, ki se dviga v nebo!
Da, vroč zrak se dviga – vendar bi bilo napačno reči, da je naravno stanje toplote, da se želi dvigniti. Lahko se premika v katero koli smer. V bistvu toplota potuje od območja z višjo temperaturo do nižje temperature.
V znanstvenem smislu je to znano kot zakon termodinamike. V skladu z drugim zakonom termodinamike lahko do prenosa toplote pride s konvekcijo, prevodnostjo in sevanjem.
Tisto, kar poganja gibanje vročega zraka, je temperaturna razlika. Ker to ni znanstveno predavanje, bodo stvari preproste in razumljive.
Toplota se premika proti mrazu
Vzemimo primer iz vaše običajne rutine. Temperatura je 100 stopinj in nevzdržna brez klime. Vklopite klimatsko napravo in naslednja stvar, ki jo naredite, je, da zaprete okna.
Ali ste si kdaj vzeli minuto časa za razmislek, zakaj to počnete? Ker toplota sledi mrazu!
Če uporabljate klimatsko napravo pri 78 stopinjah, a pozabite zapreti okna, vaša soba nikoli ne bo dosegla želene temperature. Razlog je v tem, da je zunaj vroče in je notri hladen zrak, zato bo toplota neprestano prihajala skozi vaše okno. Proces se ne bo ustavil, dokler ne bo doseženo stanje ravnovesja (tj. enaka temperatura znotraj in zunaj).
Umivalniki hladnega zraka
Na vetrovni jesenski dan vas mika, da bi odprli okna, da bi izboljšali prezračevanje in spustili svež hladen zrak v vaš dom. Če imate večnadstropno hišo, ste gotovo opazili, da je v zgornjem nadstropju veliko bolj vroče kot v spodnjem.
To je zato, ker hladen zrak potone. Hladnejši zrak je gostejši, zato težji, saj molekulske vezi absorbirajo manj energije kot vroč zrak. Zato se hladen zrak zadržuje bližje površini.
To nas pripelje do vprašanja:če hladen zrak potone, zakaj postane hladnejši na višjih nadmorskih višinah? Čeprav je res, da se toplota dvigne na vseh nadmorskih višinah, pridejo v poštev tudi drugi dejavniki.
Zemlja na primer oddaja toploto, ki jo ponovno oddajajo oblaki, zaradi česar se temperatura povečuje. Manj tega pojava se lahko zgodi na višjih nadmorskih višinah, kar povzroči nižje temperature. Več o tem lahko izveste tukaj.
Kako dvigovanje vročega zraka in popuščanje hladnega zraka vplivata na klimo v vašem domu?
Izmenjavo zraka med notranjim in zunanjim zrakom poganjata dve sili. Eden je splošno znan kot učinek dimnika ali učinek dimnika. Ko se vroč zrak dvigne, se premakne ven na vrh vašega doma, hladnejši zunanji zrak pa se vsesa od spodaj skozi reže, puščanja, okna itd.
Drugi dejavnik je podtlak, ki ga ustvarja veter. Ko piha veter, se na eni strani vašega doma ustvari večji pritisk kot na drugi. Posledično se zunanji zrak potisne v notranjost skozi razpoke in reže.
Vse to vodi do neenakomerne temperature in izziva za vzdrževanje idealne temperature doma. Toda z nekaj osnovnega znanja o HVAC ter nekaj nasveti in triki lahko to težavo premagate v hipu!
1. Toplejša druga zgodba poleti
Če živite v večnadstropni hiši, se morate zavedati temperaturne razlike med zgornjim in spodnjim nadstropjem.
Glavni razlog, zakaj so zgornje etaže doma vroče, je dvig vročega zraka. Če je vaša kuhinja na primer v spodnjem nadstropju ali blizu stopnic, potuje vroč zrak čez dan navzgor. Posledično se zgornje nadstropje zdi veliko toplejše, medtem ko je vaša klet morda zelo prijetna in hladna.
Drug razlog za višje temperature v višjih nadstropjih je neposredna sončna svetloba, ki pada na vašo hišo. Toploto absorbirajo stene in streha ter se prenese na preostali del vašega doma.
To težavo lahko rešite tako, da ustrezno izolirate podstrešje, da zmanjšate vpliv vročih žarkov. Poleg tega lahko povečate pretok zraka v drugo nadstropje in tako ohranite popolno vzdušje. Zoniranje je ena od učinkovitih metod za doseganje želene temperature s kroženjem zraka skozi hišo. Če se vaša klimatska naprava zgoraj ne hladi, preberite ta članek za morebitne težave in kaj lahko storite glede tega.
2. Zrak pušča skozi razpoke in razpoke
Puščanje zraka je pogosta težava, s katero se srečuje vsak lastnik stanovanja. Ta puščanja ne ovirajo samo vašega udobja, ampak tudi povečajo stroške klimatske naprave.
Vplivajo na klimo v vašem domu na dva načina:Ko zunanji zrak uhaja v vaš dom, se to imenuje infiltracija. Po drugi strani pa zrak iz vašega doma, ki uhaja ven, imenujemo eksfiltracija.
Poleti s klimatsko napravo v svoj dom vnesete hladen zrak, zunanji zrak pa je še vedno topel. V primeru prepiha pride do izmenjave zraka med zunanjim in notranjim zrakom, kar povzroči neugodno ozračje in visoke račune za energijo. Podobno postane izziv pozimi ohraniti ogret zrak v zaprtih prostorih. To otežuje hlajenje/ogrevanje vašega doma po potrebi.
Vrata in okna so najbolj očitni krivci za uhajanje zraka v vašem domu. Vendar pa so vrzeli, prepih, luknje, zlomljena tesnila za zaščito pred vremenskimi vplivi nekaj manj očitnih in zato zapostavljenih razlogov, ki vodijo do izgube toplote.
Pomembno je, da svoj dom pregledate glede morebitnih uhajanj zraka pred začetkom najvišje sezone. Naslednji korak bi moral biti tesnjenje vseh puščanj in zaščita vaših oken in vrat.
3. Ventilatorji krožijo ustaljeni zrak
Ker se vroč zrak dviga in hladen zrak potone, so ventilatorji zelo priročni za premikanje ustaljenega zraka po vašem domu.
Poleti vodite pahljače v nasprotni smeri urinega kazalca. Čeprav ventilatorji ne hladijo prostora, so boljši pri povečanju pretoka zraka, če so povezani s klimatsko napravo. Ker se ohlajen zrak usede bližje tlom, bi delovanje ventilatorja ustvarilo učinek hladnega vetra po vsej sobi. To vam celo pomaga nastaviti termostat za nekaj stopinj višje, s čimer prihranite energijo.
Čeprav so pahljače priljubljene poleti, boste morda presenečeni, ko veste, da so lahko precej uporabne tudi pozimi. Za hladnejše mesece morate le spremeniti njihovo smer v smeri urinega kazalca. Kot že veste, se bo vroč zrak, ki ga dovaja vaš ogrevalni sistem, dvignil in ostal bližje stropom. Zagon ventilatorja nato pomaga, da ga razpršite po sobi.
4. Kamini povzročajo toplotne izgube
Notranji kamini dajejo starinsko izjavo, hkrati pa vaši notranjosti dodajajo toplino. Vonj gorečega lesa in zvok prasketanja drv sta neprimerljiva užitka. Toda vse to ima svojo ceno.
Tudi ko niso v uporabi, so kamini odgovorni za približno 90-95 % toplotne izgube zaradi prevajanja in infiltracije. Ker se vroč zrak dviga, uide skozi dimnike. Dimne cevi kamina (prehod znotraj vašega dimnika) so glavni vir puščanja zraka. Dimne cevi so običajno izdelane iz kovine in ekstremne temperaturne spremembe lahko povzročijo razpoke, kar povzroči izgubo toplote.
Napihljivi baloni za dimnike so učinkovit način za preprečevanje izgube toplote skozi dimne cevi. Prilegajo se pod luknjo za dimnik in blokirajo zrak v vašem domu pred uhajanjem navzven.
5. Prenosne klimatske naprave z eno cevjo ustvarjajo podtlak
Enocevne prenosne klimatske naprave so priljubljene med lastniki stanovanj zaradi svoje kompaktne zasnove in nizkih cen.
Ena stvar, ki se je mnogi od vas morda ne zavedajo, je, da so veliko manj učinkoviti. Prenosne klimatske naprave z eno cevjo vsrkavajo vroč, vlažen zrak iz vaše sobe in ga odvajajo ven. Ker se zrak nenehno potiska ven, ustvarja podtlak. Posledično se topel zrak iz rež, razpok, vrat in oken prebije v notranjost, da nadomesti manjkajoči zrak.
Zaradi tega vaša enota ne le težje deluje, ampak tudi oteži doseganje želenega učinka hlajenja.
Če torej razmišljate o nakupu prenosne klimatske naprave, je lahko dvocevna boljša možnost. So bolj učinkoviti, saj ena od cevi deluje kot odvod zraka, druga pa dovaja ohlajen zrak.
Zdaj veste vse o tem, zakaj se vroč zrak dviga in hladen zrak pogreza. To znanje lahko uporabite za nekaj sprememb v svoji hiši in temperatura vašega doma bo pod vašim nadzorom!
Dodatni nasvet :Uporabite pametne termostate ali pametne krmilnike za izmenični tok za avtomatizacijo vaših potreb po klimatizaciji. Te naprave ponujajo napredne funkcije, kot so udoben način, razporejanje, določanje območij in še veliko več, zaradi česar je vaše življenje polno udobja.
Čas za pametno življenje!