Wat is convectiekoeling?

Convectiekoeling is elke overdracht van warmte die optreedt door een vloeistofbeweging.Zowel vloeistoffen als gassen kunnen convectiekoeling vertonen, en het effect kan natuurlijk of geforceerd zijn.Natuurlijke koeling treedt op door warmteoverdracht als gevolg van veranderingen in de dichtheid van de vloeistof, zoals het stijgende lucht en koelere lucht zinken.Geforceerde convectie treedt op wanneer een externe kracht wordt toegevoegd om de vloeistof te verplaatsen, zoals een ventilatorbewegingslucht of een lepel die een vloeistof roert.

Warmteoverdracht komt voornamelijk voor bij geleiding en convectie.Geleiding is een overdracht van warmte door enig materiaal, zonder beweging van het materiaal.Een voorbeeld van geleiding is een metalen pan die wordt verwarmd door een vlam op een gasfornuis.De gasvlam verwarmt de onderkant van de pan en de geleiding zal de warmte overbrengen naar de rest van de pan.Wanneer de warmte wordt uitgeschakeld, koelt het convectie de pan naarmate warmte overbrengt en stijgt boven naar de lucht rond de pan.

Natuurlijke convectiekoeling vindt plaats in de atmosfeer en oceanen van de aarde.Lucht wordt verwarmd door de opwarming van het land en stijgt.Naarmate de lucht stijgt, koelt het en keert het terug naar het oppervlak, waardoor wereldwijde luchtcirculatie en weerpatronen ontstaat.Oceaanstromingen dragen warm water naar koelere oceanen en koelere waterzoen en verhuist naar de warmere gebieden.Zonlicht voegt energie toe door de lucht of water te verwarmen, en rotatie van de aarde verleent wat energie, maar de beweging wordt als natuurlijk beschouwd in plaats van geforceerd.

convectiekoeling vindt ook in de aarde plaats.De gesmolten kern, verhit door verval van radioactieve elementen, stijgt naar de buitenste korst van onze planeet.Convectie koelt het gesmolten kernmateriaal en het beweegt langzaam terug naar het midden.Deze beweging zorgt ervoor dat onze continenten langzaam bovenop de gesmolten kern bewegen, een fenomeen dat tektonische plaatbeweging wordt genoemd.

Gedwongen koeling is gebruikelijk in huizen en bedrijven.Airconditioning en verwarmingssystemen gebruikten gedwongen luchtconvectie om warmte in of uit een gebouw te verplaatsen.Fans in elektronische apparatuur gebruikten gedwongen convectiekoeling om lucht over elektronische componenten te verplaatsen.Koelsystemen gebruiken fans beide om warmte uit de condensorspoelen te verwijderen, maar ook om de compressor te koelen en lucht in het gekoelde compartiment te verplaatsen.

Koelventilatoren hebben al eeuwenlang convectie -effecten aangetoond.Met de uitvinding van elektriciteit kunnen elektrische motoren worden gebruikt om tafelblad- en plafondventilatoren aan te sturen.Geavanceerde plafondventilatoren met thermostaten om hun functies automatisch te regelen, zijn sinds het einde van de 20e eeuw automatisch beschikbaar.Allen vertrouwen op hetzelfde principe van het koelen van het menselijk lichaam door lucht over de huid te bewegen.

Convectie kan worden gecombineerd met verdamping om de koelprestaties te verbeteren.Verdampingskoelsystemen, die geforceerde lucht gebruiken die door een nat verdampingskussen zijn gepasseerd om binnenruimtes af te koelen, zijn populair in gebieden met een zeer lage vochtigheid.Deze systemen koelen de binnenruimte door warmte uit de binnenkomende lucht te verwijderen door verdamping.De resulterende luchtstroom is koeler, maar bevat meer vocht.Verdampingssystemen werken niet goed in gebieden met een hogere relatieve vochtigheid, omdat koeling niet zal optreden en het interieur behoorlijk vochtig kan worden.