- посредством конвекции - передача теплоты через движение газа;

- через теплопроводность, т.е. передача теплоты от одного тела к другому при их контакте или от одной более нагретой части тела к другой, менее нагретой.

С тепловыми излучениями мы сталкиваемся летом, загорая под лучами солнца или зимой у костра. Сидя у костра, мы чувствуем, что нагревается только та часть тела, которая обращена к огню. Это объясняется тем, что тепловое или световое излуч. распространяются прямолинейно и, поставив преграду на их пути, можно защититься от их воздействия.

Конвекция или движение воздуха в быту имеет другое название – сквозняк, ветер. Мы не говорим «конвекция», мы говорим: «Закройте дверь, дует ». Причина движения воздуха заложена в стремлении природы к равновесию. И если где-то тепло, а где-то холодно, то тёплый и холодный воздух начнут двигаться навстречу друг другу так, чтобы уравнять образовавшуюся разницу в температуре.

Также часто человек сталкивается и с теплопроводностью. Мы точно знаем, что не надо дотрагиваться до раскаленной печки или утюга, и надеваем теплые вещи, когда выходим на мороз. Ярким примером использования знаний механизма передачи тепла является термос.

Если вы попробуете надолго сохранить воду горячей в стеклянной колбе, то у вас ничего не выйдет. Замотав колбу в толстое полотенце или поставив её в ещё одну колбу так, чтобы боковые поверхности не соприкасались, вы сохраните воду горячей гораздо дольше. Внешняя колба затрудняет доступ холодного воздуха к внутренней колбе и уменьшает передачу тепла за счет конвекции. Если поверхность внутренней колбы сделать зеркальной, то зеркало будет отражать тепло, уходящее из колбы посредством излучения, и такие две колбы образуют термос, в котором горячая вода сохраняется весьма долго.

Какая же тут может быть аналогия м. термосом и окном?

Окно с одним стеклом будет лучше отдавать тепло комнаты, чем окно с двумя стеклами. Сделав внутреннее стекло, как в термосе, зеркальным», мы получим «окно-термос», которое не будет выпускать тепло из комнаты. Разница м. термосом и окном состоит лишь в том, что окно, в отличии от термоса, должно оставаться прозрачным и пропускать свет, не пропуская при этом тепло.

Решая эту задачу, ученые и инженеры разработали покрытия прозрачные и почти невидимые для человеческого глаза. Через стекло с таким «зеркалом» проходит в достаточном количестве свет, но не проходит тепло, и такое стекло называют «тепловым зеркалом», селективным, низкоэмисионным (английское название - Low E ) или энергосберегающим стеклом.

Если принять за 100% тепло, уходящее через окно с одним стеклом, то через окно с двумя стеклами тепла уйдет в два раза меньше. Окно с энергосберегающим стеклом пропускает через себя тепла в 3-9 раза меньше, чем через окно с одним стеклом.
В окне с обычными стеклами передача тепла происходит следующим образом: 70% тепла уходит посредством излучения и 30%-путём конвекции и теплопроводности.

Численно выражение количества тепла, уходящего, или приходящего через окно, характеризуется величиной R, называемой «сопротивление теплопередаче», и измеряется в м С / Вт. Величина k=1/R, называемая коэффициентом теплопередачи, демонстрирует, какое количество тепла проходит через один квадратный метр окна при разности температур м. внутренней и внешней его поверхностью, равной одному градусу Цельсия.

Например, R=0,5 м С/Вт. Это означает, что при разнице температур с двух сторон стеклопакета, равной одному градусу, через один квадратный метр уходит 2 Вт тепла. Если разница температур достигает 10 С, то через стеклопакет уходит 20 Вт. Если площадь окна равна 2м , то через него уходит 40Вт.

Чем больше R, тем меньше тепла проходит через окно.
Практика демонстрирует, что установка энергосберегающего стеклопакета в окно сокращает затраты на отопление и кондиционирование в три-пять раз в сравнении с обычным остеклением.

Существует мнение, что, увеличивая расстояние м. стеклами в раме, можно достичь высокого сопротивления теплопередаче окна. Действительно, увеличение ширины газового пространства м. стеклами в окне или стеклопакете увеличивает величину R до определенной максимальной величины. Затем сопротивление стабилизируется, приближаясь к предельному значению, и начинает понижаться по мере того, как увеличивается ширина газового пространства. Когда внутренняя полость стеклопакета заполняется газом с более низкой удельной теплопроводностью, например, аргоном или криптоном, то естественная конвекция уменьшается, увеличивая общую величину R. Причиной ограничения роста величины теплопроводности с увеличением размера газового пространства является естественная конвекция, вызванная в стеклопакете разностью температур м. «теплым» и «холодным» стеклом.

Если бы естественная конвекция отсутствовала, то величина R стеклопакета продолжала бы увеличиваться по мере увеличения газового пространства.

Однако, в связи с тем, что газовое пространство увеличивается. Повышается температура «теплого» стекла. Газ, граничащий с «теплым» стеклом, нагревается и поднимается вверх. Его место занимает, более холодный газ. В результате происходит непрерывное круговое движение газа. Такое движение газа ­ естественная конвекция – способствует теплообмену м. «теплым» и «холодным» стеклом.

Источник: http://esko.com.ua