Конвекция — главный механизм
Воздух у горячей поверхности батареи нагревается: молекулы движутся быстрее, расстояние между ними увеличивается, воздух становится менее плотным и поднимается вверх (архимедова сила выталкивает лёгкий тёплый воздух). На его место снизу приходит холодный воздух, который тоже нагревается. Так возникает конвекционный поток — непрерывная циркуляция воздуха по комнате.
Почему батарею ставят под окном
Окно — самое холодное место в комнате. Холодный воздух у стекла тяжелее и опускается вниз, создавая холодный сквозняк у пола. Батарея под окном нагревает этот холодный поток прямо у источника холода — тёплый воздух поднимается и компенсирует холодное «стекание». Без батареи под окном в комнате будет заметный холодный поток по ногам даже при закрытых окнах.
Инфракрасное излучение
Любое тело с температурой выше абсолютного нуля излучает электромагнитные волны. Батарея при температуре 60–80 °C излучает преимущественно в инфракрасном диапазоне. Это излучение нагревает стены, пол, мебель и людей непосредственно, без участия воздуха. Доля лучистого теплообмена у обычного радиатора — около 20–30%, конвекция — 70–80%.
Почему форма батареи имеет значение
Ребристая поверхность секций батареи — не просто эстетика. Рёбра увеличивают площадь поверхности, контактирующей с воздухом, в несколько раз по сравнению с гладкой трубой того же объёма. Чем больше площадь контакта, тем интенсивнее конвекция и тем больше тепла передаётся воздуху за единицу времени.
Панельные радиаторы vs. чугунные секции
Современные стальные панельные радиаторы имеют ещё большую площадь поверхности (внутренние пластины-турбулизаторы) и быстро нагреваются. Чугунные батареи нагреваются медленно, зато долго держат тепло после отключения из-за большой теплоёмкости чугуна.
