Wärmeströmung

Die Wärmeströmung, auch Konvektion genannt, ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch strömende Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder strömende Gase (z. B. Luft) übertragen wird. Wie viel Wärme durch Wärmeströmung übertragen wird, ist abhängig

• von dem Stoff, der die Wärme transportiert,
• von der durchströmten Fläche,
• von der Temperaturdifferenz,
• von der Strömungsgeschwindigkeit,
• von der Zeit.

Wärmeströmungen in Natur und Technik

Wärmeströmungen in der Natur beeinflussen in erheblichem Umfange unser Klima und das jeweilige Wetter. Entscheidend ist die Strömung von Luft und von Wasser.
Charakteristische Luftströmungen, mit denen auch Wärme transportiert wird, gibt es zum einen im globalen Maßstab (Bild 2). Man spricht hier vom planetarischen Windsystem. Darüber hinaus gibt es Luftströmungen zwischen Hochdruck- und Tiefdruckgebieten, die unser Wetter bestimmen. So wird in der Regel mit einer südwestlichen oder südlichen Luftströmung warme Luft und damit Wärme zu uns transportiert, mit einer nördlichen Strömung meist kalte Luft.

Auch strömendes Wasser spielt in der Natur eine wichtige Rolle. So bewirken Strömungen in Seen und Teichen eine Durchmischung von Wasser unterschiedlicher Temperatur. Dieser Effekt tritt vor allem im Frühling und im Herbst auf.

Große Meeresströmungen, z. B. der Golfstrom, beeinflussen das Klima in vielen Ländern. So transportiert z. B. der Golfstrom warmes Wasser und damit Wärme aus dem mittelamerikanischen Bereich (Karibik) quer über den Atlantik bis zu den Küsten Irlands, Englands, Schottlands, Norwegens und Russlands. Folgen davon sind beispielsweise, dass an der Westküste Englands Palmen wachsen und die norwegische Westküste stets eisfrei bleibt. Das gilt selbst für einen so weit nördlich gelegenen Hafen wie Murmansk in Russland.

In der Technik wird strömendes Wasser vor allem genutzt, um Wärme von Heizkraftwerken oder von einer Heizung im Keller zu Heizkörpern in Wohn- oder anderen Räumen zu transportieren. Wasser ist deshalb besonders geeignet, weil es einerseits gut verfügbar ist und andererseits aufgrund seiner großen spezifischen Wärmekapazität in der Lage ist, Wärme in größerem Umfange zu transportieren.
Weitere Beispiele für die technische Nutzung der Wärmeströmung sind die Kühlsysteme von Kraftfahrzeugen, bei denen die Motorwärme durch Wasser zu einem Kühler transportiert wird.