溼球溫度和雞舍溼簾降溫效果
在炎熱的天氣裡,利用溼簾的蒸發冷卻效果來為雞群降溫是一種相對簡單的方法。
水在紙墊上迴圈,而隧道風機則把外面炎熱的空氣通過這些紙墊吸入禽舍內。
當空氣穿過溼簾時,它的溫度會降低。
另一方面,理解溼簾如何降低進入空氣的溫度可能會相對複雜,這常常導致管理上的失誤。
需要明確的一點是,降低空氣溫度的並非水本身的溫度,而是水在溼簾中的蒸發。
無論泵送到溼簾頂部的水溫如何,當水流過溼簾表面幾釐米時,其溫度會調整至溼球溫度(如圖1所示)。
溼球溫度是通過蒸發冷卻能夠達到的最低氣溫,取決於外部溫度和相對溼度。
你可以泵送10攝氏度或27攝氏度的水到溼簾頂部,但這並不重要,因為在水到達底部之前,它早已變成了溼球溫度。
測量溼球溫度非常簡單,只需將一塊溼布覆蓋在溫度計或溫度感測器上,然後向其吹氣。
隨著水分從布中蒸發,溫度計或溫度感測器測得的溫度會降低。
相對溼度越低,蒸發的水量越多,冷卻效果越明顯,溫度計或溫度感測器顯示的溫度也越低。
圖2溼球溫度與空氣溫度及相對溼度的關係
溼簾通過簡單地使水分蒸發進入空氣中來產生冷卻效果。
當水分從溼簾蒸發到空氣中時,會從進入的空氣中帶走熱量,從而降低空氣溫度。
空氣通過溼簾時,能蒸發的水分越多,產生的冷卻效果就越大。
非常重要的是要認識到,降低進入空氣的溫度並非因為溼簾本身較冷,而是因為水分的蒸發。
蒸發水分需要消耗大量能量,因此它具有極大的冷卻熱空氣的潛力。
每當38升水蒸發進入禽舍的空氣中,大約有92,600千焦耳的熱量會從空氣中被「移除」,這與燃燒3.8升丙烷產生的熱量(96,500千焦耳)非常接近。
另一方面,加熱或冷卻水不需要太多能量。
例如,如果這38升水的溫度比溼球溫度低17攝氏度,則從空氣中額外移除的熱量只有大約2500千卡,冷卻效果提升約3%。
因此,如果一個系統通常能將進入的空氣溫度降低11攝氏度,而迴圈水被冷卻了17攝氏度,那麼它僅能額外降低不到0.5攝氏度。
但請注意,當水返回集水槽時,它會被加熱至溼球溫度,並需要被更冷的水替換,這是相當浪費的。
最終的冷卻效果取決於外部溫度和相對溼度,而水溫對冷卻效果沒有實際影響。
值得注意的是,溼簾的設計並不旨在將進入的空氣溫度降至溼球溫度,雖然這會使空氣盡可能地冷卻,但同時也會最大程度地增加溼度,這意味著空氣的相對溼度會達到100%。
不論空氣的冷卻程度如何,引入溼度高的空氣都會影響雞的體溫調節能力,導致嚴重的熱應激,甚至在傳統的目標溫度下也可能死亡。
為避免進入的空氣溼度過高,溼簾通常設計為70%至75%的冷卻效率。
這意味著它們將進入的空氣溫度降至溼球溫度的75%以下。
例如,如果外部溫度是32攝氏度,溼球溫度是21攝氏度(相對溼度=35%),標準的溼簾會將進入的空氣溫度降低至大約24攝氏度((32攝氏度-21攝氏度)×0.75 = 8攝氏度的降溫)。
每降低1攝氏度,相對溼度大約增加4.5%,因此進入的空氣的相對溼度將升至約73%(35% (2.5% × 8攝氏度)= 73%)。
你可以通過了解夜間最低溫度來估算溼簾系統應產生的冷卻效果。
這是因為在潮溼的氣候中,全天的溼球溫度通常非常接近夜間的最低氣溫。
簡單地取外部空氣溫度減去夜間最低溫度,再乘以0.75,即可得出熱空氣通過溼簾時的冷卻效果。
隨著時間推移,你會發現,天氣越乾燥,夜間溫度越低,溼球溫度越低,溼簾系統產生的冷卻效果就越大。
雖然理解蒸發冷卻的物理原理可能有難度,但重要的是要記住,正如其名稱所暗示的,溼簾的蒸發冷卻是通過水分在空氣中的物理蒸發來降低進入的空氣溫度的。
空氣越熱、越乾燥,能夠蒸發到空氣中的水分就越多,從而產生的冷卻效果也就越大。
在溼簾上迴圈的水的溫度雖然不是你可以實際控制的因素,即使可以控制,它也不會顯著影響進入的空氣溫度。