夏季高溫環(huán)境下，濕簾降溫系統(tǒng)作為一種高效環(huán)保的降溫方式被廣泛用于畜禽養(yǎng)殖，園藝種植，工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。影響濕簾降溫效果的因素有很多，外界空氣溫濕度、濕簾自身結(jié)構(gòu)是影響其降溫效率的最主要因素，高溫低濕環(huán)境下濕簾的降溫效率較高，45°×45°的角度組合較45°×15°降溫效率高。其次濕簾的循環(huán)水量和過簾風(fēng)速也會影響降溫效果，而進水溫度對其降溫效果的影響微乎其微。在使用及配置畜禽舍濕簾系統(tǒng)時，應(yīng)綜合考慮影響其降溫效果的各因素，以達到最佳使用效果。

關(guān)鍵詞：濕簾；降溫效率；溫濕度；過簾風(fēng)速；循環(huán)水量

濕簾降溫系統(tǒng)具有綠色、安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟節(jié)能的特點，濕簾紙配合負(fù)壓風(fēng)機這種高效的降溫方式被廣泛應(yīng)用于家禽養(yǎng)殖，畜牧業(yè)養(yǎng)殖，溫室種植，園藝花卉種植，工業(yè)生產(chǎn)等場所。尤其是在雞舍、溫室、豬場及養(yǎng)兔行業(yè)，并且也有學(xué)者對濕簾的實際使用效果做了相關(guān)測試研究。本文從濕簾的制冷原理出發(fā)，分析影響濕簾降溫效果的因素，包括濕簾紙自身，外界環(huán)境和濕簾系統(tǒng)的影響，通過對各因素的分析，可以為畜禽舍中濕簾系統(tǒng)的配置與使用提供參考依據(jù)。

濕簾紙的降溫制冷原理是“水蒸發(fā)吸收熱量”這一物理現(xiàn)象，即水在重力的作用下從上往下流，在濕簾波紋狀的纖維表面形成水膜，當(dāng)快速流動的空氣穿過濕簾時水膜中的水會吸收空氣中的熱量后蒸發(fā)，水蒸發(fā)帶走大量的熱使經(jīng)過濕簾的空氣溫度降低，從而達到降溫的目的。空氣的狀態(tài)變化是從高溫低濕變成低溫高濕，整個降溫過程是一個等焓降溫過程，即空氣的總焓值不變，溫度降低而濕度升高。如何在炎熱的夏天將濕簾的降溫效果最大化，需要首先分析影響其降溫效果的因素，才能進行合理的設(shè)計和使用。

降溫效率是評價濕簾降溫效果的重要指標(biāo)，其計算公式如下式：

其中：η—降溫效率(%)；Tdb—降溫前空氣干球溫度(℃)；Twb—降溫前空氣濕球溫度(℃)；Ti —降溫后空氣干球溫度(℃)。

從式中可以看出，影響降溫效率的是降溫前空氣干濕球溫度，通常指的室外空氣參數(shù)。其次是降溫后的空氣干球溫度，即進入室內(nèi)的冷空氣溫度，影響進入室內(nèi)溫度的參數(shù)相對比較復(fù)雜，如濕簾結(jié)構(gòu)，濕簾紙的配水量，水溫，過簾風(fēng)速等。

01、室外空氣溫濕度與水溫

室外高溫空氣經(jīng)過含水濕簾，與水發(fā)生熱濕交換，其熱量交換分為潛熱和顯熱交換，且?guī)缀跛械膿Q熱量來自于潛熱換熱。

▲  圖1 空氣與濕簾水的熱濕交換

潛熱交換，水蒸發(fā)釋放氣化潛熱，由于水表面水蒸氣分壓力和空氣之間存在壓力差，在壓力的作用下產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，將空氣中的熱量帶走。進入濕簾紙的空氣是干燥低濕球溫度的空氣，水和空氣之間明顯存在著水分子的濃度差和動能壓力差，當(dāng)風(fēng)機運行時，在靜壓的作用下，水分子不斷地向空氣中蒸發(fā)，吸收高溫空氣中的熱量。水蒸發(fā)的多少與飽和水氣壓差成正相關(guān)，即空氣越干燥溫度越高，經(jīng)濕簾的降溫幅度越大，效果越好。但是隨著水溫升高，蒸發(fā)會加劇，水所帶走的熱量就增多，降溫效果也就越明顯。

顯熱交換，影響顯熱交換量的因素是溫差，即主體空氣與邊界層空氣的溫度差，原則上水溫越低，與主體空氣溫差越大，熱交換量越大，空氣過濕簾后溫度降低越大。由于風(fēng)量很大，濕簾表面水量少，且空氣流速快，冷水與空氣的熱交換量非常小，占空氣降溫量的很小一部分，水泵抽水溫度對空氣的降溫影響很小。喬治亞大學(xué)的Michael Czarick通過實驗方法驗證了這一點。

空氣經(jīng)過濕簾的降溫過程是等焓降溫過程，一般情況下，通過濕簾后空氣每降低1℃，濕度將增加4%～5% 左右，具體變化量需要查焓濕圖。根據(jù)降溫原理，室外空氣經(jīng)過濕簾后的變化過程為等焓過程，即沿著等焓線空氣濕度達到100%時為最大降溫程度，查焓濕圖可以得到不同溫濕度空氣經(jīng)過濕簾后的最大降溫量，見表1，表中可以看出室外空氣溫濕度對降溫效果的影響很大。

2、過濕簾風(fēng)速

濕簾降溫效果與水表面的蒸氣壓相關(guān)，風(fēng)速越大，表面蒸氣壓越小，可以理解成表面的水蒸氣濃度比較小，水蒸發(fā)速率快，相當(dāng)于風(fēng)把水表面的蒸汽吹走。但是風(fēng)速越大，空氣與邊界層換熱越不充分，降溫效率越差。綜合蒸發(fā)速率和換熱充分程度，濕簾整體降溫效率與過簾風(fēng)速成負(fù)相關(guān)關(guān)系。

但是在保證所需風(fēng)量的前提下，風(fēng)速過小，需要配置的濕簾面積越大，過于占用圍護結(jié)構(gòu)面積；風(fēng)速過大，容易對濕簾紙壽命造成影響，并且造成較大的壓力損失。因此考慮經(jīng)濟性、使用壽命和實用性等，一般紙質(zhì)100 mm厚的濕簾建議過簾風(fēng)速1.25 m/s，150 mm厚的濕簾建議過簾風(fēng)速1.75 m/s。

03、濕簾結(jié)構(gòu)

濕簾的自身結(jié)構(gòu)也會影響其降溫效果，濕簾結(jié)構(gòu)上的參數(shù)主要有高度H，寬度W，厚度D，濕簾紙的組合角度α，β，結(jié)構(gòu)如圖2。

▲  圖2 濕簾結(jié)構(gòu)參數(shù)

目前國內(nèi)一般使用厚度D為150mm的濕簾紙，兩種型號分別為7090和7060，其組合角度分別為α45°、β45°以及α15°、β45°。組合角度的不同會影響濕簾的降溫效率及壓降，圖3中對比了兩種濕簾不同風(fēng)速下的降溫效果和壓降?？梢钥闯觯S著過簾風(fēng)速的增加，濕簾的降溫效率降低，而壓降增大。在同風(fēng)速下，7090較7060降溫效率高，但是形成的壓降大。

▲  圖3 濕簾7090，7060降溫效率及壓降對比

不同結(jié)構(gòu)的濕簾降溫效率不同，造成的壓降也不同，負(fù)壓大小直接影響風(fēng)機的工作效率，影響風(fēng)機數(shù)量的配置，尤其是高密度養(yǎng)殖畜禽舍，縱向通風(fēng)時舍內(nèi)壓降很大，壓降為配置環(huán)控設(shè)備時必須考慮的因素之一。

04、濕簾循環(huán)水量

一般濕簾配水系統(tǒng)的設(shè)計流量根據(jù)濕簾的水平截面積確定，可按下式計算：

式中：Qp，配水系統(tǒng)設(shè)計流量(L/min)；ω，單位水平截面積濕簾需供水量 [L/(min·m2)]，紙質(zhì)濕簾可取值65[L/(min·m2)]；W，濕簾寬度(m)；D，濕簾厚度(m)。

在設(shè)計水量下濕簾的降溫效率可以達到較理想的狀態(tài)，若將水量減少10%，其降溫效率不會發(fā)生明顯的變化。但若循環(huán)水量減少30%，濕簾的降溫效率將大幅度降低至50%以下。

05、結(jié)語

影響濕簾降溫效果的因素很多，除文中分析的室外空氣干濕球溫度，過簾風(fēng)速，濕簾結(jié)構(gòu)及循環(huán)水量外，還有濕簾紙的潔凈度等其他參數(shù)，因此還需要對濕簾進行定期維護。

濕簾系統(tǒng)設(shè)計不合理或使用不當(dāng)不僅會降低其降溫效率，還會影響壓力損失，影響風(fēng)機工作效率進而影響畜禽舍內(nèi)部通風(fēng)。因此在設(shè)計和使用過程中應(yīng)結(jié)合畜禽舍所在地室外空氣參數(shù)，雞舍通風(fēng)對負(fù)壓的要求等，設(shè)計合理的循環(huán)水量和過簾風(fēng)速，最終選配最佳濕簾型號和數(shù)量，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟性和可靠性。

文章推薦：杜曉明