Чи дійсно розпилювач води знижує температуру на вулиці?

Наука випарового охолодження в системах "Мистер Вода"

Як системи "Вода-мистер" використовують випаривальне охолодження для зниження зовнішньої температури

Водяні мистри працюють через випарове охолодження, яке відбувається, коли вода приймає тепло з навколишнього повітря, коли перетворюється з рідини в газ. Коли вода змінює стан, вона потребує близько 1000 БТУ енергії на кожну кілограм, яка випаровується, що допомагає знизити температуру навколо нас. Система використовує високотискні насоси, як правило, від 500 до 1000 ПСІ, щоб розщепити воду на крихітні краплі. Ці мікроскопічні частинки води мають набагато більшу поверхню, що піддається впливу повітря, тому вони можуть швидше захоплювати тепло і охолодити речі швидше, ніж звичайні спринкері.

Роль тонкого туману і швидкого випаровування у поглинанні тепла

Ефективність охолодження залежить від того, наскільки маленькими є кроплі води. Системи високої якості виробляють частинки туману розміром від 5 до 10 мікрон, що приблизно в 15 разів менше, ніж те, що ми можемо побачити нашими очима. Ці крихітні краплі повністю випаровуються всього за дві секунди в спекотні літні дні. Коли це відбувається дуже швидко, то це запобігає мокренню поверхні, а також витягує максимальну теплоту з повітря навколо неї. Який результат? Прохолодження, яке працює принаймні в п'ять разів швидше, ніж звичайні системи розпилювачів.

Зв'язок рівня вологості і ефективності охолодження: чому сухое повітря підвищує продуктивність

Ефективність випарового охолодження дійсно блискує, коли повітря сухо. Наприклад, в місцях, де вологість не перевищує 40%. Системи туманності там можуть знизити температуру від 25 до 30 градусів за Фаренгейтом, тому що вода відразу випаровується без проблем. Але все змінюється, коли вологість становитиме 60% або більше. Коли повітря стає занадто вологою, це фактично зупиняє випаровування холоду. Дослідження показують, що це може знизити продуктивність системи приблизно на 70% згідно з дослідженням, опублікованим ASHRAE минулого року. Ось чому ці системи змаху працюють так добре в пустелях, як Арізона. У атмосфері вже дуже мало вологи, і майже кожна крапля перетворюється на пару перед тим, як потрапить на землю.

Що насправді робить система охолодження туманом? Розрізняючи сприйняття від фізичних змін

Хоча мистери фізично знижують температуру повітря через випаровування, сприйняте охолодження часто перевищує вимірювані зміни. Фактичне падіння на 15°F може відчуватися як 25°F через:

• Випаривальне охолодження вологи шкіри (відповідає за ~ 70% від людського теплового розсіювання)
• Посилений повітряний потік від інтегрованих вентиляторів
• Психологічна реакція на раптову вологість під час сухої спеки

Ця комбінація фізичних і сприйнятних ефектів дозволяє користувачам відчувати себе значно прохолоднішим навіть при незначних змінах температури навколишнього середовища.

Фактори, що впливають на фактичне чи сприйняте охолодження

Хоча мистери фізично охолоджують повітря, людський комфорт формується за допомогою багатьох взаємодіючих факторів:

Ефективність розпилювача води в сухому та вологому кліматі

Чому системи розпилення води добре працюють в посушливих районах, таких як Фінікс, штат Аризона

Мистерс краще працює в дуже сухих районах, де вологість повітря менше 40% тому що вода дуже швидко випаровується. Ці крихітні 10 мкм краплі насправді приймають близько 1000 БТУ на кожен галон, який перетворюється в пару. Щоб поставити цю цифру в перспективі, це як охолодження 3200 фунтів повітря приблизно на 10 градусів за Фаренгейтом. Деякі дослідження, опубліковані на ScienceDirect ще в 2024 році, розглядали, як системи туманності впливають на температуру тіла в гарячих містах. Вони виявили, що в таких місцях, як Фенікс, де дуже сухо, мистер може знизити температуру шкіри приблизно на півградуса Цельсія. Це майже вдвічі більше, ніж в більш вологіх місцях, де ті ж системи знижують температуру лише на чверть градуса.

Парадокс комфорту: як містери покращують сприйнятий прохолод навіть без значного падіння температури

У вологій Новому Орлеані 68% користувачів повідомляють про "заспокоєння від охолодження", незважаючи на середню зміну температури всього в 0,5°F. Ця сприймана користь виникає з:

• Подібна могола знижує температуру поверхні шкіри (психометричний ефект)
• Рух повітря, що створює вітер холодно
• Візуальні та сенсорні сигнали, що викликають психологічні реакції на охолодження

Ключові фактори, які сприяють ефективності використання води

Системи, що працюють при високому тиску понад 500 ПСІ, працюють найкраще, коли вони поєднуються з крихітними мікро-розривами. Вони створюють краплі менше 50 мікрон, які практично зникають, коли все ще плавають у повітрі. З іншого боку, обладнання, що працює з 40 до 80 ПСІ, зазвичай виробляє більші краплі, які потрапляють на поверхню ще до того, як вони починають випаровуватися. Коли справа доходить до цього, то те, наскільки добре виготовлена роза, має значення не тільки для того, щоб мати їх багато. Дослідження показують, що одна якісна точна сопловка працює так само ефективно, як і три звичайні, оскільки під час атомізації вона розщеплює рідину на набагато дрібніші частини туману.