Температура точки росы: что значит этот параметр и как её рассчитать.

Температура точки росы: что значит этот параметр и как её рассчитать.

Одним из параметров, рассчитываемых при измерении микроклимата, является точка росы (однако точное название данного параметра – это «температура точки росы»). В частности, этот параметр умеют рассчитывать термогигрометры еКологгер модели 20 (ТН) и старше (т.е. те, у которых есть датчики температуры и относительной влажности воздуха). Так что же это за параметр, откуда он берётся, что он означает и в чём его важность – рассмотрим это в данной статье.  

Что такое «температура точка росы». Физическое объяснение параметра «на пальцах» и графике.

Мы часто сталкиваемся в жизни с выпадением из воздуха водяного конденсата или росы. Это явление легко увидеть в ванной или душе. Если горячие и холодные трубы в вашем душе не изолированы, то вы могли заметить, что на поверхности холодной трубы постоянно образуются капли воды. Итак, что же здесь происходит?

Давайте предположим, что воздух в вашей ванной комнате имеет относительную влажность 50% при температуре 21°C. Когда вы включаете душ, поток холодной воды начинает понижать температуру поверхности трубы и охлаждать воздух вокруг нее. При определенной температуре мы можем обнаружить, что началась конденсация, то есть температура поверхности трубы упала до такой степени, что окружающий воздух больше не может удерживать влажность в газообразном состоянии. Это и есть температура точки росы.

То есть, количество воды, растворённой в воздухе остаётся постоянным (по массе или абсолютной влажности, измеряемой в г/м3), а вот количество воды, которое воздух способен удерживать в себе в газообразном состоянии, при понижении температуры снижается. Всё это прекрасно видно на графике ниже - при снижении температуры воздуха с наших исходных 21°C значение исходной относительной влажности начинает постепенно возрастать (при сохранении тех же значений абсолютной влажности в г/м3). В итоге, при 10 °C относительная влажность достигает 100% (красная кривая на графике) и «лишняя» влага, которую воздух не может удержать в газообразном состоянии, конденсируется и выпадает в виде капель росы.

Значение параметра «температура точки росы» для производства.

На практике, в промышленности и на производстве, измерение «температуры точки росы» является третьим из наиболее часто измеряемых параметров после температуры и относительной влажности воздуха.

Почему температура точки росы является таким важным параметром? Температура точки росы является полезным параметром во многих промышленных приложениях, связанных с влажностью. Она часто используется для измерения сухости в таких областях, как сушка пластмасс и сжатого воздуха, где относительная влажность обычно ниже 10%RH. В промышленности приборы для измерения таких низких значений влажности даже часто называют «измерителями точки росы». Например, именно для этой сферы выпускаются измерители серии Vaisala DRYCAP®.

Помимо сухих применений, важно отметить, что температура точки росы также является полезным параметром в системах кондиционирования и вентиляции, а также в применениях с высокой влажностью.

H2. Контроль температуры точки росы в чистых помещениях.

В отличие от относительной влажности, температура точки росы не зависит от температуры. Возьмем, к примеру, чистое помещение, где целевое значение контроля установлено на 40(±2)%RH при температуре 20(±1) °C. В этих условиях относительная влажность может не быть идеальным параметром контроля: поскольку RH зависит от температуры, практически невозможно осушать или увлажнять помещение, одновременно пытаясь поддерживать постоянную температуру. Решение заключается в том, чтобы вместо этого использовать в качестве параметра контроля температуру точки росы. Относительная влажность 40%RH при 20 °C соответствует температуре точки росы 6,0 °C. С узким диапазоном контроля точки росы может быть проще контролировать среду и экономить энергию.

Контроль температуры точки росы при использовании датчиков в условиях повышенной влажности.

Еще одним примером применения измерений температуры точки росы являются процессы с высокой влажностью, где конденсат, образующийся на датчике измерения, может сделать невозможным проведение замеров до тех пор, пока датчик не высохнет достаточно. Этого можно избежать, применяя комбинированные датчики температуры и влажности с интегрированным нагревателем, который поддерживает датчик влажности при повышенной температуре, чтобы предотвратить на нём образование конденсата. Это обеспечивает надежное и повторяющееся измерение температуры точки росы даже в среде с возможной конденсацией. Примером применения, где эта функция особенно полезна, являются топливные элементы PEM, где высокая влажность необходима для повышения эффективности и срока службы элемента.

Зависимость температуры точки росы от давления.

Как видно из графика, температура точки росы является функцией давления насыщенного пара. Расчет становится немного сложнее, когда мы учитываем давление окружающей среды, что важно, например, в приложениях со сжатым воздухом. Это известная проблема выпадения конденсата в компрессорных системах, для решения которой приходится применять различные способы – от осушителей и сливных клапанов, до сложных сепараторов. Хотя температура точки росы не зависит от температуры, она зависит от давления: чем выше давление, тем ниже температура точки росы. Практическим инструментом для полного учёта всех параметров, влияющих на значение температуры точки росы, являются специализированные калькуляторы влажности.

Переведено по заказу компании «Эко-Е», производителя профессиональных именительных приборов - https://eco-e.ru/

Источник: Joni Partanen, Product Engineer, https://www.eenewseurope.com/