Jaký je vlhkostní rosný bod?
Jedním z parametrů počítaných při měření mikroklimatu je rosný bod (přesný název tohoto parametru je však „teplota rosného bodu“). Tento parametr dokážou vypočítat zejména termohygrometry eKogger model 20 (TN) a starší (tedy ty, které mají čidla teploty a relativní vlhkosti vzduchu). Co je tedy tento parametr, odkud pochází, co to znamená a jaký je jeho význam – na to se podíváme v tomto článku.
Co je to „teplota rosného bodu“. Fyzické vysvětlení parametru „na prstech“ a grafika.
V životě se často setkáváme s kondenzací vody nebo vypadáváním rosy ze vzduchu. Tento jev je snadno vidět ve vaně nebo sprše. Pokud nejsou teplé a studené trubky ve vaší sprše izolované, pak jste si možná všimli, že se na povrchu studené trubky neustále tvoří kapky vody. Tak co se tu děje?
Předpokládejme, že vzduch ve vaší koupelně má při teplotě 50°C relativní vlhkost 21 %. Když zapnete sprchu, proud studené vody začne snižovat povrchovou teplotu potrubí a ochlazovat vzduch kolem něj. Při určité teplotě můžeme zjistit, že začala kondenzace, to znamená, že povrchová teplota potrubí klesla natolik, že okolní vzduch již nedokáže udržet vlhkost v plynném stavu. Toto je teplota rosného bodu.
To znamená, že množství vody rozpuštěné ve vzduchu zůstává konstantní (hmotnostní nebo absolutní vlhkost, měřeno v g/m3), ale množství vody, které vzduch může pojmout v plynném stavu, klesá s klesající teplotou. To vše je dobře vidět na níže uvedeném grafu – jak teplota vzduchu klesá z našich výchozích 21°C, začíná se hodnota počáteční relativní vlhkosti postupně zvyšovat (při zachování stejných hodnot absolutní vlhkosti v g/m3). Výsledkem je, že při 10 °C relativní vlhkost dosáhne 100 % (červená křivka na grafu) a „extra“ vlhkost, kterou vzduch v plynném stavu nedokáže pojmout, kondenzuje a vypadává ve formě kapek rosy.
Hodnota parametru „teplota rosného bodu“ pro výrobu.
V praxi, v průmyslu a výrobě je měření „teploty rosného bodu“ třetím nejčastěji měřeným parametrem po teplotě a relativní vlhkosti.
Proč je teplota rosného bodu tak důležitým parametrem? Teplota rosného bodu je užitečný parametr v mnoha průmyslových vlhkostních aplikacích. Často se používá k měření suchosti v aplikacích, jako jsou plasty a sušení stlačeným vzduchem, kde je relativní vlhkost typicky nižší než 10 % RH. V průmyslu se přístroje pro měření takto nízkých hodnot vlhkosti dokonce často nazývají „měřiče rosného bodu“. Například měřiče řady Vaisala DRYCAP® jsou vyráběny speciálně pro tuto oblast.
Kromě suchých aplikací je důležité poznamenat, že teplota rosného bodu je také užitečným parametrem v klimatizačních a ventilačních systémech, stejně jako v aplikacích s vysokou vlhkostí.
H2. Sledování teploty rosného bodu v čistých prostorách.
Na rozdíl od relativní vlhkosti je teplota rosného bodu nezávislá na teplotě. Vezměme si například čistý prostor, kde je kontrolní cíl nastaven na 40(±2)%RH při 20(±1)°C. Za těchto podmínek nemusí být relativní vlhkost ideálním regulačním parametrem: protože RH je závislá na teplotě, je prakticky nemožné odvlhčit nebo odvlhčit místnost a zároveň se snažit udržet konstantní teplotu. Řešením je místo toho použít jako řídicí parametr teplotu rosného bodu. Relativní vlhkost 40 % RH při 20 °C odpovídá teplotě rosného bodu 6,0 °C. Díky úzkému rozsahu regulace rosného bodu může být snazší kontrolovat životní prostředí a šetřit energii.
Monitorování teploty rosného bodu při použití senzorů v podmínkách vysoké vlhkosti.
Dalším příkladem aplikace měření teploty rosného bodu je v procesech s vysokou vlhkostí, kde kondenzace tvořící se na měřicím senzoru může znemožnit měření, dokud není senzor dostatečně suchý. Tomu se lze vyhnout použitím kombinovaných snímačů teploty a vlhkosti s integrovaným ohřívačem, který udržuje snímač vlhkosti na zvýšené teplotě, aby se na něm netvořila kondenzace. To zajišťuje spolehlivé a opakovatelné měření teploty rosného bodu i v potenciálně kondenzujícím prostředí. Příkladem aplikace, kde je tato vlastnost obzvláště užitečná, jsou PEM palivové články, kde je vysoká vlhkost nezbytná pro zlepšení účinnosti a životnosti článků.
Závislost teploty rosného bodu na tlaku.
Jak je vidět z grafu, teplota rosného bodu je funkcí tlaku nasycených par. Výpočet se trochu zkomplikuje, když vezmeme v úvahu okolní tlak, který je důležitý například v aplikacích se stlačeným vzduchem. Jde o známý problém kondenzace v kompresorových systémech, pro který je nutné používat různé metody – od sušiček a vypouštěcích ventilů až po složité odlučovače. Přestože je teplota rosného bodu nezávislá na teplotě, je závislá na tlaku: čím vyšší je tlak, tím nižší je teplota rosného bodu. Praktickou pomůckou pro plné zohlednění všech parametrů ovlivňujících teplotu rosného bodu jsou specializované vlhkostní kalkulačky.
Přeloženo na objednávku společnosti Eco-E, výrobce profesionálních nominativních zařízení – https://eco-e.ru/
Zdroj: Joni Partanen, produktový inženýr, https://www.eenewseurope.com/
Líbil se vám materiál? Sdílejte na sociálních sítích:
Níže uvedený graf ukazuje maximální množství vodní páry ve vzduchu na hladině moře v závislosti na teplotě. Čím vyšší je teplota, tím vyšší je rovnovážný parciální tlak páry.
Teplota rosného bodu plyn (rosný bod) je hodnota teploty plynu, při které se vodní pára obsažená v izobaricky chlazeném plynu nasytí nad rovnou hladinou vody [1].
Rosný bod je teplota vzduchu, při které pára, kterou obsahuje, dosáhne stavu nasycení a začne kondenzovat v rosu.
Ve stavebnictví je podle SP 50.13330.2012 rosný bod teplota, při které se ve vzduchu s určitou teplotou a relativní vlhkostí začíná tvořit kondenzace [2].
Rosný bod je určen relativní vlhkostí vzduchu. Čím vyšší je relativní vlhkost, tím vyšší je rosný bod a tím blíže ke skutečné teplotě vzduchu. Čím nižší je relativní vlhkost, tím nižší je rosný bod než skutečná teplota. Pokud je relativní vlhkost 100 %, pak je rosný bod stejný jako skutečná teplota.
Při hodnotách rosného bodu nad 20 °C pociťuje většina lidí nepohodlí a vzduch se zdá dusný; nad 25 °C jsou ohroženi lidé se srdečními nebo respiračními chorobami – takové hodnoty jsou však extrémně vzácné i v tropických zemích [3].
Výpočtové vzorce [upravit | upravit kód]
Vzorec pro přibližný výpočet rosného bodu T p > ve stupních Celsia (pouze pro kladné teploty):
a = 17,27, b = 237,7 °C, γ ( T, RH ) = a T b + T + ln RH >+ln RH> , T – teplota ve stupních Celsia, RH – relativní vlhkost v objemových zlomcích (0 < RH < 1,0).
Vzorec má chybu ±0,4 °C v následujícím rozsahu hodnot:
Pro přibližný výpočet existuje jednodušší vzorec, který dává chybu ±1,0 °C při relativní vlhkosti v objemových zlomcích větších než 0,5:
Tento vzorec lze použít k výpočtu relativní vlhkosti ze známého rosného bodu:
Rosný bod a koroze [upravit | upravit kód]
Rosný bod vzduchu je nejdůležitějším parametrem antikorozní ochrany, indikuje vlhkost a možnost kondenzace.
Pokud je rosný bod vzduchu vyšší než teplota podkladu (podklad, obvykle kovový povrch), dojde na podkladu ke kondenzaci vlhkosti.
Barva nanesená na podklad s kondenzací nedosáhne správné přilnavosti, pokud nebudou použity barvy se speciálním složením (pokyny naleznete v technickém listu produktu nebo ve specifikaci barvy).
Důsledkem aplikace barvy na substrát s kondenzací bude tedy špatná přilnavost a tvorba defektů, jako je odlupování, puchýře atd., což vede k předčasné korozi a/nebo znečištění.
Stanovení rosného bodu [upravit | upravit kód]
Hodnoty rosného bodu ve °C pro řadu situací se určují pomocí psychrometru a speciálních tabulek. Nejprve zjistěte teplotu vzduchu, poté vlhkost, teplotu podkladu a pomocí tabulky rosného bodu určete teplotu, při které se nedoporučuje nanášet nátěry na povrch.
Pokud na psychrometru nenajdete svůj přesný údaj, pak najděte jeden indikátor, který je na obou stupnicích o jeden dílek vyšší – relativní vlhkost i teplota, a další indikátor odpovídajícím způsobem o dílek nižší a proložte mezi ně požadovanou hodnotu.
Norma ISO 8502-4 se používá ke stanovení relativní vlhkosti a rosného bodu ocelového povrchu připraveného k lakování.
Tabulka teplot [upravit | upravit kód]
Hodnoty rosného bodu ve stupních Celsia za různých podmínek jsou uvedeny v tabulce [4].
| Relativní vlhkost, % | Teplota suchého teploměru, °C | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,5 | 5 | 7,5 | 10 | 12,5 | 15 | 17,5 | 20 | 22,5 | 25 | ||
| 20 | -20 | -18 | -16 | -14 | -12 | -9,8 | -7,7 | -5,6 | -3,6 | -1,5 | -0,5 |
| 25 | -18 | -15 | -13 | -11 | -9,1 | -6,9 | -4,8 | -2,7 | -0,6 | 1,5 | 3,6 |
| 30 | -15 | -13 | -11 | -8,9 | -6,7 | -4,5 | -2,4 | -0,2 | 1,9 | 4,1 | 6,2 |
| 35 | -14 | -11 | -9,1 | -6,9 | -4,7 | -2,5 | -0,3 | 1,9 | 4,1 | 6,3 | 8,5 |
| 40 | -12 | -9,7 | -7,4 | -5,2 | -2,9 | -0,7 | 1,5 | 3,8 | 6,0 | 8,2 | 10,5 |
| 45 | -10 | -8,2 | -5,9 | -3,6 | -1,3 | 0,9 | 3,2 | 5,5 | 7,7 | 10,0 | 12,3 |
| 50 | -9,1 | -6,8 | -4,5 | -2,2 | 0,1 | 2,4 | 4,7 | 7,0 | 9,3 | 11,6 | 13,9 |
| 55 | -7,8 | -5,6 | -3,3 | -0,9 | 1,4 | 3,7 | 6,1 | 8,4 | 10,7 | 13,0 | 15,3 |
| 60 | -6,8 | -4,4 | -2,1 | 0,3 | 2,6 | 5,0 | 7,3 | 9,7 | 12,0 | 14,4 | 16,7 |
| 65 | -5,8 | -3,4 | -1,0 | 1,4 | 3,7 | 6,1 | 8,5 | 10,9 | 13,2 | 15,6 | 18,0 |
| 70 | -4,8 | -2,4 | 0,0 | 2,4 | 4,8 | 7,2 | 9,6 | 12,0 | 14,4 | 16,8 | 19,1 |
| 75 | -3,9 | -1,5 | 1,0 | 3,4 | 5,8 | 8,2 | 10,6 | 13,0 | 15,4 | 17,8 | 20,3 |
| 80 | -3,0 | -0,6 | 1,9 | 4,3 | 6,7 | 9,2 | 11,6 | 14,0 | 16,4 | 18,9 | 21,3 |
| 85 | -2,2 | 0,2 | 2,7 | 5,1 | 7,6 | 10,1 | 12,5 | 15,0 | 17,4 | 19,9 | 22,3 |
| 90 | -1,4 | 1,0 | 3,5 | 6,0 | 8,4 | 10,9 | 13,4 | 15,8 | 18,3 | 20,8 | 23,2 |
| 95 | -0,7 | 1,8 | 4,3 | 6,8 | 9,2 | 11,7 | 14,2 | 16,7 | 19,2 | 21,7 | 24,1 |
| 100 | 0,0 | 2,5 | 5,0 | 7,5 | 10,0 | 12,5 | 15,0 | 17,5 | 20,0 | 22,5 | 25,0 |
Komfortní řada[editovat | upravit kód]
Při vysokých hodnotách rosného bodu se člověk cítí nepříjemně. V kontinentálním klimatu způsobují podmínky s rosným bodem mezi 15 a 20 °C určité nepohodlí a vzduch s rosným bodem nad 21 °C je vnímán jako dusný. Nižší rosný bod, méně než 10 °C, koreluje s nižší okolní teplotou a tělo vyžaduje méně chlazení [ zdroj neuveden 4743 dní ].
| Rosný bod, °C | Lidské vnímání | Relativní vlhkost (při 32 °C), % |
|---|---|---|
| více 26 | extrémně vysoké vnímání, smrtící pro pacienty s astmatem | 65 и выше |
| 24-26 | extrémně nepohodlný stav | 62 |
| 21-23 | velmi vlhké a nepohodlné | 52-60 |
| 18-20 | pro většinu lidí nepříjemné | 44-52 |
| 16-17 | pohodlné pro většinu, ale cítí se na horní hranici vlhkosti | 37-46 |
| 13-15 | pohodlně | 38-41 |
| 10-12 | velmi pohodlný | 31-37 |
| méně než 10 | pro někoho trochu suché | 30 |
Pozorování rosného bodu [upravit | upravit kód]
Nejvyšší teplota rosného bodu byla 35 °C zaznamenaná v Jasku (Írán) dne 20. července 2012.
Viz také [upravit | upravit kód]
- Psychrometrický graf (Molierův diagram)
Poznámky [upravit | upravit kód]
- ↑ RMG 75-2004 „GSI. Měření obsahu vlhkosti látek. Termíny a definice“ (RMG 01.08.2015-75 vstupuje v platnost 2014)
- ↑ SP 50.13330.2012 „Tepelná ochrana budov“
- ↑John M. Wallace, Peter V. Hobbs. Vodní pára ve vzduchu // Atmospheric Sience. Úvodní průzkum.. – Druhé vydání. – Washington: Academic Press Elsevier, 2006. – S. 83. – 551 s. — ISBN 978-0-12-732951-2.
- ↑ ISO 8502-4 „Příprava ocelových povrchů před aplikací nátěrových hmot a příbuzných produktů. Testy pro hodnocení čistoty povrchu. Část 4: Pokyny pro posouzení pravděpodobnosti kondenzace před aplikací barvy“
Literatura [upravit | upravit kód]
- Burtsev S. I., Tsvetkov Yu. Vlhký vzduch. Složení a vlastnosti. – Petrohrad. : SPbGAHPT, 1998. – 146 s. — ISBN 5-89565-005-8.
- Jaký je rosný bod?
- NOAA Rosný bod
- Vzorec rosného bodu
- Výpočet rosného bodu
- Jak se liší rosný bod, tepelný index, reálná pocitová teplota
- Mraky
- Oblačnost
- Atmosférická viditelnost (rozsah viditelnosti)
- Tlak atmosféry
- Teplota vzduchu
- Inverze
- Teplo
- Chill
- Rozmrazte
- Mráz
- Hustota vzduchu
- Absolutní vlhkost vzduchu
- Relativní vlhkost
- Rosný bod
- Mlha
- Ledová mlha
- Beaufortova stupnice
- Směr větru
- Větrná růžice
- Střih větru
- Uklidnit
- Microburst
- Bouře
- Bouře (bouře)
- Fujita stupnice
- Vylepšená stupnice Fujita
- Tropické cyklónové váhy
- Saffir-Simpsonova stupnice hurikánů