blog

Kastepistelämpötila – mitä se tarkoittaa ja miten se voidaan laskea?

Pinnalle muodostuvia vesipisaroita
Joni Partanen
Joni Partanen
Tuoteinsinööri
Julkaistu: 23. Loka 2020
Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuuden mittaukset

Edellisen, suhteellista kosteutta (RH) käsittelevän kirjoituksemme jälkeen tarkastelemme nyt toiseksi yleisimmin käytettävää kosteusparametria – kastepistelämpötilaa. Kastepiste on lämpötila, johon ilma on jäähdytettävä, jotta se voidaan kyllästää vesihöyryllä. Tätä ilmiötä voidaan havainnollistaa helposti ajattelemalla suihkussa käyntiä. Jos suihkun kuumia ja kylmiä putkia ei ole eristetty, olet ehkä huomannut, että kylmän putken pinnalle muodostuu vesipisaroita. Mitä siinä oikein tapahtuu? 

Oletetaan, että kylpyhuoneen suhteellinen kosteus on 50 % ja lämpötila 21 °C. Kun avaat suihkun, kylmän veden virtaus alkaa laskea putken pintalämpötilaa ja jäähdyttää sen ympärillä olevaa ilmaa. Tietyssä lämpötilassa havaitaan, että alkaa tapahtua kondensaatiota. Putken pintalämpötila on siis laskenut pisteeseen, jossa sitä ympäröivä ilma ei enää pysty pitämään kosteutta kaasumaisena. On saavutettu kastepiste.

Dew point graph two

 

Miksi kastepistelämpötila on hyödyllinen suure?

Kastepistelämpötila on hyödyllinen suure monissa teollisissa kosteussovelluksissa. Sitä käytetään usein mitatessa kuivuutta esimerkiksi muovien kuivatuksessa ja paineilmakuivatuksessa, joissa suhteellinen kosteus on tyypillisesti alle 10 %RH. Tämäntyyppisiä matalan kosteuden mittalaitteita sanotaan alalla yleisesti kastepistemittareiksi. Nämä sovellukset ovat tyypillisiä käyttökohteita Vaisalan DRYCAP®-teknologialle.

On kuitenkin syytä muistaa, että kuivatussovellusten lisäksi kastepistelämpötila on hyödyllinen suure myös ilmanvaihto- ja ilmastointisovelluksissa sekä erittäin kosteissa olosuhteissa.

Kastepiste ei ole riippuvainen lämpötilasta, toisin kuin suhteellinen kosteus. Otetaan esimerkiksi puhdashuone, jossa ohjaustavoitteeksi asetetaan 40 (±2) %RH lämpötilan ollessa 20 (±1) °C. Tällaisissa olosuhteissa suhteellinen kosteus ei ehkä ole paras ohjausparametri lämpötilariippuvuutensa takia, jolloin kosteustasapainoa voi olla lähes mahdotonta hallita ja pitäen samalla lämpötilaa vakaana. Tämä ongelma voidaan ratkaista käyttämällä ohjausparametrina sen sijaan kastepistelämpötilaa. 40 %RH:n suhteellinen kosteus 20 °C:n lämpötilassa vastaa kastepistelämpötilaa 6,0 °C. Kastepistelämpötilaa ja lämpötilaa säätämällä saadaan myös suhteellinen kosteus pysymään vakaampana, jolla saavutetaan vakaammat olosuhteet ja samalla säästetään myös energiaa.

Toinen käyttötapaus ovat erittäin kosteat olosuhteet, joissa mittausanturin pinnalle tiivistyvä kosteus voi pilata mittauslukeman, kunnes anturi on kuivunut riittävästi. Tämä voidaan välttää käyttämällä esimerkiksi Vaisala HUMICAP® ‑kosteus- ja lämpötilamittapäätä HMP7, joka pitää kosteusanturin lämpötilan niin korkeana, ettei kondensaatiota tapahdu. Näin voidaan varmistaa luotettava ja toistettavissa oleva kastepistemittaus myös hyvin kosteissa ympäristöissä. Yksi esimerkki sovelluksesta, jossa tämä toiminnallisuus on erityisen hyödyllinen, ovat PEM-polttokennot, joissa korkea kosteus on välttämätöntä polttokennon tehokkuuden ja käyttöiän maksimoimiseksi.

Kuten edellisestä esimerkistä nähdään, kastepistelämpötila on kyllästyneen höyryn paineen funktio. Laskennasta tulee hiukan monimutkaisempi, kun otetaan huomioon ympäristön paine, mikä on tärkeää esimerkiksi paineilmasovelluksissa. Kastepiste ei ole riippuvainen lämpötilasta, paineesta sen sijaan kyllä: mitä korkeampi paine, sitä matalampi kastepistelämpötila. Vaisalan kosteuslaskin on käytännöllinen työkalu näiden suureiden laskemiseen.

Lisätietoja: kosteuslaskuri , ota meihin yhteyttä.

Kirjoita kommentti