Dew Point and RH ความเข้าใจและความแตกต่างของทั้งสอง

 

 

Dew point คือ อุณหภูมิที่อากาศจะต้องเย็นลงเพื่อให้อิ่มตัวโดยไม่เปลี่ยนความดัน การเปลี่ยนแปลงความดันจะส่งผลต่อความดันไอและอุณหภูมิที่เกิดความอิ่มตัว ดังนั้น อุณหภูมิจุดน้ำค้างจะถูกกำหนดโดยการรักษาความดันให้คงที่ การเปลี่ยนแปลงของแรงดันจะปรับเปลี่ยนอุณหภูมิ Dew Point เล็กน้อย อุณหภูมิที่ทำให้ไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศควบแน่นเป็นน้ำ ซึ่งหมายความว่าปริมาณของไอน้ำที่อยู่ในอากาศเปลี่ยนสถานะจากก๊าซเป็นของเหลว

Dew Point นั้นมีความสัมพันธ์กับค่าความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) กล่าวคือ ถ้าความชื้นสัมพัทธ์มากขึ้น ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิ Dew Point กับอุณหภูมิของอากาศปกติก็จะน้อยลง เมื่อความชื้นสัมพัทธ์มีค่าเท่ากับ 100% ก็แสดงว่าอุณหภูมิของอากาศมีค่าเดียวกับกับอุณหภูมิDew Point

Dew Point จะถูกใช้เมื่อคำนวณหาขนาดค่าของระบบทำความเย็นและระบบระบายอากาศเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการก่อตัวของหยดน้ำและน้ำแข็งบนพื้นผิวที่เย็น ในกรณีที่มีอากาศเย็นบริเวณเหนือพื้นผิวที่เย็น ดังนั้นแล้วอุณหภูมิของพื้นผิวที่เย็นจะต้องสูงกว่าค่าของอุณหภูมิ Dew Point เพื่อหลีกเลี่ยงการควบแน่นไม่ให้เกิดขึ้น

 

ผลกระทบของความดันในสภาวะ Dewpoint คืออะไร ?

เมื่อความดันของก๊าซเพิ่มขึ้น อุณหภูมิ Dewpoint ของก๊าซนั้นจะเพิ่มขึ้นด้วย  อากาศเพิ่มความดันขึ้น อุณหภูมิ Dew point ของอากาศก็เพิ่มขึ้นด้วย ในทางกลับกัน, แรงอัดก๊าซจะแผ่ขยายถึงความดันบรรยากาศ ทำให้ความดันบางส่วนลดลง ส่วนประกอบของก๊าซรวมถึงไอน้ำและอุณหภูมิ Dewpoint ของก๊าซที่ลดลง

ในทางกลับกัน อุณหภูมิ Dewpoint จะคล้ายกับความดันไออิ่มตัว, ซึ่งมันง่ายมากในการคำนวณผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความดันรวมกับความดันไออิ่มตัว ค่าความดันไออิ่มตัวสามารถคำนวณกลับไปยังอุณหภูมิ Dewpoint ได้เหมือนกัน ในการคำนวณสามารถดูได้จากคู่มือ การใช้ตารางหรือแสดงโดยโปรแกรมการคำนวณต่างๆ

ทำไมถึงต้องศึกษาถึงความสำคัญของ อุณหภูมิ Dewpoint ในระบบอัดอากาศ

ความสำคัญของอุณหภูมิ Dewpoint ในระบบอัดอากาศที่เกิดขึ้นแสดงถึงอากาศที่ใช้สำหรับตัวอย่างที่ไม่วิกฤตินัก (อุปกรณ์นิวเมตริกสำหรับระบบอัดอากาศชนิดมือถือ, ระบบเติมลมยาง) ในบางกรณีอุณหภูมิ Dewpoint คือสิ่งสำคัญอย่างหนึ่ง เพราะท่อนำอากาศด้านนอกอาจเย็นถึงอุณหภูมิที่จุดเยือกแข็ง เมื่ออุณหภูมิ Dewpoint สูงจะทำให้ภายในท่อมีน้ำแข็งเกาะและเกิดการอุดตันขึ้นภายในท่อ

โรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่นั้นระบบอัดอากาศที่ใช้ในขบวนการผลิตที่หลากหลายของอุปกรณ์, ขบวนการที่มีความไวจากของเหลวบางอย่าง (เช่น การพ่นสีสเปรย์) ระบบอัดอากาศที่ใช้นั้นอาจจะมีคุณสมบัติที่แห้งเป็นพิเศษ. ท้ายสุดในทางการแพทย์และเภสัชกรรม เป็นขบวนการรักษาไอน้ำและก๊าซอื่นๆ ที่อาจจะเกิดการปนเปื้อน, เพื่อให้เกิดการบริสุทธิ์ในระดับสูงสุด

ช่วงของอุณหภูมิ Dewpoint ที่พบในระบบอัดอากาศ

ช่วงของอุณหภูมิ Dewpoint ในระบบอัดอากาศจะอยู่ต่ำกว่าอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมลงมาถึง -112F (-80C) หรือมากว่า ระบบอัดอากาศที่ไม่มีระบบไล่ความชื้น จะเกิดน้ำควบแน่นขึ้นที่อุณหภูมิปกติ

ระบบไล่ความชื้นในอากาศอัด ชนิดที่เป็นเครื่องทำความเย็นและเป่าลมผ่านจะลดความชื้นจนทำให้อากาศอัดมีอุณหถูมิ Dewpoint ที่ 5 C หากยังไม่แห้งพอ เราสามารถให้อากาศอัดไหลผ่านสารดูดความชื้น ก็จะช่วยลดความชื้นของอากาศอัดลงไปจนได้อุณหภูมิ Dewpoint ถึง -40 C

 

ความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity - RH) หมายถึง อัตราส่วนของปริมาณไอน้ำที่มีในอากาศ ณ ขณะนั้นเทียบกับปริมาณไอน้ำที่อากาศจะรองรับได้ หากระดับไอน้ำ ณ ขณะนั้นมากเกินกว่าความสามารถของอากาศจะรองรับได้ (>100%) ไอน้ำจะควบแน่น (Condensation) และกลายเป็นหยดน้ำในที่สุด

ความสำคัญของความชื้นสัมพัทธ์ มนุษย์มีความไวต่อความชื้น เป็นอย่างมากเนื่องจากผิวหนังต้องอาศัยอากาศเพื่อกำจัดความร้อน กระบวนการทำงานของเหงื่อคือร่างกายพยายามทำให้เย็นและรักษาอุณหภูมิปรกติไว้ ดังนั้นหากอากาศมีHumidity 100% RH เหงื่อจะไม่สามารถระเหยไปในอากาศ (เนื่องจากอากาศอิ่มตัว 100% RH ) เป็นผลให้เรารู้สึกร้อนกว่าอุณหภูมิจริงเมื่อHumidityสูง หากHumidityต่ำเราจะรู้สึกเย็นกว่าอุณหภูมิจริงเพราะเหงื่อของเราระเหยได้ง่ายทำให้อุณหภูมิร่างกายเราเย็นลง

 กล่าวโดยย่อคือเราใช้ความชื้นสัมพัทธ์เพื่อวัดHumidity เราไม่ได้สังเกตปริมาณHumidityที่แน่นอนในอากาศ g/m3 แต่เราสังเกตว่าอัตราที่เหงื่อของเราระเหยไป ดังนั้นการวัดที่ซับซ้อนจึงไม่จำเป็น นอกจากนี้ยังส่งผลต่อเราแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ หากอากาศร้อนจริงๆ Humidityจำนวนมากจะทำให้เหงื่อของเราระเหยออกไป นั่นเป็นเหตุผลที่เรารู้สึกเหนียวเหนอะหนะในวันที่อากาศร้อนและชื้น อย่างไรก็ตามหากHumidityลดลงในวันที่อากาศร้อนจะไม่มีน้ำมากบนผิวของเราและเราจะไม่ได้รับผลกระทบมากนัก

โดยปกติ อากาศที่อุณหภูมิสูงกว่าจะสามารถมีแรงดันไอน้ำและความสามารถในการรับปริมาณไอน้ำได้มากกว่าอากาศที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า โดยเหตุนี้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะมีผลโดยตรงต่อแรงดันไอน้ำ และเมื่ออุณหภูมิลดลงจนทำให้ไอน้ำเกิดการอิ่มตัว (Saturation) และเกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำ ก็คือ จุดน้ำค้าง หรือเรียกว่า Dewpoint

ความชื้นสัมพัทธ์จะอธิบายว่าอากาศอยู่ห่างจากความอิ่มตัวเท่าใด เป็นคำที่มีประโยชน์ในการแสดงปริมาณไอน้ำเมื่อพูดถึงปริมาณและอัตราการระเหย ความชื้นสัมพัทธ์มักระบุไว้ในรายงานสภาพอากาศ เนื่องจากเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของอัตราความชื้นและการสูญเสียความร้อนของพืชและสัตว์ วิธีหนึ่งในการเข้าใกล้ความอิ่มตัว ซึ่งเป็นความชื้นสัมพัทธ์ 100% คือการทำให้อากาศเย็นลง ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ที่จะรู้ว่าต้องระบายความร้อนด้วยอากาศมากแค่ไหนถึงจะอิ่มตัว

 

เมื่อ Dew Point เท่ากับอุณหภูมิของอากาศ อากาศจะอิ่มตัวและความชื้นสัมพัทธ์จะเท่ากับ 100% อุณหภูมิ Dew Point ไม่ได้บอกเราเกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลของน้ำในบรรยากาศหรือว่าอากาศอยู่ใกล้ความชื้นสัมพัทธ์ 100% มากน้อยเพียงใด หากต้องการทราบว่าอากาศเข้าใกล้ความอิ่มตัวแค่ไหน เราต้องรู้จุด Dew Point และ อุณหภูมิของอากาศ ยิ่ง Dew Point อยู่ใกล้กับอุณหภูมิของอากาศ อากาศก็จะยิ่งเข้าใกล้ความอิ่มตัวมากขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิ อุณหภูมิDew Point และความชื้นสัมพัทธ์(RH) สัมพันธ์กัน

การวัดความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันเครื่องวัดHumidityมีราคาถูกและมีความแม่นยำสูงทำให้การตรวจวัดปริมาณมอยเจอร์และอุณหภูมิเป็นเรื่องที่ง่ายไม่ยุ่งยาก การเลือกเครื่องวัดเป็นสิ่งสำคัญโดยมีการเลือกซื้อให้เหมาะสมกับการใช้งานได้แก่ความเหมาะสม ความแม่นยำ และ การวัดความชื้น อุปกรณ์ที่ใช้ในการวัด และควบคุมความชื้น psychrometer หรือไฮโกรมิเตอร์ และ humidistat เป็นสวิตช์ความชื้นเรียกมักจะใช้ในการควบคุมการลดความชื้นในอากาศ ความชื้นของโลกสามารถวัดได้โดยใช้ดาวเทียมอยู่ระยะไกล ดาวเทียมเหล่านี้สามารถที่จะตรวจสอบปริมาณน้ำใน troposphere ที่ระดับความสูงระหว่าง 4 และ 12 กิโลเมตร ดาวเทียมสามารถวัดไอน้ำโดยใช้เซ็นเซอร์ที่มีความไวต่อรังสีอินฟราเรด ซึ่งมีความสำคัญในการตรวจสอบสภาพภูมิอากาศ เช่น การก่อตัวของพายุ และใช้ในการพยากรณ์อากาศได้อีกด้วย

ผลกระทบของความชื้น

-          สัตว์และพืช ความชื้นเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดแหล่งที่อยู่อาศัย และปัจจัยที่ใช้ในการเจริญเติบโตของพืช และสัตว์ ร่างกายของมนุษย์มีการกระจายความร้อนออกจากร่างกายผ่านทางเหงื่อ การพาความร้อนของอากาศโดยรอบ และการแผ่รังสีความร้อนเป็นกระบวนหลักที่ร่างกายใช้ระบายความร้อนออกนอกร่างกาย ถ้าความชื้นสูงอัตราการระเหยของเหงื่อจากผิวหนังจะลดลง นอกจากนี้ถ้าบรรยากาศโดยรอบมีความชื้นสูง เลือดภายในร่างกายไม่สามารถระบายความร้อนออกได้ ทำให้ความเหนื่อยล้าของร่างกายเกิดขึ้นเร็ว อาจทำให้เกิดภาวะไข้ได้

-          ความสะดวกสบายของมนุษย์มนุษย์มีความไวต่ออากาศชื้น เพราะร่างกายมนุษย์ใช้การระเหยของน้ำ เปรียบเสมือนการหล่อเย็น เป็นกลไกหลักในการควบคุมอุณหภูมิ บางครั้งมนุษย์จะหายใจลำบากในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง เครื่องปรับอากาศจะช่วยในการลดความรู้สึกไม่สบายตัวในช่วงฤดูร้อน แต่ก็ไม่เพียงพอ อาจต้องมีการใช้งานร่วมกับเครื่องลดความชื้นเพื่อควบคุมความชื้นให้เหมาะสม นอกจากนี้ในสภาวะที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 30% จะทำให้รู้สึกไม่สบายตัว เช่น ผิวแห้ง และกระหายน้ำ เป็นต้น

-          อิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะได้รับผลกระทำจากความชื้น ถ้าความชื้นต่ำเกินไปอาจทำให้วัสดุเปราะและอันตราย วงจรภายในของอุปกรณ์อาจเกิดการลัดวงจรอาจก่อให้เกิดความเสียหายถาวรที่สำคัญหากอุปกรณ์เปิดอยู่ก่อนจากที่ไอน้ำเกิดการควบแน่นจับตัวภายในวงจร

-          การก่อสร้างอาคารการออกแบบอาคารแบบดั้งเดิมมักจะมีฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดี และความชื้นสามารถไหลผ่านได้จึงกระตุ้นให้เกิดเชื้อราภายในอาคารได้ สำหรับโครงสร้างต่างๆ ของอาคารที่ทำด้วยโลหะก็อาจเกิดสนิมได้เนื่องจากความชื้นในอากาศถ้าไม่ได้การดูแล และป้องกันอย่างเอาใจใส่

ความชื้นที่เหมาะสมกับร่างกายมนุษย์

โดยทั่วไปปกติอุณหภูมิค่าเฉลี่ยภายในร่างกายมนุษย์ มีค่าประมาณ 37 องศาเซลเซียส แล้วความชื้นในอากาศที่เหมาะสมกับร่างกายมนุษย์ล่ะเท่าไร? ความชื้นสัมพันธ์ที่มนุษย์รู้สึกสบายมีค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 40 % RH – 60 % RH เมื่ออยู่ในอุณหภูมิที่ 18-25 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่ต่ำกว่า 18 องศาเซลเซียส มนุษย์จะรู้สึกไม่สบายตัว อากาศจะเย็นลงและหนาว เมื่อความชื้นสัมพันธ์มีค่ามากกว่า 60 % RH ความชื้นที่มากขึ้นจะทำให้อากาศในห้องเกิดไอน้ำ,เกิดคราบน้ำหรือละอองน้ำจำนวนมากเกาะอยู่ตามกระจกและหน้าต่าง ซึ่งส่งผลให้วัสดุที่เป็นผ้า พรม เฟอร์นิเจอร์ มีความชื้นสะสม ก่อให้เกิด เชื้อรา และแบคทีเรีย อาจจะทำให้เครื่องใช้ต่างๆภายใน เสียหาย และเกิดปัญหาทางสุขภาพได้ หากความชื้นสัมพันธ์ที่ต่ำกว่า 40 % RH อากาศที่แห้งเกินไป มนุษย์เราจะเริ่มรู้สึกหายใจไม่สะดวก อึดอัดและจมูกแห้ง เช่น ห้องปรับอากาศที่มีความชื้นอากาศที่แห้งมากไป

ดังนั้นค่าอุณหภูมิเฉลี่ยในประมาณ 25 องศาเซลเซียส มนุษย์ส่วนใหญ่จะรู้สึกสบาย ค่าความชื้นสัมพันธ์ควรจะอยู่ที่ 40 % RH ถึง 60 % RH ภายในห้องทำงานหรือที่พักอาศัยเหมาะสมกับมนุษย์นั่นเอง

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Https://www.kgun9.com/weather/the-difference-between-dew-point-and-humidity

Https://www.quora.com/What-is-the-importance-of-dew-points

Https://www.vaisala.com/en/blog/2019-09/what-dew-point-and-how-measure-it