เครื่องมือ

เครื่องคำนวณจุดน้ำค้าง · ตรวจสอบการควบแน่น

หาจุดน้ำค้างจากอุณหภูมิห้องและความชื้นสัมพัทธ์ เมื่อกรอกอุณหภูมิผิวของกระจกหน้าต่าง ผนัง หรือท่อน้ำเย็น ระบบจะบอกทันทีว่าเกิดการควบแน่นหรือไม่ และต้องลดความชื้นลงเหลือเท่าใดจึงจะป้องกันได้ ด้านล่างเลือกวัสดุและความหนาของฉนวนกันความร้อนเพื่อตรวจการควบแน่นที่ผิวฉนวน และคำนวณความหนาฉนวนขั้นต่ำที่ป้องกันได้

จุดน้ำค้างคืออะไร

ไอน้ำในอากาศเมื่ออุณหภูมิลดลง อากาศจะเก็บไว้ไม่ไหวอีกต่อไปและกลั่นเป็นหยดน้ำ อุณหภูมิที่เริ่มเกิดขึ้นนั้นคือจุดน้ำค้าง ที่อุณหภูมิเท่ากัน อากาศที่ชื้นกว่ามีจุดน้ำค้างสูงกว่า

ถ้าจุดน้ำค้างต่ำกว่า 0 °C จะเกิดน้ำแข็ง (น้ำค้างแข็ง) แทนหยดน้ำ จึงเรียกว่าจุดน้ำค้างแข็ง และคำนวณด้วยความดันไออิ่มตัวเหนือน้ำแข็ง

เงื่อนไขที่เกิดการควบแน่น

ถ้าอุณหภูมิของพื้นผิวที่อากาศในห้องสัมผัสเท่ากับหรือต่ำกว่าจุดน้ำค้างของอากาศนั้น จะเกิดน้ำเกาะที่ผิว (การควบแน่น) ตำแหน่งที่พบบ่อยคือกระจกหน้าต่างและมุมผนังภายนอกในฤดูหนาว และผิวนอกของท่อน้ำเย็นและท่อลมในฤดูร้อน ถ้าอุณหภูมิผิวสูงกว่าจุดน้ำค้างจะไม่เกิดการควบแน่น

ตัวอย่าง: หน้าต่างเกิดการควบแน่นในฤดูหนาว

อากาศในห้อง 20 °C ความชื้นสัมพัทธ์ 60% มีจุดน้ำค้างประมาณ 12.0 °C ถ้าข้างนอกหนาวทำให้ผิวกระจกด้านในเย็นลงเหลือ 10 °C ซึ่งต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ก็จะเกิดการควบแน่น

ถ้าจะป้องกันการควบแน่นที่หน้าต่างบานเดียวกัน ต้องลดความชื้นในห้องลงเหลือประมาณ 52.5% หรือต่ำกว่า หรือทำให้ผิวกระจกอุ่นกว่า 12.0 °C

วิธีลดการควบแน่น

ตารางจุดน้ำค้าง (อุณหภูมิ × ความชื้นสัมพัทธ์)

หน่วย °C ที่ความดันบรรยากาศระดับน้ำทะเล 101.325 kPa ค่าที่ต่ำกว่า 0 °C คือจุดน้ำค้างแข็ง (เหนือน้ำแข็ง) ถ้าอุณหภูมิผิวเท่ากับหรือต่ำกว่าค่านี้จะเกิดการควบแน่น

อุณหภูมิRH 30 %RH 40 %RH 50 %RH 60 %RH 70 %RH 80 %RH 90 %
10 °C−6.0−2.60.12.64.86.78.4
15 °C−2.11.54.77.39.611.613.4
18 °C0.24.27.410.112.514.516.3
20 °C1.96.09.312.014.416.418.3
22 °C3.67.811.113.916.318.420.3
24 °C5.49.612.915.818.220.322.3
26 °C7.111.414.817.620.122.324.2
28 °C8.813.216.619.522.024.226.2
30 °C10.514.918.421.423.926.228.2
35 °C14.819.423.026.128.731.033.1

คำถามที่พบบ่อย

คำนวณจุดน้ำค้างอย่างไร

หาความดันไออิ่มตัวจากอุณหภูมิ แล้วคูณด้วยความชื้นสัมพัทธ์เพื่อให้ได้ความดันย่อยของไอน้ำในอากาศขณะนั้น อุณหภูมิที่ทำให้ความดันไออิ่มตัวเท่ากับความดันย่อยนั้นคือจุดน้ำค้าง หน้านี้คำนวณโดยแก้สมการ Hyland-Wexler จาก ASHRAE Fundamentals 2017 บทที่ 1 ย้อนกลับ

ห้อง 20 °C ความชื้น 60% จุดน้ำค้างกี่องศา

ประมาณ 12.0 °C ถ้ากระจกหน้าต่างหรือผิวผนังเย็นลงถึงประมาณ 12 °C หรือต่ำกว่า จะเกิดการควบแน่น ที่ความชื้น 50% จุดน้ำค้างลดลงเหลือประมาณ 9.3 °C และที่ 40% เหลือประมาณ 6.0 °C

จะรู้ได้อย่างไรว่าท่อน้ำเย็นต้องหุ้มฉนวน

เปรียบเทียบอุณหภูมิผิวนอกของท่อกับจุดน้ำค้างของอากาศรอบข้าง ตัวอย่างเช่น อากาศ 26 °C และ 50% มีจุดน้ำค้างประมาณ 14.8 °C ท่อเปลือยที่มีน้ำเย็น 7 °C ไหลผ่านจึงเกิดน้ำเกาะ ให้เลือกความหนาฉนวนที่ทำให้ผิวนอกของฉนวนสูงกว่าจุดน้ำค้าง

จุดน้ำค้างกับการควบแน่นเกี่ยวข้องกันอย่างไร

เมื่ออากาศสัมผัสพื้นผิวที่เย็นกว่าจุดน้ำค้าง ไอน้ำจะกลั่นเป็นน้ำที่ตำแหน่งนั้น ถ้าอุณหภูมิผิวเท่ากับหรือต่ำกว่าจุดน้ำค้างจะเกิดการควบแน่น และถ้าสูงกว่าจะไม่เกิด ที่อุณหภูมิเท่ากัน ยิ่งชื้นมากจุดน้ำค้างยิ่งสูงและเกิดการควบแน่นได้ง่ายขึ้น (ที่ 20 °C ความชื้น 40% ประมาณ 6.0 °C และ 60% ประมาณ 12.0 °C)

กำหนดความหนาฉนวนท่อน้ำเย็นเพื่อป้องกันการควบแน่นอย่างไร

หาจุดน้ำค้างจากอุณหภูมิและความชื้นของห้อง แล้วหาฉนวนที่บางที่สุดซึ่งผิวนอกสูงกว่าจุดน้ำค้างตามค่าเผื่อ (โดยทั่วไป 1 K) ผิวจะอุ่นขึ้นเมื่อค่าการนำความร้อนต่ำลง ฉนวนหนาขึ้น และวัสดุหุ้มมีค่าการแผ่รังสีสูงขึ้น ในเครื่องคำนวณด้านบน เลือกวัสดุและความหนาฉนวนเพื่อดูอุณหภูมิผิว ผลตัดสิน และความหนาขั้นต่ำ (ปัดขึ้นเป็นความหนามาตรฐาน) ได้ในครั้งเดียว ส่วนตารางด้านบนครอบคลุม SGP 15A ถึง 100A โดยตรง

ทำไมวัสดุหุ้มอะลูมิเนียมจึงเสี่ยงต่อการควบแน่นมากกว่า

ผิวนอกของฉนวนรับความร้อนจากอากาศด้วยการพาความร้อน และจากผนังโดยรอบด้วยการแผ่รังสี อะลูมิเนียมมีค่าการแผ่รังสีต่ำประมาณ 0.05 จึงแทบไม่รับความร้อนจากรังสี สัมประสิทธิ์ที่ผิวนอกลดลง และผิวเย็นลงเข้าใกล้อุณหภูมิน้ำเย็น ตัวอย่างเช่น ท่อน้ำเย็น 50A (DN 50) ที่ 7 °C หุ้มใยแก้วหนา 25 mm อากาศในห้อง 30 °C ความชื้น 80% ถ้าผิวไม่ใช่โลหะ ผิวจะอยู่ที่ประมาณ 27.4 °C สูงกว่าจุดน้ำค้าง 26.2 °C แต่ถ้าหุ้มอะลูมิเนียมใหม่ ผิวจะลดเหลือประมาณ 24.8 °C และเกิดการควบแน่น

ควรตั้งค่าเผื่อสำหรับการตัดสินการควบแน่นเท่าใด

ผิวที่อยู่ที่จุดน้ำค้างหรือต่ำกว่าจะเกิดการควบแน่น เพื่อเผื่อความคลาดเคลื่อนในการติดตั้ง ความชื้นที่ผันผวน และสะพานความร้อนที่รอยต่อและที่แขวน ผู้ออกแบบมักให้ผิวสูงกว่าจุดน้ำค้าง 1 ถึง 2 K ขึ้นไป (เป็นแนวปฏิบัติ ไม่ใช่ค่าที่มาตรฐานกำหนด) เครื่องคำนวณตั้งค่าเริ่มต้นไว้ที่ 1 K และเปลี่ยนได้ที่ช่องค่าเผื่อความปลอดภัย ถ้าต่ำกว่าค่าเผื่อจะแสดงเป็นเสี่ยง

สมการและที่มา

เป็นสมการเดียวกับเอนจินของเครื่องคำนวณ T = t + 273.15 K, p = ความดันบรรยากาศหน่วย Pa

รายการสมการคำอธิบาย · ที่มา
ความดันไออิ่มตัว (เหนือน้ำ)ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln Tสมการ ASHRAE ที่ 6 (Hyland-Wexler) ช่วง 0.01 ถึง 200 °C
ความดันไออิ่มตัว (เหนือน้ำแข็ง)ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln Tสมการ ASHRAE ที่ 5 (Hyland-Wexler) ช่วง −100 ถึง 0.01 °C
ความดันย่อยของไอน้ำและอัตราส่วนความชื้นpw = RH/100 · pws(t), W = 0.621945 · pw / (p − pw)สมการ ASHRAE ที่ 20
จุดน้ำค้าง (จุดน้ำค้างแข็ง)pws(td) = pwแก้ฟังก์ชันผกผันของสมการที่ 5 และ 6 ด้วยวิธีนิวตันแบบวนซ้ำ ถ้า td ≤ 0.01 °C ใช้สมการเหนือน้ำแข็ง (จุดน้ำค้างแข็ง)
การตัดสินการควบแน่นและส่วนต่างควบแน่น ⇔ ts ≤ td, ส่วนต่าง = ts − tdเกิดการควบแน่นเมื่ออากาศที่สัมผัสผิวถึงจุดอิ่มตัว (นิยามเดียวกับการตรวจสอบการควบแน่นของเครื่องคำนวณ)
ความชื้นสัมพัทธ์ที่ผิวและความชื้นสัมพัทธ์สูงสุดRH_s = 100 · pw / pws(ts), RH_max = 100 · pws(ts) / pws(t)RH_max: ความชื้นสัมพัทธ์ที่ทำให้จุดน้ำค้างเท่ากับอุณหภูมิผิว ที่อุณหภูมิห้องเดียวกัน (นิยามเดียวกับการตรวจสอบการควบแน่นของเครื่องคำนวณ)

แหล่งอ้างอิง

การควบแน่นที่ผิวฉนวนและความหนาฉนวนท่อที่ป้องกันได้

การหุ้มฉนวนท่อน้ำเย็นไม่ช่วยอะไรถ้าผิวนอกยังอยู่ที่จุดน้ำค้างของอากาศรอบข้างหรือต่ำกว่า น้ำจะเกาะที่ผิวฉนวน (การควบแน่นที่ผิว) อุณหภูมิผิวถูกกำหนดที่จุดสมดุลระหว่างความสามารถของฉนวนในการต้านความร้อน (ค่าการนำความร้อน k ความหนา t) กับปริมาณความร้อนที่อากาศส่งให้ผิว (สัมประสิทธิ์รวมของการพาความร้อนและการแผ่รังสี h_se)

การคำนวณความหนาฉนวนทำโดยแก้สมการสมดุลนี้หาอุณหภูมิผิวฉนวน Ts แล้วเทียบกับจุดน้ำค้าง Td ถ้า Ts สูงกว่า Td จะไม่เกิดการควบแน่น และ Ts − Td คือส่วนต่างที่เป็นค่าเผื่อ เครื่องคำนวณด้านบนรองรับทั้งท่อ (ทรงกระบอก) และพื้นผิวเรียบ (ท่อลม อุปกรณ์) หาความหนาขั้นต่ำที่ป้องกันการควบแน่นด้วยวิธีแบ่งครึ่งช่วง แล้วปัดขึ้นเป็นความหนามาตรฐาน

วัสดุหุ้มภายนอกก็มีผลต่อผลลัพธ์ วัสดุหุ้มที่มีค่าการแผ่รังสีต่ำอย่างอะลูมิเนียมแทบไม่แลกเปลี่ยนความร้อนด้วยรังสีกับสิ่งแวดล้อม ผิวจึงเย็นกว่าและเสี่ยงต่อการควบแน่นมากกว่าที่ความหนาเท่ากัน ฉนวนยางอีลาสโตเมอร์มักใช้โดยไม่หุ้มวัสดุภายนอก และมีค่าการแผ่รังสีของผิวประมาณ 0.9

ความหนาฉนวนขั้นต่ำที่ป้องกันการควบแน่นของท่อน้ำเย็น (SGP 15A ถึง 100A)

ความหนาขั้นต่ำ (mm ปัดขึ้น) ที่ป้องกันการควบแน่นเมื่ออากาศในห้อง 30 °C ความชื้น 80% น้ำเย็น 7 °C อากาศนิ่งในอาคาร และค่าเผื่อ 1 K ค่าทั้งหมดคำนวณด้วยตัวคำนวณเดียวกับเครื่องคำนวณ ในทางปฏิบัติให้เลือกความหนามาตรฐานที่ถัดขึ้นไป (10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 75, 100 mm)

ขนาดระบุเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก mmใยแก้วยางอีลาสโตเมอร์PU แข็ง
ε 0.9ε 0.05ε 0.9ε 0.05ε 0.9ε 0.05
15A21.7184018401431
20A27.2194319431533
25A34204620461635
32A42.7215021491738
40A48.6225222511739
50A60.5235523551842
65A76.3245924591945
80A89.1256225621947
90A101.6266525641949
100A114.3266726672051

ε 0.9 คือผิวที่ไม่ใช่โลหะ (PVC, สี, ผ้าใบ, ยาง) ส่วน ε 0.05 คือฟอยล์อะลูมิเนียมใหม่ วัสดุหุ้มอะลูมิเนียมต้องใช้ฉนวนหนากว่ามากบนฉนวนชนิดเดียวกัน > 500 หมายถึงหนา 500 mm ก็ยังป้องกันไม่ได้

สมการ

การถ่ายเทความร้อนสภาวะคงตัวในรูปแบบ ISO 12241 ต่อท่อยาว 1 m หรือต่อพื้นที่พื้นผิวเรียบ 1 m²

รายการสมการคำอธิบาย · ที่มา
สมดุลความร้อน (อุณหภูมิผิว Ts)(Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_insแก้ Ts ด้วยวิธีแบ่งครึ่งช่วง สำหรับน้ำเย็น Tf < Ts < Ta
ความต้านทานความร้อน (ทรงกระบอก / พื้นผิวเรียบ)R_ins = ln(D2/D1) / (2πk), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. พื้นผิวเรียบ: R_ins = t/k, R_se = 1/h_seไม่คิดผนังท่อและฟิล์มด้านใน (ฝั่งปลอดภัย)
สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่ผิวนอกh_se = h_cv + h_rการพาความร้อน h_cv รวมกับการแผ่รังสี h_r
สัมประสิทธิ์การแผ่รังสีh_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta)σ = 5.670×10⁻⁸ W/m²K⁴ อุณหภูมิเป็น K ส่วน ε คือค่าการแผ่รังสีของผิววัสดุหุ้ม
การพาความร้อนธรรมชาติ (อากาศนิ่งในอาคาร)ท่อแนวนอน: 1.25 (ΔT/D2)^0.25 (D2³ΔT ≤ 10) นอกนั้น 1.21 ΔT^(1/3) ผิวเรียบแนวตั้ง (H = 1 m): 1.42 (ΔT/H)^0.25 นอกนั้น 1.31 ΔT^(1/3)ถ้ามีลม รวมกับการพาความร้อนแบบบังคับ (Churchill-Bernstein) ค่าสัมประสิทธิ์ยังไม่ได้ตรวจกับตัวมาตรฐาน ควรทบทวนก่อนนำไปใช้ออกแบบ
ค่าการนำความร้อนตามอุณหภูมิk = k10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2k10: ค่าที่อุณหภูมิเฉลี่ย 10 °C, a: ความชันตามอุณหภูมิ (ตารางด้านล่าง)
การตัดสินการควบแน่นควบแน่น ⇔ Ts ≤ Td, เสี่ยง ⇔ Ts − Td < ค่าเผื่อ, ปลอดภัย ⇔ Ts − Td ≥ ค่าเผื่อTd จากสมการจุดน้ำค้างด้านบน (ASHRAE 2017) ค่าเผื่อเริ่มต้น 1 K

ค่าการนำความร้อนทั่วไปของฉนวน (ค่าอ้างอิงสำหรับออกแบบ)

ค่าการนำความร้อน k10 ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 10 °C และความชันตามอุณหภูมิ a ค่าต่างกันตามผู้ผลิตและเกรด ให้กรอกทับด้วยค่าจากใบรับรองผลทดสอบของผลิตภัณฑ์

วัสดุฉนวนk10 W/m·Ka W/m·K²ชั้นกันไอสำหรับระบบเย็นที่มา
ใยแก้ว (แผ่น ท่อ)0.0340.00015ต้องมีแยกต่างหากKS L 9102 ใยแก้ว 24K ไม่เกิน 0.043 ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 70 °C
ใยหิน (แผ่น ท่อ)0.0340.00018ต้องมีแยกต่างหากใยหินประมาณ 0.045 ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 70 °C (ต่างกันตามผลิตภัณฑ์)
ยางอีลาสโตเมอร์โฟม (ฉนวนยางดำ NBR, EPDM)0.0340.0001เซลล์ปิด (ทากาวที่รอยต่อ)EN 14304: ไม่เกิน 0.033 ที่ 0 °C และประมาณ 0.036 ที่ 40 °C
โฟม PE (โพลิเอทิลีน)0.0360.00012เซลล์ปิด (ทากาวที่รอยต่อ)ข้อมูลผู้ผลิต 0.035 ถึง 0.040
โพลียูรีเทนแข็ง (PU, PIR)0.0250.0001เซลล์ปิด (ทากาวที่รอยต่อ)ค่าออกแบบหลังเสื่อมสภาพของ PU และ PIR แข็ง
ฟีนอลิกโฟม0.0240.00008เซลล์ปิด (ทากาวที่รอยต่อ)KS M 3808 ไม่เกิน 0.022 ค่าออกแบบหลังเสื่อมสภาพ
โพลีสไตรีนอัดรีด (XPS)0.0340.0001เซลล์ปิด (ทากาวที่รอยต่อ)EN 13164 ค่าที่ประกาศ 0.030 ถึง 0.036

ค่าการแผ่รังสีของผิววัสดุหุ้มภายนอก (ผิวเคลือบ)

วัสดุหุ้มภายนอกค่าการแผ่รังสี ε
ฟอยล์หรือแผ่นอะลูมิเนียม (ใหม่)0.05
อะลูมิเนียม (เกิดออกไซด์)0.13
เหล็กแผ่นชุบสังกะสี0.26
สเตนเลส0.15
PVC, สี, ผ้าใบ, ผิวยาง0.9

แก้ไขล่าสุด 2026-10-12