Çiğ noktası hesaplama ve yoğuşma kontrolü
Oda sıcaklığı ve bağıl nemden çiğ noktasını bulur. Pencere camı, duvar veya soğuk su borusunun yüzey sıcaklığını girerseniz yoğuşma olup olmadığını ve önlemek için nemin ne kadar düşürülmesi gerektiğini hemen gösterir. Aşağıdan yalıtım malzemesini ve kalınlığını seçerseniz yalıtım yüzeyinde yoğuşma olup olmadığını ve yoğuşmayı önleyen asgari yalıtım kalınlığını da hesaplar.
Çiğ noktası nedir
Havadaki su buharı sıcaklık düştükçe tamamı havada tutulamaz ve su damlacıkları olarak ayrılır. Bu sıcaklık çiğ noktasıdır. Aynı sıcaklıkta nem ne kadar yüksekse çiğ noktası da o kadar yüksektir.
Çiğ noktası 0 °C'nin altındaysa su yerine buz (kırağı) oluşur; buna kırağı noktası denir ve buz üzerindeki doyma buhar basıncıyla hesaplanır.
Yoğuşma ne zaman oluşur
Oda havasının temas ettiği yüzeyin sıcaklığı o havanın çiğ noktasına eşit veya altındaysa yüzeyde su toplanır (yoğuşma). Kışın pencere camı ve dış duvar köşeleri, yazın soğuk su boruları ve kanal yüzeyleri bu duruma sık rastlanan yerlerdir. Yüzey sıcaklığı çiğ noktasından yüksekse yoğuşma olmaz.
Örnek: kışın pencere yoğuşması
20 °C ve %60 bağıl nemli oda havasının çiğ noktası yaklaşık 12,0 °C'dir. Dışarısı soğuk olduğu için camın iç yüzü 10 °C ise çiğ noktasının altında olduğundan yoğuşma oluşur.
Aynı pencerede yoğuşmayı önlemek için oda nemini yaklaşık %52,5'e veya altına düşürmek ya da cam yüzeyini 12,0 °C'den sıcak tutmak gerekir.
Yoğuşma nasıl azaltılır
- Havalandırma: yemek, duş ve çamaşır kurutmadan çıkan nemi dışarı atarak oda nemini düşürün.
- Nem kontrolü: kışın nemlendiriciyi gereğinden fazla çalıştırmayın, gerekirse nem alın.
- Yüzeyleri sıcak tutma: çift cam veya düşük emisyonlu cam, ek yalıtım ve perde arkasında hava dolaşımı. Soğuk su borularının dış yüzeyini yalıtımla çiğ noktasının üstünde tutun.
Çiğ noktası tablosu (sıcaklık × bağıl nem)
Değerler °C cinsindendir, deniz seviyesi basıncı 101,325 kPa. 0 °C'nin altındaki değerler kırağı noktalarıdır (buz esaslı). Yüzey bu değerde veya altındaysa yoğuşma olur.
| Sıcaklık | RH 30 % | RH 40 % | RH 50 % | RH 60 % | RH 70 % | RH 80 % | RH 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6.0 | −2.6 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15 °C | −2.1 | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 18 °C | 0.2 | 4.2 | 7.4 | 10.1 | 12.5 | 14.5 | 16.3 |
| 20 °C | 1.9 | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22 °C | 3.6 | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 24 °C | 5.4 | 9.6 | 12.9 | 15.8 | 18.2 | 20.3 | 22.3 |
| 26 °C | 7.1 | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28 °C | 8.8 | 13.2 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30 °C | 10.5 | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 35 °C | 14.8 | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
Sık sorulan sorular
Çiğ noktası nasıl hesaplanır?
Hava sıcaklığındaki doyma buhar basıncı bulunur, bağıl nemle çarpılarak havanın gerçek su buharı kısmi basıncı elde edilir, sonra doyma basıncının buna eşit olduğu sıcaklık aranır. Bu sayfa, ASHRAE Fundamentals 2017, 1. bölümdeki Hyland-Wexler denklemlerini tersine çözerek hesaplar.
Odada 20 °C ve %60 bağıl nemde çiğ noktası kaçtır?
Yaklaşık 12,0 °C. Pencere camı veya duvar yüzeyi yaklaşık 12 °C'ye ve altına soğursa yoğuşma olur. %50 bağıl nemde yaklaşık 9,3 °C'ye, %40'ta yaklaşık 6,0 °C'ye düşer.
Soğuk su borusunun yalıtıma ihtiyacı olup olmadığını nasıl anlarım?
Borunun dış yüzey sıcaklığı çevre havanın çiğ noktasıyla karşılaştırılır. Örneğin 26 °C ve %50 havanın çiğ noktası yaklaşık 14,8 °C'dir; bu yüzden içinden 7 °C su geçen yalıtımsız boruda yoğuşma olur. Yalıtımın dış yüzü çiğ noktasının üstünde kalacak kalınlık seçilir.
Çiğ noktası ile yoğuşma nasıl ilişkilidir?
Hava, çiğ noktasından soğuk bir yüzeye değdiğinde su buharı orada suya dönüşür. Yüzey sıcaklığı çiğ noktasına eşit veya altındaysa yoğuşma olur; üstündeyse olmaz. Aynı sıcaklıkta nem yükseldikçe çiğ noktası da yükselir ve yoğuşma kolaylaşır (20 °C'de %40 bağıl nemde yaklaşık 6,0 °C, %60'ta yaklaşık 12,0 °C).
Soğuk su borusunda yoğuşmayı önleyen yalıtım kalınlığı nasıl belirlenir?
Oda sıcaklığı ve nemden çiğ noktası bulunur, sonra yalıtımın dış yüzeyinin çiğ noktasının bir pay (genellikle 1 K) kadar üstünde kaldığı en ince kalınlık aranır. Isıl iletkenlik düştükçe, kalınlık arttıkça ve kaplama yayıcılığı yükseldikçe yüzey ısınır. Yukarıdaki hesaplayıcıda yalıtım malzemesini ve kalınlığı seçerseniz yüzey sıcaklığını, yoğuşma kararını ve yoğuşmayı önleyen asgari kalınlığı (standart kalınlığa yuvarlanmış) tek seferde görebilirsiniz; yukarıdaki tabloda SGP 15A-100A için değerler doğrudan bulunur.
Alüminyum kaplama neden yoğuşma açısından elverişsizdir?
Yalıtımın dış yüzeyi havadan taşınımla, çevre duvarlardan ışınımla ısı alır. Alüminyumun yayıcılığı yaklaşık 0,05 gibi düşüktür; ışınımla neredeyse hiç ısı almaz, dış yüzey ısı transfer katsayısı küçülür ve yüzey soğuk su tarafına doğru daha da soğur. Örneğin 50A (DN 50), 7 °C soğuk su borusunda 25 mm cam yünü ve 30 °C, %80 oda havasında metal olmayan kaplamayla yüzey yaklaşık 27,4 °C olur ve 26,2 °C çiğ noktasının üstünde kalır; yeni alüminyum kaplamayla yaklaşık 24,8 °C'ye düşer ve yoğuşma olur.
Yoğuşma kararında güvenlik payı (marj) ne kadar alınmalı?
Yüzey sıcaklığı çiğ noktasına eşit veya altındaysa yoğuşma olur. Yine de uygulama hataları, nem değişimleri ile birleşim yerleri ve askılardaki ısı köprüleri düşünülerek yüzeyin çiğ noktasından 1 ile 2 K veya daha yüksek tasarlanması tasarım pratiğidir (standartla belirlenmiş bir değer değildir). Hesaplayıcının varsayılan payı 1 K'dir ve “Güvenlik payı” alanından değiştirilebilir. Pay sağlanmazsa “Riskli” gösterilir.
Denklemler ve kaynaklar
Hesaplayıcı motoruyla aynı denklemlerdir. T = t + 273,15 K, p = basınç (Pa).
| Öğe | Denklem | Açıklama · dayanak |
|---|---|---|
| Doyma buhar basıncı (su) | ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln T | ASHRAE Denk. 6 (Hyland-Wexler), 0,01 ile 200 °C |
| Doyma buhar basıncı (buz) | ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln T | ASHRAE Denk. 5 (Hyland-Wexler), −100 ile 0,01 °C |
| Su buharı kısmi basıncı ve özgül nem | pw = BN/100 · pws(t), w = 0,621945 · pw / (p − pw) | ASHRAE Denk. 20 |
| Çiğ noktası (kırağı noktası) | pws(td) = pw | Denk. 5 ve 6'nın tersi, Newton iterasyonuyla; td ≤ 0,01 °C ise buz denklemi (kırağı noktası) |
| Yoğuşma kontrolü ve fark | yoğuşma ⇔ ys ≤ td, fark = ys − td | Yüzeye değen hava doymaya ulaşırsa yoğuşma olur (hesaplayıcının yoğuşma kontrolüyle aynı tanım) |
| Yüzey bağıl nemi ve en yüksek bağıl nem | BN_y = 100 · pw / pws(ys), BN_maks = 100 · pws(ys) / pws(t) | BN_maks: aynı oda sıcaklığında çiğ noktasının yüzey sıcaklığına eşit olduğu bağıl nem (hesaplayıcının yoğuşma kontrolüyle aynı tanım) |
Kaynaklar
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), 1. bölüm Psychrometrics: Denk. 5 ve 6 doyma buhar basıncı, Denk. 20 özgül nem
- Hyland, R. W. and Wexler, A. (1983), Formulations for the thermodynamic properties of the saturated phases of H2O from 173.15 K to 473.15 K, ASHRAE Transactions 89(2A)
Yalıtım yüzeyi yoğuşma kontrolü ve borularda yoğuşmayı önleyen yalıtım kalınlığı
Soğuk su borusunu yalıtsanız bile dış yüzey sıcaklığı çevre havasının çiğ noktasının altında veya eşit kalırsa yalıtımın üzerinde su birikir (yalıtım yüzeyi yoğuşması). Yüzey sıcaklığı, yalıtımın ne kadar ısı yalıttığı (ısıl iletkenlik k, kalınlık t) ile dış havanın yüzeye ne kadar ısı aktardığı (taşınım ve ışınımı birlikte içeren ısı transfer katsayısı h_se) arasındaki dengede belirlenir.
Yalıtım kalınlığını hesaplamak için bu denge denkleminden yalıtım yüzey sıcaklığı Ts bulunur ve çiğ noktası Td ile karşılaştırılır. Ts, Td'den yüksekse yoğuşma yoktur; Ts − Td fark (güvenlik payı) olarak alınır. Yukarıdaki hesaplayıcı boruyu (silindir) ve düz yüzeyi (kanal, ekipman) destekler; yoğuşmayı önleyen asgari kalınlığı ikiye bölme yöntemiyle bulup standart kalınlığa yuvarlar.
Kaplama da sonucu değiştirir. Alüminyum gibi yayıcılığı düşük bir kaplama çevresiyle neredeyse hiç ışınımla ısı alışverişi yapmaz, bu yüzden yüzey daha soğuk kalır ve aynı kalınlıkta yoğuşma açısından elverişsizdir. Elastomerik yalıtım çoğu zaman kaplamasız kullanılır ve yüzey yayıcılığı yaklaşık 0,9'dur.
Soğuk su borusunda yoğuşmayı önleyen asgari yalıtım kalınlığı (SGP 15A-100A)
Oda havası 30 °C ve bağıl nem %80, soğuk su 7 °C, iç ortamda durgun hava ve 1 K güvenlik payında yoğuşmayı önleyen asgari kalınlıktır (mm, yukarı yuvarlanmış). Değerler hesaplayıcıyla aynı motorla üretilmiştir. Uygulamada bu değerin üstündeki standart kalınlığı (10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 75, 100 mm) seçin.
| Anma çapı | Dış çap mm | Cam yünü | Elastomerik | Sert PU | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ||
| 15A | 21.7 | 18 | 40 | 18 | 40 | 14 | 31 |
| 20A | 27.2 | 19 | 43 | 19 | 43 | 15 | 33 |
| 25A | 34 | 20 | 46 | 20 | 46 | 16 | 35 |
| 32A | 42.7 | 21 | 50 | 21 | 49 | 17 | 38 |
| 40A | 48.6 | 22 | 52 | 22 | 51 | 17 | 39 |
| 50A | 60.5 | 23 | 55 | 23 | 55 | 18 | 42 |
| 65A | 76.3 | 24 | 59 | 24 | 59 | 19 | 45 |
| 80A | 89.1 | 25 | 62 | 25 | 62 | 19 | 47 |
| 90A | 101.6 | 26 | 65 | 25 | 64 | 19 | 49 |
| 100A | 114.3 | 26 | 67 | 26 | 67 | 20 | 51 |
ε 0,9 PVC, boya, kanvas, kauçuk gibi metal olmayan kaplamalar, ε 0,05 yeni alüminyum folyodur. Alüminyum kaplama, aynı yalıtımda yoğuşmayı önlemek için çok daha kalın yalıtım gerektirir. > 500, 500 mm ile bile önlenemediği anlamına gelir.
Denklemler
ISO 12241 biçiminde daimi rejim ısı transferi. Borunun 1 m uzunluğu, düz yüzeyin 1 m² alanı başınadır.
| Öğe | Denklem | Açıklama · dayanak |
|---|---|---|
| Isı dengesi (yüzey sıcaklığı Ts) | (Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_ins | Ts ikiye bölme yöntemiyle çözülür; soğuk su için Tf < Ts < Ta |
| Isıl dirençler (silindir / düz yüzey) | R_ins = ln(D2/D1) / (2πk), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. Düz yüzey: R_ins = t/k, R_se = 1/h_se | Boru cidarı ve iç taraftaki film direnci ihmal edilir (güvenli taraf) |
| Dış yüzey ısı transfer katsayısı | h_se = h_cv + h_r | Taşınım h_cv ile ışınım h_r toplamı |
| Işınım ısı transfer katsayısı | h_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta) | σ = 5,670×10⁻⁸ W/m²K⁴, sıcaklıklar K cinsinden. ε kaplamanın yüzey yayıcılığıdır |
| Doğal taşınım (iç ortamda durgun hava) | Yatay boru: 1,25 (ΔT/D2)^0,25 (D2³ΔT ≤ 10), aksi halde 1,21 ΔT^(1/3). Düşey düz yüzey (H = 1 m): 1,42 (ΔT/H)^0,25, aksi halde 1,31 ΔT^(1/3) | Rüzgâr varsa zorlanmış taşınımla (Churchill-Bernstein) birleştirilir. Katsayılar standart metninden doğrulanmadı; tasarımda kullanmadan önce gözden geçirin |
| Isıl iletkenliğin sıcaklıkla değişimi | k = k10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2 | k10: 10 °C ortalama sıcaklıktaki değer, a: sıcaklık eğimi (aşağıdaki tablo) |
| Yoğuşma kararı | yoğuşma ⇔ Ts ≤ Td, riskli ⇔ Ts − Td < pay, güvenli ⇔ Ts − Td ≥ pay | Td, yukarıdaki çiğ noktası denklemlerinden bulunur (ASHRAE 2017). Varsayılan pay 1 K |
Yalıtım malzemelerinin tipik ısıl iletkenliği (tasarım referans değerleri)
10 °C ortalama sıcaklıktaki ısıl iletkenlik k10 ve sıcaklık eğimi a. Üreticiye ve sınıfa göre değişir; ürün test raporundaki değerle değiştirerek kullanın.
| Yalıtım malzemesi | k10 W/m·K | a W/m·K² | Soğuk hatlar için buhar kesici | Dayanak |
|---|---|---|---|---|
| Cam yünü (levha, boru kabuğu) | 0.034 | 0.00015 | Ayrıca gerekir | KS L 9102 cam yünü 24K, 70 °C ortalamada 0,043 veya altı |
| Taş yünü (levha, boru kabuğu) | 0.034 | 0.00018 | Ayrıca gerekir | Taş yünü 70 °C ortalamada yaklaşık 0,045 (ürüne göre değişir) |
| Elastomerik kauçuk köpük (NBR, EPDM) | 0.034 | 0.0001 | Kapalı gözenekli (birleşimleri yapıştırın) | EN 14304: 0 °C'de 0,033 veya altı, 40 °C'de yaklaşık 0,036 |
| Polietilen köpük | 0.036 | 0.00012 | Kapalı gözenekli (birleşimleri yapıştırın) | Üretici verisi 0,035 ile 0,040 |
| Sert poliüretan (PU, PIR) | 0.025 | 0.0001 | Kapalı gözenekli (birleşimleri yapıştırın) | Sert PU ve PIR için yaşlandırılmış tasarım değeri |
| Fenolik köpük | 0.024 | 0.00008 | Kapalı gözenekli (birleşimleri yapıştırın) | KS M 3808 0,022 veya altı; yaşlandırılmış tasarım değeri |
| Ekstrüde polistiren (XPS) | 0.034 | 0.0001 | Kapalı gözenekli (birleşimleri yapıştırın) | EN 13164 beyan değeri 0,030 ile 0,036 |
Kaplamanın (dış yüzey) yüzey yayıcılığı
| Kaplama | Yayıcılık ε |
|---|---|
| Alüminyum folyo veya levha (yeni) | 0.05 |
| Alüminyum (oksitlenmiş) | 0.13 |
| Galvanizli çelik sac | 0.26 |
| Paslanmaz çelik | 0.15 |
| PVC, boya, kanvas, kauçuk yüzey | 0.9 |
Son güncelleme: 2026-10-12.