실험｜밀폐공간에서의 온도와 습도의 관계 #1

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실험｜수중환경에서 온습도 값에 의한 침수감지

저번 실험에서 온도가 일정한 밀폐공간에 침수가 발생했을 때 습도의 변화로 침수 유무를 확인할 수 있었다.

 

그렇다면 온도가 일정하지 않은 상태의 밀폐공간에서는 확인 할 수 없을까😶

밀폐공간에서의 온도와 습도는 관계에 대해서 알아보자

 

온도와 습도의 상관관계

밀폐된 공간에서 상대습도는 온도에 반비례한다. 예를 들어, 일정량의 습기가 포함된 밀폐된 공간이 있다고 가정한다면, 온도가 상승 시 상대습도의 백분율이 떨어진다. 냉각되면 상대습도가 상승한다.

 

온도분포와 습도 분포

그렇다면 밀폐된 공간에서 온도가 가장 낮을 때, 상대습도는 가장 높아야 하며 반대로 온도가 가장 높을 때는 상대습도가 가장 낮아야 한다. 문제는 실제로 측정 시 온도와 습도의 최댓값(또는 최솟값)의 시간이 일치하지 않는 점이다. (온습도 센서 BME280으로 1년간 밀폐공간에서 테스트해본 결과)

 

BME280이 저렴한 센서이므로 고장의 경우도 고려해서 별도의 온습도 센서로 재실험을 해보자 

 

실험

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[Sensor#4] 온습도 센서 RHT-30-02R5

펌프 안에 온습도 센서 RHT-30을 장착하고, 펌프운전시 모터의 온도상승에 따라 바뀌는 습도경향을 관찰한다.

온습도센서 장착 후, 기준이 되는 초기값을 설정하기 위해서 정지상태에서 온습도와 수온을 체크.

초당 1회씩 16시간간 측정한 값의 평균값은 수온 21.93,  펌프 내 공기 온도 24.58, 상대습도 63.55

 

20분 간격으로 펌프의 운전과 정지를 반복한 경우, 온도 상승구간에서 초기 300~400초 정도 상대습도가 급격하게 올라감을 확인했다. 이론대로라면 온도 상승 시 포화 수중 기량도 늘어남으로 상대습도는 낮아져야 하는데... 온도의 각 최고점에서는 상대습도도 비교적 낮게 측정되지만, 초기 구간의 습도 상승량이 너무 높아서 초기값과 비교하면 오히려 습도가 높은 상태로 나타난다. 이런 원인에 대해서 명확하게 설명한 자료는 찾지 못했다.

 

포화 수증 기압과 포화 수증기량에서 용적 절대 습도를 계산하면 그래프에서 초록색 선으로 나타난다. 절대 습도와 온도의 관계만 보면 온도 상승 시 센서가 감지하는 수증기량도 증가하는 것처럼 보인다. 센서가 모터의 상단부에 설치되어 있으므로 온도 변화에 따른 공기 순환에 영향이 있는 걸까 하고 생각하지만, 알 수는 없다.

 

1분 간격으로 운전과 정지를 반복할 경우, 확실히 재운전시 초기 구간에서 습도 증가 경향을 알 수 있다.

 

한 시간 간격으로 운전 시, 상대습도는 초기값으로 돌아오기까지 상당한 시간이 걸리지만 절대 습도는 온도 변화와 비슷한 경향으로 변화한다.(정비례 아님)

 

이전 실험에서  확인한 침수가 진행되는 공간에서 온습도 결과 그래프를 보면, 온도가 낮아지는데, 절대 습도는 반대로 높아지는 것으로 침수를 유추할 수 있었다. (실제로 침수 확인)

 

정리

밀폐공간의 내부 온도 상승시 절대습도도 상승.

밀폐공간의 내부 온도 하강시 절대습도도 하강.

 

밀폐공간의 내부 온도 상승시 절대습도가 하강한다면, 일시적인 결로??

밀폐공간의 내부 온도 하강 시 절대 습도가 (일시적이 아닌) 상승한다면, 침수가 우려됨.