什么是结露的机制？｜从普通家庭和工厂两个场景进行解说

结露在住宅的窗户和墙壁、工厂设备的表面等各种地方都会发生，影响着我们的生活和产业活动。本次，我们将详细解说结露的机制，并介绍在家庭和工厂各自场景中发生的结露的具体影响与对策。

什么是结露？

结露是指空气中的水蒸气（气体）在寒冷物体表面变成液态水滴并附着的现象。温暖的空气被突然冷却，导致空气中的水蒸气凝结成水滴。

结露的机制（露点与饱和水蒸气量）

结露的发生与空气的温度和水分量密切相关。在此，我们将详细说明理解结露不可或缺的“饱和水蒸气量”和“露点”。

空气中所含水分量的极限（饱和水蒸气量）

空气中含有肉眼看不见的水蒸气。这种空气中所含的水分量由空气的温度决定，能够含有的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量。

温暖的空气能含有更多的水蒸气，而寒冷的空气含有的水蒸气量则较少。

什么是露点温度

空气中的水蒸气开始凝结、变为水滴的温度称为露点温度。在不改变空气中所含水蒸气量的情况下降低温度，到某个时间点湿度会达到100%，开始产生水滴。这个温度就是“露点”。

结露发生的机制

空气中即使看不见也必定含有一定量的水蒸气。

当空气温度下降时，之前含在空气中的水蒸气将无法完全容纳，从而以水滴的形式出现。

绝热膨胀与结露的关系

使用喷雾罐时，有时会感觉罐子变冷。这是因为罐内的液体向外部喷射时，会发生一种叫做绝热膨胀的现象。

绝热膨胀是指气体或液体在不从外部吸收热量的情况下膨胀。在喷雾罐中，被高压压缩的液体气体在释放到外部时会急剧膨胀，此时温度会下降。结果，罐子本身也会变冷。

这种绝热膨胀在我们的身边也能观察到。当空气温度下降时，饱和水蒸气量会减小，之前能以气体形式保持的水蒸气的一部分将无法再保持。结果，可能会出现微小的水滴（雾状水滴）。

如果这种现象反复发生，水滴会在配管内部等处附着、积聚，最终形成肉眼可见的结露。

容易发生结露的条件｜温差与湿度

温度和湿度对结露的发生有很大影响。在此，我们将解说各个条件是如何影响结露发生的

温差与超过露点

结露主要在“温暖潮湿的空气”和“寒冷的表面”组合下发生。

例如，在室内外温差大的环境，或将冷饮倒入杯中时，会超过露点而发生结露。

湿度越高，露点温度也越高

如果在室内使用加湿器，或者因人的呼吸导致湿度上升，即使在较高的温度下也容易发生结露。

这是因为湿度越高，空气中含有的水蒸气就越多，也就越容易达到露点温度。

因季节不同而发生的结露差异

冬季由于室内暖气与室外气温的差异大，窗玻璃和墙壁上容易发生结露。

此外，夏季既高温多湿又使用空调，因此室内的潮湿空气接触到冰冷的墙壁或窗户，是容易发生结露的季节。

在冬季或夏季等温度变化大的季节，容易发生结露。

【面向家庭】对日常生活的影响与对策

日常生活中的结露可能会引发各种问题。

霉菌和螨虫的繁殖

窗玻璃、窗框、墙面的结露是很多人都经历过的现象。如果因结露导致窗玻璃、窗框、墙面经常湿润，就容易滋生和繁殖霉菌、螨虫。

在有霉菌滋生的环境中，霉菌的孢子容易飞散到室内，吸入这些孢子可能会引发过敏症状，或加重哮喘等呼吸系统疾病。

同时，以霉菌为食的螨虫也容易增殖。霉菌的孢子和螨虫的粪便、尸体会在空气中飞扬，成为引发过敏性鼻炎、特应性皮炎等过敏症状的原因。尤其在有小孩或过敏体质人士的家庭中，需要特别注意。

建材的老化（腐蚀·腐朽）

对于木结构住宅，结露会导致木材受潮，从而使腐朽菌容易繁殖。腐朽菌会分解木材的组织，显著降低其强度，因此成为损害住宅耐久性的原因。

此外，如果钢结构或金属部分发生结露，也可能会加速生锈和腐蚀。

家庭中的结露防止对策

勤通风或活用除湿机是有效的。特别是用水区域的通风，应在沐浴后或烹饪后等湿度容易升高的时机有意识地进行。控制室内的加湿也是有效的对策。

室外气温与室内温度的差异越大，结露就越容易发生。冬季将暖气设备的设定保持在20度左右，不要让室温升得过高，这也是有效的。

如果发生了结露，应尽早擦拭干净，以防止霉菌的滋生。

【面向产业】工厂·产业设施中的结露问题

在工厂或仓库等产业设施中，结露有时会对产品和设备造成严重影响。在食品工厂、精密设备的制造现场、医药相关设施、冷冻冷藏仓库等，结露的发生是很多现场的课题，如果放任不管，可能会导致品质下降或设备故障。

为了在这样的环境中稳定地生产产品，对结露的正确理解和对策是不可或缺的。

按行业分类的结露发生案例

结露容易在温度或湿度管理不充分的环境中发生，尤其在制造业中，可能会引发关乎品质的重大问题。

食品工厂中的结露

食品工厂的室内，有些地方为了维持产品品质而保持在低温状态。因此，室内的相对湿度会变高，发生在天花板或配管上的结露会成为大问题。

特别是，冰箱·冷冻设备或冷却工序的周边温度较低，是容易产生水滴的环境。 如果这些水滴混入食品中，可能会导致霉菌或细菌繁殖，从而显著损害产品的安全性。

原则上，所有食品企业都有义务按照HACCP进行卫生管理。HACCP的管理项目中也包括了设施的卫生管理和空调系统，结露对策是确保食品安全上不可或缺的要素。

精密设备·电子零部件制造业中的结露

在处理精密机械或电子零部件的制造现场，由结露导致的设备故障或产品不良是巨大的风险。如果水滴附着在电子设备或基板上，会引发短路或腐蚀，从而大大损害产品的可靠性。

例如，洁净室是空气中的微粒或微生物等较少的洁净房间。在洁净室中，除了洁净度的管理，也进行湿度管理。但是，由于员工的出入或所设设备的发热，有时会发生局部结露，结露会吸附尘埃，成为损害品质的原因。

精密设备和电子零部件虽然收纳在防水功能高的外壳中，但湿气从微小缝隙侵入，在内部发生结露的情况也并不少见。特别是在温度变化大的环境下，外壳内部空气的饱和水蒸气量会发生变化，结露的风险会增高。

精密设备和电子零部件本身是非常怕水的零件。即使是仅仅一滴水，也可能对制造过程造成严重影响。

医药工厂·洁净室中的结露

在医药工厂或洁净室中，即使是微小的结露也会成为重大的风险。如果水滴附着在电子设备或基板上，会引发短路或腐蚀，从而大大损害产品的可靠性。

医药工厂·洁净室中的结露

在医药工厂或洁净室中，即使是微小的结露也会成为重大的风险。因为维持无菌环境是绝对条件，所以绝不允许发生天花板或墙壁上附着水滴，导致霉菌滋生之类的事态。

近年来，与食品行业同样，医药行业也被要求进行更高水平的卫生管理。因空调设备的设计缺陷或隔热对策不充分而发生的结露，有可能被视为违反GMP（良好生产规范）。

在GMP规定的医药品生命周期管理中，要求进行稳定性监测。这是一个为了持续确认和保证品质是否得到一贯维持的机制。对于一般的原料药、制剂，需要在室内进行洁净度及温湿度的监测。

因此，可以说结露的管理在确保产品品质保证和安全性方面，是极其重要的要素。

气压系统中的冷凝水对策

在气压系统中，冷凝水的产生是无法避免的课题，如果放任不管会引发各种各样的故障。

气压系统与冷凝水的关系

从压缩机送出的压缩空气中，必定含有水分。这些水分在流经配管的过程中，会因温度变化而凝结，形成混合了水滴和油的冷凝水。冷凝水会导致压缩机的性能下降或故障、配管的腐蚀，因此需要采取适当的对策。

结露与冷凝水发生的机制

压缩机是吸入大气中的空气，通过减小体积来提高压力的机械。在这个压缩过程中，空气的温度会上升，但同时每单位体积所含的水蒸气量也会增加。

被压缩的空气在通过后冷却器或配管的过程中被冷却。当温度下降时，空气的饱和水蒸气量会减少，无法再容纳的水蒸气就会凝结成冷凝水。

此外，在气压系统中也会发生结露。当方向控制阀切换，压缩空气从气缸排入配管内时，由于压力下降，压缩空气会急剧膨胀。因此，配管内的温度会下降，空气中的水分变得容易凝结（绝热膨胀）。

由冷凝水导致的问题

冷凝水的主要成分是水，如果附着在由金属部件构成的气动设备或配管内部，会加速生锈和腐蚀。

铁锈不仅会缩短设备的寿命，剥落的铁锈颗粒还会流入下游的设备中，成为更进一步故障的原因。特别是在阀门或气缸内部发生的生锈，可能会导致致命的故障。

如果冷凝水侵入气缸或阀门等的滑动部分，有时会冲走润滑油（润滑脂等）。如果润滑脂老化或被冲走，滑动阻力会增大，从而引发动作不良、部件磨损、密封材料老化等。在最坏的情况下，甚至可能无法动作。

此外，在排水可能冻结的低温环境下使用时，有导致气动设备动作不良的危险。因此，也推荐安装排水分离器。

产业设施中的结露对策（建筑物侧）

隔热施工·防热对策

结露的主要原因之一是内外的温差。特别是，容易受室外气温影响的屋顶、墙壁、地面等被冷却后，其表面就容易发生结露。

针对这一点，在建筑物的屋顶、墙壁、地面等处施工隔热材料，可以防止外部热量侵入或内部热量流出，使结构体的表面温度接近室温。

此外，通过在屋顶或外墙涂抹隔热涂料，或设置隔热板，可以抑制因太阳光导致的热量吸收，减轻热量向建筑物内部的侵入。通过采取这些对策，可以防止夏季室温上升，减轻空调负荷，同时也能降低结露的发生风险。

通风与空调控制的改善

为了高效地排出设施内产生的水蒸气，通风是必要的。在局部湿度容易升高的地方（例如：大量使用蒸汽的工序、清洗区域等），设置专用的排气扇，迅速排出潮湿的空气。

在夜间或节假日等非生产时间段的空调设定也需要注意。如果过度降低室温或提高湿度，结露的风险会增高。

除湿·湿度管理与露点管理

在设施整体湿度高，或需要局部除湿的情况下，探讨引进除湿机。引进湿度传感器或露点计也是有效的。

因为能够掌握在当前的温湿度条件下可能发生结露的温度（露点温度），所以可以事先察觉到结露发生的危险性，并采取通风、除湿、调整空调设定等预防措施。

产业设施中的冷凝水对策（设备侧）

工厂内的空气配管中的冷凝水对策，根据其发生位置或目的，主要在“上游”、“中途”、“末端/下游”这3个点实施。

上游

冷凝水对策的基本，是在压缩空气的源头即压缩机之后立即去除水分。在此处设置空气干燥器，可以有效地降低压缩空气的露点温度。

如果在上游能够降低露点，就能大幅抑制水分流入整个配管，从而降低下游发生冷凝水的风险。

中途

即使是经过空气干燥器处理的压缩空气，也可能因为配管的温度变化或压力波动等，在中途水分再次凝结，产生冷凝水。因此，在配管的低处或分支部等容易积聚冷凝水的点，需要设置排水装置（排水阀），并在冷凝水积聚到一定量时定期排出。

有意识地给配管设置坡度来收集并排出冷凝水的方法也是有效的。

末端 / 下游

在气缸等执行器附近（末端/下游），当方向控制阀切换，压缩空气被排出时，会发生绝热膨胀，导致局部温度急剧下降，从而容易发生结露。

作为此对策，有效的是快速排气阀。通过将快速排气阀安装在执行器的排气口附近，可以将执行器内的空气直接排放到大气中，从而有效抑制配管内的绝热膨胀及其伴随的结露发生。

通过CKD的带快插接头快速排气阀进行结露对策

在气压系统中，结露是引发设备动作不良或寿命缩短的棘手问题。

QEL系列通过安装在执行器（气缸等）附近，将执行器内的空气直接排放到大气中。防止配管内的绝热膨胀，大幅抑制结露的发生。尤其对于配管容积大于执行器容积的情况，或在小口径·短行程执行器上容易发生的结露有效。

此外，堵头型无需更改现有的配管器材即可轻松地后续安装。由于是紧凑型设计，因此也不会为安装空间而烦恼。

如果您在气压系统的结露对策或响应性提升方面遇到困难，请务必考虑CKD的QEL系列。

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