SISTEM AC

Air Conditioning

3022010

Pengkondisian Udara

chiller systemAnda merasa kepanasan! lalu tubuh berkeringat atau anda merasa kedinginan lalu tubuh menggigil kedinginan, apa yang terjadi pada diri anda? Mungkin anda diserang demam atau mungkin iklim lingkungan sekitar anda kurang nyaman bagi anda.

Tahukah anda bahwa sensor hipotalamus tubuh anda yang bertindak sebagai termostat sedang bekerja mencoba menyesuaikan diri terhadap perubahan kondisi temperatur lingkungan sekitar dan itu adalah mekanisme alami dan respon normal dari tubuh, pembuluh darah kulit melebar dan tubuh akan mengeluarkan keringat saat mendapat rangsangan suhu panas, keringat akan berevaporasi dipermukaan kulit untuk menurunkan temperatur tubuh dan pada kondisi dingin terjadi mekanisme pengaturan suhu tubuh berupa mengecilnya pembuluh-pembuluh darah dan tegaknya rambut-rambut pada kulit, perasaan dingin atau menggigil jika temperatur lingkungan terlalu ekstrim.

Menurut anda, pantaskah jika kita berada dikantor atau di mall, kita membuka pakaian lalu berkipas-kipas jika kepanasan atau kita berselimut lalu meringkuk dipojok ruangan jika kita kedinginan? Menurut saya itu tidak pantas tapi bila menurut anda itu pantas mungkin anda sedang strees menghadapi cepatnya perubahan iklim lingkungan anda.

 

Sebagian alasan para pakar ahli rekayasa membuat mesin-mesin pengkondisian udara atau mesin refrigerasi (air conditioning) adalah untuk mengatasi ketidak nyamanan terhadap kondisi temperatur udara lingkungan seperti yang disebutkan diatas dimana tujuan pengkondisian udara adalah untuk mendapatkan kenyamanan bagi penghuni yang berada didalam ruangan. Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah berkisar antara 20 OC hingga 26 OC untuk suhu dan 45% hingga 55% untuk kelembaban dengan kecepatan udara sekitar 0.25 m/s.

Karena kita berada diiklim tropis maka artikel ini hanya membahas tentang mesin-mesin pengkondisian udara yang bekerja sebagai pendinginan (cooling) saja, dimana dibelahan dunia lain pada musim-musim tertentu sistem pengkondisian udara diubah menjadi jenis pemanasan (heather).

skema-acPada prinsipnya sistem kerja pengkondisian udara jenis sirkulasi kompresi uap dari semua jenis kurang lebih hampir sama, jika sebagai pendingin atau penyejuk (air conditioner) maka udara yang panas jenisnya ingin diturunkan dilewatkan melalui unit evaporator dan apa bila difungsikan sebagai pemanas (heat pump) maka udara dilewatkan melalui unit condensor lalu disuplay ke ruangan-ruangan, itu sebabnya di daerah yang memiliki beberapa musim berbeda, mesin-mesin pengkondisian udara memiliki fungsi ganda dalam satu paket, dimusim dingin evaporator diubah menjadi condensor dan condensor diubah menjadi evaporator dan arah aliran fluida refrigerant diubah kearah sebaliknya.

Pengkondisian udara adalah usaha untuk mengatur temperatur dan kelembaban udara agar menghasilkan kenyamanan termal (thermal comfort), pengaturan kondisi udara yang meliputi : Temperatur, Kelembaban, Kualitas dan Sirkulasi atau lebih lengkapnya adalah meliputi pemanasan (heating), pendinginan (cooling), pengaturan kelembaban (humidifying and dehumidifying) dan sirkulasi pertukaran udara (ventilating).

Mesin refrigerasi kompresi uap terdiri atas empat komponen utama, yakni kompresor, kondensor, katup ekspansi atau pipa kapiler dan evaporator. Kondensor dan evaporator sesungguhnya merupakan penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi mempertukarkan kalor diantara dua fluida, yaitu antara refrigerant dengan fluida luar yang pada umumnya berupa air atau udara. Skema mesin refrigerasi diperlihatkan pada gambar Gbr. 1 di atas.

Deskripsi dasar sistem pendingin adalah: Dimulai dari kompresor yang mengkompresikan fluida refrigerant keluar sebagai fluida bertemperatur tinggi, bertekanan tinggi dan gas yang super panas, refrigerant mengalir ke kondensor dan melepaskan kalornya udara (kondensasi) dengan bantuan motor fan (blower) atau air pendingin (tergantung sistem). Kondensor mengubah fluida refrigerant dari gas bersuhu tinggi ke cairan bersuhu hangat. Kemudian mengalir melewati filter untuk memisahkan cairan refrigerant dari bahan lain seperti oli dan lain-lain, kemudian berlanjut ke pipa kapiler, pipa kapiler menerima cairan bertekanan tinggi, mengubahnya menjadi gas jenuh bertekanan rendah atau diekspansi secara irreversibel adiabatik dan mengontrol jumlah fluida refrigerant yang masuk ke dalam evaporator hingga ukurannya tepat (dimampatkan). Gas jenuh memasuki evaporator dimana gas ini berubah menjadi gas dingin “kering” yang kecendrungannya menyerap kalor (panas jenis) dari lingkungannya yang bertemperatur lebih tinggi sehingga efek pendinginan terjadi apabila udara sekitarnya (ruang) disirkulasikan melewati evaporator maka panas jenis (kalor) dari udara akan terserap oleh gas refrigerant secara konveksi, kemudian gas yang menyerap kalor ini kembali masuk ke kompresor untuk dikompresikan lagi dan kondensor melepaskan kalor yang terserap tersebut ke udara luar. Siklus ini terus terjadi berulang-ulang selama aktif karena siklus ini adalah siklus rangkaian tertutup.

Ada beberapa komponen khusus lainnya yang mungkin anda temukan pada rangkaian refrigerasi anda seperti: katup ekspansi termal (termal expansion valve), unloader atau stabilizer, katup solenoid, kaca control fluida, akumulator atau subcoolers.

skema-chiller

Jenis-jenis sistem tata udara yang dikenal secara umum terdiri dari:

    1. Chiller Air Conditioning
      1. Air Cooled Chiller
      2. Water Cooled Chiller
      3. Absorption Chiller
    2. Unitary Air Conditioning
      1. Split Duck Air Conditioning (AC Sentral)
      2. Mini Split Air Conditioning (AC Split)
      3. Room Air Conditioning (RAC atau AC Window)

 

Karena refrigerant berada pada tekanan jenuhnya (tekanan penguapan), maka dia akan mengalami penguapan. Dalam fisika termodinamika menyatakan bahwa penguapan membutuhkan energi, sehingga efek pendinginan oleh mesin refrigerant terjadi karena penyerapan energi termal dari luar evaporator atau disebut juga sebagai panas penguapan. Demikian juga sebaliknya dengan pelepasan panas oleh kondensor disebut sebagai panas kondensasi secara numerik persis sama dengan panas penguapan, tetapi memiliki tanda berlawanan.

Perubahan panas penguapan atau panas yang diserap oleh zat (enthalpy of evaporation) selalu positif, sedangkan perubahan panas kondensasi atau panas yang dilepaskan oleh zat (enthalpy of condensation) selalu negatif.

Entalpi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja. Secara matematis, entalpi dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dimana:

H = Entalpi sistem (Joule)

U = Energi Dalam (Joule)

P = Tekanan dari sistem (Pa)

V = Volume sistem (m2)

 

Catatan:

Hukum Pertama Termodinamika: Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap sistem.

Kekekalan Energi: Hukum kekekalan energi adalah salah satu dari hukum-hukum kekekalan yang meliputi energi kinetik dan energi potensial. Hukum ini adalah hukum pertama dalam termodinamika. Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi: “Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan (konversi energi)”.

Enthalpy of Evaporation: Entalpi Evaporasi (ΔHVap), dikenal juga sebagai panas penguapan adalah energi yang dibutuhkan untuk mengubah suatu kuantitas zat menjadi gas. Hal ini sering diukur pada titik didih normal suatu zat; walaupun nilai-nilai tabel biasanya dikoreksi ke 298 OK, koreksi ini sering lebih kecil dari pada ketidakpastian di dalam nilai terukur.

Panas penguapan adalah bergantung pada suhu, meskipun panas konstan penguapan dapat diasumsikan untuk temperatur kecil sampai di bawah kisaran suhu TR << 1O. Panas penguapan berkurang dengan meningkatnya temperatur dan lenyap sama sekali pada temperatur kritis (TR = 1) karena di atas suhu kritis cair dan fase uap tidak lagi berdampingan.

Enthalpy of Condensation : Entalpi Kondensasi dikenal juga sebagai atau panas kondensasi secara numerik persis sama dengan entalpi penguapan, tetapi memiliki tanda berlawanan. Perubahan entalpi penguapan selalu positif (panas yang diserap oleh zat), sedangkan perubahan panas kondensasi selalu negatif (panas yang dilepaskan oleh zat).

Dimensi Satuan biasanya dikutip dalam J/mol atau kJ/mol (panas penguapan molar), kJ/kg atau J/g (panas penguapan spesifik), dan kadang-kadang juga menggunakan kkal/mol, kal/g dan Btu/lb.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: