2.1.3.2 Perhitungan Siklus Kompresi Uap
Berdasarkan Gambar 2.2 p-h diagram dan Gambar 2.3 T-s diagram dapat dihitung besarnya W
in
, Q
in
, Q
out
, COP
ideal
, COP
aktual,
dan Efisiensi.
a. Kerja Kompresor W
in
Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan 2.1 :
1 2
h h
W
in
… 2.1 Pada Persamaan 2.1 :
W
in
: kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJkg h
2
: nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJkg h
1
: nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJkg
b. Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran Q
out
Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat dihitung dengan Persamaan 2.2 :
3 2
h h
Q
out
…. 2.2 Pada Persamaan 2.2 :
Q
out
: energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kJkg h
2
: nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kJkg h
3
: nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor, kJkg
c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran Q
in
Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator dapat dihitung dengan Persamaan 2.3 :
4 1
h h
Q
in
….2.3 Pada Persamaan 2.3 :
Q
in
: energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJkg h
1
: nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat masuk kompresor, kJkg
h
4
: nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat masuk pipa kapiler, kJkg
d. COP aktual mesin siklus kompresi uap COP
actual
COP aktual
Coefficient Of Performance
mesin kompresi uap adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang
diperlukan untuk menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan 2.4 :
1 2
4 1
h h
h h
W Q
COP
in in
a ktua l
…. 2.4
Pada Persamaan 2.4 : W
in
: kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJkg Q
in
: energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJkg
e. COP ideal mesin siklus kompresi COP
ideal
COP ideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin penghasil air aki, dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 :
e c
e idea l
T T
T COP
…. 2.5
Pada Persamaan 2.5 : T
e
: suhu evaporator, K T
c :
suhu kondensor, K
f. Efisiensi mesin siklus kompresi uap
ƞ
Efisiensi siklus kompresi uap pada mesin penghasil air aki dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6 :
100 x
COP COP
id ea l a ktu a l
… 2.6
Pada Persamaan 2.6 : Ƞ : efisiensi mesin siklus kompresi uap.
COP
aktual
: koefisien prestasi mesin siklus kompresi uap. COP
ideal
: koefisien prestasi maksimum mesin siklus kompresi uap.
2.1.4
Psychrometric Chart
Psychometric chart
merupakan tampilan secara grafikal thermodinamik udara yang meliputi hubungan antara suhu, kelembaban, enthalpi, kandungan uap air dan
volume spesifik. Dalam
Psychometric chart
ini dapat langsung diketahui nilai properti berbagai parameter udara secara cepat dan presisi. Untuk mengetahui nilai
dari properti -properti bisa dilakukan apabila minimal dua buah parameter tersebut sudah diketahui. Contoh gambar dari
Psychometric chart
dapat dilihat pada Gambar 2.8.
.
Gambar 2.8
Psychromtric Chart
Parameter-parameter udara
Psychometric chart
meli
puti
: a
dry-bulb temperature
T
db
, b
wet-bulb temperature
T
wb
, c
dew-point temperature
T
dp
, d
specific humidity
W, e
relative humidity
RH, f
enthalpy
H, g
volume spesifik
SpV. a.
Dry-bulb Temperature
T
db
T
db
adalah suhu udara ruang yang diperoleh dari pengukuran temperatur dengan kondisi bulb kering. T
db
diplotkan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak di bagian bawah chart. T
db
ini merupakan
ukuran panas sensibel, perubahan T
db
menunjukkan adanya perubahan panas sensibel.
b.
Wet-bulb Temperature
T
wb
T
wb
adalah suhu udara yang diperoleh melalui pengukuran menggunakan thermometer dengan kondisi bulb basah. T
wb
diplotkan sebagai garis miring ke bawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak dibagian samping kanan
chart
. T
wb
ini merupakan ukuran panas enthalpi, perubahan T
wb
menunjukan adanya perubahan panas total.
c.
Dew-point Temperature
T
dp
T
dp
adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan pengembunan ketika didinginkan. T
dp
ditandai sebagai titik sepanjang saturasi. Pada saat udara ruang mengalami saturasi jenuh maka besarnya T
dp
sama dengan T
wb
demikian pula T
dp
. T
dp
merupakan ukuran dari panas laten yang diberikan dari system, adanya perubahan T
dp
menunjukan adanya perubahan panas laten atau adanya perubahan kandungan uap air di udara.
d.
Specific Humidity
W
Specific humidity
adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering kg air kg udara kering.
e.
Relative Humidity
RH RH merupakan perbandingan jumlah air yang terkandung dalam udara dan
jumlah air maksimal yang dapat dikandung oleh udara yang ada pada disuatu ruang atau lokasi tertentu pada suhu yang ditinjau. 100 RH berarti saturasi dan
diplortkan menurut garis saturasi.
f.
Enthalpi
H Entalpi adalah jumlah panas total yang di miliki oleh campuran udara dan uap
air persatuan massa, dinyatakan dalam satuan Btulb udara. g.
Volume Spesifik
SpV Volume Spesifik SpV adalah volume udara campuran dengan satuan meter
kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering.
2.1.4.1 Proses-proses Yang Terjadi Pada Udara Dalam