Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap

Gambar 2.7 Wet bulb temperature 3. Suhu Titik Embun Dew Point Temperature Dew Point Temperature adalah suhu di mana uap air yang ada di udara mulai mengembun ketika udara didinginkan. Dew Point Temperature menggunakan simbol T dp dan satuan yang digunakan o C Celcius , F Fahrenhet atau K Kelvin . Gambar 2.8 Dew point temperature 4. Kelembaban Relatif Relative Humidity Relative Humidity adalah persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1m 3 dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1m 3 udara kerja tersebut. Relative Humidity menggunakan simbol RH. Gambar 2.9 Relative humidity 5. Entalphi Enthalpy Entalphi adalah jumlah kalor total dari campuran udara dan uap air di atas titik nol. Entalphi menggunakan satuan kJkg. Gambar 2.10 Enthalpy 6. Specific Humidity Specific Humidity adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering. Specific Humidity menggunakan simbol w dan satuan yang digunakan adalah kg airkg udara kering. 7. Volume Spesifik Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering. Volume Spesifik menggunakan simbol SpV dan satuan yang digunakan m 3 kg udara kering. b. Proses–proses yang terjadi pada Psychomeric Chart . Proses-proses yang terjadi di dalam Psychometric Chart meliputi proses cooling and dehumidifying , heating , cooling and humidifying , cooling , humidifying , dehumidifying , dan heating and humidifying . Gambar 2.11 Proses yang terjadi pada psychrometric chart 1. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban cooling and dehumidifying Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten ke udara. Pada proses pendinginan dan penurunan kelembaban terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik. Sedangkan kelembaban relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung dari prosesnya. Gambar 2.12 Proses cooling dan dehumidifying 2. Proses pemanasan heating Proses pemanasan heating adalah proses penambahan kalor sensibel ke udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temparatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif mengalami penurunan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.13 Proses pemanasan heating 3. Proses pendinginan dan kenaikan kelembaban cooling and humidifying Proses pendinginan dan kenaikan kelembaban berfungsi untuk menurunkan temperature dan menaikan kandungan uap air di udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperature bola kering, temperatur bola basah, dan kelembaban spesifik. Pada proses ini terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembaban relatif, dan kelembaban spesifik. Gambar 2.14 Proses cooling and humidifying 4. Proses pendinginan cooling Proses pendinginan adalah proses pengambilan kalor sensibel dari udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses pendinginan, terjadi penurunan pada suhu bola kering, suhu bola basah dan volume spesifik, namun terjadi peningkatan kelembaban relatif. Pada kelembaban spesifik dan suhu titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis horizontal ke arah kiri. Gambar 2.15 Proses pendinginan cooling 5. Proses humidifying Proses humidifying merupakan penambahan kandungan uap air ke udara tanpa merubah suhu bola kering sehingga terjadi kenaikan entalpi, suhu bola basah, titik embun dan kelembaban spesifik. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah atas. Gambar 2.16 Proses humidifying 6. Proses dehumidifying Proses dehumidifying merupakan proses pengurangan kandungan uap air pada udara tanpa merubah suhu bola kering sehingga terjadi penurunan entalpi, suhu bola basah, titik embun dan kelembaban spesifik. Garis dalam psychrometric chart adalah garis vertikal ke arah bawah. Gambar 2.17 Proses dehumidifying 7. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban heating and dehumidifying Pada proses ini berfungsi untuk menaikkan suhu bola kering dan menurunkan kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembaban spesifik, entalpi, suhu bola basah dan kelembaban relatif tetapi terjadi peningkatan suhu bola kering. Garis proses ini pada psychrometric chart adalah kearah kanan bawah. Gambar 2.18 Proses heating and dehumidifying 8. Proses pemanasan dan menaikkan kelembaban heating and humidifying Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air. Pada proses ini terjadi kenaikan kelembaban spesifik, entalpi, suhu bola basah, suhu bola kering. Garis proses pada psychrometric chart adalah garis kearah kanan atas. Gambar 2.19 Proses heating and humidifying c. Proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki Gambar 2.20 Proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki Proses-proses yang terjadi pada mesin penghasil air aki disajikan pada Gambar 2.20. Proses pertama kali merupakan proses heating dimana proses ini terjadi di dalam kondensor yang menyebabkan udara berada pada kondisi panas, kemudian terjadi proses evaporative cooling untuk mendapatkan suhu rendah dan kadar uap air meningkat. Proses evaporative cooling berlangsung pada pipa pencurah air, kemudian proses cooling dimana proses ini terjadi pada evaporator yang menyebabkan suhu berada pada titik jenuh dan RH relative huminity berada pada 100. Setelah melewati eaporator suhu kembali bercampur dengan suhu lingkungan menyebabkan suhu mengalami kenaikan dan kelembaban juga mengalami kenaikan. T e T db T b T c T d T evap T wb W a W b d. Perhitungan-perhitungan pada psychrometric Chart Dengan mempergunakan psychrometric Chart dapat diperoleh data-data yang dapat dipergunakan untuk menghitung w b , w a , Δw, laju pengembunan, laju aliran massa udara : 1. Laju pengembunan a ir m  Laju pengembunan dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.7 :  a ir m  = a ir m t , kg air jam .... 2.7 Pada Persamaan 2.7 : a ir m  : Laju pengembunan, kg air jam a ir m : Massa air, kg air t : Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan air, jam 2. Perhitungan massa air yang berhasil diembunkan Δw Massa air yang berhasil diembunkan dapat dihitung dengan Persamaan 2.8 : Δw = w b – w a , kg air kg udara .... 2.8 Pada Persamaan 2.8 : Δw : Massa air yang diuapkan, kg air kg udara w b : Kelembaban spesifik udara setelah keluar dari mesin, kg air kg udara w a : Kelembaban spesifik udara masuk ke mesin, kg air kg udara Nilai w b dan w a diperoleh dari Psychrometric Chart . PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. Laju aliran massa udara uda r a m  Laju aliran massa udara dapat dihitung dengan Persamaan 2.9 : uda r a m  = a ir m  Δw , kg udara jam .... 2.9 Pada Persamaan 2.9 : uda r a m  : Laju aliran massa udara, kg udara jam a ir m  : Laju pengembunan, kg air jam Δw : Massa air yang berhasil diembunkan, kg air kg udara

2.1.6 Komponen Siklus Kompresi Uap

Komponen utama mesin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen seperti : kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler. a. Kompresor Kompresor adalah unit mesin kompresi uap yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran yang mengalir dalam setiap unit mesin siklus kompresi uap. Kompresor juga mempunyai fungsi lain yaitu menaikan tekanan refrigerant dari tekanan kerja evaporator ke tekanan kerja kondensor. Ada berbagai macam kompresor yang dapat dipergunakan pada mesin siklus kompresi uap, seperti kompresor sentrifugal, kompresor scroll , kompresor sekrup, dan kompresor torak: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1. Kompresor Sentrifugal Prinsip dari kompresor sentrifugal adalah menggunakan gaya sentrifugal untuk mendapatkan energi kinetik pada impeller sudu dan energi kinetik ini diubah menjadi tekanan potensial. Tekanan dan kecepatan uap yang rendah dari saluran suction dihisap ke dalam lubang masuk atau mata roda impeller oleh aksi dari shaft rotor, dan kemudian diarahkan dari ujung-ujung pisau ke rumah kompresor untuk diubah menjadi tekanan yang bertambah. Karakteristik kompresor sentrifugal dapat diklasifikasikan secara umum sebagai berikut: a. Aliran dischargeunifrom . b. Mempunyai kapasitas dari yang kecil sampai besar. c. Density udara mempengaruhi tekanan discharge . d. Mampu bekerja pada efisiensi yang tinggi dengan beroperasi pada tekanan yang besar. Gambar 2.21 Kompresor sentrifugal https:hamparanmandiri.wordpress.com20130908macam- macam-jenis-kompresor-ac 2. Kompresor Scroll Prinsip kerja dari komprespr scroll adalah mengunakan 2 buah scroll atau yang biasa disebut dengan pusaran. Fixed Scroll pusaran yang tidak bergerak dan Orbiting Scroll pusaran yang bergerak merupakan 2 buah scroll yang digunakan pada kompresor scroll . Satu scroll dipasang tetap dan salah satu scroll lainnya berputar pada orbiting scroll . Refrigeran dengan tekanan rendah dihisap dari saluran hisap oleh scroll dan dikeluarkan melalui saluran tekan yang letaknya pada pusat orbiting dari scroll tersebut. Gambar 2.22 Kompresor scroll 3. Kompresor Sekrup Uap refrigeran memasuki satu ujung kompresor dan meninggalkan kompresor dari ujung yang lain. Pada posisi langkah hisap terbentuk ruang hampa sehingga uap mengalir kedalamnya. Bila putaran terus berlanjut, refrigeran yang terkurung digerakkan mengelilingi rumah kompresor. Pada putaran selanjutnya terjadi penangkapan kuping rotor jantan oleh lekuk rotor betina, sehingga memperkecil volume rongga dan menekan refrigerant tersebut keluar melalui saluran buang. Gambar 2.23 Sketsa kompresor sekrup http:teknikmesin.orgkonstruksi-kompresor-sekrup 4. Kompresor Torak Pada konstruksi semi hermetik kompresor torak bekerjanya mempergunakan piston yang bekerja bolak-balik. Pada mesin kompresi uap berdaya rendah, biasanya kompresor yang dipergunakan adalah kompresor semi hermetik dan hermetik. Gambar 2.24 Kompresor torak semi hermetik https:dir.indiamart.comimpcatsemi-hermetic-compressors.html 5. Kompresor Hermetik Pada dasarnya, kompresor hermetik hampir sama dengan semi-hermetik, perbedaannya hanya terletak pada cara penyambungan rumah baja kompresor dengan stator motor penggeraknya. Pada kompresor hermetik dipergunakan sambungan las sehingga rapat udara. Pada kompresor semi-hermetik dengan rumah terbuat dari besi tuang, bagian-bagian penutup dan penyambungnya masih dapat dibuka. Sebaliknya dengan kompresor hermetik, rumah kompresor dibuat dari baja dengan pengerjaan las, sehingga baik kompresor maupun motor listriknya tak dapat diperiksa tanpa memotong rumah kompresor. Gambar 2.25 Kompresor torak hermetik http:www.emsteknik.comFileUploadbs370572UrunResim1193 7301.jpg b. Kondensor Kondensor mempunyai fungsi melepaskan kalor yang diserap refrigeran di evaporator dan energi yang diberikan pada proses kompresi. Dilihat dari sisi media yang digunakan kondensor dapat dibedakan 2 macam: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 1. Kondensor Berpendingin Udara Air Cooled Condenser Kondensor yang menggunakan udara sebagai media pendinginnya. Selain udara sebagai media pendinginnya kondensor ini ada juga yang menggunakan kipas untuk membantu proses pendinginannya. Biasanya yang memakai kipas untuk membantu proses pendinginannya antara lain AC window dan AC split . Untuk proses pendingin kondensor tanpa kipas, proses pendinginan berlangsung secara konveksi bebas. Hal ini dapat dilihat pada mesin siklus kompresi uap pada kulkas 1 pintu. Gambar 2.26 Kondensor berpendingin udara 2. Kondensor Berpendingin Air Water Cooled Condenser Water cooled condensor adalah kondensor yang menggunakan air sebagai media pendinginnya. Kondensor berpendingin air dibedakan menjadi 2 kategori: a. Kondensor yang membuang air secara langsung. b. Kondensor yang mensirkulasikan air yang digunakan kembali.