BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Teori
2.1.3. Psychrometric Chart
Psychrometric chart merupakan grafik termodinamis udara yang
digunakan untuk menentukan properti-properti dari udara pada kondisi tertentu . Dengan Psychrometric chart dapat diketahui hubungan antara berbagai parameterudara secara cepat dan cukup presisi. Untuk mengetahui nilai dari properti-properti ( Tdb, Twb, W, RH, H, SpV ) bisa dilakukan apabila minimal dua buah parameter tersebut sudah diketahui.
2.1.3.1 Parameter-parameter Udara pada Psychrometric Chart
Parameter-parameter udara Psychrometric chart meliputi : (a) Dry-bulb
Temperature (Tdb), (b) Wet-bulb Temperature (Twb), (c) Dew-point Temperature (Tdp), (d) Specific Humidity (W),(e) Relative Humidity (%RH), (f) Enthalpy (H) dan (g) Volume Spesific (SpV). Contoh Psychrometric chart disajikan pada Gambar 2.18.
Gambar 2.16 Psychrometric chart
(http://www.ref-wiki.com/img_article/163e.jpg)
a. Dry-bulb Temperature (Tdb)
Dry-bulb Temperature adalah suhu udara pada keadaan kering yang
diperoleh melalui pengukuran menggunakan termometer dengan kondisi bulb tidak basah (tidak diselimuti kain basah). Tdb diposisikan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terdapat di bagian bawah
b. Wet-bulb Temperature (Twb)
Wet-bulb Temperature adalah suhu udara pada keadaan kering yang
diperoleh melalui pengukuran menggunakan termometer dengan kondisi bulb dalam kondisi basah (diselimuti kain basah). Twb diposisikan sebagai garis miring ke bawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian kanan
psychrometric chart.
c. Dew-point Temperature (Tdp)
Dew-point Temperature adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan
terjadinya pengembunan ketika didinginkan/diturunkan suhunya dan menyebabkan adanya perubahan kandungan uap air di udara. Tdp ditandai sepanjang titik saturasi.
d. Specific Humidity (W)
Specific Humidity adalah jumlah uap air yang terkandung di udara dalam setiap kilogram udara kering (kg air/kg udara kering). Pada Psychrometric chart W diposisikan pada garis sumbu vertikal yang berada di samping kanan
psychrometric chart.
e. Relative Humidity (%RH)
Relative Humidity adalah perbandingan jumlah air yang terkandung dalam
1m3 dengan jumlah air maksimum yang dapat terkandung dalam 1m3 dalam bentuk persentase.
f. Enthalpy (H)
Enthalpy adalah jumlah panas total yang terkandung dalam campuran
udara dan uap air persatuan massa. Dinyatakan dalam satuan Btu/lb udara. g. Volume Spesific (SpV)
Volume Spesific adalah volume dari udara campuran dengan satuan meter
kubik persatuan kilogram udara kering.
2.1.3.2 Proses-proses Yang Terjadi pada Udara dalam Psychrometric Chart
Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychometric chart adalah sebagai berikut (a) proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and
dehumidifying), (b) proses pemanasan sensibel (sensible heating), (c) proses
pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying), (d) proses pendinginan sensibel (sensible cooling), (e) proses humidifying, (f) proses
dehumidifying, (g) proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying), (h) proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying). Proses-proses ini dapat dilihat seperti pada Gambar 2.19.
Gambar 2.17 Proses-proses udara yang terjadi dalam Psychrometric chart (https://sustainabilityworkshop.autodesk.com /psycrometric_porcess.jpg)
a. Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembapan (cooling and dehumidifying) adalah proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten
ke udara. Pada proses ini terjadi penurunan temperatur pada bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembapan spesifik. Sedangkan kelembapan relatif dapat mengalami peningkatan dan dapat mengalami penurunan, tergantung dari prosesnya.
b. Proses pemanasan sensibel (sensible heating)
Proses pemanasan (sensible heating) adalah proses penambahan kalor sensibel ke udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembapan spesifik tetap konstan. Namun kelembapan relatif mengalami penurunan.
Gambar 2.19 Proses sensible Heating
c. Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying) Proses pendinginan dan menaikkan kelembapan (cooling and humidifying) berfungsi menurunkan temperatur dan menaikkan kandungan uap air di udara. Proses ini menyebabkan perubahan temperatur bola kering, temperatur bola basah dan volume spesifik. Selain itu, terjadi peningkatan temperatur bola basah, titik embun, kelembapan relatif dan kelembapan spesifik.
d. Proses pendinginan sensibel (sensible cooling)
Proses pendinginan (sensible cooling) adalah pengambilan kalor sensibel dari udara sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Pada proses ini, terjadi penurunan pada suhu bola kering, suhu bola basah dan volume spesifik,namun terjadi peningkatan kelembapan relatif. Pada kelembapan spesifik dan suhu titik embun tidak terjadi perubahan atau konstan.
Gambar 2.21 Proses Sensible cooling e. 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 kelembapan spesifik.
f. 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 kelembapan spesifik.
Gambar 2.23 Proses Dehumidifying
g. Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying)
Proses pemanasan dan penurunan kelembapan (heating and dehumidifying) berfungsi untuk menaikkan suhu bala kering dan menurunkan
kandungan uap air pada udara. Pada proses ini terjadi penurunan kelembapan spesifik, entalpi, suhu bola basah dan kelembapan relatif tetapi terjadi peningkatan suhu bola kering.
h. Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan (heating and humidifying)
Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air. Pada proses ini terjadi kenaikan kelembapan spesifik, entalpi, suhu bola basah, dan suhu bola kering.
Gambar 2.25 Proses Heating and Humidifying 2.1.3.3 Proses-proses Yang Terjadi pada Mesin Water Chiller pada
Psychrometric Chart
Proses-proses yang terjadi pada mesin penyejuk udara dalam
Psychrometric chart adalah sebagai berikut (a) Proses pencampuran udara luar
dan udara yang dikondisikan, (b) Proses pendinginan sensibel atau sensible
cooling, (c) Proses pendinginan dan penurunan kelembapan atau cooling and dehumidifying, (d) Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan atau heating and humidifying.
Pada Gambar 2.28, titik A adalah udara luar lingkungan yang masuk melalui kipas udara segar, titik B adalah udara di dalam ruangan yang telah dikondisikan, titik C adalah udara campuran antara udara balik dan udara segar, titik E adalah udara yang masuk ke dalam evaporator 2, titik F adalah udara yang keluar dari evaporator 2.
Gambar 2.26 Proses udara yang terjadi pada mesin water chiller
Gambar 2.27 Proses-proses udara yang terjadi dalam mesin water chiller pada
psychrometric chart
(www.ref-wiki.com)
a. Proses pencampuran udara luar dan udara yang dikondisikan pada ruangan (titik A-B),
Proses (A-B) merupakan proses pencampuran udara luar dan udara yang dikondisikan pada ruangan. Pada proses ini udara luar akan bercampur dengan
Ruang yang dikondisikan (A) (B) (C) (E) (F)
udara yang ada pada ruangan dan akan membentuk titik C (titik campuran antara udara luar (titik A) dan titik udara didalam ruangan C).
b. Proses pendinginan sensibel atau sensible cooling (titik C-D).
Pada proses ini terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, dan volume spesifik dari udara, namun terjadi peningkatan kelembaban relatif. Titik C merupakan titik awal sebelum proses sensible cooling, sedangkan titik B merupakan titik akhir setelah proses sensible cooling diperoleh dengan menarik garis lurus secara horizontal menuju garis lengkung yang menunjukkan kelembaban relatif 100 %.
c. Proses pendinginan dan penurunan kelembapan atau cooling and dehumidifying titik (D-E).
Proses (D-F) merupakan proses penurunan suhu udara basah dan penurunan suhu udara kering, nilai entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik mengalami penurunan. Sedangkan kelembaban relatif tetap pada nilai 100 %.
d. Proses pemanasan dan menaikkan kelembapan atau heating and humidifying (titik F-B).
Pada proses ini udara dipanaskan disertai penambahan uap air. pada proses ini terjadi kenaikan kelembaban spesifik, entalpi, suhu bola basah, suhu bola kering.