Sistem Tata Udara (HVAC) Digedung Bertingkat

SISTEM TATA UDARA (HVAC)
DIGEDUNG BERTINGKAT

Heating Ventilation dan Air-Conditioning, yang umumnya terkait dengan pemanasan dan pendinginan industri. HVAC adalah sistem atau mesin yang melakukan tiga fungsi utama dengan tiga saluran terpisah yaitu pemanasan, pendinginan dan ventilasi udara

Refrigerasi :
Adalah proses penurunan temperatur (pendinginan), dari suatu ruangan atau suatu substansi menjadi lebih rendah dari temperatur lingkungan sekitarnya melalui perpindahan kalor (heat transfer). Refrigerasi dapat dianggap sebagai proses pembuangan kalor. Fluida yang dapat memindahkan /membawa kalor tersebut : Refrigerant /zat pendingin.

Air Conditioner (AC) :
Alat untuk mengatur temperatur, kelembaban, kebersihan dan pasokan udara (dingin) ke suatu tempat ke tempat yang ingin dikondisikan. Cara kerjanya adalah dengan memindahkan panas ke udara luar menggunakan siklus refrigerasi.

Apa arti Perpindahan Kalor (Heat Transfer)?
Kalor (panas) selalu berpindah dari substansi yang lebih hangat ke substansi yang lebih dingin. Dalam kenyataan, molekul yang getarannya lebih cepat memindahkan sebagian dari energi mereka ke molekul yang getarannya lebih lambat. Maka molekul yang getarannya cepat sedikit melambat dan molekul yang lebih lambat menjadi lebih cepat. Secara sederhana, ini berarti jika diluar panas, maka panas dari luar cenderung untuk memasuki ruangan yang lebih sejuk didalam bangunan.

Panas dapat dipindahkan dari suatu benda ke benda lain melalui metode sbb:

Radiasi
Melalui gerakan gelombang (serupa dengan gelombang cahaya) dimana energi dipindahkan dari suatu benda ke benda lain tanpa ada persentuhan.

Konduksi
Melalui aliran panas diantara bagian dari suatu benda atau dari suatu benda ke benda lain melalui sentuhan secara langsung.

Konveksi
Melalui perpindahan fluida atau udara.

Hukum Fisika dan Thermodinamika yang digunakan dalam proses Refrigerasi

1. “Entropi dari sistem tertutup yang tidak berada dalam kesetimbangan akan cenderung bertambah, mendekati nilai maksimalnya dalam kesetimbangan” = Panas tidak akan berpindah (heat transfer) dengan sendirinya dari substansi /tempat yang temperaturnya lebih tinggi ke substansi lain yang temperaturnya lebih rendah. Untuk memindahkan panas perlu dilakukan kerja thd sistem tsb (Hukum thermodinamika). 
2. Sebaliknya panas akan berpindah dengan sendirinya dari substansi yang lebih tinggi temperaturnya ke substansi yang lebih rendah temperaturnya (dS > 0).
3. Tekanan dan temperatur fluida berkaitan erat. Setiap fluida akan naik temperaturnya (titik didihnya) bila tekanannya dinaikan demikian pula sebaliknya.

Vapour Compression Refrigeration Process

Prinsip Dasar Siklus Refrigerasi
Proses-proses yang terjadi :

1. Kompresor sebagai alat yang memompa zat pendingin dalam sistem, adalah jantung dari sistem AC. Sebelum masuk ke kompresor, zat pendingin adalah gas bertekanan rendah. Oleh kompresor gas tersebut ditekan menjadi gas bertekanan tinggi, menjadi panas dan mengalir menuju ke kondenser.
2. Di dalam kondenser, gas bertemperatur dan bertekanan tinggi tersebut melepaskan panasnya ke udara luar dan menjadi cairan “subcool” bertekanan tinggi. 
3. Cairan bertekanan tinggi itu melalui expansion valve, yang menurunkan tekanan dan sekaligus temperaturnya dibawah temperatur dari ruangan atau materi yang didinginkan. Proses ini menghasilkan cairan zat pendingin yang dingin dan bertekanan rendah.
   4. Zat pendingin cair bertekanan rendah mengalir ke evaporator dimana zat itu menyerap panas dari udara ruangan melalui proses penguapan dan menjadi gas bertekanan rendah. Gas tersebut mengalir kembali ke kompresor dimana siklusnya akan berulang kembali seperti awalnya. Untuk pompa kalor, siklusnya berputar terbalik.

Sifat kimia ideal zat pendingin :

1. Mempunyai titik didih rendah.
2. Memiliki latent heat yang tinggi.
3. Mudah mencair pada tekanan dan temperatur yang relatif rendah.
4. Tidak bersifat korosif thd logam.
5. Aman untuk digunakan dan disimpan.

Titik didih fluida pada tekanan atmosfir :
Air (H2O) = 100o C (212o F).
Amonia (NH3) = - 2,2o C (28o F).
R22 (CHClF2) = - 40,7o C (- 41,4o F).
R134a (CH CCl3F) = - 26,1o C (- 14,92o F).

Sistem Sirkulasi AC