PRINSIP ASAS PENYAMANAN UDARA

oleh Onney Chan.

PRINSIP PENYAMANAN UDARA

Penyamanan udara yang lengkap melibatkan proses pemanasan, penyejukan, pelembapan, pengeringan, kitaran, dan pembersihan udara. Memandangkan Malaysia adalah sebuah Negara yang mengalami musim panas sepanjang tahun, maka pemprosesan pemanasan dan pengeringan tidak perlu dipertimbangkan. Penyamanan udara merupakan proses parawatan dan pengawalan udara pada sesuatu ruang tertentu (ruang tertutup). Rawatan yang dimaksudkan adalah dari segi mekanikal yang mana berkaitan dengan aktiviti pengawalan suhu, kelembapan, kebersihan pengagihan udara dan permbaharuan udara.

PERBEZAAN SISTEM PENYEJUKAN DAN PENYAMAN UDARA

Penyaman udara

Merupakan aplikasi bagi sistem penyejukan iaitu sebagai sebuah kawalan bagi sistem pergerakan udara, kadar kelembapan perubahan suhu dan kebersihan pada sebuah ruang yang tertentu.

Sistem penyejukan

Asas pemampatan wap dibentuk untuk menyejuk persekitaran melalui pendedahannya kepada satu cecair didih yang sejuk.Ianya jugaMerupakan sistem yang diperlukan bagi menghasilkan suhu bagi sesuatu ruang.

PRINSIP ASAS TEKNOLOGI PENYAMANAN UDARA

KAITAN ALKOHOL DENGAN BADAN MANUSIA

Di peringkat awal teknologi penyamanan udara dicipta, satu eksperimen telah dilakukan terhadap kulit manusia iaitu dengan menitikkan setitis alkohol pada kulit. Kulit akan menjadi sejuk kerana alkohol termeluwap dan menyerap haba daripadanya. Seperti yang kita tahu, haba bergerak daripada suhu panas kepada suhu sejuk, maka suhu alkohol yang sejuk itu akan menyebabkan suhu badan manusia yang panas mengalir ke arahnya. Ini dinamakan keseimbangan terma dimana proses pengaliran haba antara dua objek. Sistem penyamanan udara ataupun sistem penyejukan telah menggunakan prinsip ini dalam memperkemaskan teknologinya.

KAITAN ALKOHOL DENGAN BILIK DAN PENYAMANAN YANG BERTERUSAN

Sekiranya alkohol diletakkan di dalam bilik, suhu udara di dalam bilik itu akan menjadi sejuk. Ini adalah kerana alkohol akan termeluwap dam menyerap haba di dalam bilik tersebut. Bagaimanapun alkohol akan berkurangan dan hilang melalui proses pemeluwapan. Suhu dalam bilik menjadi kurang sejuk kerana alkohol yang termeluwap itu tidak dibantu oleh kipas bagi mengedarkan suhu ke seluruh bilik. Alkohol yang termeluwap akan hilang dan alkohol di dalam bekas akan ke habisan. Sekiranya alkohol yang termeluwap dapat dikembalikan menjadi cecair dan proses penyejukan tidak dapat diteruskan. Walau bagaimanapun sekiranya alkohol digunakan, terdapat beberapa masalah yang akan timbul, antaranya ialah alkohol boleh menjadi punca kebakaran kerana ia merupakan bahan yang mudah terbakar dan berbahaya dan kawalan pemindahan haba bagi alkohol di dalam bilik adalah sukar.

PENGGUNAAN ALKOHOL DIGANTIKAN DENGAN BAHAN PENDINGIN

Untuk mengatasi masalah yang mungkin timbul akibat daripada penggunaan alkohol, sejenis bahan yang selamat dan lebih berkesan dari penyejukannya telah di gunakan. Bahan kimia tersebut dinamakan diklorodifluorometana (dichlorodifluoromethane) atau R 12 dan monoklorodifluorometana (monochlorodifluomethane) atau R 22. Kedua- dua bahan pendingin ini adalah amat sesuai dan selamat di gunakan untuk menggantikan alkohol. Bahan pendingin ini juga boleh dimampatkan kepada tekanan yang lebih tinggi dan keupayaannya menyerap haba adalah lebih baik. Oleh sebab itu, bahan pendingin ini terus digunakan dalam teknologi penyamanan udara pada masa kini.

BAHAN PENDINGIN

Bahan pendingin digunakan dalam sistem penyejukan dan penyamanan udara sebagai penyerap haba di dalam penyejat dan menyingkirkan haba tersebut di dalam pemeluwap. Di dalam penyejat, bahan pendingin bertukar bentuk daripada cecair sejuk kepada gas sejuk dalam keadaan tekanan rendah. Di dalam pemeluwap pula, setelah haba disingkirkan, bahan pendingin akan bertukar bentuk daripada gas panas kepada cecair panas dalam keadaan tekanan tinggi.

Nama- nama lain bagi bahan pendingin adalah refrigerant, Freon, fron , genetron, isotron, dan neon. Nama- nama ini digunakan berdasarkan Negara- Negara yang menggunakannya.

FUNGSI BAHAN PENDINGIN

Bahan pendingin merupakan bahan yang mudah mendidih pada tekanan yang rendah. Oleh sebab itu, bahan ini dicipta supaya ia berfungsi semata- mata untuk menyerap haba. Takat didih bahan pendingin berbeza- beza antara satu jenis dengan jenis yang lain, oleh itu penggunaannya juga berbeza-beza antara satu sistem dengan sistem yang lain sama ada secara komersial ataupun domestik.

SIFAT-SIFAT BAHAN PENDINGIN

Cecair yang digunakan untuk bahan pendingin mestilah mempunyai sifst-sifat seperti yang berikut:

• Tidak beracun
• Tidak meletup
• Tidak berkarat atau menghakis
• Tidak mudah terbakar
• Mudah mengesan sesuatu kebocoran
• Boleh beroperasi pada tekanan yang rendah
• Merupakan gas yang stabil
• Bahagian- bahagian yang dilalui oleh bahan pendingin mestilah mudah dilincirkan.
• Tidak berbau tengik.
• Mempunyai isipadu cecair yang tinggi.
• Mempunyai haba pendam yang tinggi untuk menyerap haba.
• Mempunyai isipadu gas yang rendah untuk mengurangkan sesaran pemampat.
• Perbezaan tekanan tinggi dan rendah mestilah kecil untuk meningggikan keupayaan mampatan.

Sifat-sifat di atas hendaklah diambil kira untuk memilih bahan pendingin yang baik bagi sistem penyejukan dan penyamanan udara.

JENIS-JENIS BAHAN PENDINGIN

Terdapat beribu-ribu jenis bahan pendingin yang dicipta dan digunakan dalam proses penyejukan dan penyamanan udara. Pada kebiasaannya symbol R digunakan bagi menunjukkan jenis bahan pendingin yang terdapat di seluruh dunia. Jenis bahan pendingin dinyatakan dengan nombor disamping simbol tersebut

SIMBOL NAMA KIMIA FORMULA KIMIA

R 11 Trikloromonofluorometana CCl3F
R 12 Diklorodifluorometana CCl2F2
R 21 Dikloromonofluorometana CHCl2F
R 22 Monoklorodifluorometana CHClF2
R 40 Metilklorida CH3Cl

R 500 Campuran azeotropik
R 12 + R 15a CCl2F2 + CH3CHF2
( 73.8% + 26.2%)

R 502 Campuran azeotropik
R 11 + R 115 CCl2F + CClF2CF3
(48.8% + 51.2%)

R 717 Ammonia NH3
R 718 Air H2O
R 744 Karbon dioksida CO2
R 764 Sulfur dioksida SO2

Terdapat 3 kumpulan bahan pendingin:
a) Kumpulan 1- bahan pendingin paling selamat
Contoh: R 11, R 12, R 22, R 500, R 502, R 718, R 744

b) Kumpulan 2 – bahan pendinginyang beracun atau tengik
Contoh: R 717, R 40, R 764, R 1130 (dikloroetana)

c) Kumpulan 3 – bahan pendingin yang mudah terbakar
Contoh : R 600 (butane – C4H10)
R 290 (propane – C3H3)

SISTEM PENYEJUKAN ASAS

Sebelum suatu kitar penyejukan dihasilkan, beberapa ujian perlu dijalankan untuk memastikan bahan pendingin dapat berfungsi sepenuhnya.

PERINGKAT-PERINGKAT KITAR PENYEJUKAN ASAS

1. Injap mengawal aliran bahan pendingin. Bahan pendingin masih terbuang.
2. Lingkaran penyejat yang dibuat daripada tiub tembaga digunakan untuk proses penyejukan dan bahan pendingin masih lagi terbuang.
3. Untuk proses penyejukan yang lebih efektif, sirip diletakkan pada permukaan penyejat.
4. Kipas diletakkan pada penyejat untuk proses penyejukan yang lebih cepat. Tiada penambahan komponen untuk peringkat ini.
5. Kitar ujian dilengkapkan dengan menyambungkan tiub dari penyejat masuk ke tangki bahan pendingin tetapi haba yang diserap tidak dapat dibuang dan dimasukkan semula ke dalam tangki bahan pendingin.
6. Pemampat diletakkan pada kitaran ujian untuk memampatkan haba dan bahan pendingin. haba yang diserap dan dimampatkan tidak dapat di singkirkan.
7. Pemeluwap diletakkan untuk melengkapkan kitar ujian ini sebagai asas dalam sistem penyejukan dan penyamanan udara. Kipas yang diletakkan pada kedua-dua penyejat dan pemeluwap berfungsi untuk proses penyerapan dan penyingkiran haba.

KOMPONEN DALAM KITAR PENYEJUKAN ASAS

Di dalam kitar penyejukan asas, terdapat beberapa komponen- komponen asas. Antaranya ialah:

a. Pemampat

• Pemampat merupakan komponen yang terpenting dalam kitar penyejukan. Digunakan untuk proses mampatan haba dan bahan pendingin kepada tekanan tinggi.
• Terdapat empat jenis atau kelas pemampat yang digunakan pada masa kini:
• Pemampat salingan
• Pemampat putar
• Pemampat empar
• Pemampat skru

b. Penyejat

• Satu komponen dalam sistem penyejukan dan penyamanan udara yang digunakan untuk proses penyerapan haba dan menghasilkan kesejukan pada ruang atau bilik. Terdapat nama-nama lain bagi penyejat iaitu gelung penyejuk, unit penyejuk, gelung pembeku dan penyejuk cecair.
• Terdapat 2 jenis penyejat:
• Penyejat jenis pengembangan kering
• Penyejat jenis banjir

c. Pemeluwap

• Pemeluwap merupakan komponen pembuangan haba yang diserap di dalam penyejat dan dimampatkan di dalam pemampat. Haba disingkirkan ke dalam satu medium di luar system penyejukan atau penyamanan udara. Dengan penyingkiran haba, wap bahan pendingin, wap bahan pendingin yang panas akan bertukar kepada cecair panas.
• Terdapat 3 jenis pemeluwap yang biasa digunakan:
• Pemeluwap dingin-udara
• Pemeluwap dingin-air
• Pemeluwap bersejat

d. Injap pengembang atau peranti permeteran

• Komponen ini digunakan untuk mengawal kadar aliran bahan pendingin dalam kitar penyejukan. Bahan pendingin dalam keadaan cecair bertekanan tinggi perlu dikurangkan tekanannya agar kuantiti sebenar operasi pada takat maksimum keupayaan sistem dapat dicapai tanpa beban berlebihan di dalam pemampat.
• Terdapat enam jenis peranti permeteran:
• Injap pengembang thermostat
• Injap pengembang automatik
• Tiub rerambut
• Injap apung bahagian rendah
• Injap apung bahagian tinggi
• Injap tangan

e. Tangki simpanan atau penerima

• Digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara bahan pendingin sebelum mengalir masuk ke dalam injap pengembang.