Prinsip Kerja Pendinginan Evaporatif

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Pendinginan evaporatif merupakan fenomena yang terjadi pada saat tubuh manusia berkeringat untuk menjaga temperatur tubuh. Pendinginan dengan prinsip ini juga sudah dikembangkan untuk sistem tata udara bangunan. Pada prinsipnya pada saat terjadi perubahan fasa dari liquid (air) ke gas (uap) maka terjadi penurunan temperatur. Kalor dibutuhkan suatu zat agar dapat berubah fasa di sisi lain kalor tidak dapat berpindah jika tidak ada perbedaan temperatur. Oleh karena itu pada saat terjadi evaporasi maka temperatur di perbatasan antara liquid dan uap akan turun agar kalor terserap oleh liquid. 

 

Bagaiamana penjelasan terjadinya penurunan temperatur tersebut?

Gambar 1. Ilustrasi evaporasi pada air

 

Untuk menjawab pertanyaan ini maka perlu ditinjau secara mikroskopis bahwa fluida cair adalah terdiri dari molekul-molekul yang bergerak acak, seperti ditunjukkan gambar 1. Oleh karena itu molekul air memiliki energi kinetik yang dalam termodinamika disebut dengan energi dalam. Besarnya energi kinetik ini sebanding dengan temperatur. Khusus untuk gas ideal berlaku:

 

Intinya adalah bahwa energi kinetik molekul berbanding lurus dengan temperaturnya. Pada saat terjadi evaporasi maka terjadi perpindahan massa dari liquid ke uap yang menyebabkan massa liquid berkurang. Semakin kecil nilai massa maka semakin kecil juga energi kinetiknya. Oleh karena itu saat massa liquid terevaporasi maka energi kinetik molekul juga berkurang dan mengakibatkan turunnya temperatur. 

Keyword: Evaporative Cooling, pendinginan evaporatif, prinsip kerja

Apakah 1 PK sama dengan 9000 btuh??

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Ada sebuah kesepekatan tidak tertulis yang digunakan para teknisi AC bahwa untuk menunjukkan kapasitas pendinginan sebuah AC yaitu dengan menggunakan satuan paardenkracht (PK) yang sama dengan 9000 btuh. Apakah hal ini tepat? Bagaimana pembahasannya secara ilmiah?

Secara definisi satuan PK adalah sama dengan tenaga kuda (horse power) dalam bahasa belanda. Dengan kata lain 1 PK sama dengan 1 HP yang dalam satuan internsional (SI) sama dengan 745.7 W. Hal menarik lainnya adalah satuan PK seharusnya menunjukkan daya mekanik dari kompresor, bukan kapasitas pendinginan. Dalam bidang pemgkondisian udara, satuan yang digunakan untuk menunjukkan kapasitas pendinginan adalah British Thermal Units per Hour (btuh) yang memiliki ekivalensi bahwa 1 W sama dengan 3.412 btuh

Dengan nilai ekivalensi di atas maka 1 PK sama dengan 745.7 W, kemudian dengan mudah kita dapat mengkonversi bahwa 1 PK sama dengan 2544.32 btuh. Telah jelas bahwa secara konversi satuan adalah 1 PK tidak sama dengan 9000 btuh. untuk lebih jelasnya lihat perhitungan dibawah.

Setelah dianalisis lebih lanjut maka hal ini akan masuk akal jika kita mengubah dari daya mekanik menjadi kapasitas pendinginan. Nilai perfomansi dari AC ditunjukkan dari nilai coefficient of performance (COP). Secara definisi COP adalah perbandingan antara kapasitas pendinginan (laju kalor yang diserap di evaporator) dengan daya kerja yang dibutuhkan kompresor. Nilai COP untuk AC biasanya diasumsikan sekitar 3.5. Hal ini mengartikan bahwa jika daya mekanik kompresor yang digunakan adalah 745.7 W (1 PK) maka akan menghasilkan kapasitas pendinginan sebesar 2609 W yang hampir sama dengan 9000 btuh. Untuk lebih jelasnya perhatikan perhitungan dibawah ini:

Keyword: COP, PK, btuh