bab ii landasan teori 2.1 pengertian dehumidifier

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Dehumidifier

Dehumidifier adalah alat yang di gunakan untuk mengurangi kelembaban

udara melalui proses dehumidifikasi.proses dehumidifikasi merupakan suatu

proses penurunan kadar air dalam udara dengan menurunkan ratio kelembaban

dan entalpi.kegunaan dari dehumidifier yang biasa kita temui dibidang

farmasi,pertanian dan produksi makanan. penggunaan dehumidifier yang banyak

digunakan ,yaitu:

1. Refrigerant dehumidifier

2. Dessicant dehumidifier

(Yugo,2015)

2.1.1 Refrigerant Dehumidifier

Prinsip dari Refrigerant Dehumidifier merupakan konsep yang simpel.

Jika di udara dibawah suhu dew point , uap air akan terkondensasi pada

permukaan dingin. Dengan kata lain penyerapan uap air dilakukan dengan proses

Pendinginan dan Kondensasi.

Pengering udara berbasis system kompresi uap merupakan metode yang

paling praktis. Pengering udara dengan mendinginkan untuk menyerap uap air dan

memanaskan untuk menurunkan kelembaban relative merupakan teknik yang

umum dan masih banyak digunakan di Aplikasi Industri.

Gambar.2.1 Refrigerant Dehumidifier

5

Sumber :http://www.humiditycontrol.co.uk/dehumidification-theory.htm

(Mahfud Box,2013)

2.1.2 dessicant dehumidifier

Desiccant Dehumidifier merupakan alat pengering yang menggunakan

rotor penyerap uap air berupa silica gel dengan memberikan tekanan yang berbeda

untuk memindahkan uap air secara terus menerus dengan metode regenerasi rotor

penyerap uap air.

(Mahfud Box,2013)

Gambar.2.2 dessicant dehumidifier

Sumber : http://www.humiditycontrol.co.uk/dehumidification-theory.htm

2.2 Pengertian Psikometrik

Psikometrik merupakan sesuatu tentang sifat-sifat campuran udara dengan

uap air, yang mempunyai arti yang sangat penting dalam pengkondisian udara.

karena udara pada atmosfir merupakan percampuran antara udara dan uap air, jadi

tidak benar-benar kering. Kandungan uap air dalam udara pada untuk suatu

keperluan harus dibuang atau malah ditambahkan. (Dimas Yulianto,2010)

Berikut ini akan dibahas parameter udara pada diagram psikometrik untuk

keperluan perancangan dehumidifier yaitu:

6

2.2.1 Dry Bulb Temperature (DB)

Kondisi suhu campuran antara udara dan uap air yang diukur dan dibaca

melalui skala termometer, tidak tergantung kepada intensitas uap air yang

terkandung dalam udara (Zain et al., 2005). Suhu bola kering dapat dibaca pada

termometer dengan sensor bola kering (Yani, 2003). Dalam proses kesetimbangan

kalor, suhu bola kering berpengaruh terhadap intensitas kalor yang diproduksi

melalui penguapan (evaporasi) maupun konveksi (Zain et al., 2005).

2.2.2 Wet Bulb Temperature (WB)

Kondisi suhu saat terjadi kesetimbangan antara campuran udara dan uap

air. Suhu bola basah pada udara lembab dan air dicapai jika udara

secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan uap air (Zain et al., 2005). Suhu bola

basah disebut juga suhu jenuh adiabatik yang diperoleh

menggunakan termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah untuk

menghilangkan pengaruh radiasi panas, tetapi perlu diperhatikan bahwa sensor

harus dialiri udara dengan kecepatan minimal 5 m/s (Yani, 2003).

2.2.3 Dew Point Temperture (DP)

Suhu dari campuran udara terjadi kondensasi ketika udara didinginkan.

Kondensasi terjadi pada kelembaban mutlak dan tekanan parsial yang konstan

karena kalor yang terkandung dalam Tekanan parsial uap air yang ditimbulkan

oleh molekul uap air di dalam udara lembab pada suhu konstan. Apabila udara

mencapai kondisi jenuh, maka tekanan uap air tersebut disebut tekanan uap air

jenuh (Pvs) (Zain et al.,)

2.2.4 Entalpi (h)

Sifat termal dari campuran udara dan uap air yang menunjukkan intensitas

kalor dalam udara lembab per-satuan massa udara kering di atas suhu acuan,

dihitung dengan persamaan berikut (Zain et al., 2005):

Keterangan :

h = entalpi (kJ/kg)

7

Tdb = suhu bola kering (ºC)

W = kelembaban mutlak (kg/kg udara kering)

2.2.5 Specific Volume (v)

Volume ruang yang diisi oleh 1 kg udara kering dan dinyatakan dalam

m3/kg udara kering, dihitung dengan persamaan berikut (Zain et al., 2005):

Keterangan :

v = volume spesifik (m3/kg udara kering)

P = tekanan atmosfer (kPa)

R = tetapan gas (287 J/kg.mol.K)

Tdb = suhu bola kering (°C)


2.2.6 Kelembaban Relatif (RH)

Perbandingan tekanan uap air terhadap tekanan uap air jenuh pada suhu

konstan. Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual

uap air dari campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu

konstan yang dinyatakan dalam satuan persen. Pendugaan kelembaban relatif

dapat didekati dengan persamaan (Zain et al., 2005):

Keterangan :

RH = kelembaban relatif (%)

Pv = tekanan uap air (kPa)

Pvs = tekanan uap air jenuh (kPa)

8

2.2.7 Rasio Kelembaban (W)

Massa uap air (mu) yang terkandung dalam udara lembab per-satuan massa

udara kering (ma) yang dapat didekati dengan persamaan berikut (Zain et al..,

2005):

Keterangan :


Pv = tekanan parsial uap air (kPa)

Pvs = tekanan uap jenuh (kPa)

(Agun Gunawan, 2009)

2.3 Proses - proses pada psikometrik

Proses udara yang terjadi dalam psikometrik adalah :

1. Proses pemanasan (Heating).

2. Proses pendinginan (Cooling).

3. Proses pelembaban (humidifikasi).

4. Proses penurunan kelembaban (dehumidifikasi).

5. Proses pemanasan dan pelembaban (Heating dan humidifikasi).

6. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (Heating dan

dehumidifikasi).

7. Proses pendinginan dan pelembaban (Cooling dan humidifikasi).

8. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (Cooling dan

dehumidifikasi).

(Yuriadi kusuma,2011)

2.3.1. Proses pemanasan Sensibel (Heating).

Proses pemanasan Sensibel adalah proses penambahan kalor sensibel ke

udara sehingga temperatur udara tersebut naik. Proses ini hanya disebabkan oleh

perubahan temperatur bola kering udara tanpa perubahan rasio kelembaban. Garis

proses pada psikometrik adalah garis horizontal ke arah kanan.

9

Gambar .2.3 Pemanasan Sensibel

Sumber : ( G Pita, Edward . 1981 . Air Conditioning Principles and Systems .

USA . John Wily and Sons. Inc.)

2.3.2 Proses pendinginan Sensibel (Cooling).

Proses pendinginan Sensibel adalah proses pengambilan kalor sensibel

dari udara sehingga temperatur udara tersebut mengalami penurunan. Proses ini

hanya disebabkan oleh perubahan temperatur bola kering udara tanpa perubahan

rasio kelembaban. Garis proses pada psikometrik adalah garis horizontal ke arah

kiri.

Gambar 2.4. Pendinginan Sensibel



2.3.3. Proses pelembaban (humidifikasi).

Proses pelembaban adalah proses penambahan kandungan uap air ke

udara sehingga terjadi kenaikan entalpi dan ratio kelembaban. Pada proses ini

10

terjadi perubahan kalor laten tanpa disertai perubahan kalor sensibel . Garis proses

pada psikometrik adalah garis vertikal ke arah atas.

Gambar 2.5 Pelembaban



2.3.4 Proses penurunan kelembaban (dehumidifikasi).

Proses penurunan kelembaban adalah proses pengurangan kandungan uap

air udara sehingga terjadi penurunan entalpi dan ratio kelembaban. Pada proses

ini terjadi perubahan kalor laten tanpa disertai perubahan kalor sensibel. Garis

proses pada psikometrik adalah garis vertikal ke arah bawah.

Gambar 2.6. Penurunan Kelembaban



11

2.3.5 Proses pemanasan dan pelembaban (Heating dan humidifikasi).

Pada proses ini udara dipanaskan disertai dengan penambahan uap air,

yaitu dengan mengalirkan udara melewati ruangan semburan air atau uap yang

temperaturnya lebih tinggi dari temperatur udara, sehingga didapatkan

peningkatan kalor sensibel dan kalor laten secara bersamaan. Pada proses ini

terjadi kenaikan rasio kelembaban, entalpi, dry bulb temperatur,wet bulb

temperatur dan kelembaban relatif. Garis proses pada psikometrik adalah garis

kearah kanan atas.

Gambar 2.7 Pemanasan dan Pelembaban



2.3.6 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (Heating dan

dehumidifikasi)

Pada proses ini udara mengalami pendinginan dahulu sampai

temperaturnya dibawah titik embun udara, pada temperatur ini udara mengalami

pengembunan sehingga kandungan uap air akan berkurang, kemudian udara

dilewatkan melalui koil pemanas sehingga temperatur udara akan meningkat.

Proses ini terjadi pada alat pengering udara (dehumidifier). Pada proses ini terjadi

penurunan rasio kelembaban, entalpi, wet bulb temperatur, entalpi dan

kelembaban relatif tetapi terjadi peningkatan dry bulb temperatur. Garis proses

pada karta psikometrik adalah garis kearah kanan bawah.

12

Gambar . 2.8 Pemanasan dan Penurunan Kelembaban



2.3.7 Proses pendinginan dan pelembaban (Cooling dan humidifikasi)

Proses ini dilakukan dengan melewatkan udara pada ruangan semburan air

yang temperaturnya lebih rendah dari temperatur udara, tetapi lebih tinggi dari

titik embun udara sehingga temperatur akan mengalami penurunan dan rasio

kelembaban akan mengalami peningkatan.

Gambar 2.9. Pendinginan dan Pelembaban



13

2.3.8 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (Cooling and

dehumidifikasi).

Proses ini dilakukan dengan cara melewatkan udara pada koil pendingin

atau ruangan semburan air dimana temperaturnya lebih rendah dari temperatur

udara sehingga terjadi penurunan kalor laten dan kalor sensibel.

Gambar 2.10. Pendinginan dan Penurunan Kelembaban

Sumber: ( G Pita, Edward . 1981 . Air Conditioning Principles and Systems . USA

. John Wily and Sons. Inc.)

14

2.5 Kinerja Dehumidifier kompresi uap

Gambar di bawah ini menunjukkan terjadinya proses dehumidifier dimana

proses tersebut melalui proses cooling and dehumidifying dari udara sekitar

menjadi udara dingin kemudian dipanaskan hingga mencapai temperatur yang

diinginkan.

Keterangan:

(1) – (2) : proses cooling dan dehumidifying

(2) – (3) : proses pemanasan

Pada dasarnya penggunaan kompresi uap sebagai unit proses pendinginan

dan proses dehumidifikasi untuk menghasilkan udara dingin dimana udara dingin

15

tersebut digunakan sebagai udara suplai proses dehumidifier, sehingga

membutuhkan perlakuan proses pemanasan udara yang memanfaatkan panas

kondensor yaitu Besarnya energi yang dibutuhkan dapat dituliskan dengan rumus:

Kondisi pada sisi inlet dehumidifier

a) Menentukan massa udara yang mengalir

Luas penampang, A = p x ℓ

b) Menentukan tekanan jenuh (Psat) pada suhu Tl (tabel air jenuh)

c) Menentukan tekanan parsial uap (Pv)

P v = RH x Psat

………………………………………………………...(2.17)

d) Menentukan Humidity Ratio (w)

w = 0,622 (

)

……………………………………..…………..(2.18)

e) Menghitung Entalpi udara (h1)

h1 = 1,005 . T + w (2501 + 1,88

T)………………….….…..……...…(2.19)

Dimana

Kondisi pada sisi outlet dehumidifier

a. Menentukan tekanan jenuh (Psat) pada suhu T2 (table sifat air)

b. Menentukan tekanan parsial sisi outlet (Pv)

w = 0,622 (

), maka untuk mencari Pv ;

P v = (

) x (Pt - Pv) ………………………...……(2.20)

c. Menentukan relative humidity outlet

RH =

……………………………………………..(2.21)

d. Menentukan entalpi udara pemanas(h2) dengan perubahan T2

h2 = 1,005 T + w (2501 + 1,8 T) ……………………..(2.22)

Kondisi aliran udara

1. Menetukan rapat massa udara(ρud)

ρud=

……………………….………………….(2.23)

dimana Ra ketetapan reynold (287,035 J/kg.k)

16

2. Menentukan Volume aliran udara (ὐ)

ὐ = A x ʋ…………………………………………………(2.24)

3. Menetukan Massa udara yang mengalir (ṁ)

ṁud = ὐ x ρud ………(2.25)

4. Menetukan Energi yang diperlukan (Q)

Q = ṁud x (h2 – h1 ) ……………………….……………(2.26)

5. Menetukan Dew Point Temperature(DPT)

DPT =

- 235 ……………………(2.27)

(Ikhwan Asmawi,2011)

bab ii landasan teori 2.1 pengertian dehumidifier

Documents