HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM
Controlled Environment Engineering
12.1 PENDAHULUAN
Pada bab sebelumnya telah dibahas:
✓ Relative Humidity (RH)
✓ Dew Point
Namun dalam perhitungan engineering HVAC, parameter yang paling sering digunakan untuk menghitung kandungan uap air sebenarnya adalah:
Humidity Ratio
Humidity Ratio merupakan dasar dari:
Moisture Load Calculation
Dehumidification Load
Psychrometric Analysis
Fresh Air Calculation
Dry Room Design
Cleanroom Humidity Control
Karena itu Humidity Ratio menjadi salah satu parameter paling penting dalam HVAC Engineering.
12.2 APA ITU HUMIDITY RATIO?
Humidity Ratio adalah jumlah uap air yang terkandung dalam udara dibandingkan massa udara kering.
Sering disebut juga:
✓ Moisture Content
✓ Absolute Humidity
✓ Specific Humidity (pendekatan tertentu)
Satuan yang umum digunakan:
g/kg Dry Air
kg/kg Dry Air
12.3 MEMAHAMI HUMIDITY RATIO
Contoh:
Humidity Ratio
=
10 g/kg
Artinya:
Setiap 1 kg udara kering mengandung:
10 gram uap air.
Semakin besar nilai Humidity Ratio:
✓ Udara semakin lembap
✓ Moisture Load semakin tinggi
✓ Dew Point semakin tinggi
12.4 SIMBOL HUMIDITY RATIO
Dalam Psychrometrics biasanya digunakan simbol:
W
atau
ω
Contoh:
W = 0,010 kg/kg
Artinya:
10 gram uap air per kg udara kering.
12.5 HUMIDITY RATIO DAN RH
Relative Humidity tidak menunjukkan jumlah air yang sebenarnya.
Humidity Ratio menunjukkan jumlah air yang sebenarnya.
Contoh:
24°C
50% RH
Humidity Ratio
≈ 9 g/kg
Pada kondisi lain:
30°C
50% RH
Humidity Ratio
≈ 13 g/kg
RH sama.
Namun kandungan air berbeda.
12.6 HUMIDITY RATIO DAN DEW POINT
Semakin tinggi Humidity Ratio:
✓ Dew Point meningkat
✓ Risiko kondensasi meningkat
Semakin rendah Humidity Ratio:
✓ Dew Point menurun
✓ Udara semakin kering
Karena itu Humidity Ratio sangat erat kaitannya dengan Dew Point.
12.7 PSYCHROMETRIC CHART
Humidity Ratio biasanya diperoleh dari:
✓ Psychrometric Chart
✓ Software HVAC
✓ Psychrometric Calculator
✓ BMS Trend Data
Dalam praktik HVAC modern, penggunaan software jauh lebih umum dibanding perhitungan manual.
12.8 MOISTURE CONTENT
Moisture Content adalah istilah lain yang sering digunakan untuk menggambarkan Humidity Ratio.
Semakin tinggi Moisture Content:
✓ RH meningkat
✓ Dew Point meningkat
✓ Beban dehumidifikasi meningkat
12.9 MOISTURE MASS BALANCE
Prinsip dasar:
Uap air tidak dapat hilang begitu saja.
Moisture yang masuk harus:
✓ Dibuang
atau
✓ Diakumulasi
Konsep ini disebut:
Moisture Mass Balance.
12.10 RUMUS MOISTURE LOAD
Rumus dasar:
M=\dot m\times(W_1-W_2)
Dimana:
M = Moisture Load
ṁ = Massa Udara
W₁ = Humidity Ratio awal
W₂ = Humidity Ratio akhir
12.11 MEMAHAMI RUMUS
Jika udara masuk:
12 g/kg
Target:
8 g/kg
Selisih:
4 g/kg
Maka sistem HVAC harus menghilangkan selisih kandungan air tersebut.
12.12 CONTOH PERHITUNGAN
Data:
Airflow
2.000 CMH
Humidity Ratio Awal
12 g/kg
Humidity Ratio Target
8 g/kg
Selisih
4 g/kg
Hasil:
Sistem harus menghilangkan sejumlah moisture agar kondisi target tercapai.
12.13 SUMBER MOISTURE LOAD
Moisture dapat berasal dari:
✓ Fresh Air
✓ Infiltrasi
✓ Operator
✓ Proses Produksi
✓ Pencucian
✓ Produk
Semua sumber tersebut akan meningkatkan Humidity Ratio.
12.14 HUMIDITY RATIO DAN FRESH AIR
Fresh Air sering menjadi sumber Moisture terbesar.
Contoh:
Udara luar:
32°C
75% RH
Humidity Ratio sangat tinggi.
Jika masuk ke cleanroom:
Moisture Load meningkat.
12.15 HUMIDITY RATIO DAN INFILTRASI
Infiltrasi udara luar dapat menyebabkan:
✓ RH meningkat
✓ Dew Point meningkat
✓ Dehumidifier bekerja lebih berat
Karena itu pengendalian kebocoran ruangan sangat penting.
12.16 HUMIDITY RATIO DAN DEHUMIDIFIKASI
Tujuan utama dehumidifikasi:
Menurunkan Humidity Ratio.
Bukan sekadar menurunkan RH.
Karena RH dapat berubah akibat perubahan temperatur.
Sedangkan Humidity Ratio menunjukkan jumlah air yang sebenarnya.
12.17 HUMIDITY RATIO DAN CLEANROOM
Pada cleanroom:
Humidity Ratio digunakan untuk:
✓ Moisture Control
✓ RH Control
✓ Process Stability
✓ Dehumidification Design
Terutama pada area farmasi dan elektronik.
12.18 HUMIDITY RATIO DAN DRY ROOM
Pada Dry Room:
Parameter utama:
✓ Dew Point
✓ Humidity Ratio
Bukan RH.
Karena RH menjadi kurang relevan pada kondisi kelembapan sangat rendah.
12.19 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang Produksi Farmasi
Target:
22°C
50% RH
Aktual:
22°C
70% RH
Investigasi:
Humidity Ratio jauh lebih tinggi dari target.
Penyebab:
Fresh Air dan infiltrasi berlebihan.
Solusi:
Mengurangi Moisture Load dan meningkatkan kapasitas dehumidifikasi.
12.20 KESALAHAN UMUM
✗ Hanya melihat RH.
✗ Mengabaikan Humidity Ratio.
✗ Mengabaikan Moisture Load.
✗ Tidak menggunakan Psychrometric Chart.
✗ Menganggap RH selalu menunjukkan kandungan air.
12.21 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika RH tinggi, banyak orang berkata:
"Udara terlalu lembap."
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa Humidity Ratio?
✓ Berapa Dew Point?
✓ Berapa Moisture Load?
✓ Dari mana sumber kelembapan?
✓ Berapa Fresh Air yang masuk?
Karena Humidity Ratio menunjukkan jumlah air yang sebenarnya berada di dalam udara.
12.22 RINGKASAN
Humidity Ratio adalah jumlah uap air yang terkandung dalam udara dibandingkan massa udara kering.
Satuan umum:
✓ g/kg Dry Air
✓ kg/kg Dry Air
Rumus dasar Moisture Load:
M=\dot m\times(W_1-W_2)
Prinsip penting:
✓ Humidity Ratio menunjukkan kandungan air yang sebenarnya.
✓ Humidity Ratio berkaitan erat dengan Dew Point.
✓ Humidity Ratio digunakan dalam perhitungan Moisture Load.
✓ Humidity Ratio menjadi dasar desain dehumidifikasi.
Prinsip yang harus selalu diingat:
Relative Humidity menunjukkan persentase kelembapan.
Humidity Ratio menunjukkan jumlah air yang sebenarnya berada di dalam udara.
Dan dalam perhitungan HVAC Engineering, jumlah air yang sebenarnya sering kali lebih penting daripada persentasenya.
