2. FORMAT KERTAS PENERANGAN 2. Pengenalan sistem penyejukan .docx

Muka Surat**:** 1/16 **TAJUK: PENGENALAN KEPADA SISTEM PENYEJUKAN** **TUJUAN:** **Kertas Penerangan ini bertujuan supaya pelatih-pelatih dapat mengetahui mengenai asas sistem penyejukan dan komponen komponen yang digunakan di dalam sistem penyejukan.** **\ PENERANGAN:** **1.0 Sistem Penyejukan*...

Muka Surat**:** 1/16 **TAJUK: PENGENALAN KEPADA SISTEM PENYEJUKAN** **TUJUAN:** **Kertas Penerangan ini bertujuan supaya pelatih-pelatih dapat mengetahui mengenai asas sistem penyejukan dan komponen komponen yang digunakan di dalam sistem penyejukan.** **\ PENERANGAN:** **1.0 Sistem Penyejukan** **Sistem penyejukan adalah suatu sistem atau mekanisme yang direka untuk mengurangkan dan mengawal suhu ruang, objek, atau bahan dengan cara pemindahan haba. Sistem ini berfungsi dengan mengeluarkan haba dari ruang atau bahan dan kemudian memindahkannya ke luar atau ke medium lain.** **Jenis-Jenis Sistem Penyejukan** a. **Penyaman Udara:** **Penyaman udara berfungsi dengan menyerap haba dari dalam ruang melalui penyejat. Bahan pendingin dalam penyejat akan menyerap haba ini dan menukarnya dari cecair ke gas. Gas ini kemudiannya dipam ke pemampat di mana ia dimampatkan dan dihantar ke kondensor. Dalam kondensor, bahan pendingin melepaskan haba ke persekitaran luar dan kembali ke bentuk cecair. Proses ini berulang-ulang untuk mengekalkan suhu yang diingini dalam ruang.**  **Rajah 1 : Penyaman udara jenis unit terpisah (Split unit )** **Kegunaan** - **Digunakan di rumah, pejabat, kenderaan, dan bangunan komersial untuk menyediakan persekitaran yang selesa.** - **Digunakan dalam industri untuk mengekalkan suhu tertentu dalam proses pengeluaran atau penyimpanan makanan atau peralatan yang sensitif terhadap perubahan suhu.** **Kelebihan:** a. **Menyediakan keselesaan termal dengan mengekalkan suhu dan kelembapan yang sesuai.** b. **Meningkatkan kualiti udara dalaman dengan menapis habuk, alergen, dan zarah-zarah berbahaya.** c. **Mengurangkan risiko kesihatan yang berkaitan dengan suhu panas melampau.** **B. Chiller** **Chiller adalah mesin pendingin yang menggunakan kitaran penyejukan untuk menyejukkan air atau cecair lain. Cecair sejuk ini kemudian dialirkan ke penukar haba untuk menyejukkan udara atau proses industri.** **Rajah 2 : Gambar rajah Chiller di pasaran** **Kegunaan Chiller** 1. **Bangunan pejabat**  **Rajah 3 : Suhu yang selesa akan meningkatkan produktiviti pekerja** **Chiller digunakan untuk mewujudkan dan mengekalkan suhu bilik yang selesa untuk pekerja di banggunan yang tinggi.** 2. **Kilang** **Rajah 4: Chiller digunakan untuk menyejukan kawasan yang luas** **Chiller digunakan mengawal suhu proses industri yang memerlukan ketepatan tinggi. Chiller juga dapat menyejukan kawasan yang lebih luas dalam masa yang singkat jika di bandingkan dengan jenis penyaman udara sebelum ini.** 3. **Hospital** **Rajah 5: Sesetengah peralatan sensitif terhadap perubahan suhu bilik** **Chiller juga digunakan di Hospital bagi mengekalkan suhu bilik dan peralatan perubatan yang sensitif terhadap perubahan suhu** 4. **Pusat data** **Rajah 6 Haba yang dihasilkan oleh komputer jika tidak di kawal suhunya akan menyebabkan peralatan akan mudah rosak** **Chiller juga digunakan untuk menyejukkan pelayan dan peralatan elektronik yang menghasilkan banyak haba.** **Bagaimanakah Chiller berfungsi** **Chiller berfungsi memindahkan haba dari kawasan yang memerlukan kawalan suhu. Sama seperti dengan sistem penyaman udara split unit , tetapi chiller menggunakan air (atau larutan air) dan bukannya udara untuk tujuan tersebut. Terdapat dua jenis chiller: sejukan air dan sejukan udara. Kedua-dua jenis ini berfungsi dengan cara yang sama sepanjang kebanyakan proses sehingga bahan pendingin mencapai pemeluwap, dan penerangan untuk kedua-dua jenis chiller dijelaskan dalam bahagian berikut.** **Water Cooled Chiller**  **Rajah 7 : Sistem Chiller Penyejukan Berasaskan Air** **Berikut adalah penerangan bagaimanakah chiller ini berfungsi** 1. **Proses penyejukan bermula apabila air memasuki penyejat dari pulangan primer, di mana haba dipindahkan daripada air ke bahan pendingin.** 2. **Air yang kini sejuk kemudian dihantar ke tangki air melalui bekalan primer (ditunjukkan dalam warna biru), di mana ia diedarkan ke pelbagai ruang yang dikawal iklim oleh pam air.** 3. **Memandangkan haba sentiasa bergerak dari panas ke sejuk seperti yang dinyatakan oleh hukum termodinamik kedua, air sejuk menyerap haba ambien ruang yang dikontakkan di pengendali udara. Kipas kemudiannya memaksa udara sejuk masuk ke ruang tersebut melalui saluran udara.** 4. **Air yang lebih panas kemudiannya dikembalikan ke chiller untuk disejukkan sekali lagi.** 5. **Sementara itu, haba yang diserap oleh bahan pendingin (laluan ditunjukkan dalam warna hijau) di dalam penyejat perlu dipindahkan untuk membolehkan bahan pendingin menyerap lebih banyak haba.** 6. **Bahan pendingin bertekanan rendah dan suhu tinggi bergerak dari penyejat ke pemampat yang dijalankan oleh motor, yang meningkatkan tekanan dan suhu.** 7. **Selepas itu, bahan pendingin memasuki pemeluwap. Chiller sejukan air menggunakan air untuk mengelilingi paip bahan pendingin dan menarik haba (laluan ditunjukkan dalam warna merah).** 8. **Air kemudiannya dipam ke menara penyejukan untuk melepaskan haba. Selepas pemeluwapan, bahan pendingin melalui injap pengembangan untuk mengurangkan tekanan (dan suhu) sebelum kembali ke penyejat, di mana proses bermula semula.** **Air Cooled Chiller** **Rajah 8 : Sistem penyejukan Chiller menggunakan Angin** **Berikut adalah penerangan bagaimanakah Chiller ini berfungsi** 1. **Proses ini bermula dengan pulangan primer yang membawa air panas ke chiller. Haba dipindahkan dalam penyejat ke bahan pendingin, dan air mengalir melalui bekalan primer ke ruang yang disejukkan.** 2. **Bahan pendingin bergerak melalui pemampat untuk meningkatkan tekanan dan suhu, kemudian ia sampai ke pemeluwap.** 3. **Di sini, kipas mengedarkan udara luar melalui pemeluwap, yang menyerap haba daripada bahan pendingin (sekali lagi, hukum termodinamik kedua menyatakan bahawa haba bergerak dari panas ke sejuk)** 4. **sebelum melepaskan haba ini ke udara persekitaran. Bahan pendingin kemudian melalui injap pengembangan (seperti sebelumnya) dan kembali ke penyejat** **C. Bahan Penyejuk** **Bahan penyejuk adalah komponen penting dalam sistem penghawa dingin dan penyejukan, memudahkan proses penyejukan dengan menyerap dan melepaskan haba. Pelbagai jenis bahan penyejuk digunakan berdasarkan kecekapan dan impak alam sekitar mereka. Berikut adalah gambaran ringkas mengenai bahan penyejuk biasa:** ***Klorofluorokarbon (CFC) dan Hidroklorofluorokarbon (HCFC) R22*** **R-22 (Freon): Dahulu digunakan secara meluas, R-22 adalah CFC yang dikenali dengan potensi penipisan ozon (ODP) yang tinggi. Disebabkan oleh impak alam sekitar yang berbahaya, penggunaannya sedang dihentikan di bawah peraturan global​​ (Environment Masters)​​ (The Cooling Company)​.**  **Rajah 9 : Penggunaan CFC Di Dalam Sistem Penyejukan Mampu Untuk Merosakan Lapisan Ozon Dan Seterusnya Menyumbang Kepada Pemanasan Global.** **Malaysia telah meratifikasi dan menjadi parti kepada *Protokol Montreal* mengenai bahan pemusnah ozon pada 29 ogos 1989. Malaysia telah menghapuskan penggunaan bahan pemusnah ozon generasi pertama seperti *Chlorofluorocarbon (CFC),* *Halon*, dan *Karbon Tetraklorida* pada tahun 2010** **Hidrofluorokarbon (HFC) / R134a dan R410A:** **R-134a dan R-410A: Ini adalah alternatif yang popular kepada CFC dan HCFC. Walaupun mereka tidak mempunyai ODP *ozone depletion potential* , mereka masih mempunyai potensi pemanasan global *(GWP)* yang tinggi. Usaha sedang dijalankan untuk menggantikan HFC dengan pilihan yang lebih mampan kerana impak alam sekitar yang signifikan​​ *(GreenBuildingAdvisor)​.***  **Rajah : Gas R140A dan R134 kurang menghasilkan kesan ODP jika di bandingkan dengan gas R32** **Hidrokarbon R290** **Propana (R-290) dan Isobutana (R-600a): Bahan penyejuk semulajadi ini mempunyai sifat termodinamik yang cemerlang dan impak alam sekitar yang boleh diabaikan (ODP sifar dan GWP rendah). Walau bagaimanapun, mereka adalah mudah terbakar, memerlukan pengendalian yang berhati-hati dan langkah keselamatan tertentu semasa pemasangan dan operasi​​ (The Cooling Company)​.** Harga baik R290 Gas sejuk R 290 \... **Rajah : Gas R290 merupakan gas yang mesra alam tetapi ia mudah terbakar** **Karbon Dioksida R744 (CO2):** **R-744: CO2 adalah bahan penyejuk semulajadi yang dikenali dengan ODP dan GWP yang boleh diabaikan. Ia menawarkan kecekapan penyejukan yang sangat baik dan penjimatan tenaga, menjadikannya pilihan yang popular untuk aplikasi komersial dan industri. Tekanan operasi yang tinggi dalam sistem CO2 memerlukan komponen yang kukuh dan langkah keselamatan yang canggih, tetapi faedah jangka panjangnya sering melebihi kos awal​​ (The Cooling Company)​.** **Rajah : Gas R744 merupakan gas paling mesra alam dan penjimatan tenaga.** **Amonia (NH3) R717** **Digunakan secara meluas dalam penyejukan industri, Amonia sangat efisien dengan sifat pemindahan haba yang unggul. Walaupun toksik dan berpotensi menyebabkan risiko kesihatan, impak alam sekitar yang rendah dan kecekapan tinggi menjadikannya pilihan yang disukai untuk sistem penyejukan skala besar​​ (The Cooling Company)​.** **Industri HVAC dan penyejukan sedang beralih ke arah bahan penyejuk dengan impak alam sekitar yang lebih rendah disebabkan oleh tekanan peraturan dan kebimbangan pemanasan global. Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA) telah memperkenalkan peraturan baru untuk mempromosikan penggunaan bahan penyejuk GWP rendah menjelang 2025, menekankan keperluan untuk penyelesaian penyejukan yang mampan dan efisien​​ *(Environment Masters)​​ (GreenBuildingAdvisor)​.*** **Rajah: Gas R717 adalah gas yang sangat toksik dan merbahaya kepada kesihatan jika terhidu** **D. Bilik Sejuk** **Bilik sejuk, juga dikenali sebagai bilik penyimpanan sejuk, adalah penting untuk memelihara barang-barang mudah rosak dengan mengekalkan suhu rendah yang konsisten. Ia biasanya digunakan dalam industri seperti penyimpanan makanan, farmaseutikal, dan floristry untuk memanjangkan jangka hayat produk.** **Kegunaan Bilik Sejuk** **Industri Makanan:** **Untuk menyimpan buah-buahan, sayur-sayuran, produk tenusu, daging, dan makanan laut, mencegah kerosakan dan mengekalkan kesegaran.**  **Rajah : Bilik sejuk digunakan untuk menyimpan stok bahan mentah yang mudah rosak bagi memsatikan kesegaran makan lebih terjamin.** **Farmasi** **Untuk menyimpan ubat-ubatan dan vaksin pada suhu yang diperlukan, memastikan ubat ubatan tidak rosak akibat daripada perubahan suhu** Penggunaan peti sejuk domestik untuk \... **Rajah : Sesetengah ubat ubatan akan mudah rosak jika di simpan di tempat yang terbuka.** **Pertanian** **Untuk menyimpan bunga dan tumbuhan, mengekalkan kesegarannya untuk tempoh yang lebih lama.**  **Rajah: Sesetengah sayuran dan tumbuh tumbuhan memerlukan pengawalan suhu yang baik bagi mengelakan daripada tumbuhan tersebut mati akibat daripada ketidaksesuaian suhu bagi tumbuhan tersebut.** **Faktor Reka Bentuk Bilik Sejuk** **Penebatan:** - **Bahan penebat berkualiti tinggi adalah penting untuk mengekalkan suhu rendah dan mengurangkan penggunaan tenaga.** **Kawalan Suhu:** - **Termostat dan sistem pemantauan canggih digunakan untuk memastikan pengawalan suhu yang tepat.** **Aksesibiliti:** - **Reka letak mesti memudahkan akses dan pergerakan barang dengan mudah, sering menggabungkan ciri-ciri seperti rak dan sistem penggudangan.** **Kecekapan Tenaga** - **Penggunaan unit penyejukan dan pencahayaan yang cekap tenaga untuk meminimumkan kos operasi.** **1.12 Komponen Sistem Penyejukan** **Sistem penyejukan dalam pelbagai konteks (seperti dalam kereta atau komputer) terdiri daripada beberapa komponen penting antaranya ialah :-** **Radiator:** **Penukar haba yang memindahkan haba dari cecair penyejuk yang mengalir melaluinya ke udara yang ditiup melaluinya oleh kipas.** **Coolant:** **Campuran air dan cecair penyejuk yang mengalir melalui enjin dan radiator, menyerap haba dan memindahkannya ke radiator.** **Water Pump:** **Memampankan cecair penyejuk melalui enjin dan radiator, memastikan pemindahan haba yang baik.** **Thermostat:** **Mengawal aliran cecair penyejuk melalui mesin berdasarkan suhu, memastikan suhu operasi sentiasa berada dalam tahap optimum.** **Kipas :** **Digerakkan secara elektrik atau melalui tali sawat bagi membantu menarik udara melalui radiator untuk menyejukan cecair penyejuk** **Hos Penyejuk** **Menghubungkan pelbagai komponen sistem penyejukan, membolehkan cecair penyejuk mengalir di antara mereka.** **Expansion Tank** **Membolehkan pengembangan dan pengecutan cecair penyejuk disebabkan perubahan suhu, mengekalkan paras cecair penyejuk yang sewajarnya.** **Kipas Penyejuk** **Dalam sesetengah sistem, kipas tambahan digunakan untuk memberikan penyejukan tambahan apabila diperlukan, terutamanya dalam aplikasi prestasi tinggi atau berat.** **Komponen-komponen ini bekerja bersama untuk menguruskan suhu enjin, peralatan elektronik, atau sistem lain yang menghasilkan haba semasa beroperasi.** **Rajah: komponen sistem penyejukan pada kenderaan** **1.13 Pemindahan Haba Dan Lembapan Di Dalam Banggunan** **Pemindahan haba dan lembapan di dalam bangunan adalah aspek penting dalam menilai prestasi bangunan dan keselesaan penghuninya.** **Pemindahan Haba** 1. **Konduksi: Pemindahan haba melalui bahan pepejal seperti dinding, bumbung, dan lantai berlaku disebabkan oleh perbezaan suhu di antara dua sisi bahan tersebut.** 2. **Konveksi: Pemindahan haba melalui aliran udara di dalam ruang-ruang tertutup dalam bangunan, seperti rongga dinding atau celah-celah di sekitar tingkap dan pintu.** 3. **Sinaran: Pemindahan haba melalui gelombang elektromagnetik (seperti sinaran infra-merah) antara permukaan dengan suhu yang berbeza, seperti antara dinding dalam bangunan dengan persekitaran luar.** **Pemindahan Lembapan** 1. ***Vapor Diffusion*: Pergerakan molekul wap air melalui bahan bangunan yang berlaku akibat perbezaan tekanan wap antara dua sisi bahan tersebut.** 2. **Kebocoran Udara: Pergerakan udara dari luar masuk ke dalam bangunan melalui celah atau rekahan pada kulit bangunan. Udara ini boleh membawa bersama lembapan yang boleh mengakibatkan masalah kondensasi.**  **Rajah: Kulat pada siling jika tidak di bersihkan akan menyebabkan berlakunya masalah Kesihatan yang serius kepada penghuni jika di biarkan berterusan** **Langkah pencegahan haba dan lembapan di dalam banggunan.** - **Pengawalan Suhu : Penggunaan bahan yang mampu menyerap suhu yang baik untuk mengurangkan kehilangan haba atau penerimaan haba yang berlebihan.** - **Lapisan Pengawal Wap: Pemasangan penghalang wap untuk mengawal pergerakan wap air melalui dinding dan atap bangunan, mengurangkan risiko kondensasi.** - **Pengurusan Udara: memastikan sistem pengudaraan yang baik untuk menngawal kadar kelembapan udara dalam bangunan bagi mencegah dari berlakunya pembentukan kulat di dalam banggunan.** - **Iklim: Pastikan reka bentuk bangunan yang bersesuaian dengan iklim tempatan untuk mengoptimakan kesesuaian suhu dan mengelakan dari berlakunya lembapan.** **Pemahaman dan pengurusan yang betul terhadap pemindahan haba dan lembapan ini penting untuk meningkatkan kecekapan tenaga bangunan, keselesaan penghuni, dan keselamatan bangunan jangka panjang.** **1.14 Pengiraan Beban untuk Penyaman Udara** **Memahami Pengiraan Beban** **Pengiraan beban adalah asas untuk memilih sistem penyaman udara yang betul. Ia menentukan kapasiti penyejukan yang diperlukan untuk mengekalkan persekitaran dalaman yang selesa.** **Faktor Utama yang Mempengaruhi Beban Penyejukan** **Beberapa faktor mempengaruhi beban penyejukan:** a. **Penutup Bangunan:** **Penebat, tingkap, pintu, dan bumbung.** b. **Penghunian:** **Bilangan orang, lampu, peralatan, dan kelengkapan.** c. **Iklim:** **Suhu, kelembapan, dan sinaran matahari.** d. **Keuntungan Haba Dalaman:** **Haba yang dihasilkan oleh manusia, lampu, peralatan, dan kelengkapan.** e. **Keuntungan Haba Luaran:** **Haba yang dipindahkan melalui dinding, bumbung, tingkap, dan pintu.** f. **Kaedah Pengiraan** **Kita akan mengira beban penghawa dingin bagi sebuah bilik tidur berukuran 3m x 4m x 3m (panjang x lebar x tinggi).** **1 Dapatkan Data yang perlukan :** - Luas bilik : 3m x 4m x 3m - Jumlah penghuni: 1 orang - Jumlah lampu: 2 buah (masing-masing 10 watt) - Peralatan elektronik: 1 unit laptop (65 watt) - Tingkap: 1 buah dengan ukuran 1m x 1.5m - Penebat dinding: sedang - Iklim: Tropika (contohnya , suhu luar 32°C, kelembapan 80%) **2. Langkah-langkah Perhitungan:** 1. **Kira luas bilik :** 2. **Kira Haba yang di hasilkan dari Penghuni:** - **Setiap orang menghasilkan panas sekitar 100 watt. (Secara purata )** - **Haba yang di hasilkan = 1 orang x 100 watt = 100 watt** 3. **Haba dari Lampu:** 4. **Kira Haba yang dihasilkan dari Peralatan Elektronik:** - **Penghasilan haba dari peralatan elektronik = 65 watt** 5. **Jumlahkan penghasilan haba di ruangan :** - **Jumlah penghasilan haba haba dalam** - **= 100 watt + 20 watt + 65 watt = 185 watt** 6. **Kira penghasilan Haba dari Luar Ruangan:** - Catatan: Pengiraan ini lebih kompleks dan melibatkan faktor-faktor seperti luas permukaan dinding, jenis material, dan pendedahan kepada Cahaya matahari secara berterusan di ruangan. - Untuk pengiraan yang lebih tepat sebaiknya menggunakan perisian khas atau dapatkan nasihat daripada juruteknik HVAC yang bertauliah - Perkiraan kasar: Anda boleh meletakan angaran sekitar 25-35% dari jumlah penghasilan haba dalam sebagai contoh kita ambil 30%: penghasilan haba dari luar iaitu = 185 watt x 30% = 55.5 watt 7. **Kirakan jumlah beban penghawa dingin yang di perlukan** - **Total beban pendingin = keuntungan haba dalam + keuntungan haba luar = 185 watt + 55.5 watt = 240.5 watt** 8. **Tukarkan kepada unit BTU:** - **1 watt = 3.412 BTU/jam** - **Jumlah penyejukan yang di perlukan** - **240.5 watt x 3.412 BTU/jam/watt ≈ 820 BTU/jam** - **1hp = 9500 BTU / Jam** 9. **Pemilihan Penyaman udara yang sesuai** - **Pilihlah unit penyaman udara dengan kapasiti lebih besar dari beban yang di kira untuk memastikan suhu di ruangan mencapai pada tahap yang optimum.** - **Formulanya adalah** - **1hp = 9000 -- 10,000 Btu /jam** - **1.5 HP = 12,000-15,000 Btu / Jam** - **2hp = 16,000 -- 20,000 Btu / jam** - **2.5 hp = 22,000 -- 27,000 Btu / Jam** **Contoh** Kirakan berapakah unit aircond yang di perlukan bagi sebuah bilik di dalam bilik tersebut mempunyai sebuah computer dan 2 biji mentol berkapasiti 120 watt Bilik tersebut di huni oleh 2 orang dan mempunyai sebuah tingkap bersaiz 1 meter. Kirakan jumlah penyaman udara yang di perlukan bagi menyejukan ruangan bilik tersebut. Luas bilik = 4 m x3m x 4m = 48 sq ft Haba yang di hasilkan = 65 watt (Computer ) + 120 watt x 2 (Lampu ) = **505 watt** Haba dari luar = 30% anggaran haba yang di hasilkan dari luar = 505 watt x 30% = 91.5watt = 505watt +91.5 watt = 151.50 watt **Jumlah pendinginan yang di perlukan** **=** 151.5 Watt x 3.412Watt / jam = 51,000 Btu atau bersamaan 2 unit penyaman udara berkapasiti 2.0 hp. **Kesimpulan** Pengiraan beban pendingin udara adalah proses yang penting untuk menentukan ukuran unit AC yang tepat. Dengan perhitungan yang benar, Anda dapat memilih unit AC yang efisien dan memberikan kenyamanan maksimal. Dengan melakukan pengiraan yang betul dapat membantu anda untuk memilih penyaman udara yang betul mengikut pengiraan sebenar. selain itu ia juga dapat membantu anda menjimatkan duit anda apabila anda memilih penyaman udara mengikut kapasiti yang betul. **RUJUKAN**:. i\. Michael E. Brumbach & Jeffrey A. Clade (2014), Industrial Maintenance, 2nd Edition, Cengage Learning ISBN 978-113313-1199 vii\. Rochard R. Kibbe, (2001), Mechanical Systems for Industrial Maintenance, Prentice Hall. ISBN 9780130164902 viii\. Gregor D. Häberle, (2015) Electrical Engineering (Tables, Standards, Formulas), Verlag, Europa-Lehrmittel Nourney, Vollmer, ISBN9783808532706 ix\. Yahaya Emat, (1987). Prinsip Elektrik, Dewan Bahasa dan Pustaka KK.537-3395-2101 x\. Noel M.Morris,(1997), Control Engineering Fourth Edition, Mc Graw-Hill, ISBN 0-07-707284-7 xi\. Cylde O. Kale, (1997), Litar Perindustrian dan Pengeluaran Berautomatik, UTM, ISBN 983-52-0107-2