HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)

HVAC berfungsi menjaga kondisi udara sekitar untuk melindungi alat-alat, dan kenyamanan personal dengan cara mengatur ventilasi dan pengkondisian udara.

HVAC merupakan singkatan dari Heating, Ventilation, and Air Conditioning. Yang mana sistem pengkondisian udara ini merupakan aplikasi dari beberapa cabang ilmu Mechanical Engineering yaitu termodinamika, mekanika fluida, dan perpindahan panas.

HVAC termasuk vital penggunaannya di beberapa industri, terutama di gedung-gedung, perkantoran yang dipenuhi peralatan komputer yang perlu dijaga kelembaban udaranya, serta industri-industri besar yang memerlukan sistem ventilasi yang baik. Berikut akan saya jelaskan lebih mendetail mengenai HVAC.

1. Heating
Sistem ini banyak digunakan di daerah-daerah yang beriklim dingin, yang sepanjang musim didominasi dengan suhu yang dingin. Tersusun oleh beberapa bagian penting antara lain boiler, furnace, heat pump, radiator, dan hydronic.

Furnace berfungsi sebagai sumber panas yang ditransfer ke media air bernama hydronic di boiler. Hydronic tersirkulasi berkat kerja dari heat pump, yang selanjutnya setelah dari boiler, hydronic menuju ke radiator untuk memindahkan panas yang dikandungnya ke udara yang tersirkulasi. Udara inilah yang digunakan untuk memanaskan ruangan.

2. Ventilation
Ventilation adalah proses untuk mensirkulasikan udara di dalam suatu ruangan dengan udara luar, yang bertujuan untuk me-remove debu, kelembaban, bau-bauan yang tidak sedap, karbon dioksida, panas, bakteri di udara, serta meregenerasi oksigen di dalam ruangan. Ventilasi merupakan salah satu penerapan teori mekanika fluida.


Penggunaan Ventilation Fan pada Industri

20110622-113951.jpg

Ada dua jenis ventilation, yaitu forced ventilation dan natural ventilation. Forced ventilation adalah sistem ventilasi yang menggunakan bantuan fan atau kipas untuk mensirkulasikan udara di dalam ruangan. Sistem ini banyak digunakan di perindustrian besar, gedung-gedung, dan contoh yang paling dekat dengan kita adalah di dapur dan di kamar mandi. Di dapur biasanya dipasang fan untuk menghisap asap dari kompor dan dibuang keluar. Sedangkan di kamar mandi jelas digunakan untuk mengusir bau-bauan yang tidak sedap dari dalam kamar mandi.


Exhaust Fan untuk Rumah-rumah

20110622-113818.jpg

Sedangkan untuk natural ventilation tidak diperlukan bantuan kipas untuk mensirkulasikan udara. Biasanya hanya berupa jendela yang dibiarkan terbuka di suatu ruangan.

3. Air Conditioning
Air Conditioning (AC) menggunakan prinsip siklus mesin pendingin, yang terdiri dari beberapa bagian penting yaitu refrigerant, kompresor, heat exchanger, dan katup ekspansi.

Kalau Anda googling pasti sudah banyak yang menjelaskan bagaimana prinsip kerja dari AC. Di sini yang perlu saya tekankan adalah adanya sedikit perbedaan antara AC yang biasa Anda gunakan di rumah, dengan AC yang digunakan di perkantoran, gedung-gedung, atau perindustrian. Ada satu media bernama liquid chiller yang digunakan.


Kompresor AC pada salah satu kantor

20110622-114125.jpg

Jadi prosesnya menjadi seperti berikut. Udara yang tersirkulasi diserap panasnya melalui heat exchanger oleh liquid chiller di satu komponen bernama Air Handling Unit (AHU). Sedangkan panas dari liquid chiller diserap oleh refrigerant melalui heat exchanger yang lainnya. Jadi ada semacam proses pendinginan bertingkat di dalamnya.


Air Handling Unit

20110622-114234.jpg

Ada satu alasan yang kuat mengapa AC yang digunakan di gedung-gedung besar menggunakan liquid chiller. Karena udara yang bersirkulasi di dalam gedung bervolume besar, maka akan lebih jauh efisien jika menggunakan media liquid chiller sehingga energi yang dibutuhkan untuk operasional AC lebih rendah jika dibandingkan tanpa menggunakan liquid chiller.

Related books:
1. Audel HVAC Fundamentals, Heating Systems, Furnaces and Boilers,
2. HVAC - Heating, Ventilating, and Air Conditioning, Third Edition
3. Refrigeration and Air Conditioning Technology

Free Journal/e-books HVAC:
1. http://bit.ly/mMiCMs
2. http://bit.ly/j64RpL
3. http://bit.ly/kzJxxl
4. http://bit.ly/lCTJcx
5. http://bit.ly/lbSJ58
6. http://1.usa.gov/mgZj72

Steam Trap

Steam trap, kalo dibahasaindonesiakan artinya jadi perangkap uap air. Sesuai dengan namanya memang, alat ini berfungsi sebagai tempat terakumulasinya uap air yang terkondensasi dan selanjutnya secara otomatis mekanis dibuang menuju tangki air umumnya.

Penggunaan steam trap biasanya pada drain line dari suatu sistem, yang mana sistem tersebut hanya sewaktu-waktu membuang uap yang ada di dalamnya. Gambar berikut adalah bagian-bagian umum pada steam trap.

20110621-082643.jpg

Memang alat ini kelihatannya sepele, namun memiliki fungsi yang penting. Yaitu menjaga agar sistem tersebut tetap berisikan uap air. Setiap air yang terakumulasi akan secara periodik dibuang oleh steam trap. Gambar berikut adalah contoh lebih dekat dari steam trap.

Steam Trap

Sistem kerjanya simpel saja. Steam trap ini menggunakan sistem pelampung, apabila uap air terkondensasi di dalamnya, secara otomatis air dalam jumlah tertentu akan membuat pelampung tersebut terangkat dan mengalirkan air yang ada melewati steam trap tersebut. Sebenarnya steam trap tidak hanya menggunakan pelampung. Namun jenis ini memang yang paling banyak digunakan. Jenis lain dari steam trap antara lain temperature steam trap, thermodynamic steam trap, venturi (orifice) steam trap, dan smart steam trap.

Pada steam power plant, steam trap banyak dipasang pada sistem2 drain untuk main steam sistem.

Related books:
1. Construction and Operation of Steam Traps
2. Modern steam traps

Disasters Behind The Engineering Ethics Issues


Wikipedia says, engineering ethics is the field of applied ethics and system of moral principles that apply to the practice of engineering. This issues is attracting increasing interest in engineering practician, since there had been series of significant structural failures at the 19th century drew to a close and the 20th century began.

There are some disaster that occured at that time which provided a strong impetus for the establishment of professional licensing and codes of ethics in the United States.

1. Ashtabula River Railroad Disaster

20110621-105043.jpg
This disaster happened at December 29, 1876 in Ashtabula / Edgewood, Ohio, USA. Caused 92 people died, and 64 others injuries. It was a train disaster caused by bridge failure. It was, at the time, the worst rail accident in American history (succeeded by the Great Train Wreck of 1918). The disaster prompted the designers to pay more attention to the standards for bridges including adequate testing and inspection.

2. Tay Bridge Disaster

20110621-110013.jpg
Happened at December 28, 1879 in Dundee, Scotland. This disaster caused 75 deaths. Similar with the first disaster, Tay Rail Bridge collapsed during a violent storm while a train was passing over it. Investigation result said there was many faults in design, materials, and processes that had contributed to the failure. The bridge was designed by the noted railway engineer Sir Thomas Bouch, using a lattice grid that combined wrought and cast iron.

3. Quebec Bridge

20110621-105211.jpg
Qubece bridge in Quebec City, and Lévis, Quebec, Canada, start builded at 1904 and collapse twice at 1907 and 1916. August 29, 1907, the south arm and part of the central section of the bridge collapsed into the St. Lawrence River in just 15 seconds. Of the 86 workers on the bridge that day near quitting time, 75 were killed and the rest were injured. Before the disaster, engineer realized that the preliminary calculations made early in the planning stages were never properly checked when the design was finalized, and the actual weight of the bridge was far in excess of its carrying capacity. But the message about this had not been passed on to Quebec, until it was too late.
The second collapse on September 11, 1916. The new design was still for a bridge with a single long cantilever span, but a much more massive one. When the central span was being raised into position, it fell into the river, killing 13 workers.

4. Boston Molasses Disaster

20110621-105314.jpg
Occurred on January 15, 1919, in the North End neighborhood of Boston, Massachusetts in the United States. As wikipedia record, a large molasses storage tank burst, and a wave of molasses rushed through the streets at an estimated 35 mph (56 km/h), killing 21 and injuring 150. Several factors that occurred on that day and the previous days might have contributed to the disaster. The first factor was the poor construction and not tested insufficiently. The other causes was the internal pressure from the carbon dioxide due to the fermentation process and the rise in local temperatures that occurred over the previous day also would have assisted in building this pressure.

Related books:
- Ethics in Engineering
- Ethics, Technology, and Engineering: An Introduction
- It Looked Good on Paper: Bizarre Inventions, Design Disasters, and Engineering Follies

Back to top