MODUL 5

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

MODUL 5: INTRODUCTION PSYCHROMETRIC CHART

_____

PENGENALAN.

Dalam topik ini, setiap pelajar atau juruteknik perlu mengetahui teori asas tahap selesa
berbanding suhu sekeliling yang sentiasa berubah. Bagi mencapai tahap selesa ini
kemahiran dan pengetahuan tentang sistem Pemanasan, Pengudaraan, Penyejukan
dan Penyamanan udara (HVAC) adalah penting. Disamping itu pelajar mestilah dapat
membaca dan memplot data dalam carta Psikrometri, seterusnya mempraktikkan dalam
kerja seharian dalam carta psikrometri.

OBJEKTIF PEMBELAJARAN

Selepas mempelajari unit ini, pelajar seharusnya :
1. Mengetahui empat faktor yang melibatkan tahap keselesaan .
2. Menerangkan hubungan antara suhu badan manusia dengan suhu bilik.
3. Menjelaskan kenapa seseorang merasa selesa bila yang lain tidak merasa selesa.
4. Menyatakan maksud ‘Carta Psikometri’
5. Menyatakan makna Wet Bulb (bebebuli basah) dan (bebuli kering).
6. Menyatakan makna Dew point (Titik embun).
7. Menjelaskan maksud Humidity (Kelembapan udara)
8. Memplot bacaan menggunakan Psychrometric Chart.

PENCAPAIAN KOMPETENSI

Pada akhir topik ini,pelajar dapat :
1. Memahami empat faktor yang melibatkan tahap keselesaan .
2. Memahami kaitan hubungan diantara suhu badan dengan suhu bilik.
3. Mahir pengiraan yang melibatkan Psychrometric chart.
4. Menganalisa sistem berpandukan Psychrometric Chart.

BKT MARA 107 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.1. Comfort Zones

Zone selesa ditakrifkan sebagai tahap keseimbangan yang dapat dirasai tubuh badan
manusia berbanding suhu sekeliling. Bagi mencapai tahap selesa terdapat empat
perkara yang terlibat secara langsung iaitu;

I. Temperature (suhu)
II. Humidity (kelembapan)
III. Air Movement (Peredaran udara), dan
IV. Aircleanliness (Udara bersih).

Sistem tubuh badan manusia amat peka terhadap keadaan sekeliling dan keselesaan.
Ini dapat dipraktikkan apabila kita beada di dalam rumah yang panas dan keluar, secara
tidak langsung tubuh badan akan dapat menyesuaikan diri pada suhu sekeliling melalui
proses ‘respirasi’.

Jumlah kalori pemakanan gizi seimbang yang diambil manusia pada setiap hari dapat
menghasilkan tenaga. Tenaga ini akan disimpan sebagai lemak, dibuang melalui sistem
perkumuhan, dilepaskan melalui sistem respirasi dan sebahagiannya digunakan dalam
aktiviti seharian manusia. Gambarajah 8.1 – 1 menunjukkan perbandingan / persamaan
diantara unit boiler dan tubuh badan manusia dalam penggunaan tenaga.

Gambarajah 8.1 – 1: menunjukkan perbandingan antara sistem boiler
dan tubuh badan manusia dalam penggunaan tenaga.

BKT MARA 108 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.1 – 2: Human body must give off some of its
generated heat to the surrounding, or it will overheat

8.1.1. Body Comfort

Suhu normal bagi tubuh badan manusia 98.6°F. Gambarajah 8.1 – 3 menunjukkan
tubuh badan akan merasa selesa jika jumlah haba yang dibebaskan seimbang
berbanding kalori pemakanan yang kita ambil setiap hari.

Gambarajah 8.1 – 3: The body normal temperature is 98.6°F

Disamping itu tubuh badan menyerap dan membebaskan melalui 4 cara; iaitu

I. Conduction (haba dilepaskan) Rujuk gambarajah (A)
II. Convection (Perolakan) Rujuk gambarajah (B)
III. Radiation (Pancaran) , dan Rujuk gambarajah (C)
IV. Perspiration (Respirasi) Rujuk gambarajah (D)

BKT MARA 109 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

(D) HEAT LOSS BY
PERSPIRATION

Gambarajah 8.1 – 4: The 3 direct ways the human body gives off heat. (A) conduction, (B) convection, (C) Radiation.
and (D) This could be called a fourth way the body gives off heat – the evaporator of perspiration.

8.1.2. Comfort Chart

Psikrometrik ialah sains amalan berhubung dengan sifat-sifat udara dan cara-cara
mengawalnya. Dalam penyamanan udara, psikrometrik merangkumi pengukuran dan
penentuan sifat-sifat udara luar dan udara yang ada di dalam atau bilik yang
dinyamankan. Psikrometrik juga menentukan keadaan udara yang selesa untuk
penyamanan udara.

BKT MARA 110 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.1 – 6 menunjukkan Carta Psikrometrik (Psychrometric Chart) disebut
sebagai generalized comfort chart yang membandingkan suatu keadaan dengan situasi
yang berlainan. Ini menunjukan perbezaan keadaan pada musim panas dan musim
sejuk. Sebagai pelajar atau juruteknik anda boleh membuat perbandingan dengan
memplot data samada proses cooling (penyejukan), Heating (pemanasan), Humidifying
(pelembapan), Dehumidifying (penyahlembapan) dan pembersihan udara.

Gambarajah 8.1 – 5: Relationship of the human body at rest with the atmosphere surrounding it.

Secara umumnya, Udara sekeliling meliputi 78% nitrogen, 21% oxigen dan 1% gas-gas
nadir. Wap yang terapung udara dalam bentuk tekanan rendah dipanggil Humidity.
Gambarajah 8.1 – 7 menunjukkan wap terapung di udara. Teori menyatakan berat udara
dalam bilik adalah berbeza berbanding berat air di dalam sebuah kolam renang. Isipadu
udara adalah 0.0075 lb/ft3 pada takat suhu 70°F manakala, isipadu air 62.4 lb/ft3 pada
takat suhu 70°F. Gambarajah 8.1 – 8 menunjukkan perbezaan relatif berat udara
berbanding air. Sebagai contoh lain, Gambarajah 8.1 – 9 menunjukkan sebuah gelas
kosong ditekan ke dalam air. Didapati tekanan udara didalam gelas menjadi perintang
dan menyebabkan gelas terapung ke permukaan air.

Gambarajah 8.1 – 5: Relationship of nitrogen to oxygen in air.

BKT MARA 111 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

GAMBARAJAH: 8.1 – 6: These are generalized comfort chart for different temperature and humidity condition. (A)
Summer. (B) Winter. Adapted from Carrier Corporation Psychrometric Chart

BKT MARA 112 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.1 – 7: Moisture suspended in air

Gambarajah 8.1 – 8: Relative difference between the weight of air and the weight of water

Gambarajah 8.1 – 9: This illustration proves in another way that air takes up space

BKT MARA 113 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.1 – 10: This room is 10 ft x 10 ft x 10 ft. The room contains 1000 ft3
of air that weights 0.075 lb/ft3. 1000 ft3 x 0.075 lb/ft3 = 75.0 lb of air in the room.

Berat isipadu udara di dalam sebuah bilik dapat kira dengan menggunakan formula
berikut:

Isipadu = Panjang x Lebar x Tinggi (P x L x T)

= 10 ft x 10 ft x 10 ft.
= 1000 ft3 x 0.075 lb/ft3

So, = 75.0 lb.

Selain itu, bagi setiap pound (lb) isipadu udara boleh diperolehi melalui ketumpatan
udara, contohnya, ketumpatan udara pada suhu 70ºF dikira dengan menggunakan
rumus seperti gambarajah 8.1 – 10.

__________________________________

1 ÷ 0.075 lb/ft3 = 13.33 ft3/lb
1 pound of air occupies 13.33 cubic feet.

__________________________________

Gambarajah 8.1 – 11: This example shows how to find the number of cubic feet pound of air occupies.

BKT MARA 114 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.2. Dry Bulb and Wet Bulb Temperature

Secara umumnya, kandungan lembapan udara boleh diperiksa dengan mendapatkan
dua kombinasi bacaan suhu Dry Bulb (DB) dan Wet Bulb (WB) menggunakan sling
psychrometric anduh dengan tepat. Bacaan suhu bebuli kering adalah merupakan haba
deria yang terkandung dalam udara, manakala bacaan suhu bebuli basah ialah suhu
yang dicatat dengan larasuhu dimana bebuli perasa disaluti kain basah. Larasuhu ini
mencatat bacaan suhu lebih rendah daripada larasuhu bebuli kering. Bacaan suhu
bebuli basah adalah sejumlah udara lembap yang terkandung dalam udara. Perbezaan
suhu bacaan bebuli basah dan bebuli kering disebut ‘wet bulb depression’.

Gambarajah 8.2 – 1: Relative humidity is based on the water vapor suspended in a pound of air compared to the weight of
the water vapor a pound of air could hold if 100% saturated. (A) 100% saturated air at 70ºF holds 110.5 grains of moisture

per pound; (B) 50% saturated air will hold 55.25 grains at the same temperature.

BKT MARA 115 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.2 – 2: Wet bulb depression chart

8.3. Dew Point Temperature

Dew point temperature ialah suhu di mana kandungan udara berada pada titik tepu atau
kelembapan nisbi mencapai 100%. Jika didapati suhu permukaan lebih rendah daripada
suhu titik embun, wap air akan terpeluap di atas permukan tersebut. Contohnya, sebuah
gelas berisi air sejuk yang di letak di dalam bilik bersuhu 75ºF and 50% kelembapan
udara, bila suhu permukaan gelas menjadi 55ºF, titisan air akan kelihatan di permukaan
gelas secara perlahan-lahan yang dipanggil ‘titik embun’. Lihat gambarajah 8.3 – 1, Titik
embun boleh ditentukan dengan menggunakan sejenis alat penyukat suhu yang
dinamakan ‘carta psikrometri.

Gambarajah 8.3 – 1: The glass gradually cooled until beads of water began to form on the glass.

BKT MARA 116 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.4. Moisture Content

Moisture content ialah istilah yang digunakan untuk menerangkan kandungan wap air
yang berada di dalam udara. Kandungan wap air di dalam udara bergantung pada suhu
udara. Udara panas (kering) boleh menyerap lebih banyak haba daripada udara sejuk.
Kandungan udara bukanlah 100% kering. Di atas permukaan air terdapat kandungan
lembapan yang tinggi (permukaan bumi liliputi air sebanyak 65%). Kelembapan di dalam
udara disebut ‘ Humidity’.

8.5. Entalpi

Entalpi ialah udara lembab mempunyai sifat-sifat dan suhu yang tertentu, serta
mengandungi kuantiti haba yang tetap atau dikenali sebagai “Entalpi”. Entalpi sangat
mustahak untuk menentukan jumlah haba yang ditambah atau disingirkan daripada
udara dalam sesuatu proses penyamanan udara. Entalpi boleh dicari di atas carta
Psikometrik dengan merujuk kepada garisan yang terletak di atas suhu buli basah atau
garisan selari dengan garisan buli basah. Garisan ini akan melintasi garisan lengkung
tepu dan terus ke skala entalpi seperti yang ditunjukkan dalam Gambarajah 8.6 – 7.

BKT MARA 117 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.6. Globe Temperature

BKT MARA Gambarajah 8.6 – 1: Globe temperature GSP20062

118

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Rajah 8.6-2: Pressure/temperature relationship

BKT MARA 119 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.6.1 Plotting On The Psychrometric Chart

Carta Psikrometri ialah graf yang menyelesaikan pengekuran suhu-tekanan wap air atau
graf yang menunjukkan keadaan sifat-sifat udara seperti suhu, kelembapan, titik embun
dan wap air.

BKT MARA Gambarajah 8.6 – 2: Psychrometric chart GSP20062

120

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.6 – 3: Dry bulb temperature scale Gambarajah 8.6 – 4: Wet bulb temperature scale

Gambarajah 8.6 – 5: Relative himidity lines Gambarajah 8.6 – 6: Grains of moisture lines

BKT MARA 121 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.6 – 7: Total heat content lines / Enthalpy Gambarajah 8.6 – 8: Cubic feet scale

Gambarajah 8.6 – 9: How to make a wet bulb and dry Gambarajah 8.6 – 10: Technician spinning a wet-bulb &
bulb thermometer from an elecronic thermometer dry bulb thermometer, known as a sling psychrometer

BKT MARA 122 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.6 – 11: A summition of sensible heat and latent heat

Gambarajah 8.6 – 12: Removal of sensible heat cools the air. Remval of latent heat removes moisture from the air

BKT MARA 123 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.6 – 13: Fresh air drawn into rturn air duct to improve the air quality inside the house

Gambarajah 8.6 – 14: Fresh air requirement for some typical applications.
Reprinted with permission from ASHRAH, inc – Standard 62-1989

BKT MARA 124 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

Gambarajah 8.6 – 15: Point A is the condition of the indoor air, and point B is the outdoor air. When the two are mixed, the
mixed air condition will fall on the line drawn from A to B. Adapted from Carrier Corporation Psychrometric Chart.

Gambarajah 8.6 – 15: Mixture of diffrent percentages of outside and inside air.
Adapted from Carrier Corporation Psychrometric Chart.

BKT MARA 125 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 126 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 127 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 128 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 129 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 130 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.7. Sensible Heat Ratio

BKT MARA 131 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

BKT MARA 132 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

8.7. Atmospheric Pressure Influence

Tekanan atmosfera di atas aras laut sangat mempengaruhi tekanan gauge (tolok),
khasnya pada sistem HVAC&R. Rajah 8.7.1 menunjukkan; setiap kenaikan tekanan
gauge 5 psig bersamaan 19.7 Psia abs hinggalah 45 Psig pula bersamaan 59.7 Psia
abs.

Rajah 8.7.1: Atmospheric pressure influence chart

BKT MARA 133 GSP20062

INTRODUCTION TO PSYCHROMETRIC CHART

LATIHAN TUTORIAL & TUGASAN

1. Namakan empat faktor yang mempengaruhi keselesaan.
2. Nyatakan 3 kaedah tubuh badan menghasilkan haba.
3. Alat yang digunakan untuk menyukat kadar ‘Relative Humidity’ ialah ....................
4. Huraikan kenapa ‘Fresh air’ (FA) penting untuk sebuah rumah.
5. Berapakah ‘Indoor Relative humidity’ sesuai yang digunapakai dalam HVAC

sistem.
6. Apakah maksud ‘Latent heat’ dan nyatakan unitnya dalam SI.
7. Nyatakan perbezaan diantara Sensible heat dan Sensible heat factor?
8. Jelaskan beza antara ‘Dew point ‘ dan Grain moisture of content?
9. Jelaskan beza antara specific volume dan specific heat. Berikan unitnya.
10. Pada sebuah carta Psikrometri lukiskan secara ringkas kedududkan ‘wet bulb’

and ‘dry bulb’.
11. Nyatakan maksud ‘bypass factor. Kenapa situasi ini berlaku serta berikan rumus

yang berkenaan.
12. Nyatakan rumus bagi ‘Sensible heat ratio’
13. Nyatakan formula ‘Cooling capacity (Q) ‘bagi iklim khatulistiwa.
14. Berikan 8 proses yang berlaku dalam carta Psikrometri.

RUJUKAN

 Modern Refrigeration & Air Conditioning Technology – 4th Edition, By Whitman,
Johnson and Tomczyk.

 Dunham Bush Intelligent Air conditioning system.
 Termodinamik 1, Normah Mulop. UTM
 Termodinamik Asas (Edisi Ketiga), Mohd Kamal Ariffin. UTM

BKT MARA 134 GSP20062