1  

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Utilitas bangunan adalah suatu kelengkapan fasilitas bangunan yang

digunakan untuk menunjang tercapainya unsur-unsur kenyamanan, kesehatan,

keselamatan, kemudian komunikasi dan mobilitas dalam bangunan.

Perancangan bangunan harus selalu memperhatikan dan menyertakan fasilitas

utilitas yang dikoordinasikan dengan perancangan yang lain, seperti

perancangan arsitektur, perancangan struktur, perancangan interior dan

perancangan lainnya. Dalam perancangan fasilitas utilitas, seorang arsitek juga

harus memperhatikan dan mempertimbangkan beberapa faktor di antaranya,

kemudahan dalam penggunaan dan pemeliharaan, kesederhanaan jaringan

sistem, kecilnya faktor resiko crossing antar jaringan, keamanan terhadap

pelaku utilitas, dan keamanan terhadap lingkungan. Sistem utilitas itu sendiri

terbagi menjadi beberapa sistem yang menunjang kinerja bangunan yaitu sistem

plambing, sistem sampah, pencahayaan alami, penghawaan alami,

pengkondisian udara (Air Conditioner), dan sistem transportasi (non-mekanis).

Dalam era modern ini, terutama di perkotaan dan daerah yang memiliki

curah hujan yang rendah, sistem utilitas pengkondisian udara (Air Conditioner)

seperti sudah menjadi fasilitas wajib yang harus ada di dalam setiap bangunan,

terutama perkantoran dan bangunan-bangunan umum seperti rumah sakit,

pertokoan atau mall, bioskop, hotel, dan lain-lain. Udara panas dan cuaca yang

membuat gerah menjadi penyebab utama penggunaan pengkondisian udara (Air

Conditioner) tersebut. Udara panas menyebabkan rasa tidak nyaman untuk

beraktifitas. Kondisi ini akan semakin parah apabila orang bekerja atau

beraktifitas di dalam ruang yang tertutup dengan sirkulasi udara yang terbatas.

Udara dengan kelembaban tinggi dapat menimbulkan rasa tidak nyaman, hal ini

karena pada kondisi tersebut orang menjadi mudah berkeringat. Untuk

mengatasi kondisi tersebut, udara di dalam ruangan harus dikondisikan

sehingga mempunyai karakteristik yang cocok dengan kondisi tubuh orang

yang menempati ruangan. Di dalam suatu ruangan yang udaranya dikondisikan,

 

2  

temperatur dan kelembaban udara dapat dikontrol sampai kondisi dimana

penghuni ruangan merasa nyaman. Selain pengkondisian udara (Air

Conditioner), sistem yang digunakan untuk mendinginkan udara lainnya antara

lain humidifier (pelembab), fan atau blower. Disamping untuk mengontrol

temperatur udara, AC dapat digunakan sekaligus untuk sirkulasi sehingga

kondisi udara tetap bersih. Oleh karena pengkondisian udara (Air Conditioner)

seperti sudah menjadi kebutuhan, seorang perancang juga harus tahu seluk-

beluk tentang pengkondisian udara (Air Conditioner) yang akan dipasang di

suatu ruangan. Tujuannya adalah agar kriteria pengkondisian udara (Air

Conditioner) yang dipilih bisa sesuai dengan kriteria ruangan yang telah

dirancang, sehingga ruangan yang digunakan menjadi sejuk dan penghuni pun

menjadi nyaman. Arsitek sebagai perancang rumah dalam penggunaan

pengkondisi udara (Air Conditioner) juga harus bijaksana mengingat

pengkondisi udara (Air Conditioner) memiliki beberapa dampak negatif yang

secara tak langsung merusak lingkungan seiring dengan semakin bertambahnya

perkantoran besar serta bangunan-bangunan umum seperti mall, hotel, rumah

sakit, dan sebagainya. Berdasarkan latar belakang di atas, penulis mengambil

judul “Sistem AC (Air Conditioner) Sentral”.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan judul di atas, penulis akan membahas beberapa masalah

antara lain, sebagai berikut:

1.2.1 Bagaimana sistem struktur pada AC (Air Conditioner) sentral?

1.2.2 Bagaimana komponen dan prinsip kerja AC (Air Conditioner) sentral?

1.2.3 Apa kekurangan dan kelebihan AC (Air Conditioner) sentral?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari tugas ini adalah setelah mengetahui dan memahami

mengenai sistem AC (Air Conditioner) sentral baik komponen dan struktur,

prinsip kerja, jenis-jenis AC, kelebihan, serta kekurangannya. Mahasiswa

diharapkan mampu untuk mengaplikasikan pengetahuan tersebut baik itu dalam

ruang lingkup lingkungan kampus maupun ketika telah kembali ke masyarakat

 

3  

dan lingkungan kerja nantinya. Adapun membahas kekurangan dan kelebihan

AC (Air Conditioner) sentral sendiri adalah agar kita sebagai mahasiswa yang

nantinya akan terjun ke masyarakat dapat menerapkan penggunaan AC (Air

Conditioner) dengan bijaksana.

1.4 Manfaat

1.4.1 Untuk Mahasiswa

a. Meningkatkan pengetahuan mahasiswa mengenai sitem kerja,

komponen, layout, dan kapasitas pengkondisian udara (Air

Conditioner)

b. Meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam pembuatan makalah

dan presentasi

1.4.2 Untuk Dosen

a. Memberi wawasan tambahan kepada Bapak/Ibu dosen mengenai siste

kerja, komponen, layout, dan kapasitas pengkondisian udara (Air

Conditioner).

b. Membantu Bapak/Ibu dosen untuk mengetahui tingkat kemampuan

mahasiswa dalam pembuatan makalah dan presentasi.

 

4  

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian AC (Air Conditoner) Sentral

Awal dari AC (air Conditioner ) sudah dimulai sejak jaman Romawi

yaitu dengan membuat penampung air yang mengalir di dalam dinding rumah

sehingga menurunkan suhu ruangan , tetapi saat itu hanya orang tertentu saja

yang bisa karena biaya membangunnya sangatlah mahal karena membutuhkan

air dan juga bangunan yang tidak biasa. Hanya para raja dan orang kaya saja

yang dapat membangunnya.

Baru kemudian pada tahun 1820 ilmuwan Inggris bernama Michael

Faraday Image menemukan cara baru mendinginkan udara dengan

menggunakan Gas Amonia dan pada tahun 1842 seorang dokter menemukan

cara mendinginkan ruangan dirumah sakit Apalachicola yang berada di Florida

Ameika Serikat. Dr.Jhon Gorrie Image adalah yang menemukannya dan ini

adalah cikal bakal dari tehnologi AC (air conditioner) tetapi sayangnya

sebelum sempurna beliau sudah meninggal pada tahun 1855.

Willis Haviland Carrier Image seorang Insinyur dari New York Amerika

menyempurnakan penemuan dari Dr.Jhon Gorrie tetapi AC ini digunakan

Gambar 2.1 Pengkondisi Udara Masa Lalu Sumber: http://asal-usul-motivasi.blogspot.com/2011/01/asal-

usul-sejarah-ac-atau-air.html

 

5  

bukan untuk kepentingan atau kenyamanan manusia melainkan untuk

keperluan percetakan dan industri lainnya. Penggunaan AC untuk perumahan

baru dikembangkan pada tahun 1927 dan pertama dipakai disbuah rumah di

Mineapolis, Minnesota. Saat ini AC sudah digunakan disemua sektor, tidak

hanya industri saja tetapi juga sudah di perkantoran dan perumahan dengan

berbagai macam bentuk dari mulai yang besar hingga yang kecil. Semuanya

masih berfungsi sama yaitu untuk mendinginkan suhu ruangan agar orang

merasa nyaman.

Pengkondisian udara, atau yang lebih kita kenal dengan istilah air

conditioner (AC), adalah salah satu upaya akal budi manusia untuk membuat

ruangan menjadi lebih nyaman secara termal, dengan jalan menghilangakan

panas laten udara ke lingkungan luar dengan bantuan siklus refrigerasi (pada

umumnya) atau dengan evaporasi. Tujuan pengkondisian udara adalah untuk

mendapatkan kenyamanan bagi penghuni yang berada didalam ruangan.

Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah berkisar

antara suhu dan kelembaban : 200C hingga 260C, 45% hingga 55% dengan

kecepatan udara : 0.25 m/s

Terdapat beberapa jenis sistem pengkondisi udara, diantaranya sistem

ekspansi langsung dan sistem sentral. Namun, dalam hal ini yang akan di bahas

adalah sistem sentral di mana  sistem tata udara (AC) sentral berarti bahwa

proses pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang kemudian

didistribusikan ke semua arah atau lokasi. Sistem ini memiliki beberapa

komponen utama yaitu unit pendingin atau Chiller, Unit penanganan udara atau

Air Handling Unit (AHU), Cooling Tower, system pemipaan, system saluran

udara atau ducting dan system control & kelistrikan. Pada unit pendingin atau

chiller yang menganut system kompresi uap, komponennya terdiri dari

kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator. Pada chiller biasanya tipe

kondensornya adalah water-cooled condenser. Air untuk mendinginkan

kondensor dialirkan melalui pipa yang kemudian outputnya didinginkan

kembali secara evaporative cooling pada cooling tower. Pada komponen

evaporator, jika sistemnya indirect cooling maka fluida yang didinginkan tidak

langsung udara melainkan air yang dialirkan melalui system pemipaan. Air

 

6  

yang mengalami pendinginan pada evaporator dialirkan menuju system

penanganan udara (AHU) menuju koil pendingin.

Sistem AC Sentral (Central) merupakan suatu sistem AC dimana proses

pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang kemudian

didistribusikan/dialirkan ke semua arah atau lokasi (satu outdoor dengan

beberapa indoor). Sistem ini memiliki beberapa komponen utama yaitu unit

pendingin atau Chiller, Unit pengatur udara atau Air Handling Unit (AHU),

Cooling Tower, system pemipaan, sistem saluran udara atau ducting dan sistem

control & kelistrikan.

Dari penjelasan diatas, jelas sistem AC Sentral sangat berbeda dengan

AC Split baik dari segi fungsi maupun dari segi instalasi. Istilah Sistem AC

Gambar 2.2 Skema Kerja AC Sentral Sumber: http:// 

http://hamparanmandiri.blogspot.co.id/2013/12/cara-kerja-ac-

 

7  

Sentral (Central) diperuntukkan untuk instalasi AC di satu gedung yang tidak

memiliki pengatur suhu sendiri-sendiri (misalnya per ruang). Semua dikontrol

di satu titik dan kemudian hawa dinginnya didistribusikan dengan pipa ke

ruangan-ruangan. Dengan AC Central, yang bisa dilakukan hanya mengecilkan

dan membesarkan lubang tempat hawa dingin AC masuk ke ruang kita. Contoh

AC Central adalah di mall, gedung mimbar, gedung perkantoran yang luas atau

di dalam bis ber-AC. Di dalam sistem Chiller yang dijelaskan diatas dapat

dijadikan satu kesatuan sistem yang terdiri dari tiga buah siklus, yaitu:

1. Siklus refrigerasi (Chiller)

2. Siklus Chilled Water, dan

3. Siklus Cooling Water

Gambar 2.3 Diagram Skema Kerja AC Sentral Sumber: http://www.energystar.gov/ia/business/Web_art/EPA-

BUM-HVAC 9-2.gifchiller-ac-sentral.htmlcentral.html

 

8  

2.2 Komponen dan Prinsip Kerja AC (Air Conditioner) Sentral

Sebelum membahas prinsip kerja AC (Air Conditioner) sentral, agar bisa

berfungsi dengan baik, terdapat beberapa komponen pada AC (Air

Conditioner) sentral, diantaranya:

1. Ducting

Ducting merupakan bahasa inggris yang kalau di terjemahkan ke

dalam bahasa indonesia adalah penyaluran pipa udara. Jika di jabarkan

kira-kira adalah alat yang digunakan untuk mengarahkan atau menyalurkan

udara atau lainya ke arah tertentu dengan mempertimbangkan tiap-tiap

tujuan akhir tersebut manjadi bagian beban terhadap dimensi atau diameter

media penyalur.

Fungsi dari Ducting adalah untuk mendistribusikan udara di dalam

gedung terdapat berbagai macam ducting dalam penggunaannya, fungsi

sebagai supply udara dingin ke ruang yang dikondisikan (supply air),

ducting yang berfungsi sebagai supply dari udara luar (fresh air) dan ada

Gambar 2.4 Sistem Ducting pada AC Sentral Sumber:

http://mepcons.blogspot.co.id/2015_08_01_archive.html

 

9  

pula ducting yang berfungsi untuk membuang udara dari dalam ke luar

(exhaust air).

a. Supply Air Ducting

Supply Air Ducting ini berfungsi sebagai penyalur udara dingin

ke ruangan yang akan dikondisikan udaranya. Pada praktiknya,

ducting ini biasanya berujung pada diffuser sebagai tempat

keluarnya udara dingin tersebut.

b. Fresh Air Ducting

Gambar 2.5 Supply Air Ducting Sumber: http://jasapembuatanducting.blogspot.co.id/

Gambar 2.6 Fresh Air Ducting Sumber: http://jasapembuatanducting.blogspot.co.id/

 

10  

Ducting ini adalah untuk menghisap udara dari luar ruangan

yang nantinya akan dimix dengan hawa dingin dari air pada

sistem AHU (Air Handling Unit) untuk kemudian disalurkan ke

masing-masing ruangan yang dikondisikan udaranya.

c. Exhaust Air Ducting

Ducting yang satu ini mirip dengan fresh air ducting, yang

membedakan adalah fungsinya yaitu sebagai jalur pembuangan

udara dari AHU (Air Handling Unit) hasil pertukaran kalor di

dalam ruangan.

Secara fisik bentuk ducting supply air berinsulasi karena untuk

mempertahankan udara dingin yang didistribusikan tidak terbuang,

sedangkan untuk ducting fresh air dan exhaust air ini tidak menggunakan

insulasi.

Lapisan dari insulasi ini antara lain : Glasswool, Alumunium Foil,

Spindle pin/pengikat/tali/flinkote.

Gambar 2.7 Exhaust Air Ducting Sumber: http://jasapembuatanducting.blogspot.co.id/

 

11  

Lapisan insulasi ini juga berfungsi untuk mencegah ducting

mengalami kondesasi akibat suhu yang dingin yang melewatinya. Selain

itu material glasswool / glass clotch pada supply air ducting juga berfungsi

untuk meredam bunyi bising dari unit. Jenis material ducting itu sendiri

beraneka ragam disesuaikan dengan udara yang akan di salurkan.

Pengunaan material yang di gunakan akan mempengaruhi suhu udara di

sepanjang perjalanan menuju titik akhir keluarnya udara.

Berdasarkan bentuknya, ducting dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

I) Ducting Kotak atau Square Duct

Gambar 2.8 Lapisan Insulasi pada Ducting Sumber: http://jasapembuatanducting.blogspot.co.id/

 

12  

Ducting kotak atau square duct adalah jenis ducting yang berbentuk

kotak (segi empat) dengan ketebalan bahan yang disesuaikan

dengan dimensi ducting tersebut.

II) Spiral atau Round Duct

Ducting spiral dibuat dengan menggunakan mesin rol yang

canggih, kelebihan ducting ini bisa panjang hingga 4-6 meter,

namun jenis ducting ini ketebalan bahan nya terbatas, umumnya

mesin rol pembuat ducting ini hanya mampu mengerol dengan

ketebalan maksimal 1,2mm. Selain jenis spiral ada juga yang

disebut rounduct. Jenis ducting ini umumnya dibuat dengan mesin

manual dan mesin semi otomatis.

Berdasarkan bahan yang digunakan, jenis ducting dibagi menjadi sebagi

berikut:

I) Polyurethane Duct

Gambar 2.9 Polyurethane Sumber: http://img.tradeindia.com/fp/3/001/135/420.jpg

 

13  

Polyurethane Duct adalah ducting yang terbuat dari bahan

polyurethane, hampir seperti stearofoam akan tetapi berbeda.

Memiliki bobot yang sangat ringan namun memiliki density yang

sangat baik. Mampu bertahan pada suhu -60ºc s/d +80º c dengan

tekanan maksimal 2000Pa. Dan density 71,49 Kg/m3. Pada

umumnya Polyurthane Duct ini dari prabik sudah dilapisi dengan

lapisan insulasi baik luar maupun dalam.

Kelebihan Polyurethane Duct:

- Pada Polyurethane isolasi suhu sangat baik karena isolasi

ducting pada semua tempat sama dengan density : 45 – 47

Kg/m3.

- Pada Polyurethane Duct isolasi udara pada sambungan ducting

sangat baik karena dipergunakan sambungan khusus

Polyurethane Duct silicon sehingga menjamin udara tidak ada

bocor. System ini menjamin sampai 8 kali lebih baik

dibandingkan BJLS, sehingga meninggkatkan efisiensi kerja

pada unit AC dan mengurangi biaya yang terbuang.

- Pada Polyurethane Duct tidak ada hambatan udara yang berarti

sehingga udara dapat mengalir dengan baik didalam ducting.

- Pada Polyurethane Duct kebersihan dan kualitas udara sangat

baik karena adanya lapisan alumunium pada lapisan dalam

Gambar 2.10 Polyurethane Duct Sumber: http://img.tradeindia.com/fp/3/001/135/420.jpg

 

14  

ducting dan tidak dipergunakan glasswool yang serbuknya

dapat mengotori udara.

- Masa pemakaian lebih lama ketimbang BJLS Duct

- Polyurethane tidak merambatkan Api

- Lebih ringan dan mudah dalam pemasangan

- Pada Polyurethane Duct menghasilkan isolasi suhu yang

sempurna serta isolasi udara yang optimal menyebabkan

kapasitas Air Handling Unit (AHU) dapat bekerja dengan

maksimal, meningkatkan efisiensi serta mengurangi biaya.

II) BJLS (Baja Lapis Seng) Rectangular Duct

Gambar 2.11 BJLS Rectangular Duct Sumber: http://jakarta-network.blogspot.co.id/2011/04/jenis-

jenis-ducting.html

Gambar 2.12 Model BJLS Duct Sumber: http://jakarta-network.blogspot.co.id/2011/04/jenis-

jenis-ducting.html

 

15  

Ducting ini terbuat dari bahan BJLS atau juga disebut baja lapis

seng dengan ketebalan BJLS yang disesuaikan dengan kebutuhan

(lebar ducting). Bahan BJLS sendiri terbagi menjadi tiga jenis

yaitu:

a. Ducting BJLS (Seng) Tanpa Isolasi

Jenis ini dalah jenis ducting yang di gunakan untuk

menyalurkan udara dimana ducting ini tidak

mempertahankan kesetabilan suhu udara yang akan di

salurkan. Hanya berfungsi sebagai penyalur saja dari satu

tempat ke tempat yang lain atau dari beberapa tempat ke

dalam satu tempat.

Contohnya :

1. Ducting exhaust. Yaitu sirkulasi udara pada

suatu ruangan misalnya toilet, tempat parkir an lain-lain.

2. Ducting fresh air. Yaitu ducting yang di

gunakan untuk menyalurkan udara segar dari luar

ruangan menuju indoor unit ac seperti AHU ataupun

FCU.

3. Ducting Intake. Untuk menyalurkan udara

dari luar gedung menuju ruangangan yang membutuhkan

udara segar. Seperti lahan parkir yang tertutup atau

lainya.

 

16  

b. Ducting BJLS (Seng) Isolasi Luar

Ducting ini merupakan ducting BJLS yang pada bagian

luarnya diselimuti oleh glaaswool.

Jenis glasswool ada yang tebal dan tipis sesuai dengan

suhu udara yang akan disalurkan. Semakin dingin udara

yang disalurkan semakin tebal isolasi yang digunakan.

Jenis tebal glasswool yang biasa di gunakan adalah 24Kg

/ m3 dengan tebal isolasi 25mm.

Gambar 2.13 Glasswool Sumber: http://www.iking-

glasswool.com/upload/image/201408/bf2ea6e68ec31a701c4716577257d729.jpg

Gambar 2.14 BJLS isolasi luar Sumber: http://www.iking-

glasswool.com/upload/image/201408/bf2ea6e68ec31a701c4716577257d729.jpg

 

17  

c. Ducting BJLS (Seng) Isolasi Luar Dalam

Ducting ini pada umumnya digunakan untuk

mengalirkan udara dingin dari AHU (Air Handling Unit)

ke ruangan yang memerlukan udara dingin. Isolasi di

bagian dalam mencegah saluran ducting dari kondensasi

yang berlebihan. Selain itu, juga untuk mencegah bunyi

bising yang keluar dari unit karena bunyi bisa diredam

dengan isolasi bagian dalam.

Kelebihan BJLS sendiri yaitu:

- Tidak mudah terbakar apabila menggunakan BJLS tanpa

isolasi

- Ketebalannya lebih bervariasi

Kekurangan BJLS, antara lain:

- Harga lebih mahal dibandingkan dengan PU (Polyurethena

Duct)

- Massanya lebih besar dan berat dibandingkan PU

(Polyurethena Duct)

Gambar 2.15 BJLS isolasi luar dalam Sumber: http://www.iking-

glasswool.com/upload/image/201408/bf2ea6e68ec31a701c4716577257d729.jpg

 

18  

- Lebih susah dalam pemasangannya

III) BJLS (Baja Lapis Seng) Round Duct / Spiral Duct

BJLS (baja lapis seng) round duct juga umum disebut dengan spiral

duct. Ducting ini memiliki bentuk melingkar layaknya tabung.

Ducting jenis ini memiliki daya rugi gesekan (angin) yang sangat

rendah, dikarenakan bentuknya seperti tabung (round). Bahan yang

digunakan sama dengan BJLS Rectangular Duct seperti BJLS

tanpa isolasi, BJLS isolasi luar, dan BJLS isolasi luar dalam

Hanya saja, bentuknya yang berbeda.

IV) Textile Duct

Gambar 2.16 BJLS Round Duct/Spiral Duct Sumber: http://www.airmike.net/here/images/a-

c_services_smallimg_ducts.jpg

 

19  

Textile duct biasa juga disebut Fabric Duct atau ducting kain,

banyak diaplikasikan pada ruangan yang tidak menggunakan

plafon atau langit-langit. Penggunaannya banyak dijumpai pada

stadion, supermarket, theater, hall/gedung olahraga, pabrik

makanan, industri textile, dan lain-lain.

Ada 3 sistim penyaluran udara pada textile duct :

1. Air - Porous / Pori pori : penyebaran udara dingin melalui pori-

pori pada bahan (textile) duct.

2. Linear Vent : penyebaran udara dingin melalui lubang sejajar

pada jalur ducting.

3. Nozzles : hampir sama dengan Linear Vent akan tetapi

dilengkapi dengan Nozzel pada buang nya. Jenis ini diaplikasikan

untuk tekanan udara tinggi/high static air flow.

Kelebihan textile duct, antara lain:

- Lebih mudah dalam instalasi dan perawatan

Kekurangan textile duct, antara lain:

- Lebih mahal dibandingkan dengan kedua bahan di atas

- Bahan masih sulit didapatkan karena harus mengimpor dari

luar Indonesia

Gambar 2.17 Textile Duct Sumber:

http://gocontractor.blogspot.co.id/2014/03/keunggulan-textile-ducting.html

 

20  

Pada ujung supply air ducting umumnya dilengkapi dengan

diffuser (pada ducting supply) dan grill (pada ducting return). Serta

damper adalah suatu alat untuk mengatur volume udara yang

masuk atau keluar melalui ducting.

Gambar 2.18 Diffuser pada Ducting Supply Sumber: http://www.airmike.net/here/images/a-

c_services_smallimg_ducts.jpg

Gambar 2.19 Grille pada Ducting Return Sumber: http://www.airmike.net/here/images/a-

c_services_smallimg_ducts.jpg

Gambar 2.20 Damper Sumber: http://www.airmike.net/here/images/a-

c_services_smallimg_ducts.jpg

 

21  

2. AHU (Air Handling Unit)

Air Handling Unit merupakan bagian penting dalam sistem AC

central sebagai alat penghantar udara yang telah dikondisikan dari sumber

dingin ataupun panas ke ruang yang akan dikondisikan. AHU adalah

komponen penukar kalor dimana air dingin hasil pendinginan oleh chiller

disirkulasikan ke coil yang ada pada AHU, kemudian udara dinginnya di

sirkulasikan oleh blower dan di distribusikan ke ruangan melalui ducting.

Komponen AHU terdiri dari Casing,

Motor, Blower, Coil dan Filter. Penggunaan AHU biasanya untuk

ruangan berkapasitas besar yang menggunakan AC sentral seperti pada

hotel biasanya untuk supplay udara pada ruang pertemuan

seperti ballroom, ruang meeting dan Lobby. Adapun komponen-kemponen

pada AHU adalah sebagai berikut:

Gambar 2.21 Komponen AHU Sumber: http://alfitara.blogspot.co.id/2015/12/air-handling-

unit-ahu.html?view=timeslide

 

22  

Prinsip kerja secara sederhana pada AHU (air handling unit) ini

adalah dengan menghisap udara dari ruangan (return air) yang kemudian di

campur dengan udara segar dari lingkungan (fresh air) dengan komposisi

yang bisa diubah ubah. Campuran tersebut masuk menuju AHU melewati

filter, coil pendingin, dan fan (blower), setelah itu udara yang telah

mengalami penurunan temperatur didistribusikan secara merata ke setiap

ruangan melewati saluran udara (ducting) yang telah dirancang terlebih

dahulu sehingga lokasi yang jauh bisa terjangkau dan merata.

Gambar 2.22 Cara Kerja AHU

Sumber: http://alfitara.blogspot.co.id/2015/12/air-handling-unit-ahu.html?view=timeslide

 

23  

3. FCU (Fan Coil Unit)

FCU atau fan coil unit adalah perangkat sederhana yang terdiri dari

kumparan (Coil) dan kipas. FCU digunakan untuk mengontrol suhu dalam

ruangan yang dikendalikan oleh on/off switch atau thermostat. Karena

kesederhanaannya FCU lebih ekonomis daripada AHU.

Karena kesederhanaan dan fleksibilitasnya FCU dapat lebih

ekonomis untuk diinstal sehingga dapat lebih efisien menyalurkan udara.

FCU juga tidak menimbulkan bunyi bising sehingga tidak mengganggu.

Gambar 2.23 Komponen FCU Sumber: http://image.slidesharecdn.com/

Gambar 2.24 Bentuk FCU Sumber:

https://en.wikipedia.org/wiki/Fan_coil_unit#/media/File:Fancoil_1.jpg

 

24  

4. Cooling Tower

Cooling tower adalah suatu sistem refrigerasi dalam AC (Air

Conditioner) sentral yang melepaskan kalor ke udara. Cooling tower

bekerja dengan cara mengontakkan air dengan udara dan menguapkan

sebagian air tersebut. Cooling tower menggunakan penguapan dimana

sebagian air diuapkan ke aliran udara yang bergerak dan kemudian

dibuanag ke atmosfer. Sebagai akibatnya, air yang tersisa didinginkan

secara signifikan.

Ada dua tipe dari Cooling tower ini, yaitu:

1. Atmospheric Draft 

2. Mechanical Draft 

Namun, yang sering digunakan untuk AC (Air Conditioner) sentral adalah

jenis Mechanical Draft di mana dalam pengoperasiaannya menggunakan

tenaga listrik sebagai penggeraknya. Cooling tower Mechanical Draft

terbagi beberapa jenis, yaitu:

1. Cooling Tower Forced Draft

Prinsip kerjanya adalah udara dihembuskan ke menara oleh sebuah

fan yang terletak pada saluran udara masuk sehingga terjadi kontak

langsung dengan air yang jatuh.

 

25  

2. Cooling tower induced draft dengan aliran berlawanan

Prinsip kerjanya:

a. Air masuk pada puncak dan melewati Filler.

b. Udara masuk dari salah satu sisi (menara aliran tunggal) atau pada

sisi yang berlawanan (menara aliran ganda).

c. Fan mengalirkan udara melintasi bahan pengisi menuju saluran

keluar pada puncak menara.

3. Cooling Tower induced draft dengan aliran melintang

Prinsip kerjanya:

a. Air panas masuk pada puncak menara, melalui bahan pengisi (Filler)

 

26  

b. Udara masuk dari samping menara melewati Filler, sehingga terjadi

kontak langsung dengan air (pendinginan) dan keluar menuju

puncak.

Komponen-komponen dari cooling tower adalah :

a. Rangka dan casing

Hampir semua menara memiliki rangka berstruktur yang menunjang

tutup luar (wadah/casing), motor, fan, dan komponen lainnya.

b. Filler

Terdapat dua jenis Filler, yakni :

1) Splash Filler : air jatuh dari atas lapisan yang berturut

dari batang pemercik horizontal, secara terus menerus

pecah menjadi tetesan yang lebih kecil, sambil

membasahi permukaan Filler. Splash Filler dari kayu

memberikan perpindahan panas yang lebih baik daripada

Filler percikan dari plastik.

 

27  

2) Filler berbentuk film : terdiri dari permukaan plastik

yang tipis dengan jarak yang berdekatan dimana di

atasnya terdapat semprotan air, membentuk lapisan film

yang tipis dan melakukan kontak dengan udara.

Permukaannya dapat berbentuk datar bergelombang,

berlekuk, atau pola lainnya. Jenis film Filler lebih efisien

dan memberikan perpindahan panas yang sama dalam

volume yang lebih kecil daripada Filler jenis splash.

Gambar 2.25 Splash Filler Plastik Sumber: google images

Gambar 2.26 Splash Filler Kayu Sumber: google images

 

28  

c. Pond

Pond terletak pada bagian bawah menara dan menerima air dingin

yang mengalir turun melalui menara dan Filler. Pond biasanya

memiliki sebuah lubang atau titik terendah untuk pengeluaran air

dingin.

d. Drift eliminator

Alat ini menangkap tetesan air yang terjebak dalam aliran udara agar

tidak hilang ke atmosfer.

Gambar 2.27 Film Filler Sumber: google images

Gambar 2.28 Drift Eliminator Sumber: google images

 

29  

e. Louvers

Kegunaan louvers adalah titik masuk bagi udara menuju menara.

Saluran masuk ini dapat berada pada seluruh sisi menara.

Gambar 2.29 Letak Drift Eliminator pada Cooling Tower Sumber: google images

Gambar 2.30 Louvers Sumber: google images

 

30  

f. Nosel/Sprinkler

Alat ini menyemprotkan air untuk membasahi Filler.

g. Fan

Fan digunakan di dalam menara untuk mengeluarkan udara panas

yang ada di dalam tower dan untuk menghisap udara dari luar

melalui louvers.

h. Make-up Water

Air make-up memiliki pengaruh yang besar pada cooling tower

karena mencegah timbulnya mikroorganisme atau hal lainnya yang

membawa beberapa komponen yang dapat mengakibatkan

timbulnya deposit maupun korosi. Make-up water biasanya

dilengkapi dengan Filter Water Sistem.

Prinsip kerja Cooling Tower:

Cooling tower ini menggunakan Fan / kipas untuk menghisap udara.

Udara dihisap melalui louver/pengarah dari samping masuk ke dalam

Cooling Tower kemudian dihisap ke atas. Udara dingin ini mengalami

kontak langsung dengan air panas yang jatuh dari Nozel/Sprinkler atas

menuju kolam bawah, air panas ini sebelumnya disemprot dari

Nozel/Sprinkler ke bawah melewati filler. Udara panas akan dihembuskan

kembali ke atmosfir oleh fan lewat bagian atas cooling tower. Air dingin

yang telah melewati kontak dengan udara dan filler akan berkumpul di bak

 

31  

penampung (pond) di bagian bawah cooling tower. Selanjutnya air

pendingin disirkulasikan lagi ke kondensor.

5. Mesin Chiller

Chiller atau mesin refrigerasi adalah peralatan yang biasanya

menghasilkan media pendingin utama untuk bangunan gedung, dengan

mengkonsumsi energi secara langsung berupa energi listrik, termal atau

mekanis, untuk menghasilkan air dingin (chilled water) dan membuang

kalor ke udara (atmosfir) melalui menara pendingin (cooling tower) atau

kondensor. Mesin utama dari sebuah chiller adalah kompresor. Fungsi

Chiller dalam sistem tata udara adalah mendinginkan media air, dimana air

disinggungkan pada bagian evaporator chiller. Air kemudian dialirkan ke

AHU (Air Handling Unit) untuk diambil dinginnya dan dihembuskan ke

ruangan. Pada Chiller terdapat beberapa parameter yang menunjukkan

unjuk kerjanya, antara lain; suhu air masuk (inlet) ke evaporator dan suhu

air keluar (outlet) dari evaporator, tekanan discharge, serta tekanan suction.

Dengan pembacaan suhu inlet dan outlet maka dapat ketahui kapasitas atau

kemampuan chiller untuk mendinginkan air.

Adapun komponen dari chiller ini tidak jauh berbeda dengan

komponen siklus refigerasi yang terjadi pada AC langsung. Komponen

komponen tersebut adalah, sebagai berikut:

a. Kompresor

Gambar 2.31 Kompresor Sumber: google images

 

32  

Merupakan alat yang paling Vital dalam sebuah rangkaian

Chilller dimana kompresor merupakan alat yang berfungsi sebagai

sarana untuk mensirkulasi gas freon ke kondensor dan sebaliknya

dimana sirkulasi tersebut terdapat proses gas freon dari liquid menjadi

gas dan sebaliknya sehingga mendapatkan pengembunan yang cukup

dan itulah disebut proses pendinginan.

b. Kondensor

Di dalam kondenser terjadi proses pekepasan kalor dari gas

refrigerant ke medium pendingin kondenser (air), sehingga refrigerant

mengalami perubahan fase dari fase gas ke fase cair sedangkan

temperatur air pendingin setelah keluar kondenser naik.

c. Evaporator

Refrigerant cair dari kondenser mengalir masuk ke cooler

(evaporator) setelah mengalami ekspansi di katup ekspansi. Pada waktu

masuk cooler temperatur dan tekanan refrigerant turun dalam fasa

campuran.

Gambar 2.32 Kondensor Sumber: google images

 

33  

Kemudian refrigerant menguap pada temperatur rendah sambil

menyerap kalor dari air dingin, fasa refrigerant seluruhnya menjadi uap

dan dihisap kembali kedalam kompresor.

d. Katup Ekspansi

Refrigerant yang kelur dari kondenser dalam keadaan fasa cair

dengan temperatur dan tekanan yang tinggi. Pada saat masuk kedalam

katup ekspansi terjadi proses penurunan tekanan refrigerant sehingga

refrigerant dapat menguap (sambil menyerap kalor) pada temperatur

rendah didalam cooler.

Gambar 2.33 Evaporator Sumber: google images

Gambar 2.34 Katup Ekspansi Sumber: google images

 

34  

e. Control Box

Control box merupakan suatu komponen yang digunakan untuk

mengetahui dan memeriksa batasan-batasan dalam pengoperasian

chiller. Di dalam control box terdapat beberapa komponen lainnya,

yaitu:

a. Freeze Protection Thermostat

Sensor alat ini mendeteksi temperatur air dingin yan

keluar dari cooler. Bila temperatur air dingin terlalu rendah,

lebih rendah dari set point thermostat, kontroler akan

Gambar 2.35 Control Box Sumber: google images

Gambar 2.35 Control Box Sumber: google images

 

35  

mematikan kompresor. Pada umumnya tempratur air dingin

keluar dari cooler adalah pada rentang 4-10 oC

b. Oil Pressure Cut Off

Kontroler ini akan mematikan motor kompresor jika

perbedaan antara Suction Kompresor dan Discharge Pompa Oli

berada dibawah harga minimum yang aman. Pada umumnya

switch kontroler akan membuka (open) jika harga

differensialnya sekitar 10 psi dan kaan menutup kembal jika

naik sekitar 15 psi.

c. High & Low Pressure Cut Off

High pressure switch akan mematikan motor kompresor

sebelum tekanan Discharge kompresor mencapai harga setting

relief valve. Low Pressure Switch akan mematikan motor

kompresor sebelum tekanan cooler (evaporator) mencapai

harga yang bersesuaian dengan temperatur refrigerant 32oF.

sebagai contoh untuk sistem yang menggunakan R-12 akan

menutup pada posisi 50 psi dan akan membuka pada 33 psi.

d. Capacity Control

Fungsi dari Kontrol kapasitas ssitem adalah untu

mengatur kapasitas pemompaan refrigerant dari kompresor

secara otomatis yang disesuaikan dengan beban peningin yang

ada. Sensor dari alat ini mendeteksi temperatur air dingin yang

masuk kecooler.

Sinyal darisensor masuk ke arangkaian Kontroler. Jika

tempratur air dingin berada di bawah/atas setpoint thermostat,

kontroler akan mengatur bukanan selenoid valve yang

selanjutnya secara sekuensial akan mengatur pembebanan dari

satu atau dua set slilinder kompresor

 

36  

Berdasarkan sistem pendinginannya Chiller dibagi menjadi:

a. Air Cooled Chiller

Mesin refrigerasi dengan pendinginan udara (air cooled chiller),

pada prinsipnya hampir sama dengan split duct AC, tetapi dalam ukuran

besar. Unit mesin ini pada umumnya berada diatas atap beton dari

sebuah bangunan. Komponen utama dari 1 unit ACC adalah 2

kompresor atau lebih, dengan katup ekspansi dan evaporator berada

dalam unit utama, termasuk kondensornya. Evaporator mendinginkan

air dan air dingin disirkulasi kesetiap tingkat melalui alat pengatur

udara (air handling unit) atau disingkat AHU. Dari AHU dengan blower

besar menyalurkan udara dingin, yang diperoleh dari hembusan melalui

pipa-pipa aliran air dingin unit utama diatas, keruangan yang akan

dikondisikan. Udara dingin yang masuk kedalam ruangan dari AHU ini

diatur dengan diffuser yang ada disetiap ruangan, Atau kadangkadang

dengan pipa-pipa langsung keruangan melalui alat kipas koil (Fan coil

unit) atau disingkat FCU. Dalam desain gedung, bila menggunakan air

cooled chiller perlu diperhatikan lokasi dan luas atap beton untuk

penempatan unit-unit chillernya. Yang sering kurang diperhatikan

Gambar 2.36 Air Cooled Chiller Sumber: google images

 

37  

dalam desain atap untuk air cooled chiller adalah akses untuk

pemeliharaan unit tersebut. Ada kalanya terjadi perubahan desain dari

water cooled chiller ke air cooled chiller, karena terutama masalah

waktu instalasi ataupun keadaan air setempat.

b. Air Cooled Chiller

Mesin refrigerasi dengan pendinginan air (water cooled chiller),

pada prinsipnya hampir sama dengan Mesin refrigerasi pendinginan

udara (air cooled chiller) dalam distribusi udara dingin melalui AHU

atau FCU. Perbedaan utamanya adalah pendinginan refrigerannya,

bukan dengan udara, tetapi dengan air, dimana airnya didinginkan

melalui menara air atau cooling tower. Prinsip kerja dari mesin Water

chiller ini adalah mendinginkan suatu media yang menghasilkan panas

dengan cara di aliri air yang dingin, sehingga melalui air ini panas bisa

di redam sesuai dengan kemampuan mesin & temperature yang

diharapkan. Air dingin dari mesin Water chiller ini di pompa menuju

media yang di dinginkan, seperti Matras Mesin moulding,

Transformator, SCR Tig Welding Dll. setelah melewati Media yang di

kehendaki, air kembali menuju ke bak pendinginan untuk di dinginkan

Gambar 2.37 Water Cooled Chiller Sumber: google images

 

38  

oleh evaporator. di dinginkan dalam bak oleh evaporataor, air kembali

di pompa menuju media yang dikehendaki. Water chiller mulai dengan

cairan dijalankan melalui kompresor, yang menyebabkan cairan untuk

bepergian bersama sistem perpipaan dan menyerap panas dari sumber

yang dikehendaki. Hal ini kemudian pergi ke evaporator, di mana ia

berubah menjadi gas dan menyebarkan panas ke atmosfer. Kemudian

berjalan melalui kondensor, yang mengubah kembali menjadi cair dan

mengirimkannya kembali ke kompresor.Perangkat metering digunakan

untuk mengatur aliran air dan suhu kontrol. Siklus kompresi uap dapat

menangani sampai dua ratus ton cairan pada satu waktu, dan dapat

mendinginkan mesin besar atau kondisioner rumah tangga tunggal

udara. Mesin refrigerasi dengan pendinginan air, pada umumnya

ditempatkan dalam lantai bawah (basement) suatu bangunan. Dalam

desain yang perlu diperhatikan adalah ventilasi keruangan chiller harus

dihitung dengan baik, agar ruangan tersebut jangan menjadi “neraka”

bagi pengerjanya.

Perbedaan antara Air Cooled Chiller dan Water Cooled Chiller.

1. Air Cooled Chiller :

Efisiensi rendah

Waktu pemasangan cepat.

Biaya perawatan rendah.

2. Water Cooled Chiller :

Effisiensi tinggi

Waktu pemasangan lebih lama.

Biaya perawatan tinggi.

Prinsip kerja Chiller:

Siklus refrigerasi dari water chiller system secara sederhana. Air

masuk kedalam cooler (evaporator) dan didinginkan oleh cairan

refrigerant yang menguap pada temperatur rendah. Uap refrigerant dihisap

masuk ke kompresor dan tekanannya dinaikkan sehingga dapat mencair

kembali pada temperatur tinggi di kondenser. Pada proses ini temperatur

 

39  

medium pendingin kondenser (air atau udara) mengalami kenaikan.

Refrigerant cair tersebut kemudian mengalir ke evaporator melalui alat

kontrol refrigerant (katup ekspansi) dan siklus terus berulang seperti

semula.

 

40  

Prinsip Kerja AC (Air Conditioner) Sentral

Untuk mengkondisikan udara gedung-gedung besar AC biasa

mungkin sudah tidak efisien lagi. Dapat dibayangkan jika menggunakan AC

biasa sangat banyak refrigerant yang harus digunakan. Begitu pula dengan

kerja kompresornya. Oleh karena itu sering kali sistem yang digunakan

adalah sistem Chiller.

Siklus Chilled Water dan Refrigerasi

Untuk mendinginkan udara dalam gedung, chiller tidak langsung

mendinginkan udara melainkan mendinginkan fluida lain (biasanya air)

terlebih dahulu. Setelah air tersebut dingin kemudian air dialirkan melaui

AHU (Air Handling Unit). Di sinilah terjadi pendinginan udara di mana

AHU (Air Handling Unit) meneruskan suhu air yang dingin ke sistem

ducting dengan menghembuskan hawa dingin dari air itu sendiri. Untuk

lebih jelasnya lihat gambar 2.4.

Gambar 2.4 Chiller Operation Sumber:

http://fawwazservice.blogspot.co.id/2013/09/mekanisme-kerja-chiller-ac-sentral.html

 

41  

Chiller dapat dibuat dengan prinsip siklus refrigerasi kompresi uap

atau sistem absorbsi. Sistem refrigerasi yang digunakan dalam chiller tidak

jauh berbeda dengan AC biasa, namun perbedaannya adalah pertukaran

kalor pada sistem chiller tidak langsung mendinginkan udara melainkan

mendinginkan fluida lain yaitu air.

Pada evaporator terjadi penarikan kalor. Heat Exchanger disini

mungkin berupa pipa yang didalamnya terdapat pipa. Di pipa yang lebih

besar mengalir air sedangkan pipa yang lebih kecil mengalir refrigeran

(bagian evaporator siklus refrigerasi). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Pipa Refrigerasi Sumber:

http://fawwazservice.blogspot.co.id/2013/09/mekanisme-kerja-chiller-ac-sentral.html

 

42  

Siklus Cooling Water

Seperti dijelaskan sebelumnya dalam chiller juga terdapat perangkat

refrigerasi yang sistemnya terdapat bagian yang menarik kalor dan

membuang kalor. Dalam hal pembuangan kalor sering kali chiller

menggunakan perantara air untuk media pembuangan kalornya. Untuk lebih

jelasnya lihat gambar 2.6.

Hampir sama dengan Chilled water, pertukaran kalor chiller pada

kondensernya juga melalui perantara air. Air dialirkan melalui kondenser.

Kondenser ini juga merupakan Heat exchanger berupa pipa yang

didalamnya terdapat pipa. Pipa yang lebih besar untuk aliran air dan pipa

yang lebih kecil untuk aliran refrigeran. Di Heat exchanger ini terjadi

pertukaran kalor dimana kalor yang dibuang kondenser diambil oleh air.

Akibatnya air yang telah melewati kondenser akan menjadi lebih hangat.

Kemudian air ini dialirkan ke cooling tower untuk didinginkan dengan

Gambar 2.6 Cooling Tower Sumber:

http://fawwazservice.blogspot.co.id/2013/09/mekanisme-kerja-chiller-ac-sentral.html

 

43  

udara luar. Setelah air ini menjadi lebih dingin, kemudian alirkan kembali

ke kondenser untuk mengambil kalor yang dibuang kondenser. Jadi di

dalam sistem Chiller yang dijelaskan diatas dapat dijadikan satu kesatuan

sistem yang terdiri dari tiga buah siklus, yaitu: siklus refrigerasi (Chiller),

Siklus Chilled Water, dan siklus Cooling Water. Untuk menjelaskan hal

ini dapat dilihat gambar 2.7.

Gambar 2.7 Sistem Kerja AC Sentral Sumber:

http://fawwazservice.blogspot.co.id/2013/09/mekanisme-kerja-chiller-ac-sentral.html

 

44  

2.1 Kelebihan dan kekurangan AC (Air Conditoner) Sentral

Dalam penggunaan benda apapun, tentunya terdapat dampak yang

ditimbulkan, tidak terlepas dari penggunaan AC (Air Conditioner) sentral yang

juga memiliki kelebihan dan kekurangan di dalam penggunaanya. Kelebihan

dan kekurangan itu antara lain, sebagai berikut:

a. Kelebihan:

1. Kebisingan dan getaran mesin pendingin hampir tidak mempengaruhi

ruangan

2. Perbaikan dan pemeliharaan lebih mudah

3. Seluruh beban pendingin semua ruangan dalam bangunan dapat

dilayani oleh satu system ( unit ) saja. Sehingga lebih hemat dan efisien.

b. Kekurangan:

1. Harga mula cukup tinggi

2. Biaya operasional yang cukup mahal

3. Unit sentral tidak dapat dipakai untuk rumah sakit, karena kuman-

kuman dari ruangan untuk penderita penyakit menular ( melalui saluran

udara balik ) dapat disebarkan ke ruangan – ruangan lain.

4. Jika satu komponen mengalami kerusakan dan sistem AC sentral tidak

hidup.

5. Jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka pengaturannya

harus pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU.

 

45  

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dalam merancang sebuah bangunan, tentunya kita sebagai calon arsitek

masa depan harus memperhatikan sistem utilitas yang digunakan pada

bangunan, yang salah satunya sistem pengkodisian udara. Saat ini penggunaan

AC Sentral sebagai pengondisian udara dalam ruang sudah menjadi hal lumrah

di kehidupan masyarakat terutama untuk gedung-gedung besar yang kebutuhan

akan AC langsungnya tidak dapat dipenuhi. Penggunaan AC sentral memang

banyak keunggulannya, akan tetapi arsitek sebagai seorang perancang, selain

mementingkan kebutuhan klien akan pengkondisi udara juga harus bisa

menyesuaikan dan juga harus memperhitungkan penggunaan AC Sentral

tersebut dikarenakan tidak semua gedung bisa menggunakan AC Sentral

seperti rumah sakit. Maka dari itu, seorang arsitek diharapkan mampu dan bisa

mengembangkan kreativitasnya dalam merancang sebuah gedung.

 

46  

DAFTAR PUSTAKA

Sukirman, Iwan. 2014. Sistem Tata Udara di Gedung Bertingkat. Bahan Ajar

Perkuliahan (ITS).

Turangan, John. 2012. Tata Udara. Bahan Ajar Perkuliahan (UMB).

____________. 2010. Bagian-bagian AC Sentral. Tersedia dalam

https://iptech.wordpress.com/2010/05/11/bagian-%E2%80%93-bagian-

ac-sentral/ diakses tanggal 25 Maret 2016.

Hendri, Muhammad. 2014 AC Sentral. Tersedia dalam http://hendri-

word.blogspot.co.id/2014/02/ac-central.html diakses tanggal 25 Maret

2016.

Haryanto, Budi. 2008. PRINSIP KERJA COOLING TOWER PADA SISTEM AC

SENTRAL. Tersedia dalam

https://bayu2191.wordpress.com/2010/04/19/prinsip-kerja-cooling-

tower-pada-sistem-ac-sentral/ diakses tanggal 25 Maret 2016.