DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL...

DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL DECK AKOMODASI PADA “KM. KENCANA”

I GUSTI NGURAH WIRA P (4208 100 505)

Latar Belakang

KM. KENCANA 3500 DWT merupakan kapal jenis General Kargo yang beroperasi pada pelayaran Nusantara khususnya Indonesia

Seiring dengan usianya yang relative lama dan jam Seiring dengan usianya yang relative lama dan jam operasi KM Kencana yang juga relative lama, tidak menutup kemungkinan terjadinya beberapa kerusakan, baik dalam sistim-sistemnya maupun kondisi fisiknya

Latar Belakang

Kerusakan Sistem yang terjadi adalah kerusakan pada Sistem Pendingin Ruangan (Air Conditioning Room). Ditandai dengan tidak dinginnya ruangan dan Terbakaranya electromotor pada Kompressor sehingga perlu diadakan desain ulang dan analisa sehingga perlu diadakan desain ulang dan analisa kerusakan pada kompressor

Perumusan Masalah

� Apakah ada kesesuaian antara beban pendingin hasil perhitungan dengan peralatan yang ada sehingga sesuai dengan kebutuhan

� Apakah ada faktor yang mempengaruhi kerusakan � Apakah ada faktor yang mempengaruhi kerusakan sistem khususnya yang mengakibatkan kompresor mesin pendingin tidak berfungsi dikarenakan terbakarnya elektromotor

Batasan Masalah

� Obyek yang dianalisa adalah Sistem Pendingin Ruangan Pada KM. Kencana

� Perhitungan dilakuakan pada kondisi Iklim di IndonesiaIndonesia

� Tidak diadakan Perubahan desain Sistem Ducting

� Hanya membahas tentang AC Central yang ada di kapal saat ini dan tidak membahas sistim diluar AC Central

� Metode identifikasi yang digunakan dalam analisa kerusakan kompresor adalah Fault Tree Analisis (FTA)

Tujuan

� Melakukan perhitungan ulang pada system pendingin ruangan dalam rangka desain ulang yaitu penentuan mesin AC yang baru

� Menganalisa Kerusakan peralatan system � Menganalisa Kerusakan peralatan system pendingin ruangan dengan indikasi tidak berfungsinya kompresor dikarenakan terbakarnya electromotor serta dalam rangka tindakan preventif

Manfaat

� Beroperasinya kembali system pendingin pada KM. Kencana

� Dapat Mengetahui penyebab Kerusakan Kompresor sebagai langkah pencegahan kerusakan Kompresor sebagai langkah pencegahan kerusakan yang akan datang

Tinjaun Pustaka

SISTEM PENDINGIN RUANGAN

Umum

Sistem pendingin merupakan salah satu sistem yang bekerja dikapal. Sistem ini dirancang untukbekerja dikapal. Sistem ini dirancang untukkenyamanan dan kesehatan operator kapal dan jugauntuk supply kebutuhan udara dikamar mesin

Tinjaun Pustaka


Sistem pendingin ini terdiri dari beberapa peralatanutama yang terdiri dari Kompresor, Evaporator, CondensorCondensor

Tinjaun Pustaka


Kompressor :

Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atauGas. kompresor mengubah fluida kerja/refrigent berupagas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang bertekanan tinggi.

Evaporator :

merupakan koil-koil pendingin yang berfungsi menyerappanas dalam ruangan. Dalam hal ini refrigant dalamevaporator mulai merubah kembali menjadi uapbertekanan rendah yang semula bertekanan tinggi dariCondensor

Tinjaun Pustaka


•Kondesnsor

merupakan sebuah alat yang digunakan untuk

merubah wujud refrigerant dari gas yang bertekanan

dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor

menjadi cairan refrigeran yang masih bersuhu dan

bertekanan tinggi

Tinjauan Pustaka

Perhitungan Beban Pendinginan :

(ISO 7547 :“Ships and marine technology —Air-conditioning and ventilation of accommodation spaces — Design

conditions and basis of calculations )

Data yang dibutuhkan dalam perhitungan ini secara umum Data yang dibutuhkan dalam perhitungan ini secara umum adalah;

� Gambar Rencana Umum (General Arrangement)

� Wiring Diagram panel penerangan (Lampu)

� Kondisi Musim Suatu Negara apakah masuk dalam Negara beriklim Musim panas, musim dingin atau keduanya

TINJAUAN PUSTAKA

Metode Analisa :

Metode yang digunakan dalam menganalisa penyebab adalah menggunakan metode Root Cause Analysis (RCA). Root Cause Analysis adalah suatu metode (RCA). Root Cause Analysis adalah suatu metode dalam memecahkan masalah yang mengarah pada pengidentifikasian penyebab utama permasalahan

Metodologi

Analisa Dan Pembahasan

Perhitungan BebanPendinginan

Part Of Deck No Nama of Room

Navigation Deck 1 Wheel House

Boat Deck

2 Radio Room

3 Radio Operator Room

4 Chief Engineer

5 Captain

6 Crew Mess Room

7 2nd Enginner RoomRuangan-Ruangan yang Poop Deck

7 2nd Enginner Room

8 3rd Engginer Room

9 Electrican Room

10 Chief Officer

11 2nd Officer

12 3rd Officer

13 Officer Mess Room

14 Galley

Upper Deck

15 Carpenter

16 Sail Man

17 Quarter Master

18 Bostwain

19 4th Enginner

20 Tally Officer

21 No 1 Oil

22 Cook/boy

23 Oil (A)

24 Oil (B)

25 Oil (C)

Ruangan-Ruangan yang menerima Pendinginan di kapal : Berdasarkan Rencana Umum

� Beban Transmisi : Φ = ∆T (kvAv) +(kgAg)

Dimana :

∆ T = beda temperatur (0K)

Kv = total Heat Transvers Koefisien, (watts/m2.0K)Kv = total Heat Transvers Koefisien, (watts/m2.0K)

Av = luasan, (m2), tidak termasuk jendela

kg = total heat transfer coefficient (watts/m2.0K) untuk luasan Ag

Ag = Luasan Jendela (m2)

No Nama RuanganBagian Panas

Transmisi

Parameter

φ ( watts)ΔT (oK)

kv

(watts/m2.0

K)

Av (m2)

kg

(watts/m2.0K

)

Ag

(m2)

3 Radio Operator Lantai 0 0 8.45 0 0 0

150.873Room Atap 0 0 8.45 0 0 0

Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173

Contoh perhitungan Beban Transmisi

150.873Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173

Dinding Belakang 2 0.9 6.5 0 0 11.7

Dinding Kanan 0 0 8.13 0 0 0watt

Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0

4 Chief Engineer Lantai 0 0 13.00 0 0 0

303.163Atap 0 0 13.00 0 0 0

Dinding Depan 23 0.9 9.37 3.5 0.628 244.513

Dinding Belakang 2 0.9 10 0 0 18

Dinding Kanan 2 2.5 8.13 0 0 40.65watt

Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0

No Name Of Room φ ( watts)

1 Wheel House 2017.188

2 Radio Room 556.007

3 Radio Operator Room 150.873

4 Chief Engineer 303.163

5 Captain 724.904

6 Crew Mess Room 1113.147

7 2nd Enginner Room 455.081

8 3rd Engginer Room 205.67

9 Electrican Room 210.164

10 Chief Officer 370.53510 Chief Officer 370.535

11 2nd Officer 212.378

12 3rd Officer 356.018

13 Officer Mess Room 791.335

14 Galley 788.385

15 Carpenter 292.406

16 Sail Man 292.406

17 Quarter Master 334.838

18 Bostwain 334.838

19 4th Enginner 350.138

20 Tally Officer 292.406

21 No 1 Oil 292.406

22 Cook/boy 292.406

23 Oil (A) 292.406

24 Oil (B) 292.406

25 Oil (C) 292.406

Total Panas Transmisi 11613.91

� Beban Radiasi Matahari

Φs=∑Av.kv.∆T + ∑Ag. Gs

Dimana :

Av = Luasan yang terkena radiasi cahaya

K = Total Heat CoefisienK = Total Heat Coefisien

_Tr : 120K untuk vertical Light surface

_Tr : 290K untuk vertical dark surface

_Tr : 160K untuk horizontal light Surface

_Tr : 320K untuk horizontal dark surface

Ag = Luasan Jendela

Gs = 350 W/m2 for clear glass surface

240 W/m2 for glass surface with interior shading

Contoh perhitungan Beban Radiasi matahari

No Nama RuanganBagianTerkena

matahari

Parameter

φ ( watts)ΔTr

(oK)

kv

(watts/m2.0K)

Av

(m2)

Gs

(w/m2)

Ag

(m2)

5 Captain Lantai 0 0 13.52 0 0 0

593.48

Atap 12 0.6 13.52 0 0 97.344

Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036 593.48Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036

Dinding Belakang 0 2.5 6.5 350 0.314 109.9

Dinding Kanan 16 0.9 13 0 0 187.2watt

Dinding Kiri 0 0 13 0 0 0

6 Crew Mess Room Lantai 0 0 19.89 0 0 0

456.608

Atap 12 0.6 19.89 0 0 143.208

Dinding Depan 0 0.9 5.87 0 0 0

Dinding Belakang 16 0.9 6.5 0 0 93.6

Dinding Kanan 0 0.8 14.63 350 0.628 219.8watt

Dinding Kiri 16 0.9 14.63 0 0 0

No Name Of Room φ ( watts)

1 Wheel House 1549.728

2 Radio Room 412.444

3 Radio Operator Room 189.132

4 Chief Engineer 354.728

5 Captain 593.48

6 Crew Mess Room 456.608

7 2nd Enginner Room 316.108

8 3rd Engginer Room 199.036

9 Electrican Room 199.0369 Electrican Room 199.036

10 Chief Officer 330.508

11 2nd Officer 222.364

12 3rd Officer 109.9

13 Officer Mess Room 517.736

14 Galley 112.32

15 Carpenter 199.036

16 Sail Man 199.036

17 Quarter Master 199.036

18 Bostwain 199.036

19 4th Enginner 199.036

20 Tally Officer 199.036

21 No 1 Oil 199.036

22 Cook/boy 90.235

23 Oil (A) 199.036

24 Oil (B) 199.036

25 Oil (C) 199.036

Total Panas Matahari 7643.723

� Perhitungan panas dari Manusia No Name Of Room Person Laten Sensibleφp (watts)

Laten

φp (watts)

Sensible

1 Wheel House 2 150 85 300 170

2 Radio Room 1 150 85 150 85

3 Radio Operator Room 1 150 85 150 85

4 Chief Engineer 1 150 85 150 85

5 Captain 1 150 85 150 85

6 Crew Mess Room 12 150 85 1800 1020

7 2nd Enginner Room 1 150 85 150 85

8 3rd Engginer Room 1 150 85 150 85

9 Electrican Room 1 150 85 150 85

10 Chief Officer 1 150 85 150 85

11 2nd Officer 1 150 85 150 85

12 3rd Officer 1 150 85 150 85

13 Officer Mess Room 10 150 85 1500 850

14 Galley 2 150 85 300 170

15 Carpenter 1 150 85 150 85

16 Sail Man 1 150 85 150 85

17 Quarter Master 2 150 85 300 170

18 Bostwain 1 150 85 150 85

19 4th Enginner 1 150 85 150 85

20 Tally Officer 4 150 85 600 340

21 No 1 Oil 1 150 85 150 85

22 Cook/boy 2 150 85 300 170

23 Oil (A) 1 150 85 150 85

24 Oil (B) 1 150 85 150 85

25 Oil (C) 1 150 85 150 85

52 orang 7800 4420

� Perhitungan Panas dari lampu dan peralatan elektronik lainnya

Part Of Deck No Name Of Room daya (watt)

Navigation Deck 1 Wheel House 220

Boat Deck

2 Radio Room 80

3 Radio Operator Room 71

4 Chief Engineer 151

5 Captain 151

6 Crew Mess Room 240

7 2nd Enginner Room 71

8 3rd Engginer Room 71

9 Electrican Room 71

10 Chief Officer 71

Poop Deck

10 Chief Officer 71

11 2nd Officer 71

12 3rd Officer 71

13 Officer Mess Room 240

14 Galley 180

Upper Deck

15 Carpenter 63

16 Sail Man 71

17 Quarter Master 71

18 Bostwain 63

19 4th Enginner 71

20 Tally Office 40

21 No 1 Oil 63

22 Cook/boy 71

23 Oil (A) 63

24 Oil (B) 63

25 Oil (C) 63

26 Electrical Equipment 2500

Total 4961

� Beban Infiltrasi

qs = 1.08 x Q x ∆T

ql = 0.68 x Q x ∆W

dimana : qs = panas sensible (btu)

ql = Panas laten

qs = 1.08 x Q x ∆T

� Temperature udara luar (t0) = 350C,70%RH

= 950F,70%RH

� Temperatur udara ruangan(t1)= 270C,50%RH

=80.60F,50%RH

Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb qs = 1.08 x Q x ∆T

= 1.08 x 40 x (95-80.6)

= 622.08 btu = 186.624 watt

ql = 0.68 x Q x ∆W

= 0.68 x 40 x (176-76)

= 2720 btu = 816 watt

Jadi beban panas infiltrasi adalah:

= 186.624 + 816 watt = 1002.624

watt

� Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb

� Enthalpy udara ruangan (W1)= 76 BTU/lb

� Kapasitas udara (Q) = 40 cfm

� Perhitungan beban pendinginan untuk ventilasi

qt = CFM x (h0 – hi) x 0.075 x 60

dimana :

qt= total beban pendingian untuk ventilasi (BTU/h)

qt = CFMoa x (h0 – hi) x 0.075 x 60

qt =1040 x (22.828-19.462) x 0.075 x 60qt

=15752.88 btu/h

= 4616.713 watt

� Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb CFM= laju udara luar (ft3/min)

20 ft3/min (tiap orang,tiap ruangan)

Jumlah orang = 52 orang

h0 = Enthalpy udara luar (btu/lb)

ht = Enthalpy udara ruangan (btu/lb)

0.075 = berat jenis udara (lb/ft)

60 = min/h

� Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb

� Enthalpy udara ruangan= 19.462 BTU/lb

� Jadi total beban pendinginan adalah

q total = q total Ruangan + q (infiltrasi) + q (ventilasi)

= 36438.633 + 1002,624 + 4616.713

= 42057.97 watt

= 36163.34 kCal/hr

Verifikasi:

Pada KapalBerdasar

Perhitungan

Beban

Pendinginan 60000 kCal/hr 36163,34 kCal/hr

� Parameter Pemilihan AC Central baru meliputi beberapa factor diantaranya:

Faktor Teknis yana meliputi:

� Beban Pendinginan

Beban generator (Power Supply)� Beban generator (Power Supply)

� Dimensi

Faktor Non Teknis

� Ketersediaan Spare Part

� Harga (Cost)

Perbandingan AC Central

No

ParameterDAIKIN AERON

(US 15 H) (SCU-E/R50)

1 Cooling Capacity 50 kW 48.7 kW

2 Power Output (Comp+Fan) 17 kW 19.5 kW

3 Dimensi (P x L x T) mm (1500 x 850 x 1575) (1600 x 700 x 1700)

� FTA(Fault Tree Analisi)

� FMEA

Yaitu metode analisa di bidang

engineering yang menyelidiki mengapa suatu desain produk mengalami kegagalan dalam

No Item Statu

s

Keterangan

1 Pengisian Minyak

Pelumas

ok Sesuai indikator yang

tertera pada kompresor

2 Jenis Minyak Pelumas ok Sesuai dengan spesifikasi

kebutuhan kompresor

3 Pipa Minyak Pelumas ok tidak terindikasi

kebocoran

4 Thermostat no Tidak bekerja sesuai

penyetingan, layar

indikator yang tertera

pada alat mengalami

gangguan akibat getaran

AHU

5 Coil Condensor ok Bersih tidak tersumbat,

tidak terjadi indikasi

mengalami kegagalan dalam pengoperasian. Metode ini memberikan uraian analisa dengan dasar untuk menentukan dimana perubahan harus dilakukan untuk memperbaiki desain sistem


kebocoran

6 Coil Evaporator ok Bersih tidak tersumbat,


kebocoran

7 Expansion Valve no Ukuran tidak sesuai

dengan Ton Referigasi

pada mesin pendingin

(AC Central) yaitu

sebesar 12 TR

8 Referigrant ok Sesuai baik jenis dan

pengisian refrigrant yang

dilakukan

9 Power Supply ok Sesuai dengan Kebutuhan

Kompresor

10 Run Capacitor ok tidak terindikasi terbakar

� Analisa Biaya

langkah-langkah yang harus dilakukan agar Unit AC- central ini kembali bekerja adalah :

� Pengantian Thermostat

Pengantian Expansion valve � Pengantian Expansion valve

� Pengulungan Ulang Elektromotor akibat terbakar

No Item Tipe Harga (Euro) Harga (Rp)

1 Expansion Valve TEX 12 (067B3210)-

danfoss

€ 149.15 Rp1,750,424

2 Thermostat EKC 102 C-danfoss € 45.00 Rp 528,120

3Biaya Reparasi

Electromotor

Rp 750.000

Total Rp3,028,544

Kesimpulan

� Perbedaan hasil perhitungan beban pandinginan adalah standart yang digunakan. Dalam perhitungan terdahulu mengunakan rule NK yang merupakan rule local yang dipakai pada masing-masing Negara, Perhitungan pada Tugas Akhir ini adalah perhitungan berdaskan ISO (International Standart Organitation) yang berlaku secara international yaituyaitu

� Dalam pemilihan Central Air Conditioner perlu diperhatikan beberapa kreteria yang mencaku aspek teknis dan non teknis yaitu :

Faktor Teknis yana meliputi:

� Beban Pendinginan

� Beban generator (Power Supply)

� Dimensi

Faktor Non Teknis

� Ketersediaan Spare Part

� Harga (Cost)

� Dalam Memfungsikan kembali sitem Air Conditioner yang ada di kapal saat ini perlu diadakan pergantian beberapa peralatan akibat kerusakan/ketidaksesuaian berdasarkan kapasitas yaitu pergantian Thermostat, Pergantian Katup Ekspansi, dan gulung Ulang electromotor kompresor

Saran

1. Dalam Rangka Pengantian Satu set Unit Central Air Conditioning khususnya dalam hal harga perlu diperhatikan kapasitas/kemampuan perusahaan, apakah perlu dilakukan pengantian atau hanya perlu melakuakan pergantian terhadap beberapa peralatan yang terindikasi rusak.beberapa peralatan yang terindikasi rusak.

2. Apabila langkah pergantian beberapa peralatan perlu diadakan maintenance yang berkala dan pengecekan berkala pula, mengingat mesin Air Conditioning yang memiliki usia yang lama, sehingga efficiency rendah perlu diadakan tindakan preventif yang besar pula.

DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL...

Documents

Transcript of DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL...