PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI1].pdf1.1 Latar Belakang Perancangan Seiring dengan...

i

SISTEM PENGKONDISIAN UDARA SUPERMARKET DI JL. LAKSDA ADISUTJIPTO

YOGYAKARTA

Tugas Akhir

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Disusun oleh : Redo Setiadi Tedjo

NIM 055214015

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

AIR CONDITIONING SYSTEM

SUPERMARKET AT LAKSDA ADISUTJIPTO STREET

YOGYAKARTA

Final Project

Presented as partial fulfillment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

Created by : Redo Setiadi Tedjo

Student Number: 055214015

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2011


iii


iv


v

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan kepada:

Tuhan Yesus Kristus

Orang tuaku

Pasangan hidupku

Adikku

Semua teman-temanku


viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan

karunia-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini

adalah persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Tugas Akhir ini diberi judul " Sistem Pengkondisian Udara Supermarket

di JL. Laskda Adisutjipto Yogyakarta ". Penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada

kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu menjadi motivator dan menyertai

kehidupanku.

2. Bapak Yosef Agung Cahyanta S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Budi Sugiharto S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin dan Dosen Pembimbing Akademik.

4. Bapak Ir. P. K. Purwadi, M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir

yang telah memberikan bimbingan, motivasi, dan pandangan hidup kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

5. Ir. Tedjo Soebagio dan Magdalena Dinata, S.E. sebagai orang tua yang

selalu mendoakan, memberi semangat, dan dorongan untuk selalu menjadi

yang terbaik.


x

INTISARI

Udara panas didalam Supermarket dibuang keluar dan dengan mesin

pendingin, udara dingin dan segar dilewati filter lalu disalurkan oleh fan melalui

ducting ke dalam ruangan Supermarket.

Perancangan ini dilakukan untuk mengkondisikan udara dalam ruangan

pada suhu nyaman, menghasilkan kelembaban udara yang merata, serta udara

yang dihasilkan tetap segar dan bersih. Melalui perancangan ini pula, didesain

untuk menghilangkan bau menyengat, debu, kuman, virus, bakteri, maupun bibit

penyakit.

Dengan melakukan perhitungan mulai dari luas bangunan Supermarket

2032m2, beban pendinginan, baik melalui peralatan elektronik yang menghasilkan

panas, perambatan panas melalui dinding, atap, lantai, sampai pengunjung yang

berdatangan untuk berbelanja di Supermarket dihitung, yaitu sebesar 459714,42

BTU/hr.

Maka dengan mesin pendingin yang beredar di pasaran, dipilih untuk

digunakan dalam perancangan ini, pemilihannya meliputi Chiller, AHU,

sedangkan ducting dan sistem perpipaannya dihitung dan dirancang sendiri.


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i

HALAMAN JUDUL (INGGRIS) ................................................................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................... v

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................... vii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. viii

INTISARI ...................................................................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xv

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Tujuan Perancangan ................................................................................. 3

1.3. Manfaat Perancangan ............................................................................... 4

1.4. Pembatasan Masalah ................................................................................ 5

BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................................... 7

2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor ................................................................. 7

2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi .............................................. 7

2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi ............................................... 8

2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi .................................................. 9

2.2. Tujuan Penyegaran Udara ....................................................................... 10

2.3. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya ........................................... 10

2.3.1. Sistem Udara Penuh ....................................................................... 10

2.3.2. Sistem Air Penuh ........................................................................... 11

2.3.3. Sistem Air-Udara ........................................................................... 12


xii

2.4. Mesin Pendingin dengan Siklus Uap ...................................................... 13

2.4.1. Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 13

2.4.2. Sistem Chilled Water (Air Cooled Chiller) .................................... 15

2.4.3. Perhitungan Siklus Kompresi Uap ................................................. 17

2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ........ 19

BAB III. BEBAN PENDINGINAN ............................................................................ 21

3.1. Kalor Sensibel .......................................................................................... 21

3.2. Kalor Laten .............................................................................................. 22

3.3. Kondisi Umum Bangunan ........................................................................ 22

3.3.1. Denah Bangunan Supermarket diamond ........................................ 23

3.3.2. Data-data bangunan ........................................................................ 26

3.4. Rumus Yang Digunakan Dalam Perhitungan Beban Pendingin ............. 27

3.4.1. Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding Dan Atap Bangunan ..... 27

3.4.2. Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca ............................................ 27

3.4.3. Lampu Dan Peralatan Listrik ......................................................... 28

3.4.4. Manusia .......................................................................................... 28

3.4.5. Ventilasi ......................................................................................... 29

3.5. Perhitungan Beban Pendinginan Supermarket Diamond Pada mall

Saphire yogyakarta ................................................................................ 31

3.6. Psycometric Chart ................................................................................... 43

3.6.1. AHU Pada Supermarket Diamond ................................................. 43

BAB IV. PEMILIHAN AIR COOLED WATER CHILLER DAN AHU ................... 48

4.1. Air Cooled Water Chiller ........................................................................ 48

4.2. Pemilihan Air Cooled Water Chiller ....................................................... 48

4.3. Pemilihan AHU (Air Handling Unit) ...................................................... 52

BAB V. RANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DAN DUCTING ........................... 57

5.1. Sistem Perpipaan Yang Digunakan ........................................................ 57

5.1.1. Two Pipe Direct Return ................................................................ 57

5.2. Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegar Udara ................................ 58

5.3. Perhitungan Sistem Perpipaan ................................................................ 60

5.3.1. Sistem Perpipaan ........................................................................... 63


xiii

5.4. Perhitungan Head Pompa Pada Diamond Supermarket .......................... 66

5.5. Sistem Ducting ........................................................................................ 67

5.5.1. Perancangan Ducting untuk AHU I .............................................. 73

BAB VI. LANGKAH-LANGKAH MENGHEMAT ENERGI SUPERMARKET .... 75

6.1. Langkah-langkah menghemat Energi Pada Supermarket ...................... 75

6.1.1. Penggunaan AHU Seoptimal Mungkin ......................................... 76

6.1.2. Menurunkan Jumlah Jam Kerja Mesin Pendingin ........................ 76

6.1.3. Mencegah Pemasukan Udara Dari Luar Gedung .......................... 77

6.1.4. Mengurangi Pemakaian Peralatan Yang Mampu Menimbulkan

Panas ............................................................................................. 77

6.1.5. Menghindari Kalor Masuk Ke Dalam Gedung ............................. 78

6.1.6. Mengganti Lampu ......................................................................... 78

6.2. Pemeliharaan Rutin Terhadap Chiller .................................................... 79

BAB VI. KESIMPULAN ............................................................................................ 80

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 81


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh Melalui Dinding Dan

Lantai ........................................................................................................... 33

Tabel 3.2. Rates Sensible And Latent Heat Gain Pada Manusia ................................. 38

Tabel 3.3. Data Perhitungan Beban Pendinginan ........................................................ 40

Tabel 4.1. Performance Data Of Air Cooled Water Chiller Carrier ............................ 49

Tabel 4.2. Physical Data Of Air Cooled Water Chiller................................................ 50

Tabel 4.3. Kapasitas Pendinginan Air Cooled Water Chiller Tipe 30 ......................... 51

Tabel 4.4. Physical Data Of AHU ................................................................................ 54

Tabel 4.5. Performance Of Carrier 39 G Unit .............................................................. 55

Tabel 5.1. Hasil Perhitungan Laju Aliran Pendingin ................................................... 60

Tabel 5.2. Equivalent Feet Of Pipe For Fittings And Valves ...................................... 63

Tabel 5.3. Data-Data Sistem Perpipaan ....................................................................... 65

Tabel 5.4. Recommended Maximum Duct Velocity For Low Velocity System

(FPM)… ....................................................................................................... 69

Tabel 5.5. Hasil Perhitungan Ducting AHU I .............................................................. 74


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Peta Letak Supermarket ........................................................................... 5

Gambar 2.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi........................................................ 7

Gambar 2.2. Perpindahan Kalor Konveksi Alami ........................................................ 8

Gambar 2.3. Cooling Tower, Perpindahan Kalor Konveksi Secara Paksa ................... 9

Gambar 2.4. Sistem Udara Penuh ................................................................................ 11

Gambar 2.5. Sistem Air Penuh ..................................................................................... 12

Gambar 2.6. Skema Siklus Pendinginan ...................................................................... 13

Gambar 2.7. Skema Water Chiller ............................................................................... 15

Gambar 2.8. Diagram P-h ............................................................................................ 17

Gambar 3.1. Sketsa Bangunan Supermarket Diamond ................................................ 23

Gambar 3.2. Bahan Makanan Yang Terdapat Di Supermarket Diamond.................... 24

Gambar 3.3. Sketsa Ukuran Bangunan Supermarket Diamond ................................... 25

Gambar 3.4. Skema Sistem Pengkondisian Udara Diamond Supermarket,

Sapphire Mall Yogyakarta ...................................................................... 30

Gambar 3.5. Psikometrik Beban Pendinginan Supermarket Diamond ........................ 46

Gambar 4.1. Skema Area Service Sistem Pengkondisian Udara Supermarket ............ 53

Gambar 4.2. AHU Carrier 39 G ................................................................................... 56

Gambar 5.1. Two Pipe Direct Return System .............................................................. 59

Gambar 5.2. Friction Loss For Water In Cooper Tubing-Open Or Closed System..... 62

Gambar 5.3. Skema Sistem Perpipaan Supermarket .................................................... 64

Gambar 5.4. Friction Loss For Air Flow In Galvanized Stell Round Duct ................. 70

Gambar 5.5. Equivalent Round Duct Sizes .................................................................. 71

Gambar 5.6. Sistem Ducting Pada Supermarket .......................................................... 72

Gambar 5.7. Skema Ducting untuk AHU I .................................................................. 73


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perancangan

Seiring dengan perkembangan jaman, semakin banyak polusi yang terjadi,

mulai dari hal kecil seperti asap rokok yang mengganggu, bau-bau tidak sedap

dari tempat sampah (TPA) sampai pabrik-pabrik besar yang menghasilkan asap,

populasi kendaraan bermotor yang makin meningkat menyebabkan polusi udara

berbentuk asap dari kenalpot, serta penggundulan hutan yang berakibat hilangnya

paru-paru dunia yang merupakan penghasil oksigen atau udara segar yang

dibutuhkan oleh manusia.

Dengan adanya berbagai hal tersebut, maka udara semakin lama semakin

panas yang menyebabkan global warming, udara yang tadinya segarpun berubah

menjadi kotor oleh berbagai zat beracun yang dihasilkan oleh asap pabrik maupun

kendaraan bermotor.

Maka kemampuan merancang suatu sistem atau suatu mesin untuk

kebutuhan masyarakat luas akan udara bersih dan sehat menjadi tanggung jawab

sebagai insinyur teknik. Dalam hal ini, perancangan sistem pengkondisian udara

untuk Supermarket dibuat agar udara panas di dalam Supermarket tersebut dapat

dihilangkan sehingga memberikan kenyamanan pada pengunjung. Karena

manusia akan merasa nyaman bila berada pada suhu 24 - 26°C dengan

kelembaban udara berkisar 55 – 65 %.


2

Sistem pengkondisian udara merupakan modifikasi pengembangan teknologi

mesin pendingin. Sistem pengkondisian udara ini oleh manusia dimanfaatkan

untuk berbagai tujuan. Terutama untuk mereka yang bertempat tinggal diwilayah

yang beriklim empat musim dimana suhu udara disaat musim panas dapat

sedemikian tinggi sehingga banyak yang mengalami dehidrasi bahkan kematian,

sistem pengkondisian udara membantu mereka memberikan udara yang sejuk dan

menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh.

Di lingkungan tempat kerja, sistem pengkondisian udara bukan hanya

sebagai pemberi kenyamanan tetapi dimanfaatkan sebagai salah satu cara dalam

upaya meningkatkan produktivitas kerja. Untuk Supermarket pada umumnya

menggunakan sistem pengkondisian udara sebagai salah satu cara meningkatkan

keinginan pengunjung untuk dapat tinggal lebih lama dan nyaman untuk

melakukan aktivitasnya atau keperluan lain seperti berbelanja. Tentu saja untuk

tempat seperti ini perancangannya harus disesuaikan pada beberapa faktor, seperti

kapan pengunjung lebih banyak berdatangan.

Dalam proses perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket,

orang lebih banyak berdatangan pada akhir pekan atau awal bulan, lebih banyak

lagi jika terdapat acara seperti diskon akhir tahun, acara kemerdekaan, parsel

khusus di bulan ramadhan maupun promosi produk baru.


3

1.2 Tujuan Perancangan

Tujuan yang utama dari perancangan sistem pengkondisian udara untuk

Supermarket yaitu:

1. Untuk mengkondisikan udara dalam ruangan pada suhu nyaman dengan

mengambil panas yang tidak diperlukan dari ruangan, kemudian panas

tersebut dipindahkan ketempat lain diluar ruangan yang tidak

mengganggu.

2. Sistem pengkondisian udara untuk Supermarket ini juga bertujuan

sebagai penyejuk ruangan. Karena selain dapat menghasilkan

kelembaban udara yang merata, sistem pengkondisian udara ini juga

dapat mempertahankan suhu udara tetap nyaman didalam ruangan, dan

udara yang dihasilkan tetap segar dan bersih.

3. Mengkondisikan ruangan agar udara segar tercukupi.

4. Menjaga agar udara didalam ruangan bersih dan terbebas dari polusi,

baik itu debu, kuman, virus, bakteri, maupun bibit penyakit.

5. Menghilangkan bau-bau yang menyengat dari ruangan.

6. Membuang udara kotor yang ada dalam ruangan.

7. Mengatur sistem aliran udara dalam, sehingga kondisi udara baik suhu

dan kelembabannya merata.


4

1.3 Manfaat Perancangan

Kegunaan dari pengkondisian udara dapat dibagi menjadi dua. Pertama,

untuk kenyamanan manusia, seperti:

1. Membuat pengunjung supermarket merasa nyaman.

2. Membuat pengunjung merasa betah di Supermarket, berlama-lama

dalam berbelanja dan ingin kembali berbelanja di Supermarket.

3. Memberikan suplai udara segar pada pengunjung.

4. Meningkatkan produktifitas para staff dan karyawan Supermarket,

karena dengan adanya udara segar maka para staff dan karyawan tidak

cepat lelah.

Dan yang kedua, untuk kebutuhan industri Supermarket, kegunaan sistem

pengkondisian udara selain untuk kenyamanan pengunjung juga diperuntukkan

bagi kebutuhan industri makanan seperti:

1. Ikan segar, buah-buahan yang memasarkan hasil produksinya di

Supermarket sebagai tempat perbelanjaan masyarakan perkotaan.

2. Mengawetkan peralatan elektronik seperti komputer kasir yang berfungsi

menjaga suhu kerjanya tidak terlalu panas yang dapat menyebabkan

kerusakan komputer tersebut.

Perancangan sistem pengkondisian udara ini sangat bermanfaat untuk

memberikan kenyamanan kepada orang-orang dalam suatu ruangan. Karena

dalam beberapa hal keadaan suhu dan kelembaban relatif diudara luar tidak dapat

konstan untuk waktu yang lama, siang dan malam keadaannya sudah berubah.


5

Perubahan suhu menjadi lebih besar lagi dinegara yang mempunyai empat musim,

kelembaban relatif akan berubah sesuai dengan keadaan musim dan suhu sekitar.

Dengan sistem pengkondisian udara ini, maka keadaan suhu dan

kelembaban relatif diudara luar yang berubah-ubah tidak akan mengganggu

kenyamanan orang-orang dalam suatu ruangan, sebaliknya mereka dengan

nyaman dapat terus melakukan aktivitasnya dengan optimal.

1.4 Pembatasan Masalah

Perancangan sistem pengkondisian udara ditujukan untuk Supermarket yang

berlokasi di JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta (lihat Gambar 1.1)

Gambar 1.1 Peta Letak Supermarket


6

Supermarket ini berada di lantai Basement pada Mall, Jogjakarta. Dalam

perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket ini ada beberapa

pembatasan masalah perancangan, yaitu:

1. Sistem pengkondisian udara yang dipilih adalah sistem AC sentral.

2. AC sentral ini menggunakan mesin pendingin udara (Air Cooled Water

Chiller), AHU (Air Handling Unit).

3. Air Cooled Water Chiller, AHU, telah dirancang pabrik untuk sistem AC

Central dan telah terdapat dipasaran.

4. Temperatur udara lingkungan yang terarah diluar dan didalam ruangan

dianggap tetap (yang tidak berubah terhadap waktu)

5. Kondisi udara di Yogyakarta dianggap sama dengan kondisi udara di

Jakarta yang berada pada 6°LS dan 107°BT dengan suhu udara

maksimal : 33°C dan kelembaban udara 70%.


7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Mekanisme Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor didefinisikan sebagai berpindahnya energi kalor pada

satu sistem atau lebih yang dikarenakan perbedaan temperatur. Mekanisme

perpindahan kalor dapat terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi.

2.1.1 Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan

kalor dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur

lebih rendah pada medium yang diam.

k

q

Gambar 2.1 Perpindahan Kalor Secara Konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi dapat dihitung dengan persamaan:

q = k.A = k.A ….……………………………………...…………(2.1)

Keterangan:


8

q : laju perpindahan kalor konduksi, Watt

k : koefisien konduktivitas thermal, Watt/m°C

A : luas permukaan yang tegak lurus dengan aliran kalor, m2

T1, T2 : suhu permukaan, °C

∆x : tebal dinding, m

2.1.2 Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang

terjadi pada medium yang mengalir. Perpindahan kalor konveksi dapat

terjadi secara alami maupun secara paksa. Konveksi alami terjadi karena

adanya fluida yang mengalir karena perbedaan massa jenis (tanpa ada

sumber gerakan dari luar), sedangkan konveksi paksa terjadi karena adnya

sumber gerakan dari luar yang menyebabkan fluida mengalir seperti kipas

kompresor, blower, pompa, dan sebagainya.

Gambar 2.2 Perpindahan Kalor Konveksi Alami


9

Gambar 2.3 Colling Tower, Perpindahan Kalor Konveksi Secara Paksa

Perpindahan kalor secara konveksi dapat dihitung dengan persamaan:

q = h.A(Ts-T∞)..…………………………………………....……………(2.2)

Keterangan:

q : laju perpindahan kalor konveksi, Watt

h : koefisien konveksi, Watt/m°C

A : luas permukaan yang bersentuhan fluida yang mengalir, m2

Ts : suhu permukaan, °C

T∞ : suhu fluida yang mengalir, °C

2.1.3 Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor oleh

gelombang elektromagnetik. Perpindahan panas radiasi dapat terjadi tanpa

adanya media. Perpindahan kalor radiasi memungkinkan terjadinya

perpindahan kalor di ruang hampa.


10

Perpindahan kalor secara radiasi dapat dihitung dengan persamaan:

q = e. .A(T14-T2

4)..….…………………………………………………...(2.3)

Keterangan:

q : laju perpindahan kalor radiasi, Watt

e : emisivitas bahan/ benda

A : luas penampang benda, m2

T1 : suhu mutlak benda, K

T2 : suhu mutlak lingkungan, K

: konstanta Stevan-Boltsman 5,67x10-8, W/m2K4

2.2 Tujuan Penyegaran Udara

Tujuan dari penyegaran udara adalah supaya temperatur, kelembaban,

kebersihan dan distribusi udara dalam ruangan dapat dipertahankan pada suatu

kondisi yang diinginkan.

2.3 Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya

Jenis sistem penyegaran udara yang digunakan dalam perancangan adalah

sistem udara penuh.

2.3.1 Sistem Udara Penuh

Pada sistem udara penuh, campuran udara luar dan udara ruangan

didinginkan dan dilembabkan, kemudian dialirkan kembali ke dalam

ruangan melalui saluran udara (ducting). Mesin pendingin dari sistem


11

udara penuh berada di luar ruangan. Keuntungan dari sistem udara penuh

adalah udara yang masuk ke dalam ruangan sudah dikondisikan adalah

udara segar. Sedangkan kerugiannya adalah saluran utama berukuran besar

sehingga memerlukan tempat yang lebih besar.

Gambar 2.4 Sistem Udara Penuh

2.3.2 Sistem Air Penuh

Pada sistem air penuh, mesin pendingin dari sistem air penuh

berada di dalam ruangan, air dingin dialirkan melalui FCU untuk

penyegaran udara. FCU diarahkan di dalam ruangan yang akan

dikondisikan udaranya dan udara segar dari luar yang diperlukan untuk

ventilasi dimasukkan melalui celah-celah pintu, jendela atau lubang udara

pada dinding. Udara luar tersebut langsung masuk ke dalam ruangan tanpa

didinginkan terlebih dahulu. Kerugian dari sistim air penuh adalah bising

(karena mesin pendingin di dalam ruangan), ruangan menjadi sempit


12

(langit-langit atau atap biasanya dijadikan tempat mesin pendingin dengan

sistem air penuh berada), akan tetapi memiliki keuntungan menggunakan

sistem ini, yaitu biaya yang digunakan cenderung lebih rendah

dibandingkan sistem udara penuh, karena tidak perlu menyediakan tempat

tambahan untuk meletakkan mesin pendingin dengan sistem air penuh.

Gambar 2.5 Sistem Air Penuh

2.3.3 Sistem Air-Udara

Pada sistem ini merupakan penggabungan dari sistem air dan

udara. Dimana kedua sistem ini diterapkan di ruangan yang sama. Karena

berat jenis air dan kalor spesifik air lebih besar dari udara, maka daya yang

diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk

memindahkan kalor lebih kecil daripada sistem udara penuh.


13

2.4 Mesin Pendingin dengan Siklus Kompresi Uap

2.4.1 Siklus Kompresi Uap

Pengkondisian udara merupakan proses perpindahan panas untuk

mencapai temperatur dan kelembaban sesuai dengan yang diinginkan,

dengan kata lain dapat dicapai kenyamanan dalam ruangan. Mesin

pendingin dengan siklus kompresi uap menggunakan empat komponen

utama, yaitu: kompresor, evaporator, katub ekspansi dan kondensor.

Gambar 2.6 Skema Siklus Pendingin

1. Kompresor

Fungsi kompresor ini adalah untuk mengkompresikan atau

menekan substansi refrigerant gas sehingga bertekanan tinggi.

Refrigerant ini secara isothermis masuk ke dalam kondensor.

2. Kondensor

Fungsi kondensor adalah salah satu alat pemindah panas.

Refrigerant gas yang masuk kedalam kondensor ini dikondensasikan

Kondensor

Kompresor

Katub Ekspansi

Evaporator


14

menjadi refrigerant cair tekanan tinggi. Sistem pendingin pada

kondensor dapat menggunakan media:

a. Air (dengan cooling tower)

b. Udara (dengan kipas/ fan/ blower)

3. Katup ekspasi

Katup ekspansi dipergunakan untuk mengekspansikan secara

adiabatic, refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi ke

tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah atau sesuai dengan yang

diinginkan. Selain itu katub ekspansi mengatur pemasukan refrigerant

sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator.

Refrigerant cair ini diekspansikan melalui katub ekspansi menuju

evaporator.

4. Evaporator

Evaporator adalah penukar kalor yang memegang peranan paling

penting dalam siklus refrigerasi yaitu mendinginkan media sekitarnya.

Ada beberapa macam evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya,

bentuknya pun berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena media

yang hendak didinginkan dapat berupa gas, cairan atau zat padat. Maka

evaporator dapat dibagi kedalam beberapa golongan, sesuai dengan

keadaan refrigerant yang ada di dalamnya yaitu jenis ekspansi kering,

jenis setengah basah dan sistem pompa cairan. Fungsi evaporator ini


15

AHU

Kondensor

Kompresor

Katub Ekspansi

Evaporator

juga merupakan alat pemindah panas yang mana refrigerant cair tersebut

diuapkan. Sehingga refrigerant cair tersebut berubah menjadi refrigerant

gas dengan temperatur dan tekanan rendah. Kemudian refrigerant gas ini

masuk ke dalam kompresor.

2.4.2 Sistem Chilled Water (Air Cooled Chiller)

Pompa

Gambar 2.7 Skema Water Chiller

Sirkulasi ini merupakan sirkulasi tertutup air dingin. Pendinginan air

tersebut dilakukan oleh unit sentral yang disebut dengan chiller. Prinsip chiller itu

sendiri merupakan prinsip sistem pendingin seperti yang telah dijelaskan pada bab

2.4.1 Air yang disirkulasi oleh pompa didinginkan di dalam evaporator (tube

evaporator) dan kemudian dialirkan menuju AHU, air tersebut mengambil kalor

dari AHU, kemudian mengalir menuju pompa kembali disebut chilled water.


16

1. Pompa Chilled Water

Pompa sirkulasi ini digunakan untuk mensirkulasikan air dingin

dari chiller (evaporator) menuju AHU atau yang disebut Chilled Water

Supply (CHWS) dan keluar AHU menuju chiller (evaporator) atau yang

disebut dengan Chilled Water Return (CHWR). Proses ini akan terus

berlangsung secara bersamaan dengan operasinya Unit Chiller.

3. AHU dan FCU

AHU dan FCU merupakan peralatan pengambilan panas dari area

service yang terdiri dari Unit Fan jenis sentrifugal dan coil section yang

dirancang sedemikian rupa oleh pabrik pembuat sistem. Kerja unit AHU

atau FCU sebagai berikut:

a. Udara yang berada pada area service akan diambil melalui ducting

return atau ceiling return. Selanjutnya akan mengalir melalui unit

AHU, di sini akan terjadi pemindahan panas udara ke coil section

yang mengakibatkan temperatur udara akan turun mencapai 15 oC

di mulut AHU dan 22 oC sampai di supply air diffuser dengan

humidity 55-65%.

b. Coil section tersebut berisi air dingin yang dipompa dari Chiller

menuju AHU dan kembali lagi ke Chiller. Temperatur udara ini

akan dikontrol oleh motorized valve yang dipasang sensor

sedemikian rupa sehingga temperatur ruangan akan stabil.


17

2.4.3 Perhitungan Siklus Kompresi Uap

Perhitungan siklus kompresi uap berdasarkan P-h diagram dapat

menentukan besarnya daya kompresor yang diperlukan dan COP yang

dihasilkan oleh mesin pendingin.

Gambar 2.8 Diagram P - h

Daya kompresor yang diperlukan untuk mengkondisikan udara pada

termperatur tertentu adalah:

Wkomp = . (h2-h1)…………………………………………………….……..(2.4)

Keterangan:

Wkomp : daya kompresor, BTU/menit

: massa aliran refrigerant, lb/menit


18

h1 : besarnya entalpi pada saat masuk kompresor, BTU/lb

h2 : besarnya entalpi pada saat keluar dari kompresor, BTU/lb

Refrigeration Effect (RE) adalah

RE = h1 – h6 …………..……………………………………………………….(2.5)

Keterangan:

H6 : besarnya entalpi pada saat masuk evaporator, BTU/lb

Kalor yang diserap evaporator adalah:

Qin = (h1-h6)…………….…………………………………………………..(2.6)

Dari persamaan (2.2) dan (2.3), maka laju aliran massa refrigerant dapat ditulis:

= , ………………..………………………………………………..(2.7)

Kalor yang dilepas kondensor adalah

Qout = (h2-h5)…………………………………………………………...……(2.8)

Keterangan :

H5 : besarnya entalpi pada saat sebelum masuk katup ekspansi, BTU/lb

COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin adalah:

COPR = =

= ……………..…………………….……..(2.9)


19

2.5 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara

Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar

temperatur, kelembaban, kebersihan dan pendistribusian udara dapat

dipertahankan pada keadaan yang diinginkan. Oleh sebab itu, perancangan harus

mempertimbangkan faktor-faktor dalam pemilihan sistem penyegaran udara.

Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi :

a. Faktor kenyamanan

Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan

oleh beberapa parameter, antara aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas

ventilasi, dan tingkat kebisingan. Tingkat keadaan pada sistem penyegaran

udara dirancang dapat diatur dengan sistem pengaturan yang ada pada mesin

penyegar udara.

b. Faktor ekonomi

Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem

pengaturan yang digunakan harus diperhitungkan Pula segi-segi ekonominya.

Oleh sebab itu, dalam perancangan sistem penyegaran udara harus

mempertimbangkan biaya awal, biaya operasional, dan biaya perawatan

yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal.


20

c. Faktor operasi dan perawatan

Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem

yang mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya.

Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi:

1. Konstruksi sederhana

2. Tahan lama

3. Mudah direparasi jika terjadi kerusakan

4. Mudah perawatannya

5. Dapat fleksibel melayani perubahan kondisi operasi

6. Efisiensi tinggi


21

BAB III

BEBAN PENDINGINAN

Dalam peracangan sistem pengkondisian udara, beban pendinginan

merupakan hal yang paling penting. Untuk memperoleh kenyamanan, maka beban

pendinginan perlu diperhitungkan. Beban pendinginan yang dihitung juga akan

menentukan sistem perpipaan dan ukuran ducting dari sistem pengkondisian

udara.

Sumber beban pendinginan udara suatu ruangan ada 2 macam, yaitu beban

kalor sensibel dan beban kalor laten. Beban kalor sensibel adalah beban karena

kalor yang dilepas atau diperlukan untuk merubah temperatur. Sedangkan beban

kalor laten adalah beban karena kalor yang dilepas atau diperlukan untuk merubah

fase.

3.1. Kalor Sensibel

Kalor sensibel suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh:

1. Manusia.

2. Udara luar yang masuk ke ruangan (ventilasi).

3. Peralatan listrik yang dioperasikan didalam ruangan (komputer kasir,

lampu, lemari pendingin minuman, lemari es, dll).

4. Perbedaan suhu permukaan dinding luar dengan permukaan dinding

dalam.


22

3.2. Kalor Laten

Kalor laten suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh:

1. Manusia.

2. Udara luar yang masuk ke dalam ruangan.

3. Perbedaan kelembaban udara luar dan udara ruangan (ventilasi).

4. Adanya perubahan fase zat yang terjadi didalam ruangan.

3.3. Kondisi Umum Bangunan

Dalam perancangan sistem pengkondisian udara (AC) pada Supermarket

yang berada didalam Mall yang berlokasi di JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta

pada 7,48°LS dan 110,22°BT. Untuk mempermudah perhitungan beban

pendinginan, kondisi udara kota Yogyakarta dianggap sama dengan kondisi udara

di kota Jakarta yang berada pada 6°LS dan 107°BT.


23

R

Q N

O P

M

I

H

A

B

J

F

G

K

E

D

C

L

Dibawah ini terdapat sketsa denah bangunan untuk Supermarket yang

terdiri dari bagian-bagian yang berbeda-beda, mulai dari bahan makanan sampai

peralatan rumah tangga.

3.3.1. Denah Bangunan Supermarket

B H

I

M

N

Gambar 3.1 Sketsa Bangunan Supermarket


24

Keterangan :

A. Area untuk peralatan

otomotif

B. Area kasir

C. Area pakaian

D. Area sabun, detergen,

pembersih

E. Area parfum

F. Area peralatan dapur

G. Area makanan ringan

H. Display makanan

I. Display frozen food

J. Area kosmetik

K. Area kebutuhan pangan

L. Area minuman

M. Area daging potong

N. Area parsel buah

O. Area buah-buahan

P. Area sayuan

Q. Area sayuran dingin

R. Area buah-buahan dingin

Gambar 3.2 Bahan Makanan Yang Terdapat Di Supermarket


25

Untuk melakukan perhitungan, diperlukan ukuran dari sketsa

bangunannya, maka dibawah ini terdapat sketsa bangunan Supermarket beserta

dengan ukurannya.

20m(65,617ft)

10m(32,808ft)

51m(167,323ft)

71m(232,94ft)

12m(39,370ft)

30m(98,425ft)

Gambar 3.3 Sketsa Ukuran Bangunan Supermarket


26

3.3.2 Data-data bangunan

Ukuran bangunan :

Tinggi : 3m(9.843 ft)

Luas dinding bag. Utara : 96m2(1,033.3871 ft2)

Timur : 243 m2(2,615.7576 ft2)

Selatan : 96m2(1,033.3871 ft2)

Barat : 243 m2(2,615.7576 ft2)

Luas bangunan : 2032m2(21,872.335 ft2)

Daya yang digunakan atau dibangkitkan dalam bangungan

Lampu TL merk osram seri T8 : 647 @ 36W

Lampu hias di daerah kosmetik merk sinyoku jumbo : 6 @ 40W

Lampu hias di daerah display makanan merk Philips Clear : 4@ 60W

Lampu hias di daerah kasir merk Philips Essential : 5 @ 20W

Lemari pendingin minuman : 320W

Komputer kasir : 5 @ 295W

Lemari es krim : 350W

Karyawan yang bekerja : 25 orang

Jumlah pengunjung : 100 orang


27

3.4 Rumus Yang Digunakan Dalam Perhitungan Beban Pendingin

Komponen-komponen yang menghasilkan kalor terhadap ruangan merupakan

faktor utama dalam mempengaruhi besar kecilnya beban pendinginan. Sumber kalor yang

ditimbulkan dapat berasal dari luar maupun dari dalam ruangan.

3.4.1 Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding Dan Atap Bangunan

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit-langit/ atap,

lantai, partisi, dan pintu pada bangunan dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Q = U.A.∆T………………………………………………………………...…(3.1)

Keterangan:

Q : kalor konduksi melalui lantai, kaca dinding dan atap bangunan

, BTU/hr.

U : koefisien perpindahan kalor dari lantai, kaca, dinding dan atap bangunan

, BTU/hr.ft2.°F.

A : luas permukaan dari lantai, kaca, dinding dan atap bangunan, ft2.

∆T : perbedaan temperatur antara permukaan dinding luar dan permukaan

dinding dalam ruangan, tetapi untuk pendekatan dapat digunakan kondisi

udara luar dan dalam ruangan, °F.

3.4.2 Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca

Besarnya beban kalor radiasi sinar matahari melalui kaca dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan berikut:

Q = SHGF.A.SC.CLF ………………………………………………………..(3.2)


28

Keterangan:

Q : kalor dari radiasi sinar matahari melalui kaca, BTU/hr.

SHGF : faktor kalor dari sinar matahari, BTU/hr.ft2.

A : luas permukaan kaca yang terkena sinar matahari, ft2.

SC : koefisien penyerapan kaca terhadap sinar matahari

CLF : faktor beban pendinginan pada kaca

3.4.3 Lampu Dan Peralatan Listrik

Besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu atau peralatan listrik

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Q = 3,4.W.BF.CLF…………………………….………………………………(3.3)

Keterangan:

Q : kalor yang dihasilkan oleh lampu atau peralatan listrik, BTU/hr.

W : daya dari lampu atau peralatan listrik, Watt.

BF : faktor ballas.

CLF : faktor beban pendinginan pada lampu atau peralatan listrik.

3.4.4 Manusia

Besarnya beban kalor yang dihasilkan manusia dibagi menjadi 2 macam

yaitu kalor sensibel dan kalor laten. Kalor sensibel yang dihasilkan manusia dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Qs = qs.n.CLF...…………………………………………………………..…….(3.4)


29

Sedangkan kalor laten yang dihasilkan manusia dapat dihitung dengan persamaan

berikut:

QL = qL.n………………...……………………………………………………..(3.5)

Keterangan:

Qs : kalor sensibel yang dihasilkan manusia, BTU/hr.

QL : kalor laten yang dihasilkan manusia, BTU/hr.

qs : kalor sensibel yang dihasilkan per orang, BTU/hr.

qL : kalor laten yang dihasilkan per orang, BTU/hr.

n : jumlah manusia

CLF : faktor beban pendinginan pada manusia

3.4.5 Ventilasi

Besarnya beban kalor yang dihasilkan ventilasi terdiri atas kalor sensibel

dan kalor laten. Kalor sensibel yang dihasilkan manusia dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan berikut:

Qs = 1,1.CFM.∆T………………………..…………………………………….(3.6)

Sedangkan untuk menghitung kalor laten dapat digunakan persamaan berikut:

QL = 0,68.CFM.∆W’……………...………………………………………..…(3.7)

Keterangan

Qs : beban pendinginan kalor sensibel dari ventilasi, BTU/hr.

QL : beban pendinginan kalor laten dari ventilasi, BTU/hr.

CFM : laju aliran udara pada ventilasi, BTU/hr.

∆T : perbedaan temperature antara diluar dan didalam ruangan, °F.


30

R

Q N

O P

M

I

H

A

BB

J

F

G

K

E

D

C

L

∆W’ : perbedaan kelembaban udara antara diluar dan didalam ruangan

, gr/lb.

2 1

3

4

4

4

Keterangan:

1. Chiller

2. Header return

3. Header supply

4. AHU (Air Handling Unit)

Gambar 3.4 Skema Sistem Pengkondisian Udara Supermarket


31

3.5 Perhitungan Beban Pendinginan Supermarket

a. Kondisi Perancangan

• Kondisi dalam ruangan

Temperatur bola kering = 26,67ºC (80°F)

Kelembaban relatif rata-rata = 50 %

Dari diagram Psychometric Chart diperoleh:

Temperatur bola basah = 19,44ºC (67°F)

Entalpi (h) = 31,5 BTU/lb

Perbandingan kelembaban = 76 gr/lb

• Kondisi diluar ruangan

Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Jakarta)

Temperatur bola kering = 35°C (95°F)

Temperatur bola basah = 28°C (82,4°F)

Dari diagram Psychometric Chart diperoleh:

Entalpi (h) = 46,5 BTU/lb

Perbandingan kelembaban = 170 gr/lb

• Kondisi udara di dalam supermarket tidak terkena radiasi dari sinar matahari dan

kondisi diasumsikan, asumsi berdasarkan dari buku Air Conditioning Principles

and Systems, Edward G. Pita, hal. 12

Temperatur bola kering = 28°C (82,4°F)


32


b. Menentukan Nilai koefisiensi perpindahan panas menyeluruh (U) pada dinding,

langit-langit/atap, dan lantai.

• Dinding

Dinding terbuat dari beton yang terdiri dari lapisan plester, batu bata, dan plester

lagi. Plester terbuat dari campuran antara semen dan pasir, kemudian dicat putih.

Sehingga tebal dinding keseluruhan 6 inchi.

Dari tabel 3.1 diperoleh, U = 0,2 BTU/hr.ft2.°F

• Langit-langit dan lantai

Langit-langit diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal ini

dikarenakan kondisi pada Basement dan Ground dikondisikan pada suhu dan

kelembaban udara yang sama, sehingga tidak terjadi perpindahan panas.

Tetapi pada lantai mengalami perpindahan panas, karena bersentuhan dengan

tanah yang memiliki beda temperatur.

Dari tabel 3.1 diperoleh, U = 0,1 BTU/hr.ft2.°F

• Kaca

Kaca diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal ini dikarenakan

kondisi supermarket diamond yang berada di Basement. Jadi tidak ada kalor yang

berpindah oleh radiasi sinar matahari dari kaca.


33

Tabel 3.1 Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh Melalui Dinding Dan

Lantai

(Air Conditioning Principles and System, Edward G. Pita, hal449)


34

c. Menghitung besarnya beban pendinginan dengan rumus-rumus yang tersedia.

• Beban kalor konduksi melalui dinding, lantai

Q = U.A.∆T

Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding adalah:

Utara:

Q = 0,2 BTU/hr.ft2.ºF 1,033.3871 ft2 (95ºF-80ºF)

= 3,100.1613 BTU/hr

Timur:


= 7,847.2728 BTU/hr

Selatan:


= 3,100.1613 BTU/hr

Barat:


= 7,847.2728 BTU/hr


35

Besarnya beban kalor konduksi melalui lantai adalah


= 32,808.503 BTU/hr

• Beban kalor peralatan listrik/ lampu

Q = 3,4 W BF CLF

Di dalam Supermarket terdapat :

o 647 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 36 Watt, maka

daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 23292 Watt.

o 6 buah lampu hias di daerah kosmetik yang memiliki daya masing- masing

40 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 240 Watt.

o 4 buah lampu hias tipe clear di daerah display makanan yang masing-

masing memiliki daya 60 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan

adalah sebesar 240 Watt.

o 5 buah lampu hias tipe essential di daerah kasir yang masing-masing

memiliki daya 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah

sebesar 100 Watt.

o 5 buah komputer kasir yang masing-masing memiliki daya 295 Watt,

maka daya total komputer yang dihasilkan adalah sebesar 1475 Watt.

Ballast Factor (BF) lampu diasumsikan 1,25 sedangkan Ballast Factor (BF)

komputer dan lemari pendingin minuman maupun lemari pendingin es krim

diasumsikan 1. Lampu dan alat elektronik lainnya hanya dinyalakan selama waktu


36

kerja, sehingga lama waktu penggunaan lampu dan alat elektronik lainnya sama

dengan waktu menggunaan AC, sehingga nilai CLF =1.

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah

Q = 3,4 23292 Watt 1,25 1 = 98,991 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias di daerah kosmetik adalah

Q = 3,4 240 Watt 1,25 1 = 1,020 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias tipe clear di daerah display

makanan adalah

Q = 3,4 240 Watt 1,25 1 = 1,020 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias tipe essential di daerah kasir

adalah

Q = 3,4 100 Watt 1,25 1 = 425 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan komputer kasir adalah

Q = 3,4 1475 Watt 1 1 = 5015 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lemari pendingin minuman adalah

Q = 3,4 320 Watt 1 1 = 1088 BTU/hr

Besarnya beban kalor yang dihasilkan lemari pendingin es krim adalah

Q = 3,4 350 Watt 1 1 = 1190 BTU/hr


37

• Beban kalor dari manusia

Qs = qs.n.CLF

QL = qL.n

Beban kalor sensibel dan laten dari pengunjung yang dihasilkan dapat

diperhitungkan dengan tabel 3.2. diasumsikan nilai CLF=1 dan terdapat 100

pengunjung, maka perhitungannya:

Qs = 315 Btuh 100 1 = 31,500 BTU/hr

QL = 325 Btuh 100 = 32,500 BTU/hr

Sedangkan beban kalor laten dan sensibel dari karyawan:

Qs = 315 Btuh 25 1 = 7,875 BTU/hr

QL = 325 Btuh 25 = 8,125 BTU/hr

Maka total beban kalor laten maupun sensibel:

Qs = 31,500 BTU/hr + 7,875 BTU/hr = 39,375 BTU/hr

QL = 32,500 BTU/hr + 8,125 BTU/hr = 40,625 BTU/hr


38

Tabel 3.2 Rates Sensible And Latent Heat Gain Pada Manusia

(Air Conditioning Principles And System, Edward G Pita tabel 6.11 hal 110)

• Beban kalor dari ventilasi

Qs = 1,1.CFM.∆T

QL = 0,68.CFM.∆W’


39

Untuk ventilasi, diasumsikan setiap orang membutuhkan udara segar sebanyak 20

CFM, asumsi diambil dari Air Conditioning Principles And Systems, Edward G.

Pita, tabel 6.15 hal 118. Pada sambungan ducting juga diasumsikan terdapat

kebocoran sebesar 5% dari total CFM. Selain itu, juga dibutuhkan suatu unit

untuk menghembusakn udara suplai air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.

Selisih udara kering di dalam dan diluar ruangan adalah

(95ºF - 80ºF) = 15ºF

Selisih perbandingan kelembaban di dalam dan di luar ruangan adalah

(170 gr/lb – 76 gr/lb) = 94 gr/lb

Sehingga perhitungannya untuk 100 pengunjung:

Qs = 1,1 (20 100) 15ºF = 33,000 BTU/hr

QL = 0,68 (20 100) 94 gr/lb = 127,840 BTU/hr

Dan perhitungan untuk 25 orang karyawan yang bekerja:

Qs = 1,1 (20 25) 15ºF = 8,250 BTU/hr

QL = 0,68 (20 25) 94 gr/lb = 31,960 BTU/hr

Maka total beban kalor laten maupun sensibel:

Qs = 33,000 BTU/hr + 8,250 BTU/hr = 41,250 BTU/hr

QL = 127,840 BTU/hr + 31,960 BTU/hr = 159,800 BTU/hr


40

Hasil perhitungan beban pendinginan total pada Supermarket di JL.

Laksda Adisutjipto Yogyakarta dapat dilihat pada tabel 3.3

Tabel 3.3 Data Perhitungan Beban Pendinginan

Proyek : Supermarket Engr :

Lokasi : JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta Calc.

by

Redo S

T

Temperatur Temperatur RH W Daily range : 22

bola kering bola basah Temp. Ave : 86⁰F

⁰F ⁰F % gr/lb Bulan : Oktober

kondisi Luar 95 (35⁰C) 82,4 (28⁰C) 59 170 Jam : 13:00

Desain Dalam 80 (26,67⁰C) 67 (19,4⁰C) 50 76

Konduksi Arah U Luas Perbedaan

suhu RSHG BTU/hr.ft2.°F m2 luar dalam BTU/hr

Timur

Jendela Barat

Kaca Utara

Selatan

Dinding

Timur 0.2 243 95 80 7847.27

Barat 0.2 243 95 80 7847.27

Utara 0.2 96 95 80 3100.16

Selatan 0.2 96 95 80 3100.16

Langit-

langit

Lantai 0.1 2032 95 80 32808.50

Partisi


41

Radiasi Arah SGHF luas SC CLF

Timur

Jendela Barat

kaca Utara

Selatan

Lampu W

BF CLF RLHG

Watt BTU/hr

TL 3.4 23292 1.25 1 98991

Lampu 3.4 240 1.25 1 1020

kosmetik

Lampu

3.4 240 1.25 1 1020

display

makanan

Lampu 3.4 100 1.25 1 425

kasir

Peralatan

Lemari

3.4 320 1 1 1088

pendingin

minuman

Komputer 3.4 1475 1 1 5015

kasir

Lemari 3.4 350 1 1 1190

es krim


42

Manusia SHG LHG CLF Jumlah orang

Sensibel 315 1 125 39375

Laten 325 125 40625

Infiltrasi CFM W ∆T ft3/menit gr/lb ⁰F

Sensibel

Laten

Supply air duct gain 10141.37

Supply air leakage 5%

Supply air fan gain (draw through) 2,5% 5070.68

RSHG/RLHG

(Room Heat

Gain) 218039.42 40625

Ventilasi CFM W (gr/lb) ∆T ⁰F

Jumlah orang

Sensibel 1.1 20 15 125 41250

Laten 0.68 20 94 125 159800

Supply air fan gain (blow through) 0% RTHG

Pump gain BTU/hr

Return air duct gain

Return air fan gain 0%

TSH/TLH Cooling Load 259289.42 200425 459714.42

Tons 38.36


43

3.6 Psycometric Chart

Psycometric Chart merupakan suatu diagram yang menunjukkan sifat

termal dari udara basah. Sifat-sifat termal dari udara dibedakan menjadi 2, yaitu

sensibel dan laten. Dalam uraian berikut akan dipaparkan contoh penggunaan

Psikometrik

Dalam hal ini akan diambil dua buah contoh penggunaan diagram

psikometrik, yaitu AHU pada Supermarket.

3.6.1 AHU pada Supermarket

AHU pada Mall digunakan untuk mengkondisikan udara ruangan

Supermarket.

1. Mengumpulkan data-data yang telah diketahui

Dari data-data udara yang ada, dapat ditentukan titik-titik sebagai berikut:

Titik A : kondisi udara luar ruangan, yaitu DB (Dry Bulb) = 35°C(95⁰F),

dan WB (Wet Bulb) = 28°C(82,4⁰F)

Titik B : kondisi udara dalam ruang rancangan, yaitu DB (Dry Bulb) =

26.667°C(80⁰F), dan RH = 50%

Kemudian, dari titik A dan titik B dihubungkan dengan sebuah garis.

2. Menghitung nilai RSHF (Room Sensible Heat Factor)

RSHF merupakan perbandingan antara RSHG dengan jumlah antara

RSHG dan RLHG. Dapat dihitung dengan persamaan 3.8

RSHF = = ……………………………………………(3.8)


44

Keterangan:

RSHG = Room Sensible Heat Gain

RLHG = Room Laten Heat Gain

RTHG = Room Total Heat Gain atau (RSHG+RLHG)

Nilai RSHG dan RLHG merupakan beban pendinginan ruangan yang akan

dikondisikan oleh AHU, yaitu Supermarket.

RSHG total: 218,039.42 BTU/hr

RLHG total: 40,625 BTU/hr

RSHF = , . /, . / , /

= 0.84

Kemudian dari RSHF ditarik garis lurus (1) sehingga melalui titik acuan,

yaitu DB (Dry Bulb) = 26.667°C(80⁰F) dan RH = 50%. Garis RSHF

didapat dengan menggambar garis lurus yang sejajar dengan garis (1)

melalui titik B.

3. Menentukan suhu permukaan koil pendingin (titik D)

Diasumsikan suhu air pendingin yang keluar dari Chiller adalah 10ºC atau

50ºF, sehingga dapat dianggap bahwa suhu permukaan koil pendingin

pada AHU sama dengan suhu air pendingin yang keluar dari Chiller, yaitu

50ºF.

4. Menghitung GSHF (Grand Sensible Heat Factor)

GSHF digunakan untuk memperoleh coil process line. GSHF merupakan

perbandingan antara TSH dengan jumlah TSH dan TLH. GSHF dapat

dihitung dengan persamaan 3.9

GSHF = = ……………………………………………….(3.9)


45

Keterangan:

TSH = Total Sensible Heat

TLH = Total Laten Heat

GTH = Grand Total Heat

Sama seperti pada perhitungan RSHF, nilai TSH dan TLH merupakan

beban pendinginan ruangan yang akan dikondisikan oleh AHU, yaitu

Supermarket.

TSH: 259,289.42 BTU/hr

TLH: 200,425 BTU/hr

GSHF = , . /, . / , /

= 0.56

Kemudian garis GSHF ditarik garis lurus (2) sehingga melalui titik acuan,

yaitu DB (Dry Bulb) = 26.667°C(80⁰F) dan RH = 50%. Garis GSHF

didapatkan dengan menggambar garis lurus yang sejajar dengan garis (2)

melalui titik suhu permukaan koil pendingin (titik D).

Hasil penggambaran Psychometric Chart AHU, yaitu Supermarket dapat

dilihat pada Gambar 3.5.


46

Gambar 3.6 Psikometrik Beban Pendinginan Supermarket


47

Dari gambar psikometrik yang telah dilakukan, diperoleh data-data sebagai

berikut:

1. Titik A merupakan kondisi udara luar ruangan, yaitu DB (Dry Bulb) =

35°C(95⁰F), WB (Wet bulb) = 28°C(82.4ºF), dan RH = 59%.

2. Titik B merupakan kondisi udara dalam ruangan, yaitu DB (Dry Bulb)

= 26.667°C(80⁰F) dan RH = 50%.

3. Titik C merupakan kondisi udara campuran antara udara segar dari

lingkungan dengan udara dalam ruangan, yaitu DB (Dry Bulb) =

30°C(86ºF), WB (Wet Bulb) = 22.778°C(73ºF), dan RH = 56%.

4. Titik D merupakan suhu permukaan koil pendingin, yaitu 10°C(50ºF).

5. Titik E merupakan kondisi udara setelah melalui koil pendingin, yaitu

17.778°C(64ºF) dan RH = 100%.


48

BAB IV

PEMILIHAN AIR COOLED WATER CHILLER DAN AHU

4.1 Air Cooled Water Chiller

Air Cooled Water Chiller adalah mesin yang digunakan untuk

mendinginkan air. Kondenser dari Chiller didinginkan dengan udara. Air hangat

yang masuk ke evaporator dari air cooled water chiller akan mengenai pipa-pipa

dingin yang didalamnya mengalir refrigerant, sehingga air akan keluar dari air

cooled water chiller dengan suhu yang rendah. Air dingin tersebut ditampung

terlebih dahulu di header supply sebelum dialirkan dengan menggunakan pompa

ke AHU.

4.2 Pemilihan Air Cooled Water Chiller

Untuk memilih Air Cooled Water Chiller digunakan beban pendinginan

total. Yaitu RTHG (beban pendinginan) = 38,36 Tons.

Dari perhitungan beban pendinginan sebesar 38,36 Tons atau 459.714,42

BTU/hr, jika diketahui 1 kW = 3410 BTU/hr, maka beban pendinginan pada

Chiller adalah 134,81 kW. Dari beban pendinginan yang telah diperoleh, maka

Air Cooled Water Chiller yang akan digunakan dapat dipilih sesuai dengan tabel

4.1


49

Tabel 4.1 Performance data of Air Cooled Water Chiller Carrier.

Air Cooled Water Chiller yang digunakan adalah Carrier dengan tipe 30

GTN 050, dengan kapasitas pendinginan sebesar 51,7 tons.


50

Tabel 4.2 Physical Data of Air Cooled Water Chiller


51

Tabel 4.3 Kapasitas Pendinginan Dari Air Cooled Water Chiller Tipe 30


52

4.3 Pemilihan AHU (Air Handling Unit)

Sesuai dengan fungsinya, AHU merupakan seperangkat alat yang dapat

mengontrol suhu, kelembaban, tingkat kebersihan (jumlah partikel/mikroba),

jumlah pergantian udara dan sebagainya, di ruang yang dikondisikan. Unit/ sistem

yang mengatur tata udara ini disebut AHU (Air Handling Unit).

Terdapat dua jenis AHU, yaitu jenis vertikal dan jenis horizontal. Jenis

kipas udara yang digunakan tergantung dari volume udara dan tekanan yang

diinginkan. Kipas udara yang banyak dipakai adalah jenis daun berganda

(multiblade). Koil udara dibuat dari pipa bersirip plat, dalam hal tersebut pipa

dibuat dari tembaga, sedangkan sirip dibuat dari alumunium. Ada dua jenis koil

udara, satu untuk pendinginan dan yang lain untuk pemanasan; namun, dapat

dipergunakan satu koil udara saja yang dapat dipakai untuk pendinginan dan

pemanasan.

Ada berbagai area dalam ruangan Supermarket, yang totalnya berjumlah

18 area. Pada rancangan ini digunakan 3 buah AHU untuk mengkondisikan

seluruh ruangan supermarket, yaitu:

• AHU I untuk mengkondisikan area A, B, C, D, E dan J.

• AHU II untuk mengkondisikan area F, G, H, I, K dan L.

• AHU III untuk mengkondisikan area M, N, O, P, Q dan R.


53

Gambar 4.1 Skema Area Service Sistem Pengkondisian Udara Supermarket.

Diasumsikan RTHG (Room Total Heat Gain) masing-masing area

diasumsikan sama, karena masih berada diruangan yang sama, maka besarnya

RTHG tiap area adalah sebesar 459.714,42 BTU/hr 3 = 153.258.14 BTU/hr.

Jika diketahui 1 kW adalah 3410 BTU/hr, maka besarnya beban pendinginan pada

AHU adalah 44,94 kW. AHU yang akan digunakan terdapat dalam tabel 4.4


54

Tabel 4.4 Physical Data of AHU


55

Tabel 4.5 Performance Of Carrier 39 G Unit Size


56

Dengan demikian AHU yang akan digunakan pada rancangan ini adalah

Carrier 39G 0914. Gambar AHU 39 G dapat dilihat pada gambar

Gambar 4.2 AHU Carrier 39 G


57

BAB V

RANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DAN DUCTING

5.1 Sistem Perpipaan yang digunakan

Sistem yang digunakan di dalam sistem pengkondisian udara ada berbagai

macam, tetapi pada rancangan ini digunakan two pipe direct return system.

5.1.1 Two Pipe Direct Return

Sistem ini juga disebut sistem kembali langsung. Sistem ini bertujuan untuk

memperoleh air dingin yang sama pada saat masuk ke setiap unit pendingin udara.

Sistem ini menggunakan dua buah pipa utama, yaitu masing-masing pipa

mendapatkan fungsi yang berlainan, yang satu sebagai pipa suplai dan yang satunya

menjadi pipa balik.

Sistem dengan dua pipa ini disebut two pipe direct return system karena

saluran balik untuk mengalirkan air kembali ke generator menggunakan jalur yang

terdekat ini diberikan. Pada two pipe direct system terdapat kontrol terpisah dan servis

dari tiap-tiap unit terminal. Karena suhu air sulpai sama pada tiap-tiap unit, sistem ini

dapat digunakan untuk berbagai macam ukuran instalasi. Two pipe direct system

sering digunakan untuk sistem dalam skala besar. Skema sistem ini dapat dilihat pada

Gambar 5.1.


58

Gambar 5.1 Two Pipe Direct Return System

5.2 Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegaran Udara

Setelah dilakukan perhitungan pada bab III, maka dapat diketahui beban

pendinginan keseluruhan Supermarket adalah sebesar TR atau BTU/hr. dengan

demikian, laju aliran pendingin yang masuk pada setiap unit penyegar udara dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan :

Q = 500 x GPM x TC …………………………...…………………………….(5.1)

(Air Conditioning And Systems, Edward G. Pita, Eq 5.2)

Dengan :

Q = beban pendinginan

GPM = laju aliran pendingin


59

TC = temperature change (perubahan temperature)

Sistem pengkondisian udara Supermarket ini dirancang menggunakan unit

penyegar udara, yaitu 3 buah AHU, setiap unit mempunyai beban pendinginan yang

sama.

Temperatur air dingin yang keluar Chiller menuju ke unit-unit penyegar udara

adalah 5,7ºC (42,26ºF) sedangkan yang masuk ke dalam Water Chiller temperaturnya

adalah 12,2ºC (53,96ºF). dengan demikian dapat dihitung laju aliran air dingin yang

masuk ke setiap unit penyegar udara.

Pada pemompaan pada AHU I digunakan untuk mendinginkan 6 area. Maka

beban pendinginan pada pemompaan adalah beban pendinginan pada AHU I, yaitu

sebesar 153.258,14 BTU/hr. Demikian juga dengan AHU II dan AHU III yang

mempunyai beban yang besarnya sama dengan AHU I, yaitu sebesar 153.258,14

BTU/hr. Dengan demikian, dapat dilakukan perhitungan laju aliran pendingin yang

masuk pada pemompaan sebagai berikut:

GPM AHU I =

= . , / , ,

= 26,2 GPM

GPM AHU II = 26,2 GPM

GPM AHU III = 26,2 GPM


60

Maka laju aliran air pendingin yang masuk pada pemompaan jalur ini adalah

GPM tot = GPM AHU I + GPM AHU II + GPM AHU III

= 26,2 GPM + 26,2 GPM + 26,2 GPM

= 78,6 GPM

Tabel 5.1 Hasil Perhitungan Laju Aliran Pendingin

Peralatan

Beban/Unit

Jumlah

TC Debit

GPM

BTU/hr ⁰F setiap

peralatan total

AHU I 153.258,14 1 11,7 26,2

AHU II 153.258,14 1 11,7 26,2

AHU III 153.258,14 1 11,7 26,2

78,6

5.3 Perhitungan Sistem Perpipaan

Sebelum dilakukan perhitungan sistem perpipaan yang akan digunakan,

terlebih dahulu harus ditentukan bahan pipa yang akan digunakan. Pipa-pipa yang

akan digunakan dapat terbuat dari berbagai macam bahan. Beberapa pertimbangan

yang digunakan dalam pemilihan bahan pipa, antara lain:

1. Fluida yang mengalir dalam pipa.

2. Temperatur fluida.

3. Tekanan fluida.


61

4. Ketahanan pipa terhadap oksidasi dan karat.

5. Biaya pembuatan sistem perpipaan.

Pada rancangan ini digunakan pipa berbahan tembaga, karena pipa tembaga

memiliki beberapa keuntungan. Pertama hambatan, karena gesekan lebih kecil bila

dibandingkan dengan pipa berbahan baja, sehingga pompa yang digunakan akan

semakin kecil dan konsumsi daya yang digunakan juga lebih kecil. Kedua, pipa

berbahan tembaga merupakan bahan yang tidak mudah teroksidasi. Ketiga, tembaga

merupakan bahan yang mudah diperoleh, dikerjakan dan harganya relatif murah.

Pemasangan pipa air pendingin diasumsikan menggantung pada dinding atau

langit-langit sehingga panjang pipa yang digunakan menyesuaikan dengan ukuran

dinding atau langit-langit. Sistem perpipaan yang digunakan disini adalah sistem

tertutup (closed hidronic system). Untuk menentukan perpipaan yang akan digunakan

maka dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Menentukan skema sistem perpipaan yang digunakan. Pada gedung

Supermarket ini digambarkan skema perpipaanya pada langit-langit.

2. Laju aliran rata-rata air pendingin pada setiap pipa ditentukan dengan

menjumlahkan debit air pendingin yang mengalir di setiap unit penyegar

udara.

3. Air pendingin yang mengalir pada pipa tembaga akan mengalami rugi-rugi

gesekan. Untuk pipa dengan bahan tembaga, rugi-rugi gesekan dapat


62

ditentukan dengan Gambar 5.2. Seperti yang dijelaskan sebelumnya dalam

sistem perpipaan ini menggunakan pipa berbahan tembaga, maka:

a. Besar rugi-rugi gesekan rata-rata berada diantara 1 s/d 5 feet.w/100ft

b. Kecepatan aliran air pendingin melalui pipa berada diantara 4 s/d 6 FPS

pada sistem kecil.

4. Ukuran pipa ditentukan melalui Gambar 5.2. Sesuai dengan laju aliran dan

rugi-rugi gesekan yang terjadi.

Gambar 5.2 Friction Loss For Water In Cooper Tubing-Open Or Closed System

(Air Condition Principles and system, Edward G Pita, Fig 8.15)


63

5.3.1 Sistem Perpipaan

Pada Supermarket ini digunakan 3 jalur sistem perpipaan yang akan

mengkondisikan area yang telah ditentukan. Sistem perpipaan jalur ini digunakan

untuk mengkondisikan 3 unit AHU. Pada sistem perpipaan jalur ini terdapat belokan

90º. Panjang ekuivalen untuk belokan dapat dilihat pada tabel 5.2.

Tabel 5.2 Equivalent Feet of Pipe for Fittings and Valves

(Air conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 8.1 hal. 181)


64

H

A

AHU I B

G C AHU II

F

D

E AHU III

Gambar 5.3 Skema Sistem Perpipaan Supermarket

Skema sistem perpipaan Supermarket dapat dilihat pada gambar 5.3. Setiap

unit penyegar (AHU) menerima 26,2 GPM air dingin. Setelah dilakukan


65

pembacaan grafik pada gambar 5.2, maka diperoleh data-data yang ditunjukkan

melalui Tabel 5.3

Tabel 5.3 Data-Data Sistem Perpipaan

Pipa Utama

SectionD

GPM V L E.L.

No

of Friction Loss Hf

in FPS ft ft items ft.w/100 ft ft.w

A-B 2,5 78,6 4 50,11 6,5 1 2 1,13

B-C 2 52,4 4 26,56 - - 2,5 0,67

C-D 1,5 26,2 4 96,4 4,3 1 4 4,03

E-F 1,5 26,2 4 96,4 4,3 1 4 4,03

F-G 2 52,4 4 26,56 - - 2,5 0,67

G-H 2,5 78,6 4 65,45 6,5 1 2 1,13

Total Hf 8,49

Pipa Cabang

SectionD

GPM V L E.L.

No

of Friction Loss Hf

in FPS ft ft items ft.w/100 ft ft.w

B-G 1,5 26,2 4 38,65 - - 4 1,55

C-F 1,5 26,2 4 40,1 - - 4 1,6

Total Hf 3,15

Maka Total Hf dari Pipa Utama dan Pipa Cabang adalah

Total Hf = Total Hf Pipa Utama + Total Hf Pipa Cabang

8,49 ft.w +3,15 ft.w = 11,64 ft.w


66

5.4 Perhitungan Head Pompa Pada Supermarket

Saluran ini memiliki pipa lurus sepanjang 50,11 ft dengan diameter 2,5 inchi

dan mengalirkan air sebanyak 78,6 GPM. Pada tabel 5.2 diketahui bahwa rugi-rugi

gesekan 2 ft.w/100ft dan pada saluran ini terdapat sambungan siku standar sebanyak

1 buah. Pada tabel 5.2 didapatkan ekivalen 90º standar elbow sebesar 6,5 ft, maka

rugi-rugi tekanan pada sambungan siku standar adalah:

Hf = [L + (E.L. n)] Friction Loss ……………………….5.1

Dengan:

Hf = Head pompa, ft.w

L = panjang, ft

E.L. = ekivalen panjang, ft

n = jumlah belokan

FL = rugi-rugi gesekan, ft.w/100ft

Maka =

Hf = [L + (E.L. n)] Friction Loss

Hf = [50,11 ft.w + (6,5 ft × 1)] × 2 ft.w/100ft

Hf = 1,13 ft.w/100ft


67

5.5 Sistem Ducting

Ducting yaitu sebuah saluran yang mengalirkan/ mendistribusikan udara dari

mesin penyegar udara ke lubang keluaran dalam suatu ruangan, dari lubang hisap ke

mesin penyegar udara, mengalirkan udara segar masuk ke penyegar udara, atau

mengalirkan udara kotor untuk dibuang keluar ruangan.

Dalam perancangan sistem saluran udara (ducting), hal pertama yang perlu

diperhitungkan adalah ukuran saluran yang akan digunakan. Metode perancangan

saluran udara ada beberapa macam, tetapi yang digunakan di dalam perancangan ini

adalah metode gesekan sama.

Sistem ducting pada Supermarket ini dirancang menggunakan metode

gesekan sama. Dasar dari metode ini adalah besar rugi-rugi gesek rata-rata per satuan

panjang saluran udara yang telah ditentukan sebelumnya. Besar rugi-rugi gesekan

yang diijinkan di saluran udara utama dari fan. Hal ini bertujuan untuk mencegah

suara bising yang ditimbulkan akibat aliran udara.

Untuk menentukan besar ukuran saluran udara yang akan digunakan, perlu dilakukan

langkah-langkah sebagai berikut:

a. Menentukan AHU yang sesuai dengan beban pendinginan yang telah

didapat dari perhitungan.

b. Menggambarkan skema ducting bersama panjang pada setiap bagian.

Biasanya digambarkan secara sederhana untuk mempermudah

perhitungan.


68

c. Menentukan jumlah kapasitas udara yang mengalir sebelum akhirnya

dikeluarkan ke ruangan.

d. Menentukan kecepatan udara rancangan untuk saluran udara utama, yaitu

yang langsung dihembuskan oleh fan. Kecepatan udara ini dapat

ditentukan dari Tabel 5.4

e. Menentukan rugi-rugi gesekan pada saluran udara utama. Rugi-rugi

gesekan ini dapat ditentukan melalui Gambar 5.4. Rugi-rugi gesekan yang

telah diperbolehkan digunakan sebagai acuan untuk menentukan ukuran

saluran udara. Dengan kata lain semua saluran udara memiliki rugi-rugi

gesekan yang sama.

f. Ukuran diameter saluran udara (equifalent round duct) juga ditentukan

melalui Gambar 5.4.

g. Setelah diperoleh ukuran diameter saluran udara, maka ukuran saluran

udara dalam bentuk segi empat (rectangular sizes) dapat ditentukan

menggunakan Gambar 5.5.


69

Tabel 5.4 Recommended maximum duct velocity for low velocity system (FPM)

(Handbook of Air Conditioning System Design, Table 2)


70

Gambar 5.4 Friction Loss For Air Flow in Galvanized Steel Round Duct

(Air Conditioning Principles and System, Edward G. Pita, Fig 8.21)


71

Gambar 5.5 Equivalent Round Duct Sizes

(Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita Fig 8.23)


72

Gambar 5.6 Sistem Ducting pada Supermarket


73

D 225CFM A 225CFM B

AHU I

E 225CFM 225CFM C

Gambar 5.7 Skema Ducting untuk AHU I

5.5.1 Perancangan Ducting untuk AHU I

Dalam perancangan saluran pendistribusian udara (ducting) Supermarket

digunakan 3 unit AHU (AHU I, AHU II, AHU III) yang masing-masing

mengkondisikan ruangan yang telah ditentukan Gambar sistem ducting yang

ditunjukkan pada Gambar 5.6

Besarnya beban pendinginan yang dikondisikan oleh AHU I adalah

153.258,14 BTU/hr. kecepatan udara ditentukan dari Tabel 5.4 adalah sebesar 1800.

Total kapasitas AHU disini adalah 900 CFM. Hasil perhitungan ducting dapat dilihat

dari Tabel 5.5


74

Tabel 5.5 Hasil Perhitungan Ducting AHU I

Section CFM v Friction Loss eq rect duct

ft/min in.w/100ft D.in in

AHU I-A 900 1800 5 9,5 10×7,5

A-B 460 1550 5 7,5 7×7

B-C 225 1225 5 5,8 6,5×4,5

A-D 460 1550 5 7,5 7×7

D-E 225 1225 5 5,8 6,5×4,5

Demikian juga dengan AHU II dan AHU III yang mempunyai beban yang

besarnya sama dengan AHU I, maka hasil perhitungan AHU II dan AHU III dapat

dilihat dari Tabel 5.5


75

BAB VI

LANGKAH-LANGKAH MENGHEMAT ENERGI SUPERMARKET

6.1 Langkah-langkah Menghemat Energi Pada Supermarket

Beberapa cara dapat dilakukan untuk menghemat energi: kebijakan

pengaturan pola operasi, modifikasi ringan, dan modifikasi menyeluruh. Jika

dilaksanakan, kebijakan pola operasi akan dapat menghemat konsumsi energi antara

5% sampai 10%, modifikasi ringan dapat menghemat energi10% sampai 20%, dan

modifikasi menyeluruh dapat menghemat energi sampai 30%.

Kebijakan pengaturan pola operasi relatif membutuhkan biaya rendah, bahkan

bisa tidak mengenakan biaya, karena sebenarnya tidak melakukan modifikasi apa-

apa. Contoh: mematikan alat jika tidak dipergunakan, membersihkan alat agar dapat

bekerja dengan optimal, menurunkan jam kerja peralatan, dll. Untuk modifikasi

ringan, meskipun memerlukan biaya, tetapi pengeluarannya tidak begitu besar.

Misalnya memberikan alat kontrol, mengganti refrigerant, dll. Sedangkan modifikasi

yang sifatnya lebih menyeluruh membutuhkan biaya yang cukup tinggi, karena harus

mengganti peralatan yang boros energi dengan yang hemat energi. Misalnya

mengganti semua lampu lama dengan lampu yang hemat energi, mengganti mesin

AC yang hemat energi, dll.


76

Program hemat energi tidak dimaksudkan untuk mengurangi kenyamanan

pengunjung. Kenyamanan pengunjung tetap prioritas utama. Program hemat energi

dilakukan untuk mencegah terjadinya pembuangan energi yang tidak semestinya.

6.1.1 Penggunaan AHU Seoptimal Mungkin

Untuk AC, yang bersistem AC sentral, mengurangi atau mematikan blower

yang terdapat pada AHU. Jadi Chiller tetap bekerja dan sirkulasi air dingin tetap

berlangsung. Jika kipas angina atau blower mati, maka air dingin tidak akan

menyerap panas ruangan. Pola operasi yang harus dilakukan adalah gunakan AC

ketika diperlukan dan mematikan bila tidak dipergunakan.

Karena pengunjung yang datang paling banyak adalah waktu sore dan malam

hari, jadi penggunaan AC pada pagi dan siang hari dapat dikurangi. Pelaksanaanya

dapat diserahkan kepada staf atau pegawai yang bekerja di Supermarket tersebut.

6.1.2 Menurunkan Jumlah Jam Kerja Mesin Pendingin

Salah satu alternatif untuk menghemat energi dilakukan dengan menurunkan

jam kerja Chiller. Pihak Supermarket dapat melakukan pemilihan kapan waktu yang

tepat untuk mematikan/ menghentikan kerja Chiller, yang dirasa tidak mengganggu

kenyamanan para pengunjung.


77

6.1.3 Mencegah Pemasukan Udara Dari Luar Gedung

Udara diluar gedung mempunyai kondisi yang berbeda dengan udara di dalam

ruangan ber-AC. Perbedaanya terletak pada suhu dan kelembabannya. Suhu udara

luar dapat mencapai suhu yang tinggi, misalnya 34ºC dengan kelembaban udara

sekitar 85%. Jika udara luar gedung ini masuk ke ruangan ber-AC, maka kondisi

udara luar ini menjadi beban pendinginan tambahan bagi mesin pendingin.

Udara luar gedung ini dapat masuk ke dalam ruangan melalui banyak cara,

misalnya lewat pintu, jendela, dan celah-celah udara. Seperti udara yang masuk dari

tempat parkir di basement yang panas karena udara hasil pembakaran kendaraan

bermotor yang mau parkir maupun yang mau pergi meninggalkan gedung. Maka

pintu masuk dari parkiran ( atau semua pintu yang berbatasan dengan udara luar )

harus diperhatikan, udara harus dikontrol agar udara luar tidak masuk terlalu banyak.

Prinsipnya udara yang masuk dari luar gedung diusahakan seminim mungkin.

6.1.4 Mengurangi Pemakaian Peralatan Yang Mampu Menimbulkan Panas

Banyak peralatan yang dapat menimbulkan panas atau kalor, seperti lampu,

televisi, komputer, kipas angin, lemari pendingin yang di display di Supermarket,

semua peralatan listrik tersebut ketika bekerja menimbulkan efek panas yang tidak

dapat dihindarkan, maka dalam sistem pengkondisian udara, munculnya panas/ kalor

diusahakan sedikit mungkin.


78

Pola yang digunakan adalah jika tidak terpakai, peralatan listrik dimatikan.

Menyalakan kipas atau peralatan listrik lainnya hanya pada saat ada pengunjung yang

ingin mencoba alat tersebut.

6.1.5 Menghindari Kalor Masuk Ke Dalam Gedung

Pengunjung yang datang mungkin datang dengan keadaan sedang merokok,

atau sedang memakan sup jagung yang panas. Karena ujung rokok tersebut

merupakan bara api yang panas, maka itu juga merupakan sumber panas yang harus

dihindarkan dalam sistem pengkondisian udara. Oleh karena itu dibuat peraturan yang

melarang pengunjung masuk ke supermarket dengan membawa makanan- minuman

atau merokok.

6.1.6 Mengganti Lampu

Dari segi keindahan dan warna yang dihasilkan, lampu pijar memang

menarik, akan tetapi hampir 85% daya yang dikonsumsi lampu pijar diubah menjadi

panas dan bukannya menjadi cahaya. Lampu jenis ini lampu yang boros energi. Maka

sebisa mungkin ganti dengan lampu yang lebih hemat energi.

Bila menggunakan lampu jenis TL, ada juga cara untuk menghemat energi,

yaitu dengan menggunakan lampu TL dengan ballas elektronik. Lampu jenis ini

mampu mengurangi konsumsi listrik hingga 30% dibandingkana dengan lampu TL

yang menggunakan ballas konvensional.


79

Membersihkan lampu dari debu yang melekat juga diperlukan, agar kekuatan

penerangan yang dihasilkan tidak berkurang. Terkadang orang lebih memilih

menambah jumlah lampu ketika yang seharusnya dilakukan adalah membersihkan

lampu yang sudah ada. Menambah lampu ketika tidak diperlukan merupakan

tindakan pemborosan energi.

6.2 Pemeliharaan Rutin Terhadap Chiller

Pemeliharaan rutin pada sistem AC sentral tidak jauh berbeda dengan sistem

AC paket, dengan tujuan utama memaksimalkan kinerja mesin. Blower, filter udara

AHU, pipa air dingin, perlu dibersihkan. Pelumasan pada benda berputar juga perlu

dilakukan. Pada Chiller juga demikian, pelumasan kompresor, pengisian refrigerant

pembersihan pipa condenser yang mungkin timbul kerak, demikian juga pipa-pipa

evaporator. Dengan adanya pemeliharaan rutin seperti ini, maka kinerja dari AC

dapat bekerja secara optimal.


80

BAB VII

KESIMPULAN

7.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan sistem pengkondisian udara pada Supermarket yang

telah dilakukan, maka dapat diperoleh data-data sebagai berikut:

1. Kondisi udara

Kondisi di dalam gedung

Temperatur bola kering = 26,67ºC (80 ºF)

Kelembaban relatif rata-rata (RH) = 50 %

Kondisi di luar gedung

Temperatur bola kering = 35°C (95°F)


2. Beban pendinginan total pada Supermarket adalah 459.714,42 BTU/hr

3. Air Cooled Water Chiller yang digunakan adalah buatan Carrier unit 30 GTN

050

4. AHU (Air Handling Unit) yang digunakan adalah Carrier 39G 0914

5. Sistem perpipaan yang digunakan pada Supermarket adalah Two Pipe Direct

Return System sehingga air pendingin yang masuk ke setiap unit penyegar

udara mempunyai temperatur yang sama.


81

DAFTAR PUSTAKA

Holman, J.P., 1997, Perpindahan Kalor, Jakarta: Erlangga.

Pita, Edward G. Air Conditioning Principles and System an energy approach.

New York, 1981

Carrier Handbook of Air Conditioning system Design

Wang, Shan K. Handbook of Air Conditioning And Refrigeration. New York :

Mc Graw Hill.

Sugarman, Samuel C., 1946. HVAC fundamentals


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI1].pdf1.1 Latar Belakang Perancangan Seiring dengan...

Documents

Transcript of PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI1].pdf1.1 Latar Belakang Perancangan Seiring dengan...