Plambing 4 ( air panas ).pdf

7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf

1/37

PERANCANGAN SISTEM

PENYEDIAAN AIR PANAS

!"#"$%& ()*&+* ,+&-*"&-%&

.%*",(%$ ()*&+*

"&+/)#$+(%$ %&0%,%$

Oleh:

Ir. Suarni S. Abuzar, MS


2/37

Kualitas Air Panas1. Sifat anomali air, volumenya akan mencapai

minimum pada temperatur 4 Celcius, dan

akan bertambah pada temperatur yang lebih

rendah atau lebih tinggi.2. Kerapatan (density) air!temp. 4OC dianggap 1,

kalau air dipanaskan dari 4 100OC volumenya

4,3%!tekanan bertambah ( perlu diperhatikan ).

Lihat Tabel 4.13. Dalam suatu bejana tertutup harus dipasang suatu

pipa ekspansi atau katup ekspansi unutk melepastekanan yang timbul akibat pertambahan volume

TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS


3/37

SATUAN KALOR

" Banyaknya ENERGI panas yang diperlukan 1 kgair agar temperaturnya naik sebesar 1oC padakondisi atsmosfir standar didefinisikan sebagai 1kilokalori (kcal). Kalor yang diperlukan untukpemanasan:

Q = W (t2-t1)

Ket: Q = Banyaknya kalor (kcal)

W = Berat air yang dipanaskan (kg)t1 = Temperatur awal (

oC)

t2 = Temperatur akhir (oC)



4/37

PENGARUH KUALITAS AIR DANTEMPERATUR

" Temperatur air berpengaruh pada intensitasproses perkaratan.

" Peningkatan temperatur, setiap 10oC, kecepatanproses pengkaratan berlipat 2x.

" Proses pengkaratan mencapai nilai maximal

pada temp. air panas 70oC (untuk pipa baja)oleh karena itu dihindarkan memanaskan air

lebih tinggi dari temperatur yang diperlukan.



5/37

!Sistem penyediaan air panas adalah instalasiyang menyediakan air panas dengan

menggunakan sumber air bersih, dipanaskandengan berbagai cara, baik langsung dari alatpemanas ataupun melalui sistem perpipaan

!Hal-hal yang harus dipertimbangkan antaralain:

" Instalasi Penyediaan Air Panas yang digunakan;

" Cara Pemanasan;

" Sistem Pipa;

" Temperatur Air Panas.

SISTEM PENYEDIAAN AIR PANAS



6/37

INSTALASI AIR PANAS

1. Instalasi LokalPada jenis ini suatu pemanas air dipasang ditempat atau berdekatan dengan alat plambing yangmembutuhkan air panas. Pemanas dapat

menggunakan gas, listrik ataupun uap sebagaisumber kalor. Kelebihan dari cara ini adalah bahwaair panas dapat lebih cepat diperoleh, kehilangankalor pada pipa kecil sekali, pemasangan instalasidan perawatannya sederhana, dan harganya cukuprendah.



7/37

Instalasi lokal dapat dibagi menjadi:

" Pemanasan sesaat (instantaneous)

" Pemanasan simpan (storage)

" Pencampuran uap panas dengan air



8/37

" Kalau dalam gedung sudah ada sumber uap panas(misalnya untuk pemanasan ruangan), maka dapat

juga uap panas tersebut langsung dicampurkandengan air dalam suatu tangki pemanas atau melalui

suatu katup ke dalam pipa air



9/37

2. Instalasi Sentral" Pada jenis ini, air panas dihasilkan di suatu tempat

dalam gedung. Dari pemanas biasanya air disimpandalam suatu tangki air panas, kemudian dengan pipa

distribusi dialirkan ke seluruh lokasi alat plambingyang membutuhkan air panas. Biasanya pemanas airjenis ini dipasang di atap rumah atau gedung dandilengkapi dengan tangki penyimpan air panas yangcukup besar.

" Sumber energi: Bahan bakar minyak/gas, listrik

(mahal)" Biasanya digunakan pada gedung yang besar seperti

Hotel, Rumah sakit, Apartemen.



10/37

a. Ketel Pemanas Air (storage hot water boiler)

Proses pemanasan air seluruhnya terjadi secarakonveksi, air dipanaskan oleh dinding ruang bakarketel dan kemudian didistribusikan.

Kelebihan:"

Air langsung dipanaskan oleh ketel, sehinggapemanasan relatif cepat;

" Efisiensi tinggi.

Kelemahan:"

Dinding ketel mengalami perubahan temperatur yangbesar saat air panas didistribusikan sehingga umurketel relatif lebih pendek;

" Jika air pengisi ketel mempunyai kualitas yang kurangbaik, bisa menimbulkan kerak pada dinding ketel,

sehingga efisiensi menurun." Tekanan air masuk ketel berpengaruh langsung pada

kekuatan dinding ketel; tekanan kerja ketel harus lebih besardari tekanan air masuk tersebut.

CARA PEMANASAN LANGSUNG



11/37

Dalam cara ini uap air panas, air panas atau airsangat panas yang dihasilkan oleh suatu keteldialirkan ke dalam suatu jaringan pipa di dalamtangki penyimpan air panas, dan kemudian

dialirkan kembali ke dalam ketel. Gbr. 4.3

Kelebihan:"

Umur ketel lebih lama dibanding dengan carapemanasan langsung;

" Tidak mempunyai kelemahan seperti padapemanasan langsung.

" Kelemahan:"

Efisiensi pemanasan relatif lebih rendah jikadibanding dengan jenis pemanasan langsung.

CARA PEMANASAN TIDAK LANGSUNG



12/37

2. Pencampuran air panas dan air dingin

Temperatur air campuran dapat dihitung

dengan rumus berikut:

tm = Temp. campuran (oC)

tc = Temp. air dingin (oC)

th = Temp. Air Panas (oC)

Gc = Berat air dingin (kg)

Gh = Berat air panas (kg)

TEMPERATUR AIR PANAS(Lanjutan)

=mt

GhGc

thGhtcGc

+

+ ))(())((



13/37

" Berat air panas rumus:

" Persentase air panas (P) dalam campuran:

mh

cm

tt

ttP

!

!

=

)(100

mh

cm

h

tt

ttG

!

!

=



14/37

Kebutuhan air panas dapat ditentukan dengan:

1. Perhitungan berdasarkan jumlah orang

Untuk setiap jenis pemakaian gedung, jumlahkebutuhan air panas sehari dapat dihitung

berdasarkan jumlah orang dan kebutuhan air panas

setiap orang setiap harinya. Pemakaian air panasmenurut jenis penggunaan gedung ini dapat dilihat

pada Tabel 4.7

LAJU ALIRAN AIR PANAS



15/37

PERSAMAANYANGDIGUNAKANANTARALAIN

(MORIMURADANNOERBAMBANG, 2000):

dimana: Qd = Jumlah air panas per hari (l/hari)

N = Jumlah orang pemakai air panas

qd = Kebutuhan air panas orang perhari ( l/org/hari )*

Qh = Laju aliran air panas maksimum ( l/jam )

qh = Maksimum perjam untuk pemakaian sehari (l/jam)*

V = Volume tangki penyimpan (liter)

H = Kapasitas pemanas (kcal/jam)= Berat spesifik (kg/liter )

th = Temperatur air panas (oC ) (Tabel 4.4)

tc = Temperatur air dingin (oC )

v = Kapasitas tangki penyimpanan untuk pemakaian sehari

dd qNQ !=

hdh qQQ !=

vQV d !=

( )chd ttQH !""= #



16/37

2. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing

" Jika frekuensi (per jam) pemakaian setiap jemis alat

plambing pada beban puncak dapat diperkirakan!

laju aliran per jam dapat dihitung (Tabel 4.8)"

Tabel 4.9 (Morimura & Sofyan) digunakan untuk

menentukan volume tangki penyimpan air panas"Angka yang diperoleh diartikan volume efektif, oleh

karena itu untuk mengkompensirvolume pipa-pipa pemnas

dalam tangki serta turunnya temperatur airpada waktu air

dingin masuk tangki!ditambah dengan 25 35%

LAJU ALIRAN AIR PANAS(Lanjutan)



17/37

Misal : Gedung apartemen yang berisi 50 unit.

30 unit apartemen dengan 1 kamar tidur; 2 penghuni20 unit apartemen dengan 2 kamar tidur; 4 penghuni

Setiap unit dilengkapi bathtub, shower, wastafel, sinkdapur danbak cuci pakaian.

# Jumlah orang dalam gedung: (30x2) + (20x4) = 140 org (N)

# Qd=N x qd ,

Qd = 140x150 ltr = 21.000 liter/ hari

# Qhmax = Qd x qd,

Qhmax = 21.000x(1/7) = 3.000 liter/ jam# V = Qd x v ,

V = 21.000x(1/5) = 4.200 liter

# Misalkan th = 60 dan tc = 5 ;

Maka H = 3.000x(60-5) = 16.5000 kcal/ jam

( )chd ttQH !""= #

Contoh Perhitungan berdasarkan

jumlah orang



18/37

CONTOHPERHITUNGANBERDASARKAN

JUMLAHALATPLAMBING" Data-data sama dengan contoh sebelumnya

" Dengan menggunakan Tabel 4.9:$ Bak Mandi 50 x 75 (l /jam) = 3750

$ Pancuran Mandi 50 x 110 (l /jam) = 5500

$

Bak Cuci Tangan 50 x 7,5 (l /jam) = 375$

Bak Cuci Dapur 50 x 38 (l /jam) = 1900

$ Bak Cuci Pakaian 50 x 75 (l /jam) = 3750 +

Jumlah = 15275 l/jam

$ Laju Aliran air panas maksimum

= 15275 l/jam x 0,3 = 4582,5 l/jam

$ Volume Tangki Penyimpan air panas

= 4582,5 l/jam x 1,25 = 5728 liter

$ Kapasitas Pemanas

= 4582,5 l/jam x (60 -5) = 252037,5 kcal/jam



19/37

SISTEMPIPAAIRPANAS

" Menurut sistem pipanya :

$ Sistem aliran ke atas : air panas dialirkan kepada

alat-alat plambing melalui pipa-pipa cabang dari

suatu pipa utama yang dipasang pada lantai

terbawah gedung

$ Sistem aliran kebawah : air dilarkan kepada alat-

alat plambing melalui pipa cabang dari suatu pipa

utama yang dipasang pada lantai paling atas gedung



20/37

1. Sistem pipa tunggal ( Sistem terbuka )

Tangki Pemanas

Alat Plambing

Kelemahan :

1. Kran jauh dari dari tangki memiliki temperatur lebih rendah

2. Jarang di gunakan untuk bangunan besar

Sistem pipa air panas (lanjutan)! Menurut cara penyediaannya :



21/37

2. Sistem Sirkulasi ( Sistem Tertutup )

Tangki Pemanas

Cara Gravitasi

Tangki Pemanas

Pompa

Cara di Pompa

Keuntungan :

1. Temperatur air mendekati air di tangki

2. Air selalu di sirkulasikan balik



22/37

1.

Sistem Distribusi Aliran Ke Atas ( Upfeed )

2.

Sistem Distribusi Aliran Ke Bawah ( Downfeed )

3.

Sistem distribusi Kombinasi aliran ke atas dan ke bawah

4.

Sistem sirkulasi dengan Pipa Tunggal

5.

Sistem Sirkulasi dengan pipa ganda / dua pipa

6.

Tangki pemanas yang di letakan di atap

7.

Tangki atas yang diletakan di bawah

VARIASIDALAMPEMASANGANSISTEMTERTUTUP:



23/37

SISTIMPENGALIRANKEATAS, TANGKIBAWAHDANPIPAGANDA;SIRKULASIPOMPA

Pipa Air Panas

Pipa Air Dingin

Pipa EkspansiPipa Sirkulasi


24/37

Sistem aliran ke atas: a). Pipa ganda: b). Pipa Tunggal; Sirkulasi pompa

PIPAAIRPANAS

Pipa Air Dingin



25/37

Sistim kombinasi aliran atas dan bawah; tangki bawah;pipa tunggal; sirkulasi pompa

PIPAAIRPANAS

Pipa Air Dingin

Pipa Sirkulasi

Pipa Ven

Pipa Ekspansi


26/37

Sistem aliran ke bawah; pipa ganda; sirkulasi pompa

PIPAAIRPANAS

Pipa Air Dingin

Pipa Sirkulasi

Pipa Ven

Pipa Ekspansi


27/37

a. Sistim aliran ke awah; tangki atas; pipa ganda; sirkulasi pompab. Sistimreverse return; tangki bawah, pipa ganda; sirkulasi pompa

PIPAAIRPANAS

Pipa Air Dingin



28/37

a. Sistimreverse return; tangki bawah, pipa ganda; sirkulasi gravitasi

b. Sistim reverse return; tangki bawah; pipa tunggal; sirkulasi grafitasi

PIPAAIRPANAS

Pipa Air Dingin

Pipa Sirkulasi


29/37

HAL-HALPENTINGDALAMSISTEM

1.

Kemiringan Pipa

2. Perbandingan pipa sirkulasi tunggal dan ganda

3. Perbedaan sirkulasi gravitasi dan sirkulasi pompa

4. Reverse return untuk keseragaman temperatur

5.

Pipa dan tangki ekspansi



30/37

PEMASANGANKATUP

" Pemasangan katup pada pipa air panas samadengan pemasangan pada air dingin

" Katup pemisah biasanya juga dipasang pada

bagian bawah atau bagian atas setiap cabang

baik pipa hantar maupun pipa balik untukmemudahkan perawatan dan perbaikan



31/37

UKURAN PIPA

Penentuan ukuran pipa air panas dilakukandengan cara yang sama seperti penentuan ukuran

pipa air bersih. Laju aliran pada setiap bagian pipa

diperoleh dengan terlebih dahulu menghitung

jumlahfixture unitmasing-masing alat plambing

air panas dengan menggunakan Tabel 4.10.Hasilnya kemudian diplotkan ke kurva laju aliran

pada Gambar 4.10. Kalau jumlah alat plambing

belum dapat ditentukan dapat digunakan Tabel

4.11.



32/37

TABEL4.11 UNITALATPAMBINGUNTUKAIRPANAS(UNTUKTAKSIRAN

KASAR)

Jenis Gedung Satuan Unit alat plambing airpanas

Rumah saki/Sanotorium Tempat tidur 2,50

Hotel, Penginapan Kamar 2,50(1)

Kantor Pegawai 0,15Sekolah dasar siswa 0,30(2)

Sekolah Lanjutan siswa 0,30(2)

Rumah Susun keluarga 3,00

Catatan:(1) Kalau tiap kamar masing-masing dilengkapi kamar mandi(2) Kalau dilengkapi dengan air panas. Pancuran mandi harusdihitung sendiri



33/37

PIPAEKSPANSIDANTANGKI

EKSPANSI

" Karena volume air akan berubah denganberubahnya temperatur air tersebut maka

diperlukan suatu bagian peralatan yang dapatmenampung perubahan volume tersebut

" Biasanya dipasang pipa ekspansi atau tangki

ekspansi pada tangki penyimpan/pemanas atauketel pemanas



34/37

JENISPIPAEKSPANSIDANTANGKIEKSPANSI

1. Jenis terbuka

berupa suatu pipa yang dipasang khusus daripemanas ke atas sampai ke suatu tangki diatap uyang terbuka ( tekanan udara dalam airsama dengan tekanan udara sekelilingnya).Lihat gambar 4.11

Pipa ekspansi tersebut harus dipasang khususdan terpisah dari pipa-pipa yang lain dantidak ada katup yang dipasang pada pipatersebut.



35/37

Ketinggian pipa ekspansi harus cukup agar tdak terjadiair panas meluap dari pipa/ tangki diatas tadi. Untukmenghitung ketinggian digunakan rumus :

Ket: Hmin = Ketinggian minimum diatas tangki airdingin yang diatas (m)

h = Tekanan hidrostatik dari tangki airdingin terhadap pemanas (m)

Gd = Berat spesifik air dingin (kg/l)

Gp = Berat spesifik air panas (kg/l)

!

!#

$

$&

'( 1min

p

d

G

GhH



36/37

CONTOH PERHITUNGAN PIPA

EKSPANSI" h = 30 m

" Temperatur air dingin = 10oC

" Temperatur air panas = 60oC

" Dengan melihat Tabel 4.1 (morimura) serta rumus diatas

diperoleh Hmin= 0,5 m.

" Biasanya ketinggian ini cukup dibuat 5% atau lebihterhadap tekanan hidrostatik. Apabila dipasang suatutangki ekspansi!maka pada tangki tersebut perludilengkapi dengan pipa pengisi (air dingin), pipa peluap,pipa penguras dan ven.

" Kapasitas tangki ekspansi dihitung berdasarkan volumeseluruh air panas yang berada dalam sistem termasuktangki penyimpan, dan berdasarkan pemuaian akibatperubahan temperatu air dingin menjadi air panas!besarnya 10% dari tangki penyimpan atau pemanas.



37/37

JENISPIPAEKSPANSIDANTANGKI

EKSPANSI(LANJUTAN)2. Tangki ekspansi jenis tertutup dan katup

pengaman

Pipa ekspansi sulit dipasang pada keadaan berikutini:!

Dalam sistem penyediaan air sambungan lansung! Dalam sistem tangki tekan

! Dalam sistem penyediaan air setelah melewati katupreducer tekanan

! Alat pemanas dipasang sangat jauh dari sumber air dinginseperti tangki atap yang cukup tinggi

Dalam keadaan tersebut diatas dipasang tangki ekspansitertutup dan udara dalam tangkitersebut akan menyerapperubahan volume air akibat perubahan temperatur. Perlupula dilengkapi dengan katup pengaman pada alatpemanas.


Plambing 4 ( air panas ).pdf

Documents

Transcript of Plambing 4 ( air panas ).pdf