TA AL WAHIDI

PERENCANAAN SISTEM PENGKONDISIAN

UDARA RUANG PERKANTORAN

TUGAS AKHIR

KONVERSI ENERGI

OLEH

AL WAHIDI

061.02.062

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS TRISAKTI

JAKARTA

2007

2

PERENCANAAN SISTEM PENGKONDISIAN

UDARA RUANG PERKANTORAN

Skripsi yang Disusun untuk Memenuhi Syarat Ujian

Sarjana pada Jurusan Teknik Mesin

Oleh

Al Wahidi

NIM 061.02.062




JAKARTA

2007

3

THE PLANNING OF AIR CONDITION SYSTEM

OF OFFICE ROOM

The Script is Arranged to Fulfil the Requirements Test of Bachelor Degree at

Technical Engineering Majors

By

Al Wahidi

NIM 061.02.062

MAJORING MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF INDUSTRIAL TECHNOLOGY

TRISAKTI UNIVERSITY

JAKARTA

2007

4

LEMBAR PENGESAHAN

PERENCANAAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

RUANG PERKANTORAN

Disusun Oleh

NAMA : AL WAHIDI

NIM : 061.02.062

TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI PRASYARAT

KURIKULUM SARJANA STRATA SATU (S-1)




Jakarta, 5 Februari 2007 Jakarta, 29 Maret 2007

Disetujui oleh Disetujui oleh

Ir. Bambang Sunardi Ir. Senoadi, M.T.

Dosen Pembimbing Ketua Jurusan Teknik Mesin

5

ABSTRAK

Akan direncanakan sistem Air conditioning ruang perkantoran yang berada

di Jakarta. Perencanaan dimulai dari awal dengan data-data ruangan terbatas.

Beberapa asumsi digunakan dengan dasar-dasar yang cukup kuat. Langkah-

langkah perencanaan terdiri dari pengumpulan data-data ruangan dan perumusan

target perencanaan, penghitungan cooling load, analisa psikrometrik dan

pemilihan sistem serta perlengkapannya. Pengumpulan data dilakukan dari

gambar-gambar arsitek dan survey lokasi, penghitungan cooling load

menggunakan metode TETD, analisa psikrometrik menggunakan diagram

psikrometrik. Pemilihan sistem dan perlengkapannya meliputi mesin pendingin,

air handling unit, dan ducting dilakukan berdasarkan hasil perhitungan dan

disesuaikan dengan target perencanaan. Semua proses diatas disusun laporannya

serta dilengkapi dengan landasan teori yang digunakan. Laporan juga dilengkapi

dengan gambar-gambar instalasi secara umum dan sederhana.

6

ABSTRACT

Will be planned a system of Air Conditioning of office room in Jakarta.

Planning is started from the first with data of space limited. Some assumption is

used in this planning which has a quite strong base. Steps of planning consisted of

data collecting and formulation of planning goals, calculation of cooling load,

analyse psikrometrik and choosing the equipment and the system. Data collecting

are taken from the location and architect pictures. Calculation of cooling load

used TETD method. Analyse psikrometrik used diagram psikrometrik. The

equipment and the system are consisted of cooler machine, air handling unit, and

ducting which done based on the result of calculation and adapted to the planning

goals. All the process is arranged into a report which provide with theory that

used. The report is provided with the installation pictures in general and

modestly.

7

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan Puji Syukur kepada Allah SWT, karena hanya

dengan Rahmat serta Hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir ini.

Walaupun pada awalnya berjalan diantara keraguan dan kebimbangan, penulis

pun akhirnya percaya dan yakin dapat menyelesailan tugas ini dengan menyusun

dikit demi sedikit, bab per bab, dan berusaha semaksimal mungkin.

Tugas Akhir ini berisi pembahasan mengenai perencanaan sistem air

conditioning di ruangan perkantoran. Perencanaan disini meliputi perhitungan

beban pendinginan dan pemilihan sistem dan perlengkapan yang sesuai dengan

ruangan tersebut. Dalam buku laporan ini, juga dilengkapi dengan landasan teori

yang digunakan penulis serta lampiran-lampiran yang berguna sebagai data

penunjang dalam perencanaan.

Penyelesaian Tugas Akhir ini sangat bergantung pada orang-orang

disekitar penulis, fasilitas-fasilitas yang terdapat di kampus dan tentu yang paling

penting atas rahmat dan izin dari Allah SWT. Oleh sebab itu, disini penulis ingin

menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak

membantu terutama sekali kepada:

1. Bapak Ir. Bambang Sunardi sebagai pembimbing Tugas Akhir, yang telah

banyak meluangkan waktu untuk memberikan arahan, masukan, pemikiran

teknis, ide dan dorongan, serta semua pengetahuannya, yang

8

memungkinkan penulis dapat merealisasikan menjadi hasil nyata berupa

Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Senoadi, MT. selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Trisakti.

3. Kedua orang tua (Bapak Watasirin, Sh. dan Ibu Winariah) yang telah

menyekolahkan anaknya di Universitas Trisakti bidang Ilmu Teknik

Mesin, dan yang telah memberikan bantuan, dorongan, semangat, doa, dan

yang telah sabar menyediakan waktu dan perhatian ketika penulis

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Kakak dan adik-adik saya, serta saudara-saudara saya, yang telah

memberikan bantuan, dorongan, semangat, dan yang telah sabar

menyediakan waktu dan perhatian ketika penulis menyusun Tugas Akhir

ini.

5. Rekan-rekan mahasiswa lainnya baik kakak kelas maupun adik kelas yang

telah membantu serta memberikan saran dan kritik, terutama kepada

mahasiswa satu angkatan karena telah memberikan dukungan dan

melewati tahun-tahun bersama dengan penuh suka dan duka sejak pertama

kuliah di Jurusan Teknik Mesin ini.

Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat bagi pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknik

Jakarta, Januari 2007 Al

Wahidi

9

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN i

ABSTRAK ii

ABSTRACT iii

KATA PENGANTAR iv

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1

PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Balakang Masalah 1

1.2 Tujuan 1

1.3 Ruang Lingkup 2

1.4 Metodologi dan Sistematika Perencanaan 2

BAB 2

LANDASAN TEORI 4

2.1 Prinsip Dasar Refrigeration 4

2.2 Komponen-komponen Mesin Pendingin 7

2.2.1 Kompresor 7

2.2.2 Kondensor 8

2.2.3 Eavorator 9

2.2.4 Katup ekpansi 10

2.3 Macam-macam Sistem Pengkondisian Udara 11

2.4 Cara Menentukan Beban Pendinginan (Cooling Load) 15

10

2.5 Metode TETD 17

2.6 Perencanaan Saluran Udara 19

2.6.1 Metode Perencanaan Saluran Udara 19

2.6.2 Prosedur Perencanaan Saluran Udara 20

BAB 3

METODOLOGI PERANCANGAN 21

3.1 Deskripsi Tugas 21

3.2 Target Perencanaan 21

3.3 Deskripsi Ruangan 22

BAB 4

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN 24

4.1 Kondisi Udara Perencanaan 24

4.1.1 Kondisi Udara Luar 24

4.1.2 Kondisi Udara Ruangan 24

4.2 Perhitungan Beban (Heat Gain) 25

4.2.1 Perhitungan Beban Luar (External Heat Gain) 25

4.2.1.1 Perhitungan Beban Melewati Atap 25

4.2.1.2 Perhitungan Beban Melewati Jendela 26

4.2.1.3 Perhitungan Beban Melewati Dinding 29

4.2.2 Perhitungan Beban Ruangan (Internal Heat Gain) 31

4.2.2.1 Perhitungan Beban dari Manusia 31

4.2.2.2 Penerangan 32

4.2.2.3 Ventilasi 32

4.2.2.4 Infiltrasi 33

4.2.2.5 Peralatan 33

4.3 Ringkasan dan Pembahasan Hasil Perhitungan 34

4.4 Perhitungan Udara Suplai 36

4.5 Perhitungan Udara Balik (Return Air) 38

4.6 Perhitungan Saluran Udara Suplai 38

11

4.7 Penurunan Tekanan pada Sistem Saluran Udara 42

4.8 Perhitungan Daya Kipas 43

4.9 Perhitungan Daya Motor 44

BAB 5

SIMPULAN 44

DAFTAR PUSTAKA 45

LAMPIRAN

12

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 4.1 Susunan material pada atap 25

Tabel 4.2 Heat gain yang melewati atap (roof) 26

Tabel 4.3 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian selatan 27

Tabel 4.4 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian utara 27

Tabel 4.5 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian timur 28

Tabel 4.6 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian barat 28

Tabel 4.7 Heat gain yang melewati dinding bagian selatan 29

Tabel 4.8 Heat gain yang melewati dinding bagian utara 30

Tabel 4.9 Heat gain yang melewati dinding bagian barat 30

Tabel 4.10 Heat gain yang melewati dinding bagian timur 31

Tabel 4.11 Peralatan dalam ruang perkantoran 34

Tabel 4.12 Beban maksimum pada ruang perkantoran 34

Tabel 4.13 Heat gain berdasarkan tiap komponen 35

Tabel 4.14 Heat gain berdasarkan jenis komponen 36

Tabel 4.15 Udara suplai tiap ruangan 37

Tabel 4.16 Ukuran saluran udara pada ruang perkantoran 39

Tabel 4.17 Ukuran saluran udara pada ruang perkantoran 40

Tabel 4.18 Pressure drop pada saluran udara 42

Tabel 4.19 Pressure drop pada sistem saluran udara 43

13

DAFTAR GAMBAR

BAB 2 Hal

Gambar 2-1 : Simple cooling system 6

Gambar 2-2 : Mechanical Refrigeration System 6

Gambar 2-3 : Typical 8-Cylinder Compresor 7

Gambar 2-4 : Hermatic Compresor 8

Gambar 2-5 : Double Tube Condensor 9

Gambar 2-6 : Shell-and-Tube Condensor 9

Gambar 2-7 : Direct Expansion Shell and Tube Evaporator 10

Gambar 2-8 : Large Selenoid Valve 10

Gambar 2-9 : Small Selenoid Valve 10

Gambar 2-10 : Typical Valves used in Refrigeration System 11

Gambar 2-11 : Skema CV All-Air System 12

Gambar 2-12 : Skema VAV All-Air System 12

Gambar 2-13 : Air and Water Induction Unit 13

Gambar 2-14 : Fan Coil Unit 14

Gambar 2-15 : Unitary Air Conditioner 15

BAB 3

Gambar 3-1 : Sketsa Ruangan 23

BAB 4

Gambar 4.1 : Sketsa Saluran Udara 41

14

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 : Table for Converting Centrigrade Temperatures to Fahrenheit

LAMPIRAN 2 : Climatic Conditions for Other Countries

LAMPIRAN 3 : Diagram Psyichrometric

LAMPIRAN 4 : Diagram Psyichrometric

LAMPIRAN 5 : Coefficients of Transmission (U) of Solid Masonry walls

LAMPIRAN 6 : Total Equivalent Temperature Differentials for Walls

LAMPIRAN 7 : Heat Transfer Coefficient of Building Materials

LAMPIRAN 8 : Total Equivalent Temperature Differentials for Roofs

LAMPIRAN 9 : Direct Solar and Diffuse Sky Radiation for Single Common

Windows Glass

LAMPIRAN 10 : Heat Gain by Convection and radiation from Single Common

Windows Glass

LAMPIRAN 11 : Shading Coefficients - Single Glass and Insulating Glass

LAMPIRAN 12 : Multiplying Factors for Various Types of Glass

LAMPIRAN 13 : Heat Gain from Occupants of Conditioned Spaces

LAMPIRAN 14 : Outdoor Air Requirements

LAMPIRAN 15 : Infiltration Through Windows

LAMPIRAN 16 : Recommended Maximum Duct Velocities for Low Velocity

System (FVM)

15

LAMPIRAN 17 : Friction Chart for Air

LAMPIRAN 18 : Circular Equivalent of Rectangular Ducts for Equal Friction

LAMPIRAN 19 : Table for Load Estimate Sheet

LAMPIRAN 20 : Loss in 90 Degree Elbows of Rectangular Cross Section

LAMPIRAN 21 : Apparatus Dewpoints

16

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air conditioning telah menjadi suatu kebutuhan dalam kehidupan sehari-

hari. Air conditioning kini tidak hanya menjadi bagian dari bangunan publik dan

komersial melainkan telah meluas kebangunan-bangunan residensial. Tujuan dari

air conditioning adalah menjaga kondisi dalam ruangan dan batas kenyamanan

serta kesehatan. Banyak hal yang sangat mempengaruhi dalam mencapai tujuan

tersebut. Oleh sebab itu, untuk dapat mengaplikasikan sistem air conditioning

seseorang harus memiliki pemahaman yang cukup mengenai teori dasar,

perhitungan-perhitungan, pemilihan, instalasi pemeliharaan sistem. Untuk itu

penulis merasa tertarik untuk mendalami bidang ini dan menjadikan perencanaan

sistem air conditioning sebagai tugas akhir sarjana teknik mesin fakultas

teknologi industri, Universitas Trisakti.

1.2 Tujuan

Tujuan Tugas Akhir perencanaan sistem air conditioning ini adalah untuk

merencanakan sistem air conditioning didalam ruangan pada suatu

gedung/bangunan dengan mengaplikasikan berbagai pengetahuan yang dimiliki

penulis. Diharapkan hasil perencanaan dapat memberikan sistem air conditioning

17

yang optimal dan sesuai dengan kebutuhan. Hasil perencanaan disajikan dalam

bentuk laporan ini dan akan dipresentasikan di depan sidang sarjana. Dengan

demikian Tugas Akhir ini dapat dianggap sebagai suatu proyek sesungguhnya

bagi penulis sebagai seorang calon sarjana.

1.3 Ruang Lingkup

Perencanaan sistem air conditioning untuk Tugas Akhir ini dilakukan

terhadap sebuah gedung perkantoran dua tingkat. Ruang lingkup perencanaan

adalah melakukan perhitungan beban pendinginan, memilih sistem air

conditioning dan perencanaan saluran (ducting) udara pada ruangan tersebut.

1.4 Metodologi dan Sistematika Perencanaan

Dalam perencanaan ini digunakan metodologi sebagai berikut:

Pengumpulan data-data untuk perencanaan dengan mengusahakan

kondisinya seperti perencanaan sebenarnya.

Studi pustaka, literatur, standarisasi untuk dasar perencanaan.

Perumusan masalah, seperti mendefinisikan batas-batas ruangan yang akan

di-air conditioning, jenis-jenis dan jumlah beban, kebutuhan dan kondisi

yang ada dan sebagainya.

Perhitungan-perhitungan meliputi heat gain dan cooling load.

Pemilihan sistem dan perlengkapan AC yang ingin digunakan.

Perencanaan dan penentuan perlengkapan AC sesuai dengan sistem yang

dipilih.

18

Sedangkan sistematika penyusunan laporan perencanaannya adalah

sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini akan diuraikan mengenai latar belakang, tujuan, ruang

lingkup dan metodologi serta sistematika perencanaan yang dilakukan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Bab ini menguraikan mengenai dasar-dasar teori yang digunakan penulis

sebagai landasan untuk memecahkan masalah yang akan dibahas dalam

penulisan skripsi.

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini membahas permasalahan perencanaan yaitu deskripsi tugas

perencanaan, target perencanaan dan deskripsi ruangan yang akan

dikondisikan.

BAB 4 PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN

Dalam bab ini memuat perhitungan-perhitungan heat gain dan cooling

load ruangan yang akan dikondisikan, perhitungan saluran udara masuk dan

udara balik, penurunan tekanan pada saluran udara,perhitungan daya kipas,

serta perhitungan daya motor.

BAB 5 SIMPULAN

Merupakan bab terakhir dari skripsi ini, bab ini berupa ringkasan hasil

perencanaan atau kesimpulan

19

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Prinsip Dasar Refrigeration

Refrigeration adalah metode perpindahan panas (method of removing

heat). Ilmu pengetahuan refrigeration berdasarkan bahwa suatu zat cair dapat

diuapkan pada temperatur berapa saja yang diinginkan dengan merubah tekanan

diatasnya.

Air dapat mendidih pada temperatur berapa saja bila tekanan diatasnya

yang berhubungan dengan temperatur didih yang diinginkan bisa dipertahankan.

Zat cair yang mendidih pada temperatur rendah adalah medium yang baik untuk

memindahkan panas.

Dalam sistem refrigerasi, refrigerant harus dialirkan ke evaporator atau

koil pendingin dalam bentuk cair, karena ia hanya bisa menyerap panas hanya

dengan penguapan. Refrigerant akan meninggalkan evaporator dalam bentuk uap,

dan ia harus dicairkan kembali agar bisa digunakan kembali.

Untuk mengembunkan uap refrigerant, panas laten yang harus dilepaskan

oleh refrigerant selama pengembunan harus dipandahkan ke medium yang lain.

Medium yang biasa digunakan adalah air atau udara. Temperatur air atau udara

udara yang digunakan harus lebih rendah daripada temperatur pengembunan dari

refrigerant.

20

Uap refrigerant yang meninggalkan evaporator harus dinaikkan

tekanannya sampai mencapai suatu tekanan, dimana temperatur pengembunan

lebih tinggi dari pada temperatur air atau udara yang tersedia. Setalah tekanan uap

refrigerant dinaikkan cukup tinggi, ia akan mencair didalam kondensor dengan

menggunakan air atau udara yang temperaturnya relatif agak tinggi. Satu-satunya

alasan digunakannya kompresor dan kondensor dalam sistem refrigeration adalah

agar refrigerant dapat dipakai berulang-ulang.

Sistem refrigerasi ditunjukkan pada Gambar 2-1. dimana diagram Mollier

(pressure-enthalpy diagram) ditunjukkan pada Gambar 2-2. Setelah

meninggalkan tabung penampung, refrigerant cair mengalir melalui katup

ekspansi, yang tidak lain adalah katup jarum. Kompresor mempertahankan

perbedaan tekanan refrigerant antara evaporator dan kondensor. Tanpa katup

ekspansi, perbedaan tekanan ini tidak bisa dipertahankan. Katup ekspansi

memisahkan daerah tekanan rendah dan tekanan tinggi dalam sistem. Katup

ekspansi bekerja sebagai alat untuk menurunkan tekanan (pressure reducing

valve) karena tekanan cairan refrigerant turun ketika melewati katup ini.

Cairan yang mengalir melalui evaporator semuanya menguap karena

menyerap panas yang mengalir melalui dinding evaporator. Panas ini berasal dari

udara atau medium lain yang didinginkan. Setelah meninggalkan evaporator, uap

refrigerant mengalir ke kompresor dimana tekanannya dinaikkan sampai suatu

titik dimana ia dapat diembunkan dengan air atau udara yang temperaturnya relatif

agak tinggi.

21

Setelah ditekan oleh kompresor, uap refrigerant mengalir ke kondensor.

Disini dinding dari kondensor didinginkan oleh air atau udara, akibatnya uap

menjadi cair. Panas laten dipindahkan dari uap refrigerant yang sedang

mengembun ke air atau udara melalui dinding kondensor. Dari kondensor,

refrigerant cair mengalir kembali ke receiver dan siklus refrigeration diulang

kembali.

Gambar 2-1 Sistem Refrigerasi

Keterangan :

1-2 : Kompresi Isobaris

2-3 : Kondensasi Isentropis

3-4 : Ekspansi Isobaris

4-1 : Evaporasi Isoentalpi

22

Gambar 2-2 Diagram Mollier

2.2 Komponen-Komponen Mesin Pendingin

Pada umumnya mesin pendingin mempunyai empat komponen utama,

yaitu:

1. Kompresor

2. Kondensor

3. Evaporator

4. Katup ekspansi

2.2.1 Kompresor

Fungsi dari kompresor adalah untuk memindahkan uap refrigerant dari

evaporator ke kondensor. Ketika torak (piston) bergerak kebawah, ia akan

mengisap uap refrigerant dari evaporator kedalam silinder. Ketika torak bergerak

keatas, ia akan menekan uap sampai batas atas dari langkahnya, volume dari uap

23

diperkecil atau dengan kata lain uap dimampatkan. Jelas bahwa kompresor harus

memindahkan uap refrigerant dari evaporator secepatnya ia menguap.

Bila refrigerant menguap lebih cepat dari pada kemampuan dari

kompresor untuk memindahkannya, uap yang terkumpul secara berlebihan akan

menambah tekanan didalam evaporator. Bila ini terjadi, titik didih dari cairan akan

naik. Akibatnya, kemungkinan tidak bisa diperoleh temperatur yang rendah dari

udara atau air yang mengalir melalui evaporator.

Gambar 2-3 Typical 8-Cylinder Compresor

Gambar 2-4 Hermatic Compresor

24

2.2.2 Kondensor

Pada suatu mesin pendingin ruangan, panas dari ruangan diserap oleh

cairan refrigerant yang sedang menguap didalam evaporator. Panas yang diserap

di evaporator ditambah dengan panas yang merupakan kerja dari kompresor harus

dipindahkan atau dibuang. Untuk memindahkan atau membuang panas tersebut

diperlukan suatu alat pembuang panas yang disebut kondensor.

Pada dasarnya ada dua jenis alat pembuang panas, yaitu:

1. Kondensor dengan pendinginan udara (Air cooled condenser)

2. Kondensor dengan pendinginan air (water cooled condenser)

Gambar 2-5 Double Tube Condensor

Gambar 2-6 Shell-and-Tube Condensor

25

2.2.3 Evaporator

Evaporator adalah alat untuk mendidihkan/menguapkan refrigerant

didalam pipa-pipa dan kemudian mendinginkan fluida yang lewat di luar pipa

tersebut. Evaporator yang mendidihkan refrigerant di dalam pipa biasa disebut

evaporator ekspansi langsung (direct ekspansi evaporators). Evaporator ekspansi

langsung yang digunakan untuk pengkondisian udara biasanya disuplai oleh katup

ekspansi yang mengatur aliran cairan sedemikian sehingga uap refrigerant

meninggalkan evaporator dalam keadaan panas lanjut.

Gambar 2-7 Direct Expansion Shell and Tube Evaporator

2.2.4 Katup ekspansi

Katup ekspansi mempunyai dua kegunaan, yaitu: menurunkan tekanan

refrigerant cair dan mengatur aliran refrigerant ke evaporator. Jenis-jenis katup

ekspansi, yaitu: pipa kapiler, katup ekspansi berpengendali-lanjut-panas

(superheat-controlled exspansi valve), katup apung (floating valve), dan katup

ekspansi tekanan konstan (constant-pressure expansion valve).

26

Gambar 2-8. Large Selenoid valve Gambar 2-9. Small Selenoid Valve

Gambar 2-10. Typical Valves used in Refrigerations System

2.3 Macam-Macam Sistem Pengkondisian Udara

Untuk memilih suatu sistem, perencana harus memperhatikan kelebihan

dan kekurangan sistem itu sendiri yang mana disesuaikan dengan kebutuhan.

Kriteria-kriteria yang harus diperhatikan dalam suatu sistem adalah: performance,

capacity, first cost, operating cost, dll.

27

Pemilihan sistem biasanya secara sendirinya terbatas oleh kebutuhan itu

sendiri. Hal-hal yang membatasi pilihan antara lain: cooling load, zoning

requirements, heating dan ventilation serta arsitektur bangunan.

1. All-air system. Prinsipnya adalah mendinginkan ruangan dengan hanya

menggunakan udara dingin/conditioned yang disalurkan kedalam ruangan.

All air system dapat dibagi atas dua jenis yaitu single duct (cooling dan

heating melalui satu duct) dan dual duct (cooling dan heating dengan duct

terpisah). Untuk single duct dapat dibagi menurut kemampuan pengaturan

pendinginan atas : constant volume (CV) dan variable air volume (VAV),

CV berfungsi untuk mengatur pendinginan yaitu temperatur udara dingin

yang diubah sedangkan pada VAV flow, udara dingin yang diubah.

Kelebihan sistem ini antara lain : lokasi mesin dan perangkat utama

lainnya terpisah dari ruangan yang dikondisikan sehingga memudahkan

pemeliharaan, terdapat banyak sekali pilihan dalam merangkai sistem ini,

dapat memanfaatkan free cooling menggunakan udara luar, pilihan

zooning, fleksibilitas dan kontrol kelembaban yang luas. Kekurangan

sistem ini adalah: memerlukan ruang ducting yang cukup, pada bangunan

bertingkat diperlukan tambahan shaft untuk ducting, perlu bekerja sama

dengan arsitektur untuk mendapatkan tempat untuk mesin.

28

Gambar 2-11 Skema CV All-Air System

Gambar 2-12 Skema VAV All-Air System

2. Air-and-water systems. Sistem ini memperoleh pendinginan dari

menyalurkan udara dingin dan air ke suatu terminal dalam ruangan, udara

sebagai pendingin utama (primary air) dan air sebagai pendingin sekunder

(secondary water). Terminal dalam ruangan dapat berupa: air and water

induction units, fan-coil units, radiant panels. Sistem ini digunakan untuk

bagian eksterior gedung yang tidak terlalu memerlukan kontrol

kelembaban.

29

Gambar 2-13 Air and Water Induction Unit

3. All-water system. System ini menggunakan air sebagai media pendingin

maupun pemanas, udara ruang dapat dipanaskan atau didinginkan dengan

cara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Beberapa cara sistem ini adalah:

baseboard radiation, wall, floor, ceiling panels, bare pipe, fan-coil units.

Sistem ini banyak terdapat pada hotel, apartemen, gedung perkantoran.

Gambar 2-14. Fan Coil Unit

30

4. Unitary refrigerant-based systems for air conditioning. Sistem ini

memiliki semua komponen yang diperlukan sebuah air conditioner yang

terintegrasi dalam satu unit lengkap (unitary). Sistem ini diproduksi

massal dengan masing-masing komponen dipilih, dirakit, dites oleh pihak

pabrikan. Sistem ini secara umum dapat diaplikasikan untuk semua

kebutuhan. Kelebihan sistem ini adalah: kontrol individu setiap ruangan

mudah, murah, terserah pemakai, produksi pabrik dengan pilihan

komponen yang kemampuan dan kualitasnya lebih terjamin, tidak

memerlukan ruangan khusus yang besar, siap langsung digunakan, biaya

awal yang murah. Kekurangannya adalah: tidak ada pilihan kemampuan

karena telah tergantung pabrikan pembuat, efisiensi lebih rendah,

pemakaian energi lebih besar dibandingkan unit sentral, ventilasi tetap

tergantung mesin, pemeliharaan unit lebih banyak

Gambar 2-15. Unitary Air Conditioner

31

2.4 Cara Menentukan Beban Pendinginan (Cooling Load)

Dalam air conditioning dikenal beberapa istilah jumlah aliran panas yaitu:

1. Space heat gain. Jumlah aliran panas pada waktu tertentu adalah jumlah

panas yang mengalir masuk dan atau dihasilkan dalam suatu ruangan pada

waktu tertentu tersebut. Heat gain dapat dibedakan berdasarkan cara aliran

panasnya (radiasi matahari melalui permukaan transparan; penerangan dan

peralatan didalam ruangan; konduksi panas melalui dinding dan atap;

konduksi panas melalui partisi, plafon dan lantai; panas yang dihasilkan

penghuni; pertukaran panas akibat ventilasi dan infiltrasi udara luar; dan

lain-lain) dan jenis panasnya (sensible; latent).

2. Space cooling load. Jumlah panas yang harus dikeluarkan dari ruangan

untuk menjaga temperatur dalam ruangan konstan. Total space heat gain

pada waktu tertentu tidak langsung menjadi total space cooling load pada

waktu tersebut. Hal ini dikarenakan panas dari radiasi tidak langsung

menjadi cooling load melainkan diserap oleh permukaan-permukaan dan

objek-objek dalam ruangan dahulu. Setelah mereka menjadi lebih panas

dari udara ruangan, panas baru dilepaskan ke udara ruangan dengan cara

konveksi.

3. Space heat extraction rate. Jumlah panas yang dikeluarkan dari ruangan

akan sama dengan space cooling load apabila temperatur ruangan dijaga

konstan. Biasanya dalam sistem air conditioning perubahan kecil

temperatur ruangan masih diizinkan (temperature swing) sehingga space

heat extraction rate tidak sama dengan space cooling load.

32

4. cooling coil load. Jumlah panas yang harus dikeluarkan oleh cooling coil

yang melayani beberapa ruangan. Akan sama dengan jumlah space

cooling load (jumlah heat extraction rate bila temperatur dijaga konstan)

ruangan-ruangan yang dilayani coil ditambah dengan beban-beban

external.

Teknik perhitungan space cooling load yang diperkenalkan oleh ASHRAE

sampai saat ini ada tiga yaitu :

1. Total equipment temperature differential/time averaging method

(TETD/TA). Konsepnya menggunakan teknik respon faktor untuk

berbagai tipe dinding dan atap untuk menghitung nilai TETD sebagai

fungsi dari sol-air temperature dan temperatur ruangan yang ingin

dipertahankan. Berbagai komponen space heat gain dihitung dengan

TETD yang bersangkutan dan hasilnya ditambahkan dengan elemen

internal heat gain, menghasilkan instantaneous total rate of space heat

gain. Ini diubah menjadi instantaneous cooling load dengan teknik time-

averaging (TA), terhadap komponen radiasi heat gain untuk waktu

tertentu berdasarkan nilai waktu sebelumnya.

2. Transfer function methode (TFM). Konsepnya adalah menggunakan

koefisien conduction transfer function (CTF), sol air temperature dan

temperatur ruangan yang diinginkan dipertahankan untuk menghitung

space heat gain permukaan eksterior non-transparan. Solar heat gain dan

internal load dihitung untuk langsung pada waktu pembebanan. Kemudian

33

digunakan koefisien room transfer function (RTF) untuk

mengkonefersikan heat gain yang mengandung komponen radiasi menjadi

cooling load, dengan menghitung storage effect dan nilai cooling load

pada waktu sebelumnya.

3. CLTD/SCL/CLF Method. Metode ini menggunakan data penghitungan

dengan TFM untuk mendapatkan data cooling load temperature diffrential

(CLTD). Juga dikembangkan reset untuk memperoleh data-data cooling

load factor (CLF) dan solar cooling load (SCL). Dengan metode ini

perhitungan cooling load dapat dilakukan dalam satu langkah perhitungan.

2.5 Metode TETD

Perhitungan heat gain pada ruang perkantoran menggunakan metode

TETD. Secara ringkas cara perhitungan sebagai berikut:

Atap dan dinding (roofs and walls)

q = A x U x TETD

q = heat flow, Btu per hr

A = Area, ft2

U = Over-all heat transfer coefficient

TETD = Total equivalent temperature difference

Partisi, ceilling, dan lantai

q = A x U x TD

TD = (t2 – t1) = Difference in temperature between the bounding surface, F

34

Kaca

q = {A} x {[direct radiation] x [shade factor] + [convection] x [type

factor]}

A =Area, ft2

Manusia (people)

qs = n x sensible heat gain

ql = n x latent heat gain

qs = q sensible

ql = q latent

n = Number of people in space

Penerangan

q = Watt x 3.4 x Allowance factor

Ventilasi dan infiltrasi

qs = 1.08 x Q x (to - ti)

ql = 0.7 x Q x (HRo - HRi)

Q = Air flow rate, cfm

to = Outside air temperatur

ti = Room air temperatur

HRo = Humadity ratio of outside air, grains per lb

HRi = Humadity ratio of room air, grains per lb

35

2.6 Perencanaan Saluran Udara

Perencanaan ducting untuk semua aplikasi harus mempertimbangkan

faktor-faktor berikut, yaitu: ketersediaan ruangan, space air diffusion, tingkat

kebisingan, biaya investasi awal, dll. Hal-hal yang penting bagi sistem saluran

udara adalah mengalirkan udara dengan laju tertentu kelokasi-lokasi yang telah

ditentukan, ekonomis untuk setiap pembiayaan awal, pembiayaan kerja kipas, dan

harga ruang bangunan yang ditempati.

2.6.1 Metode Perencanaan Saluran Udara

Sampai saat ini dikenal tiga metode perancangan saluran udara (ducting),

yaitu:

1. Metode kecepatan (Velocity method)

Metode kecepatan, dalam metode ini terlebih dahulu dipilih/ditentukan

kecepatan di dalam saluran utama dan cabang-cabang, kemudian dihitung

penurunan tekanan pada semua aliran. Kipas dipilih sedemikian rupa

sehingga dapat membangkitkan tekanan yang mencukupi kebutuhan pada

saluran yang penurunan tekanannya terbesar.

2. Metode gesekan sama (Equal friction method)

Di dalam metode gesekan sama (equal friction method), friksi unit

(unit friction) dijaga konstan sepanjang sistem ini. Untuk menentukan

kerugian gesek (friction loss) didalam sistem saluran pipa, friksi unit sama

dengan panjangnya saluran pipa yang sejenisnya bekerja.

3. Metode tekanan total (Static regain method)

36

2.6.2 Prosedur Perencanaan Saluran Udara

Dalam menentukan perencanaan saluran udara terdiri dari beberapa

langkah, yaitu:

1. Mempelajari plan bangunan dan mengatur outlet untuk supply dan return

agar didapat distribusi yang merata. Menyesuaikan jumlah supply air

terhadap heat gains, losses dan kebocoran. Menyesuaikan jumlah supply

air, return air dan exhaust air untuk mendapatkan tekanan ruangan yang

diinginkan.

2. Memilih ukuran outlet dari katalog produk.

3. Sketsa sistem ducting dengan menghubungkan supply dan return dengan

mesin. Tempat yang tersedia biasanya sangat menentukan layout dan

ukuran ducting.

4. Membagi sistem menjadi bagian-bagian dan memberi nomor untuk setiap

bagian. Ducting harus dibagi bila jumlah aliran, ukuran dan bentuk ducting

berubah. Fitting dikelompokkan ke bagian didepannya (sesuai arah aliran).

5. Menentukan ukuran ducting dengan metode yang dipilih. Hitung kerugian

tekanan total dan pilih fan yang sesuai.

6. Menggambarkan sistem secara detail. Bila jalur ducting dan fitting banyak

berubah maka harus dihitung kembali kerugian tekanannya dan memilih

ulang fan yang sesuai.

7. Mengubah ukuran pada bagian-bagian tertentu untuk mengatur

keseimbangan tekanan sistem.

8. Analisa hasil perencanaan terhadap kemungkinan sumber kebisingan

37

BAB 3

METODOLOGI PERANCANGAN

Ruangan yang akan dikondisikan terletak dilantai atas dari gedung

perkantoran berlantai dua. Gedung yang akan dikondisikan berada di kota Jakarta.

Ruangan yang akan dikondisikan berfungsi sebagai ruang perkantoran. Ruangan

ini mulai digunakan (melakukan aktifitas) dari jam 07.00 WIB sampai 18.00 WIB.

Perhitungan beban panas akan dilakukan pada jam 12.00, 14.00, 16.00 WIB

dengan menggunakan metode TETD.

3.1 Deskripsi Tugas

Dalam perencanaan sistem AC pemberi tugas adalah pemilik bangunan,

dan yang ditugaskan adalah konsultan HVAC. Tugas yang diberikan kepada

HVAC adalah merencanakan sistem AC diruangan perkantoran, dimana fungsi

utama dari ruangan tersebut adalah sebagai tempat bekerja.

3.2 Target Perencanaan

Untuk memulai perencanaan maka perlu diperjelas target yang ingin

dicapai. Target yang utama adalah menyediakan kondisi ruangan yang nyaman

bagi pekerja, sedangkan tantangannya adalah tetap memperoleh kondisi yang

38

nyaman pada keadaan operasi terberat. Oleh sebab itu perlu didefinisikan keadaan

target dan keadaan operasi yang terberat tersebut

3.3 Deskripsi Ruangan

Ruangan yang akan dikondisikan terletak dilantai paling atas dari gedung

perkantoran berlantai dua, dengan bentuk atap adalah roof-attic-ceilling . sketsa

gambar dalam bangunan secara sederhana ruangan tersebut dapat dilihat pada

Gambar 3.1.

Pembagian kulit bangunan:

Lantai. Berhubungan dengan lantai satu, yang juga dikondisikan

Dinding 1. Dinding ini menghadap ke barat dan berhubungan dengan

udara luar. Dinding ini memiliki 11 jendela

Dinding 2. Dinding ini menghadap ke timur dan berhubungan dengan


Dinding 3. Dinding ini menghadap ke selatan dan berhubungan dengan


Dinding 4. Dinding ini menghadap ke utara dan berhubungan dengan


Atap berbentuk roof-attic ceiling.

39

Gambar 3.1 Skesta ruangan

40

BAB 4

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN

4.1 Kondisi Udara Perencanaan

4.1.1 Kondisi Udara Luar

Suhu bola kering : 32 °C = 89.6 F (Lampiran 2)

Suhu bola basah : 27 °C = 80.6 F

Daily range : 8 °C = 46.4 F

Dari diagram psyichrometric diperoleh :

Kelembapan relatif : 68 % (Lampiran 3)

Rasio kelembapan : 144 grains/pounds

Enthalphy : 44.3 Btu/lb

Volume spesifik : 14.3 ft3/pounds

4.1.2 Kondisi Udara Ruangan

Suhu bola kering : 77 F ( Lampiran 4)

Kelembapan relatif : 50 %

Dari diagram psyichrometric diperoleh :

Suhu bola basah : 64.2 F (Lampiran 2)

Rasio kelembapan : 70 grains/pounds

Enthalpy : 28.5 Btu/lb

Volume spesifik : 13.65 ft3/pounds

41

4.2 Perhitungan Beban (Heat Gain)

Pada bagian ini berisi semua data-data perhitungan beban yang dilakukan

dalam perencanaan Air Conditioning pada ruangan perkantoran. Dari hasil

perhitungan akan diperoleh data-data yang cukup untuk menjadi dasar pemilihan

sistem dan instalasi pada bangunan.

4.2.1 Perhitungan Beban Luar (External heat gain)

4.2.1.1 Perhitungan Beban Melewati Atap

Kontruksi atap (roof) : kombinasi roof-attic-ceiling

Luas penampang : (36 x 10) + (18 x 10) = 540 m2 = 5810.4 ft

2

Susunan material : out side surface resistance-corrugated metal sheet

roofing-wood-air space-asbes cement ¼’- inside surface resistance

Bahan atap (roof) dapat dilihat pada lampiran 7

q = A x U x TETD

Tabel 4.1 Susunan material pada atap

Item Description Resistance

1 Outside surface resistance 0,25

2 Asphalt rooffing roll, 1/C, 1/6,5 0,154

3 Wood, bevel, 1/C, 1/1,23 0,813

4 Air space resistance 1,15

5 Asbes cement 1/4', 1/C, 1/4,76 0,21

6 Inside surface resistance 0,68

Total resistance 3,26

42

3.26

1 =

R

1=U

U = 0.31 F ft hr

Btu 2

TETD (Lampiran 8)

Tabel 4.2 Heat gain yang melewati atap (roof)

Jam

TETD

(F) U

F ft hr

Btu2

Area

(ft2)

q

(Btuh)

12 45,1 0.31 5810,4 81235.2

14 57,6 0,31 5810,4 103750,5

16 58,5 0,31 5810,4 105371,6

4.2.1.2 Perhitungan Beban Melewati Jendela

Jendela 1 :

Orientasi : Selatan

Jumlah : 10 jendela terbuka dan 6 jendela tertutup

Luas penampang : 10 x (0.9 x 0.6) + 6 x (0.9 x 0.9) = 10.26 m2

= 110.4 ft2

Susunan material : single glazing, frame alumunium 1/8 in (3 mm)

( ) ( ) ( ) ( ){ } { }area x factor type convection factor shade radiation direct +=q

43

Direct radiation (Lampiran 9)

Convection (Lampiran 10)

Shade factor (Lampiran 11)

Type factor (Lampiran 12)

Tabel 4.3 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian selatan

jam DR SF C TF (DR x SF)+(C x TF) Area (ft2) q (Btuh)

12 78,9 0,2 14,8 1 30,58 110,4 3376

14 54,3 0,2 18,7 1 29,56 110,4 3263

16 17,8 0,2 17,6 1 21,16 110,4 2336

Jendela 2 :

Orientasi : Utara



= 110.4 ft2

Susunan material : single glazing, frame alumunium 3 mm (1/8 in)


Tabel 4.4 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian utara


12 11,6 0,2 13,2 1 15,52 110,4 1713,4

14 11,4 0,2 17,6 1 19,88 110,4 2194,8

16 10,1 0,2 17,6 1 19,62 110,4 2166

44

Jendela 3 :

Orientasi : Timur



= 209.17 ft2



Tabel 4.5 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian timur


12 17,4 0,2 13,2 1 16,68 209,2 3489

14 16,7 0,2 17,6 1 20,94 209,2 4380

16 13 0,2 17,6 1 20,2 209,2 4225,2

Jendela 4 :

Orientasi : Barat



= 75.54 ft2



45

Tabel 4.6 Heat gain yang melewati jendela (windows) bagian barat


12 17,4 0,2 13,2 1 16,68 75,5 1260

14 114,2 0,2 19,9 1 42,74 75,5 3228,6

16 176,5 0,2 21,1 1 56,4 75,5 4260,5

4.2.1.3 Perhitungan Beban Melewati Dinding

Dinding 1:

Orientasi : Selatan

Luas penampang (A): (32 + 57.6) – (5.4 + 4.86) = 79.34 m2

= 964.096 ft2

Susunan material : plaster-batu bata–plaster

U = 0.35 (Lampiran 5)

Eq TD (Lampiran 6)

q = A x U x TETD

Tabel 4.7 Heat gain yang melewati dinding bagian selatan

Jam

Area

(ft2)

U F ft hr

Btu2

Eq TD

(F)

q

(Btuh)

12 964 0,35 4 1349,7

14 964 0,35 4 1349,7

16 964 0,35 12 4049,2

46

Dinding 2:

Orientasi : Utara

Luas penampang (A) : (32 + 57.6) – (5.4 + 4.86) = 79.34 m2

= 964.096 ft2



Eq TD (Lampiran 6)

q = A x U x TETD

Tabel 4.8 Heat gain yang melewati dinding bagian utara

Jam

Area

(ft2

)

U

F ft hr

Btu2

Eq TD

(F)

q

(Btuh)

12 964 0,35 2 674,9

14 964 0,35 2 674,9

16 964 0,35 4 1349,7

Dinding 3:

Orientasi : Barat

Luas penampang (A) = (115.2) – (3.78 + 3.24 + 0.875) = 107.305 m2

= 1154.60 ft2



Eq TD (Lampiran 6)

q = A x U x TETD

47

Tabel 4.9 Heat gain yang melewati dinding bagian barat

Jam

Area

(ft2)

UF ft hr

Btu2

Eq TD

(F)

q

(Btuh)

12 1154,6 0,35 8 3232,9

14 1154,6 0,35 8 3232,9

16 1154,6 0,35 8 3232,9

Dinding 4:

Orientasi : Timur

Luas penampang (A) = (115.2) – ( 9.72 + 9.72) = 95.76 m2

= 1030.38 ft2



Eq TD (Lampiran 6)

q = A x U x TETD

Tabel 4.10 Heat gain yang melewati dinding bagian timur

Jam

Area

(ft2)

UF ft hr

Btu2

Eq TD

(F)

q

(Btuh)

12 1030,4 0,35 10 3606,3

14 1030,4 0,35 12 4327,6

16 1030,4 0,35 12 4327,6

48

4.2.2 Perhitungan Beban didalam Ruangan (Internal heat gain)

4.2.2.1 Perhitungan Beban dari Manusia

Jumlah (n) : 90 orang

Kegiatan : aktif bekerja (Lampiran 13)

qs = n x sensible heat gain

= 70 x 215

qs = 15050 Btuh

ql = n x latent heat gain

= 70 x 185

ql = 12950 Btuh

4.2.2.2 Penerangan

Lampu penerangan : tipe lampu pijar halogen (fluorescent), pemakaian

tidak penuh, allowance factor = 1.2 untuk fluorescent

q = watt x 3.4 x allowance factor

= 2700 x 3.4 x 1.2

= 11016 Btuh

4.2.2.3 Ventilasi

Ventilasi = 15 cfm per orang (untuk aplikasi perkantoran, beberapa yang

merokok) (Lampiran 14)

Q = n x cfm

= 70 x 15

= 1050 cfm

49

qs = 1.08 x Q x (to-ti)

= 1.08 x 1050 x 12.6

qs = 14288.4 Btuh

ql = 0.7 x Q x (HRo-HRi)

= 0.7 x 1050 x 74

ql = 54390 Btuh

4.2.2.4 Infiltrasi

Infiltrasi untuk jendela terbuka dan jendela tertutup: Air change

methode(ACM) per hour = 2

Crack = (ACM x lebar jendela) + (ACM x panjang jendela)

= (2 x 1.97) + (2 x 2.95)

= 9.84

60

Crack xvelocity Wind =Q

cfm 3.77 =

60

9.84x 23 =

Wind velocity (Lampiran 15)

Maka infiltrasi untuk jendela terbuka adalah sebagai berikut:

qs = 1.08 x Q x (to-ti) x n

= 1.08 x 3.77 x 12.6 x 45

qs = 2308.5 Btuh

ql = 0.7 x Q x (HRo-HRi) x n

= 0.7 x 3.77 x 74 x 45

ql = 8787.87 Btuh

50

4.2.2.5 Peralatan

Dalam ruang perkantoran yang berada di lantai 2, terdapat peralatan

berupa:

24 buah komputer dengan daya input 550 watt

10 buah printer dengan daya input 350 watt

2 buah player/cassete recorder dengan daya input 60 watt

1 buah proyektor dengan daya input 550 watt

Tabel 4.11 Peralatan dalam ruang perkantoran

N

Jenis

daya input

(W)

qs

watt

qs

Btu/h

24 komputer 550 13200 45012

10 printer 350 3500 11935

2 casete recorder 60 120 409,2

1 proyektor 550 550 1875,5

total peralatan 59231,7

4.3 Ringkasan dan Pembahasan Hasil Perhitungan

Semua data-data hasil perhitungan space heat gain dan space cooling load

dirangkum dalam satu tabel Load Estimate Sheet (Lampiran 19). Dari data-data

tersebut terlihat cooling load terbesar terjadi pada jam-jam dimana penggunaan

ruangan maksimal. Dapat dilihat pula beban terbesar dari jam-jam pemakaian

51

penuh tersebut adalah saat beban eksternal terbesar terjadi. Berikut adalah hasil

daftar jam-jam saat beban maksimum terjadi:

Tabel 4.12 Beban maksimum pada ruang perkantoran

waktu Total sensible cooling load Total sensible + laten cooling load

12 187544 209282

14 213909 235646

16 218825 240563

Dapat dikatakan bahwa beban maksimum terjadi pada pukul 16.00 WIB

atau pukul 04.00 sore dengan Total Sensible Cooling Load adalah sebesar 218825

Btuh atau 18.24 Tons dan Total Sensible and Latent cooling load adalah sebesar

240563 Btuh atau 20.04 Tons. Berikut adalah tabel yang memperlihatkan porsi

yang diberikan oleh komponen-komponen heat gain terhadap cooling load pada

pukul 16.00 WIB.

52

Tabel 4.13 Heat gain berdasarkan tiap komponen

Heat gains component Total cooling load Percentage

Exteri r wall (S) 4049,2 1,68

Exterior wall (N) 1349,7 0,56

Exterior wall (W) 3232,9 1,3

Exterior wall (E) 4327,6 1,8

Roof 105371,6 44

Exterior glass (S) 2336 1

Exterior glass (N) 2166 0,9

Exterior glass (W) 4260,5 1,8

Exterior glass (E) 4225,2 1,8

People 28000 12

Electric lights 11016 4,6

Peralatan 59131,7 25

Infiltrasi jendela terbuka 11096,4 4,6

Total 240563 100

53

Tabel 4.14 Heat gain berdasarkan jenis komponen

Heat gains component Total cooling load Percentage

Walls 12959,4 5,4

Roof 105371,6 44

Windows 12988 5,4

People 28000 12

Electric lights 11016 4,6

Peralatan 59131,7 25

Infiltrasi 11096,4 4,6

Total 240563 100

4.4 Perhitungan Udara Suplai

Udara suplai adalah jumlah udara yang melewati koil mesin pendingin

dimana termasuk didalamnya udara ventilasi dan udara balik. Perhitungan udara

suplai harus dilakukan dalam perencanaan sistem penyegaran udara sesuai dengan

beban pendinginan yang terjadi. Udara suplai dapat diketahui dengan

menggunakan perhitungan dibawah ini.

xTD08.1

q=Q

s

qs = sensible heat, Btuh

TD = Perbandingan temperatur ruangan dengan temperatur udara suplai, F

Q = Udara suplai, cfm

54

Tabel 4.15 Udara suplai tiap ruangan

Ruangan

Udara suplai

(cfm)

Presiden direktur 330

Sekretaris 325

Direktur 325

Pantry 120

General affairs 560

Procurement 500

Internal audit 180

Medical/special gasses 658

Gas aplication 580

Marketing 670

On-site 605

Eng/prod./distrib. 1490

Meeting room 540

Kamar mandi 347

Lobby 800

Jalan 1170

Total 9200

55

4.5 Perhitungan Udara Balik (Return Air)

Udara balik adalah udara suplai dikurangi udara ventilasi

Diketahui:

Udara suplai = 9200 cfm

Udara ventilasi = 1050 cfm

Dengan data-data diatas maka akan didapat udara balik sebagai berikut:

Udara balik = udara suplai – udara ventilasi

= 9200 – 1050

Udara balik = 8150 cfm

4.6 Perhitungan Saluran Udara Suplai

Akan dirancanang saluran udara seperti pada Gambar 4-1. Luas ruangan

perkantoran adalah 540 m2. Direncanakan akan dipasang 29 buah diffuser.

Dengan data-data sebagai berikut:

Jumlah udara suplai = 9200 cfm

Kecepatan udara suplai = 2000 fpm (Lampiran 16)

Kerugian gesek = 0.16 inch per 100 ft (Lampiran 17)

Diameter saluran utama = 28.7 inch

Lebar saluran utama = 40 inch (Lampiran 18)

Tinggi saluran utama = 18 inch (Lampiran 18)

Dengan metode yang sama yaitu dengan menggunakan metode gesekan sama

(equal friction method) maka akan didapat saluran-saluran udara yang lainnya

pada ruangan perkantoran tersebut. Ukuran saluran-saluran tersebut dapat dilihat

pada tabel dibawah ini:

56

Tabel 4.16 Ukuran saluran udara pada ruang perkantoran

sesi

Udara suplai

(cfm)

Diameter duct

(inch)

Lebar

(inch)

Tinggi

(inch)

A-B 9200 28,7 40 18

B-C 3190 20 20 17

C-D 120 6 6 6

C-E 360 8,8 8 8

E-F 180 6,7 6 6

E-G’-G 180 6,7 6 6

C-H 2710 18,3 18 16

H-I 325 8,3 8 7

H-J 180 6,7 6 6

H-K 2205 17 16 15

K-L 670 11 10 10

K-M 1535 15 14 14

M-N 320 8,3 9 7

M-O 1215 14 14 12

0-P 325 8,3 8 7

O-Q 890 12,2 14 9

Q-R 390 8,9 8 8

Q-S 500 9,8 9 9

S-T 330 8,4 9 7

S-U 170 6,7 6 6

B-V 6010 25,1 30 18

V-W 1058 13 12 12

W-X 240 7,5 8 6

W-Y 818 11,8 12 10

Y-Z 478 9,6 11 7

Y-1’-1 340 8,6 9 6

57

Tabel 4.17 Ukuran saluran udara pada ruang perkantoran

Sesi

Udara suplai

(cfm)

Diameter pipa

(inch)

Lebar

(inch)

Tinggi

(inch)

V-2 4925 23,8 30 16

2-3 310 8,3 8 7

2-4 4642 23 28 16

4-5 800 11,7 12 10

4-6 360 8,8 8 8

4-7 3482 20,3 22 16

7-8 170 6,7 6 6

7-9 180 6,7 6 6

7-10 3132 19,8 22 15

10-11 500 9,8 10 8

10-12 2632 18,1 22 13

12-13 177 6,7 6 6

12-14 425 9,2 10 7

12-15 2030 16,8 20 12

15-16 540 10,1 10 9

15-17 1490 14,7 16 12

17-18 640 10,8 10 10

17-19 850 12 11 11

19-20 400 9 9 9

19-21 450 9,5 10 8

21-21’-22 135 6 6 6

21-23 315 8,3 8 7

23-24 135 6 6 6

23-25 140 6 6 6

58

Gambar 4-1. Sketsa Saluran Udara

59

4.7 Penurunan Tekanan pada Sistem Saluran Udara

Penurunan tekanan (pressure drop) pada saluran udara dihitung

berdasarkan kerugian gesek pada saluran yang mempunyai kerugian gesek

terbesar ditambah kerugian gesek pada evaporator, filter, diffuser serta udara balik

. Berdasarkan perancangan maka saluran udara yang mempunyai kerugian gesek

terbesar terdapat pada saluran udara yang mempunyai jarak paling jauh dari

saluran utama. Pada Gambar 4-1 dapat dilihat saluran udara paling jauh, yaitu

saluran udara dari A-25. Maka total kerugian gesek yang timbul dapat dihitung

dengan menggunakan rumus dibawah ini:

Pressure drop pada saluran udara = Unit friction x Equivalent length

Tabel 4.18 Pressure drop pada saluran udara

Sesi

Jenis

Equivalent length

(ft)

Friction loss

ft 100

wg. in

Pressure drop

(in . wg)

A-B Duct 7,3 0.0016 0.01

Elbow 28,7" 28 0.0016 0.05

B-V Duct 18,1 0.0016 0.03

Elbow 23,8" 21,5 0.0016 0.04

V-23 Duct 90,7 0.0016 0.15

Elbow 8,3" 6,4 0.0016 0.01

23-25 Duct 7,4 0.0016 0.01

Total 179.4 0.3

60

Tabel 4.19 Pressure drop pada sistem saluran udara

No. Nama Pressure drop

(in . wg)

1 Pressure drop pada saluran udara 0.3

2 Pressure drop pada coil evaporator 1.2

3 Pressure drop pada filter 0.15

4 Pressure drop pada diffuser 0.05

5 Pressure drop pada udara balik 0.05

Total 1.75

4.8 Perhitungan Daya Kipas

(%) kipas effisiensi x 6.63

)(pound/ft x tekanan(cfm) suplai Udara = kipas Daya

2

Diketahui :

Udara suplai = 9200 cfm

Tekanan = 0.287 in.wg = 20.29 pound/ft2

Effisiensi kipas = 80 %

(%) kipas effisiensi x 6.63

)(pound/ft x tekanan(cfm) suplai Udara = kipas Daya

2

80 x 63.6

20.29 x 9200 =

5088

186668 =

= 3.16 hp

Daya kipas = 3.16 hp

61

4.9 Perhitungan Daya Motor

motor effisiensi

kipas Daya =motor Daya

Diketahui :

Daya kipas = 3.16 hp

Efisiensi motor = 90 %

motor effisiensi

kipas Daya =motor Daya

0.9

3.16 =

= 3.51 hp

Daya motor = 3.51 hp

Motor yang digunakan adalah dengan daya sebesar 5 hp.

62

BAB 5

SIMPULAN

Bab ini akan menguraikan dan membahas secara singkat hasil perencanaan

yang telah dilakukan. Hasil-hasil ini akan dibuat pembahasan berupa kesimpulan

yang terdapat dari perencanaan ini.

Ruangan perkantoran yang berada di lantai dua pada gedung perkantoran

yang berlokasi di Jakarta, dengan fungsi utama sebagai tempat bekerja akan

dikondisikan agar memiliki temperatur ruangan db 77 F (25 C) dan kelembaban

relatif RH 50 % pada kondisi penuh. Perhitungan beban pendinginan yang

terdapat dalam ruangan menggunakan metode TETD. Dari perhitungan beban

menggunakan metode TETD menghasilkan beban pendingin ruangan (room

cooling load) sebesar 240563 Btuh dengan sensible heat ratio (SHR) adalah 91%

dan diperoleh kapasitas cooling load sebesar 25.8 TR.

Direncanakan sistem AC untuk ruangan tersebut adalah all-air system

(sistem udara penuh). Pada perancangan saluran pipa (ducting) direncanakan

dengan menggunakan metode gesekan sama (equal friction method).

63

DAFTAR PUSTAKA

ASHRAE, 1996. Systems and Equipment Handbook (SI), American Society

of Heating Refrigeration and Air-Conditioning Engineers Inc,

Atlanta.

ASHRAE, 1997. Fundamentals Handbook (SI), American Society of

Heating Refrigeration and Air-Conditioning Engineers Inc, Atlanta.

TRANE,1965. Air Conditioning Manual, Trane Company, La Crosse,

Wisconsin.

64

Lampiran 1

65

Lampiran 3

66

Lampiran 4

67

Lampiran 5

68

Lampiran 6

69

Lampiran 7

70

Lampiran 8

71

Lampiran 9

72

Lampiran 10

73

Lampiran 11

74

Lampiran 12

75

Lampiran 13

76

Lampiran 14

77

Lampiran 15

78

Lampiran 16

APPLICATION

CONTROLLING FACTOR

NOISE GENERATION

Main Ducts

CONTROLLING FACTOR- DUCT

FRICTION

Main Ducts Branch Duct

Residences 600 1000 800 600 600

Apartements

Hotel Bedrooms

Hospital Bedrooms

1500

1500 1300 1200 1000

Private Offices

Directors Rooms

Librararies

1200

2000 1500 1600 1200

Theatres

Auditoriums

800 1300 1100 1000 800

General offices

High Class Restaurants

High Class Stores

Banks

1500

2000 1500 1600 1200

Average States

Cafetarias

1800 2000 1500 1600 1200

industrial 2500 3000 1800 2200 1500

79

Lampiran 17

80

Lampiran 18

81

Lampiran 19

No Item Sensible heat gain Laten heat gain

1 Exterior wall (S) 4049,2

2 Exterior wall (N) 1349,7

3 Exterior wall (W) 3232,9

4 Exterior wall (E) 4327,6

5 Roof 105371,6

6 Exterior glass (S) 2336

7 Exterior glass (N) 2166

8 Exterior glass (W) 4260,5

9 Exterior glass (E) 4225,2

10 Total transmision & solar 131318.7

11 Total body heat gains 15050 12950

12 Electric lights 11016

13 Peralatan 59131,7

14 Lain-lain -----

15

16 Total equipment heat

gains 70147,7 ------

17 Jendela tebuka 2308,5 8787,87

18 Jendela tertutup ------ -----

19 Total infiltration heat

gains 2308,5 8787,87

20 Total sensible 218825,375

21 Total latent 21737,87

22 Total heat gains 240563,245

23 Sesible heat ratio 91

82

No Item Sensible heat gain Laten heat gain

1 Total heat gains 240563

2 Ventilation 14288,4 54390

3 Total ventilation 68678,4

4 Total cooling load 309242

5 Tonnage equivalent 25,8

of cooling load

83

Lampiran 20

84

Lampiran 21

TA AL WAHIDI

Documents

Transcript of TA AL WAHIDI