1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini, penggunaan mesin pengkondisian udara semakin marak

digunakan disuatu ruangan. Penggunaan mesin pengkondisian udara pertama kali

ditemukan oleh Carrier pada tahun 1902. Sejak saat itu teknologi mesin

pengkondisian udara semakin berkembang, dan mengalami perbaikan dari waktu

kewaktu.

Berbagai mesin system pengkondisian udara telah dikembangkan mulai

dari direct ekspansion sampai mengunakan water chiller dan menjadi bagian yang

tidak terpisahkan dalam kehidupan manusia saat ini. Mesin pengkondisian udara

menjadi kebutuhan utama untuk tempat-tempat umum seperti mall, gedung

perkantoran, hotel, rumah sakit, supermarket, restoran dan sebagainya yang

banyak ditempati banyak orang dimana kenyaman udara dalam suatu ruangan

menjadi sangat penting. Pada beberapa tahun terakhir ini, kurang lebih dari

setengah dari seluruh biaya pembangunan sarana yang diperlukan bangunan,

Misalnya system untuk system mekanikal-electrical dan sebagainya, kira-kira 30

sampai 50 persen dihabiskan untuk system penyegaran udara saja. Dan seorang

ahli kesehatan Frugge pada tahun 1905 mengatakan jika seorang berada didalam

suatu ruangan tetutup untuk jangka waktu yang lama, maka pada suatu ketika ia

akan merasa kurang nyaman. Manusia dapat diibarat seperti motor bakar.

Manusia harus mengeluarkan panas yang dihasilkan akibat dari kerja yang

dilakukanya. Jika panas tersebut tidak dapat dikeluarkan dari badan manusia,

misalnya karena temperatur dan kondisi udara di sekelilingnya tidak

memungkinkan hal itu untuk terjadi dengan baik, maka ia akan merasakan suatu

keadaan yang tidak menyenangkan. Dan hasil penelitian tentang linkungan

kerja menunjukan bahwa didalam ruangan yang berudara segar, karyawan dapat

bekerja dengan baik dan jumlah kesalahan dapat dikurangi, sehingga efesiensi

kerja dapat ditingkatkan.

2

BAB II

SISTEM AIR CONDITIONING

II.1 Gambaran Umum Air Cinditioning

Secara umum Air Conditioning (AC) dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

AC comfort (untuk kenyamanan manusia) dan AC industri (untuk kebutuhan-

kebutuhan khusus) (ASHRAE handbook, 1987). Sesuai namanya, AC comfort

dipergunakan untuk keperluan kenyamanan manusia seperti di perumahan,

perkantoran, pertokoan, supermarket, sekolah, bioskop, gelanggang olahraga, dan

tempat-tempat lainnya yang ditempati oleh manusia. sedangkan AC industri

dipergunakan untuk keperluan-keperluan khusus di industri seperti untuk

pendinginan peralatan, bahan-bahan bio-kimia, mesin-mesin dan keperluan-

keperluan industri lainnya yang memerlukan penanganan khusus baik skala kecil

maupun besar.

Gambar 2.1 Skema sistem air conditioning

Air Conditioning (AC) adalah proses pengkondisian udara suatu ruangan melalui

pengaturan temperatur, kelembaban, aliran, dan kebersihannya sehingga diperoleh

3

kondisi udara yang diinginkan. Sistem air conditioning (AC) merupakan salah

satu aplikasi dari sistem refrigrasi. Prinsip dasar dari sistem air conditioning ini

adalah memindahkan panas dari suatu ruangan ke ruangan lain. Udara dari

ruangan yang akan dikondisikan disirkulasikan melewati evaporator, karena

temperatur fluida (refrigeran) yang ada di dalam evaporator lebih rendah daripada

temperatur udara ruangan, maka panas dari udara tersebut diserap oleh refrigeran.

Selanjutnya refrigeran yang bersirkulasi dalam sistem refrigrasi ini akan

membuang panas dari evaporator tadi di kondensor ke ruangan lain.

II.2. Jenis-jenis Air Conditioning

Berdasarkan jenisnya air conditioning di bedakan menjadi beberapa macam

yaitu:

1. AC Window

Tipe AC seperti yang nampak pada Gambar 7.2 ini sudah jarang digunakan,

karena unit tersebut memerlukan lobang di dinding sebesar unitnya dimana

dibelakang dinding harus menghadap kearah luar gedung untuk pelepasan panas

buang dari kondensor. Dengan demikian tidak memungkinkan untuk

menempatkan unit tersebut dimana belakang dindingnya adalah ruangan yang

terpakai, apalagi yang juga dikondisikan. Pada umumnya tipe AC ini di bawah 2

PK.

Gambar 2.2. AC windows

2. AC Mini split

Jenis ac ini termasuk Split Wall Mounted, AC Cassette, AC Floor, AC Ceilling

Concealed (duct), dll. Karena kompresor dan kondensor berada dalam satu unit

diluar gedung, sedangkan evaporator dan Fan (blower) berada didalam ruangan.

4

Untuk menghubungi kedua unit terpisah hanya diperlukan 2 pipa dengan lobang

didinding relatif kecil, Evaporator dan blower dalam satu unit dapat ditempatkan

dengan bebas, baik untuk segi teknisnya maupun segi estetikanya. Untuk tipe ini

dapat dirancang 1 unit luar (outdoor) dan dua atau lebih unit dalam (indoor).

Selanjutnya disebut dengan multi split. Unit outdoor dapat ditempatkan di atas

lantai atau ditempelkan didinding gedung, sedangkan unit indoor, ada unit untuk

duduk dilantai dan ada unit yang ditempel didinding. Dalam perkembangan mini

split, maka salah satu jenis split terbaru menggunakan sistim Inverter, dan dapat

memberi penghematan energi listrik sampai 70% dibandingkan mini split

konvensional yang ada dipasaran Indonesia. Pengembangan tipe ini pada

kompresor yang menggunakan DC Inverter dimana putaran kompresor dapat

menyesuaikan kebutuhan beban pendinginan. Pada umumnya tipe AC ini

1/2 ~ 5 PK

.

Gambar 2.3 AC Split

3. AC Split Duct

Sesuai dengan sebutannya tipe AC ini juga memisahkan unit utama, yang

terdiri dari kelima komponen utama, dengan penyaluran udara dingin

menggunakan terowongan udara dingin yang disebut dengan ducting, seperti

nampak pada Gambar 7.4. Ducting ini dihubungkan dengan ruangan-ruangan

yang mau dikondisikan, masuk ruangan melalui pengatur yang disebut dengan

diffuser. Sistim ini di Indonesia disebut sebagai sentral AC.

5

Gambar 7.4 AC Split Duct

Kebocoran udara dingin diducting menjadi salah satu penyebab utama

kerugian energi di tipe Split duct AC ini. Dalam desain gedung dengan sistem ini

harus perlu didesain alur dari ducting, sehingga jangan sampai ducting ini banyak

berbelok ataupun harus menembus kolom-kolom beton. Pada umumnya tipe AC

ini 5 PK sampai 25 PK.

4. VRV System

Sistem VRV atau VRF (variable refrigerant flow) yang telah diperkenalkan di

Jepang lebih dari 20 tahun yang lalu, dan menjadi sangat popular dibanyak

negara. Teknologi ini secara bertahap diperluas pemasarannya dan menjangkau

benua Eropa pada tahun 1987, dan terus meningkatkan pangsa pasarnya diseluruh

dunia. Di Jepang sendiri, sistem ini penggunaannya sekitar 50% dari ukuran

medium gedung komersial (sampai 6500 m2) dan sepertiga dari gedung komersial

yang besar (lebih dari 6500 m2).

Sistem konvensional membuang udara dari ruangan yang diserap oleh

refrigerant dengan cara mensirkulasikan udara (pada sistem duct) atau air (pada

chiller) ke seluruh bangunan. Sistem VRV keunggulannya adalah dalam hal

kapasitas yang lebih besar, versi yang lebih rumit dalam sistem multisplit dengan

penggunaan duct yang lebih sedikit, dengan kemampuan tambahan dari hubungan

antara duct dengan fan coil unit.

6

Gambar 2.5 VRV system

memindahkan panas dari suatu ruangan ke ruangan lain. Udara dari ruangan

yang akan dikondisikan disirkulasikan melewati evaporator, karena temperatur

fluida (refrigeran) yang ada di dalam evaporator lebih rendah daripada temperatur

udara ruangan, maka panas dari udara tersebut diserap oleh refrigeran.

Selanjutnya refrigeran yang bersirkulasi dalam sistem refrigrasi ini akan

membuang panas dari evaporator tadi di kondensor ke ruangan lain.

Sistem ini membutuhkan banyak evaporator dan pengaturan refrigerant yang

rumit serta untuk sistem kontrolnya. Sistem ini juga memerlukan sistem saluran

udara yang terpisah. Istilah variable refrigerant mengacu pada kemampuan sistem

untuk mengontrol jumlah refrigerant yang mengalir ke masing-masing

evaporator. Hal ini memungkinkan penggunaan banyak evaporator dengan

kapasitas yang berbeda, pengontrolan kenyamanan secara individu serta proses

pendinginan dan pemanasan dalam area yang berbeda secara serentak. Efisiensi

energi sistem VRV lebih tinggi daripada sistem duct yang normal. Menurut LG

HVAC Total Solution Provider, sistem VRV pada dasarnya mengurangi kerugian

saluran (duct) yang diperkirakan antara 10% - 20% dari total aliran udara pada

sistem duct. Sistem VRV atau VRF biasanya dilengkapi dengan dua atau tiga

7

buah kompresor dan jam operasi dari sistem HVAC biasanya pada kisaran 40% -

80% (menurut LG HVAC Total Solution Provider) dari kapasitas maksimum.

Terdapat beberapa kelebihan dalam sistem VRV ini. Kelebihan tersebut antara

lain:

a. Fleksibilitas desain

Single condensing unit bisa dihubungkan ke banyak unit indoor dengan beban

yang bervariasi (misalnya 1,75 – 14 kW) dan berbagai konfigurasi (ceiling, wall

mounted, floor console). Produk terkini memungkinkan pemasangan 20 unit

indoor yang ditangani oleh satu condensing unit.

b. Pemeliharaan

VRV termasuk kedalam jenis DX system, sehingga biaya pemeliharaan untuk

sistem VRV menjadi lebih rendah dibandingkan dengan sistem chiller dengan

pendingin air. Pemeliharaan secara normal untuk sebuah VRV hampir sama

dengan sistem DX yang lain, utamanya terdiri dari penggantian filter dan

pembersihan koil.

c. Kenyamanan

Banyak area yang memungkinkan dikontrol secara individu, karena sistem

VRV menggunakan variable speed compressor dengan kapasitas yang besar.

Sistem tersebut dapat mempertahankan temperatur secara presisi, biasanya dalam

±10F(±0,60C) (menurut LG HVAC Total Solution Provider).

d. Penggunaan

Sistem VRV bisa digunakan untuk bermacam-macam gedung yang memiliki

area banyak dan memerlukan kontrol tersendiri, seperti gedung perkantoran,

rumah sakit, atau hotel.

8

II.3 Prinsip kerja pendingin ruangan

1. Siklus Aliran Refrigeran

Mesin pendingin udara ruangan (Air Conditioning) adalah alat yang

menghasilkan dingin dengan cara menyerap udara panas sekitar ruangan. Proses

udara menjadi dingin adalah akibat dari adanya perpindahan panas. Sedangkan

bahan yang digunakan sebagai bahan pendingin dalam mesin pendingin disebut

refrigeran. Di dalam Air Conditioning dibagi menjadi 2 ruang. Ruang dalam dan

ruang luar. Dibagian ruang dalam udaranya dingin karena adanya proses

pendnginan. Dibagian ruang luar digunakan untuk melepaskan panas ke udara

sekitar. Secara umum gambaran mengenai prinsip kerja AC adalah:

a. Penyerapan panas oleh evaporator

b. Pemompaan panas oleh kompresor

c. Pelepasan panas oleh kondensor

Gambar 2.6 siklus air conditioning

Prinsip kerja AC tidak berbeda jauh dengan prinsip pada Kulkas, hanya

saja pada AC pemindahan panas diperlukan energi tambahan yang ekstra besar

karena yang udara dinginkan skalanya lebih besar dan banyak. Di dalam mesin

Air Conditioning (AC) bentuk refrigeran berubah-ubah bentuk dari bentuk gas ke

bentuk cairan. Pada kompresor refrigeran masih berupa uap, tekanan dan

9

panasnya dinaikkan dengan cara dimampatkanoleh piston dalam silinder

kompresor. Kemudian uap panas tersebut didinginkan pada saluran pipa

kondensor agar menjadi cairan. Pada saluran pipa kondenser diberi kipas untuk

mempercepat proses pendinginan. Proses pelapasan panas ini disebut teknik

pengembunan. Selanjutnya cairan refrigeran dimasukkan ke dalam evaporator dan

dikurangi tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas udara sekitar. Di

dalam AC bagian dalam ruangan, udara dingin disebarkanmenggunakan kipas

blower. Dalam bentuk uap (gas) refrigeran dihisap lagi oloeh kompresor.

Demikian proses tersebut berulang terus sampai gas habis terpakai dan

harus diisi kembali.

2. Siklus Aliran Udara

Ruangan yang dikondisikan akan menjadi dingin akibat dari adanya

perpindahan panas dari ruangan atau produk ke evaporator yang lebih dingin.

Proses sirkulasi udara di ruang pendingin yaitu ketika udara panas dari produk

bisa manusia, computer, lampu, motor dan lain sebagainya akan naik karena berat

jenis udara panas lebih ringan di banding udara dingin. Udara panas naik maka

udara dingin akan menggantikan tempat udara panas tersebut, sehingga semakin

lama seluruh ruangan akan menjadi dingin.

Gambar. 2.7 siklus aliran udara

10

II.4. Precision Air Conditioning (PAC)

Gambar 7.8 Tampilan Precision Air Conditioning (PAC)

Pada tempat-tempat seperti ruang komputer (computer room atau data centre),

ruang telekomunikasi (telecommunication equipment), ruang terkondisi bersih

(clean room), ruang obat-obatan (Pharmaceutical manufacturing), dan ruang

pengujian (test room) terdapat peralatan-peralatan elektronik yang sensitif dan

memiliki respon yang sangat tinggi, sehingga memerlukan pengaturan suhu,

kelembaban, dan kebersihan udara yang sesuai dengan spesifikasi dan tingkat

akurasi yang tinggi. Oleh sebab itu, pengkondisian udara untuk industri pada

tempat-tempat seperti yang disebutkan di atas lebih dikenal dengan sebutan AC

Presisi (Precision Air Conditioning). Kelebihan ac presisi adalah sebagai berikut:

1. Keakuratan dalam pengontrolan temperatur & kelembaban ruangan

Dalam AC presisi, tidak hanya temperatur yang dikontrol, tapi kelembaban

juga harus dikontrol sesuai dengan spesifikasi perangkat yang dikondisikan. Oleh

karena itu, dalam sebuah AC presisi dilengkapi dengan humidifier dan heater. Hal

ini dilakukan karena bila ruangan terlalu lembab, maka akan terjadi pengembunan

pada PCB alat elektronik & komputer, sedangkan bila terlalu kering maka akan

11

menempel debu-debu halus yang bermuatan statis, dan lama kelamaan akan

terjadi hubungan singkat pada Card. Berbeda dengan AC comfort, dimana

pengontrolan dilakukan hanya terhadap temperatur saja, sedangkan kelembaban

(relative humidity) akan berubah ketika terjadi proses cooling tanpa ada

pengontrolan kelembaban secara langsung.

2. Kualitas udara yang disirkulasikan

Precision air conditioning beroperasi dengan aliran udara yang tinggi,

biasanya 160 cfm/kW atau lebih besar. Hal ini bertujuan untuk meningkatkan

distribusi udara yang bergerak melalui ruangan. Peralatan teknologi modern

biasanya membutuhkan sekitar 160 cfm aliran udara untuk setiap kW konsumsi

daya listrik, sehingga jumlah supply udara dingin ini harus tersedia di saluran inlet

peralatan. Jika tidak, hal ini dapat menyebabkan peralatan dalam ruangan menjadi

overheat. Distribusi udara (cfm/Kw) yang tinggi pada AC presisi juga

menyebabkan lebih banyak udara yang bergerak melalui air filter sehingga

menghasilkan suatu lingkungan bersih. Hal ini penting karena bila ada debu-debu

halus yang bermuatan statis yang menempel pada peralatan komputer dan

elektronik, maka lama kelamaan akan terjadi hubungan singkat pada Card.

3. Jam operasi unit

Ruangan-ruangan seperti data centre dan ruang telekomunikasi harus bekerja

selama 24 jam. Oleh karena itu, AC presisi dirancang agar dapat beroperasi

selama 24 jam tanpa henti. Kecuali bila terjadi kerusakan dan dilakukan

perbaikan. Idealnya suatu ruangan data centre harus memiliki AC back-up untuk

menanggulangi hal tersebut. Berbeda dengan AC comfort yang bekerja hanya

ketika ada orang dalam ruangan yang dikondisikan

12

II.5. Fungsi Precision Air Conditioning

Secara umum, AC Presisi memiliki empat fungsi utama. Diantaranya :

1. Cooling (pendinginan)

Proses pendingin terjadi ketika temperatur ruangan lebih tinggi daripada

temperature set point diluar batas sensitivitinya. Proses pendinginan ini dilakukan

oleh koil evaporator dalam suatu siklus pendinginan.

2. Heating (pemanasan)

Proses pemanasan terjadi ketika temperature ruangan lebih rendah daripada

temperature setpoint diluar batas sensitivitinya. Proses pemanasan ini dilakukan

oleh heater.

3. Dehumidifying (Pengeringan)

Proses dehumidifying terjadi ketika kelembaban ruangan lebih tinggi daripada

humidity setpoint diluar batas sensitifitinya. Proses ini dilakukan oleh koil

evaporator dalam siklus pendinginan saat terjadi proses pendinginan. Artinya

ketika kompresor bekerja, selain terjadi proses pendinginan pada evaporator, juga

terjadi proses dehumidifying. Uap air yang terkandung dalam udara yang

bersirkulasi menyentuh koil evaporator yang memiliki suhu lebih rendah daripada

udara tersebut. Sehingga uap air akan mengembun pada dinding evaporator dan

mengurangi kandungan uap air dalam udara.

4. Humidifying (Pelembaban)

Proses humidifying terjadi ketika kelembaban ruangan lebih rendah daripada

humidity setpoint di luar batas sensitivitinya. Proses ini dilakukan oleh suatu

humidifier.

5. Filtering (Pembersihan udara)

Selain pengaturan suhu, PAC Liebert juga dilengkapi dengan air filter yang

berfungsi untuk menyaring kotoran yang masuk bersama udara. Sehingga udara

yang keluar dari sistem akan lebih bersih.

13

II.6 Jenis-jenis PAC

1. Jenis PAC berdasarkan sistem kerjanya

a. DX (Direct Expansion)

Gambar 2.9 PAC tipe Air cooled system

Direct expansion merupakan sistem pengkondisian udara dimana pengambilan

panas dari udara dilakukan oleh refrigerant yang bersirkulasi dalam suatu siklus

pendinginan. Direct expansion system ini dapat dibagi lagi menjadi :

- Air Cooled

- Water Cooled

- Glycool (Chilled Glycol Cooling) System

Pada air cooled system, pembuangan panas di kondensor dilakukan oleh udara.

Sehingga condensing unit harus diletakkan di tempat yang sirkulasi udaranya

baik. Biasanya, ditempatkan di luar ruangan sehingga sering disebut outdoor unit.

Pada water cooled system, pembuangan panas pada kondensor dilakukan oleh air.

Kondensor diletakkan dalam satu unit dengan komponen utama lainnya. Namun,

unit ini memerlukan cooling tower untuk mendinginkan kembali air yang keluar

14

dari kondensor. Sistem Glycool memiliki semua fitur sistem kompresi baik air

maupun udara, plus sebuah koil pendingin kedua (second cooling coil) yang

dihubungkan pada saluran air. Proses pendinginan terjadi dengan

mengsirkulasikan fluida melewati koil pendingin kedua (alirannya dikontrol

oleh sebuah motorized valve). Koil ini merupakan sumber pendingin utama,

sehingga dapat mengurangi kerja kompresor. Untuk lebih jelasnya, gambar 2.10

menunjukan skema kerja dari Glycool system

Gambar 2.10 PAC tipe Water cooled system

15

Gambar 2.11 PAC tipe Glycool system

b. Chilled Water

Chilled water merupakan sistem pengkondisian udara dimana pengambilan

panas dari udara dilakukan oleh air yang telah didinginkan terlebih dahulu dalam

suatu chiller dan air tersebut bersirkulasi dalam suatu koil pendingin.

Gambar 2.12 PAC tipe Chilled water system

c. Dual Cooling System

Dual Cooling System menggunakan sistem direct expansion yang dilengkapi

dengan koil pendingin kedua (second cooling coil) yang disebut Econ-o-coil. Koil

pendingin kedua ini menggunakan air dingin yang disuplai dari chiller gedung.

Ketika beban pendinginan ruangan berada dibawah 25% dari beban puncak, maka

second cooling coil (chiller) akan bekerja, sedangkan system kompresi akan mati.

Bila beban ruangan mulai tinggi, maka system kompresi akan bekerja untuk

mendinginkan ruangan.

16

Gambar 2.13 Dual cooling system

2. Jenis PAC berdasarkan arah alirannya

a. Up flow

Pada PAC jenis ini, udara dalam unit dialirkan dari bawah ke atas oleh blower,

sehingga blower ditempatkan di bagian atas unit.

b. Down flow

Pada PAC jenis ini, udara dalam unit dialirkan dari atas ke bawah oleh blower,

sehingga blower ditempatkan di bagian bawah unit.

Gambar 2.14 Arah Aliran udara PAC

17

II.7 Prinsip kerja Precision Air Conditioning

Precision Air Conditioning bekerja mendinginkan ruangan data center

dengan menjaga tingkat keakuratan tinnggi, supaya temperature ruangan dingin

dan kering. Oleh karena itu temperature ruangan di jaga antara 18 oC – 20 oC

dengan 55% RH-60% RH. Jika terjadi temperature telalu tinggi maka akan terjadi

alarm yang memberitahukan bahwa ada kesalahan pada system, yang di sebabkan

oleh berbagai hal. Alarm alakan berbunyi sampai masalah ditemukan, dan di reset

ulang. Jika ruangan data center memiliki RH nya yang kurang dari set point, maka

unit akan melakukan proses humidifyng sampai RHnya sesuai set point,

begitupun sebaliknya jika ruangan terlalu banyak RH maka unit PAC akan

melakukan proses dehumidifying sampai RHnya tercapai.

II.8 Gambaran Umum AC Sentral

Kalau kita jalan-jalan ke mall atau ke rumah sakit atau gedung-gedung

perkantoran, kita dapat merasakan hawa dingin dari ruangan tersebut akan tetapi

kita tidak melihat AC yang terpasang di sekitarnya. Dan setelah kita perhatikan

bahwa di langit-langit ruangan tersebut terdapat lubang udara / diffuser yang

menyemburkan udara dingin. Sistem udara yang kita lihat itu, itulah yang

dimaksud dengan sistem AC

18

Central. AC Central adalah sistem pendinginan ruangan yang dikontrol dari satu

titik atau tempat dan di distribusikan secara terpusat ke seluruh isi gedung dengan

kapasitas yang sesuai dengan ukuran ruangan dan isinya dengan menggunakan

saluran udara (ducting ac).

Gambar 2.15 AC Sentral

Secara garis besar, sistem AC central terbagi atas beberapa komponen yaitu :

Chiller / Condensing Unit / Outdoor AC

AHU (Air Handling Unit)

Ducting AC / saluran ac

Cooling Tower

Pompa Sirkulasi

19

Ada dua sistem AC central yang ada di pasaran saat ini yaitu sistem langsung

dan tidak langsung. sistem langsung (direx), media yang dipakai untuk membawa

dingin adalah refrigerant. Sedangkan system tidak langsung (indirex), media

pembawa dingin yang berjalan dalam pipa distribusi adalah air (water) system ini

memiliki kelebihan dapat digunakan dalam skala yang besar / gedung bertingkat

atau mall yang berukuran besar. Sedangkan system langsung hanya dapat dipakai

dalam sistem yang tidak terlalu besar / jauh jaraknya antara unit indoor dan

outdoor.

1. Chiller

Chiller adalah mesin pendingin yang berfungsi untuk mendinginkan air pada

sisi evaporatornya. Evaporator yang digunakan pada system chiller menggunakan

jenis shell and tube dan tube and tube. Agar air dalam evaporator tidak membeku

maka di campur dengan bahan yang memiliki titik beku lebih rendah seperti

garam dan glycol. Selain itu untuk menghindari terjadinya beku di evaporator

maka dipasang evaporator pressure regulator (EPR). Jika terjadi beku di

evaporator maka pipa-pipa di evaporator akan pecah dan air masuk kedalam

sistem

Gambar 2.16 Chiller

20

Berdasarkan kompressornya chiller dibagi menjadi beberapa jenis yaitu:

Kompresor Piston (Reciprocating compressor), Kompresor Kisar (Rotary

compressor), Kompresor Ulir (Screw compressor), dan Kompresor Sentrifugal

(Centrifugal compressor).

2. Jenis – jenis Chiller

a. Air cooled Chiller

Chiller dengan pendinginan udara (air cooled chiller), pada prinsipnya hampir

sama dengan AC split duct, tetapi dalam ukuran besar. Unit mesin ini pada

umumnya di tempatkan di atas atap beton dari sebuah bangunan. Komponen

utama dari 1 unit air coold chiller adalah kompresor, dengan katup ekspansi dan

evaporator berada dalam unit utama, termasuk kondensornya. Evaporator

mendinginkan air ditransfer dalam tabung heat exchanger dan menjadi air dingin,

lalu disirkulasi melalui pipa menuju Air Handling Unit (AHU). Udara dingin yang

masuk kedalam ruangan dari AHU ini disalurkan menggunakan saluran udara

ducting dan dengan diffuser yang ada disetiap ruangan. Dalam desain gedung,

bila menggunakan air cooled chiller perlu

21

diperhatikan lokasi dan luas atap gedung untuk penempatan unit-unit chillernya.

Yang sering kurang diperhatikan dalam desain atap untuk air cooled chiller

adalah akses untuk pemeliharaan unit tersebut. Ada kalanya terjadi perubahan

desain dari

Gambar 2.16 Air Coold Chiller

b. Water cooled Chiller

Chiller dengan berpendingin air (water cooled chiller), pada prinsipnya

hampir sama dengan Chiller berpendingin udara (air cooled chiller) dalam

distribusi udara dingin melalui AHU. Perbedaan utamanya adalah pendinginan

refrigerannya, bukan dengan udara, tetapi dengan air, dimana airnya didinginkan

melalui menara pendingin atau cooling tower. Chiller dengan pendinginan air,

pada umumnya ditempatkan dalam lantai bawah (basement) suatu bangunan.

Dalam desain yang perlu diperhatikan adalah ventilasi ke ruangan chiller harus

dihitung dengan baik.

Gambar 2.17 Water coold chiller

22

Sama halnya dengan air coold chiller, refrigeran dari kompresor ditekan melalui

katup ekspansi masuk dalam fasa campuran ke evaporator. Evaporator

mendinginkan air dan air dingin disirkulasi kesetiap tingkat melalui AHU. Dari

AHU udara dingin disalurkan kesetiap riuangan dengan bantuan ducting. Udara

dingin yang masuk kedalam ruangan dari AHU ini diatur dengan diffuser yang

ada disetiap ruangan, Atau kadang-kadang dengan pipa-pipa langsung keruangan

melalui alat kipas koil fan coil unit (FCU).

c. Absorption Chiller

Salah satu cara tertua untuk melakukan pendinginan suatu ruangan secara

mekanis adalah teknologi absorbsi (absorption technology). Kelihatan tak masuk

akal dengan membakar sesuatu untuk menghasilkan pendinginan, tetapi hal itu

yang terjadi dalam suatu chiller absorpsi. Teknologi absorbsi ini sebenarnya

mudah pengoperasiannya maupun pemeliharaannya.

Gambar 2.18 Absoption Chiller

23

Refrigeran yang digunakan oleh chiller jenis ini adalah sebenarnya air, karena

perubahan fase yang terjadi dan yang memberi dampak pendinginan adalah

melalui media air. Fluida kedua yang mengatur proses ini adalah garam, yang

dikatakan sebagai Litium Bromida (lithium bromide). Panas dibutuhkan untuk

memisahkan kedua fluida ini, yang kemudian bertemu kembali dalam lingkungan

yang hampir vakum. Air ini mengalami perubahan fase pada waktu dicampur

kembali dengan garam pada suhu yang sangat rendah. (pada tekanan atmosfir

yang normal, air menguap pada suhu 212 oF, dalam suatu alat absorbsi, air

menguap cukup dingin untuk menghasilkan air dingin pada 46 oF. Karena suhu

air dingin yang dihasilkan oleh chiller absorbsi paling rendah adalah 46 oF, maka

chiller jenis ini tidak dapat digunakan dalam penerapan refrigerasi dengan suhu

rendah. Air Conditioner dengan Sistem absorbsi ini sebenarnya sangat efisien dan

pemeliharaanya mudah, tetapi bila ada kerusakan pada peralatan ini perbaikannya

memerlukan waktu lama dan biaya yang besar. Bahkan untuk kerusakan tertentu,

maka seluruh unit tidak dapat difungsikan kembali. Ini menyebabkan penggunaan

peralatan pengkondisian udara dengan sistem absorbsi ini kurang diminati.

3. Air Handling Unit (AHU)

Air Handling Unit merupakan bagian penting dalam sistem AC cerntral

sebagai alat penghantar udara yang telah dikondisikan dari sumber dingin ataupun

panas ke ruang yang akan dikondisikan. AHU adalah komponen penukar kalor

dimana air dingin hasil pendinginan oleh evaporator disirkulasikan ke coil di

AHU, kemudian udara dinginnya di sirkulasikan oleh blower dan didistribusikan

ke ruangan menggunakan ducting. Komponen AHU terdiri dari Motor, Blower,

Coil, Heater, Filter

24

Gambar 2.19 Air Handling Unit

25

BAB III

METODE PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN RUANGAN

III.1 Metode Perhitungan

III.1.1 Defenisi beban pendingin dan kondisi perencanaan

Beban pendingin adalah total seluruh kalor yang harus dikeluarkan dari

sebuah ruangan agar temperature dan kelembaban udara dalam ruangan dapat

dipertahankan pada tingkat kenyamanan tertentu.

Komponen-komponen yang mengkonstribusikan kalor yang diserap oleh

ruangan dapat dituliskan sebagai berikut :

a. Transmisi kalor melalui struktur bangunan

b. Radiasi panas matahari

c. Emisi kalor dari manusia yang berada dalam ruangan

d. Kalor dari lampu dan dari barang elektronik

e. Kalor yang bersumber dari dalam ruangan, seperti halnya kompter,

pemanas air dan sebagainya

III.1.2 Perhitungan cooling load

Untuk menentukan perhitungan total cooling load kita harus menghitung

dari masing-masing cooling load dari beberapa aspek yang ada pada bangunan

tersebut diantara :

III.1.2.1 Perhitungan cooling load pada dinding bangunan/ruangan

Besarnya panas yang diserap oleh dinding bangunan karena

radiasi matahri dapat dihitung mengunakan rumus :

Qdinding = U x A x TETD (Total equivalen temperature

difference)

U = Koefisien Perpindahan Panas

A = Luas dinding/Penampang

TETD = Total Equivalen Temperature Ddifference adalah

perbedaan temperature ekivalen yang ditampilkan pada table 3.1

dibawah ini :

26

Table 3.1 untuk dinding

III.1.2.2 Perhitungan cooling load dari Atap

Besarnya panas yang diserap oleh dinding bangunan karena radiasi

matahri dapat dihitung mengunakan rumus :

Qdinding = U x A x TETD (Total equivalen temperature difference)

III.1.2.3 Perhitungan cooling load dari Kaca

Energi radiasi matahari yang dipantulkan dan juga yang diserap oleh

kaca jendela ataupun kaca pintu akan masuk kedalam ruangan dan menjadi beban

mesin pendingin besaranya panas yang diserap oleh kaca dapat dihitung dengan

rumus :

Qkaca = SHGF x A x SC x CLF

SHGF = Solar Heat Gain Factor yaitu panas matahari

maksimum yang diserap pada setiap waktu

A = Luas kaca

SC = shade coefisien yaitu suatu koefisien untuk factor koreksi

Yang tergantng pada jenis kaca

CLF = Cooling Load Factor koreksi beban pendingin dari kaca

Yang tergantung pada waktu

III.1.2.4 Perhitungan cooling load dari Penerangan Lampu

Besarnya beban pendingin yang dihasilkan oleh penerangan atau lampu

dapat dihitung mengunakan rumus :

Qpenerangan = 3,4 x W x BF

27

W = Total Daya lampu keseluruhan

BF = Balast factor

III.1.2.5 Perhitungan cooling load dari manusia

Besarnya Total kalor yangdilepas oleh tubuh manusia sangat tergantung

kepada kegiatan yang dilakukan oleh manusia tersebut untuk menghitung kalor

yang dilepas oleh tubuh manusia dapat dihitung dengandapat dihitung

mengunakan rumus :

Qsensible = qsensible x n

Qsensible = qLaten x n