Tugas Perencanaan Ruang Perpustakaan Refisi2

7/26/2019 Tugas Perencanaan Ruang Perpustakaan Refisi2

1/88

TUGAS PERANCANGAN RHVAC

PERENCANAAN KAPASITAS PENDINGINAN di GEDUNG

PERPUSTAKAAN POLITEKNIK NEGERI BALI

Oleh:

Muhammad Racka Arizal

Sulin Harfianto

PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN & TATA UDARA

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BALI

2016


2/88

Gedung perpustakaan di Politeknik Negeri Bali akan dikondisikan dengan ukuran total 33.4m x

12.4m dan tinggi 3.5m yang dibagi menjadi menjadi beberapa ruangan adapun kapasitas orang di

setiap ruangan adalah:

Kantor (8.82m x 3.57m): 8 orang

Ruang membaca : 50 orang

Ruang arsip tugas akhir: 20 orang

Ruang teori : 20 orang

Adapun layout gedung adalah sebagai berikut:

(Satuan ukuran dalam cm)

u


3/88

Karateristik:

Sisi panjang gedung menghadap ke selatan.

Tembok dengan konstruksi standar indonesia, plester-bata-plester

Dinding bagian utara dan selatan terpapar sinar matahari paling banyak

Pintu masuk memiliki dimensi ( 2m x 2.30m) sedangkan pintu ruangan kantor ,tugas

akhir, dan ruang teori memiliki dimensi ( 1m x2.30 cm)

Untuk jendela di ruang baca berjumlah 26 dengan dimensi (75cm x 105cm), untuk ruang

tugas akhir berjumlah 3 ,untuk ruang teori 4 ,untuk kantor 3, dengan dimensi jendela

(40cm x 189,5cm).setiap posisi jendela dapat di lihat pada layout bangunan.

Lantai plesteran beton dilapisi ubin

Atap genteng dengan plafon dari kayu

Temperature ruangan yang ingin dicapai disesuaikan dengan standart SNI 6390:2011

kondisi kenyamanan gedung di wilayah dataran rendah (atau pantai) dengan suhu udara

luar maksimum 34C wb dan 28C db untuk ruang kerja 24C db 1.5C dengan

kelembaban relative 55% 5%

Kondisi udara luar mengacu pada prakiraan cuaca untuk provinsi bali dengan

mengasumsikan temperature dan kelembaban tertinggi 35C 80%.


4/88

Suplai udara dari system AC diharapkan dengan kondisi Ts : 14Cdan RH ; 85%


5/88

PEMBAHASAN

Menghitung Dimensi

Didalam Gedung perpustakaan terdapat 4 ruangan, yaitu ruang kantor, ruang

baca, ruang teori, dan ruang arsip. Adapun dimensi pada setiap ruangan adalah sebagai

berikut:

1. Ruanng Kantor:

Dinding Timur menempel dengan bangunan lain


6/88

Ukuran Ruangan : 8.97m x 3.57m

- Tembok Sisi Utara: 8.97m x 3.5m = 31.39m2

Jendela Besar 8 buah

Total luas jendela:

1.335m2x 8 = 10.68m

2

1

Pintu Ukuran 1m x 2.30m = 2.30m2

Jadi luas tembok utara sebenarnya adalah :

31.39m2- 10.68m

2- 2.30m

2= 18.41m

2

- Tembok Sisi Timur dan Barat:

3.57m x 3.5m = 12.495m2

- Tembok Sisi Selatan: 8.97m x 3.5m = 31.39m2

Jendela Tinggi 3 buah:

Total Luas Jendela = 0,756m2x 3 = 2.268m

2

Jadi total luas tembok sebenarnya Adalah:

31.39m2

- 2.268m2= 29.112m

2


7/88

2. Ruang Teori:

Ukuran Ruangan 6.51m x 5.46m

Tembok Sisi Utara dan Timur Menggunakan Papan Kayu

-

Tembok sisi Utara 5.46m x 3.5m = 19.11m

2

- Tembok Sisi Selatan: 5.46m x 3.5m = 19.11m2

Jendela tinggi:

Luas Jendela = 0,756m2


19.11m2- 0,756m

2= 18.354m

2


8/88

- Tembok sisi Barat 6.15m x 3.5= 21.52m2

Jendela tinggi 2 buah:

Luas Jendela = 0,756m2x 2 = 1.512 m

2


21.52m2- 1.512 m

2= 20.008m

2

- Tembok Sisi Timur: 6.15m x 3.5= 21.52m

2

Pintu Ukuran 1m x 2.30m = 2.30m

2

Kaca ukuran 3.75m x 1.05m = 3.93m2

Jadi total luas tembok sebenarnya adalah

21.52m2

- 2.30m2- 3.93m

2= 15.29m

2


9/88

3. Ruang Arsip

Dikarenakan ruang arsip bentuknya tidak persegi sempurna maka ruang arsip di bagi

menjadi 2 bagian:

a) Bagian 1 = 7.96mx 5.89m

Dinding sebelah utara menempel dengan bangunan lain


10/88

- Dinding Bagian Utara dan Selatan

Luas dinding = 7.96m x 3.5m = 27.86m2

- Dinding Bagian Barat

Luas dinding = 5.89m x 3.5m = 20.61m2

Jendela tinggi 3 buah:

Luas Jendela = 0,756m2x 3 = 2.26 m

2

Jadi Luas dinding Sebenarnya Adalah = 20.61m2

- 2.26 m2=

18.35m2

b) Bagian 2 = 2.73m x 3.94m

- Dinding Bagian Utara dan selatan

Luas Dinding = 2.73m x 3.5m = 9,55m

2

- Dinding Bagian Timur

Luas Dinding 3.94m x 3.5m = 13.79m

2

Luas pintu Pintu = 1m x 2.30m = 2.30m

2

Luas kaca = 2.25m x 1.05m = 2.36m2

Luas dinding sebenarnya = 13.79m2- 2.30m2- 2.36m2= 9.13m2


11/88

4. Ruang Baca

D

i

k

a

r

e

n

a

k

a

n

Dikarenakan ruang baca bentuknya tidak persegi sempurna maka ruang baca di bagi

menjadi 4 bagian:


12/88

a) Bagian 1 = 4.38m x 5.59m

- Dinding Bagian Utara 5.59m x 3.5m = 19.56m2

Pintu Utama :

2m x 2.30m = 4.6m2

Jadi luas dinding sebenarnya = 19.56m2

- 4.6m2= 14.96m

2

- Dinding bagian Timur 4.38m2x 3.5m

2= 15.33m

2

Dinding menempel dengan bangunan lain

- Dinding bagian selatan: 5.59m x 3.5m = 19.56m2


Total luas jendela: 1.335m2x 6 = 8.01m

2

Jadi luas tembok sebenarnya adalah = 19.56m28.01m2= 11.55m2

b)Bagian 2 = 3.32m x 6.80m

- Dinding Bagian Selatan = 3.32m x 3.5m =11.62m2



2


13/88

Luas pintu Pintu = 1m x 2.30m = 2.30m2

Jadi luas tembok sebenarnya adalah = 11.62m22.67m

22.30m

2=

6.62m2

- Dinding Bagian Utara = 3.32m x 3.5m =11.62m2



2

Jadi luas tembok sebenarnya adalah = 11.62m

2

2.67m

2

= 6.95m

2

c)Bagian 3 = 13.73m x 10.37m

- Dinding bagian utara = 13.73m2x 3.5m

2= 48.05m

2



2

Jadi luas tembok sebenarnya adalah =48.05m2

18.6m

2= 29.48m

2


14/88

- Dinding bagian Selatan = 13.73m2x 3.5m

2= 48.05m

2



2

Jadi luas tembok sebenarnya adalah =48.05m2

10.68m2= 37.37m

2

d)Bagian 4 = 5.23m x 6.51m

- Dinding Bagian Utara dan Selatan 5.23m x 3.5m = 18.30m2

- Dinding bagian barat : 6.15m x 3.5= 21.52m2

Pintu Ukuran 1m x 2.30m = 2.30m2

Kaca ukuran 3.75m x 1.05m = 3.93m2

Jadi total luas tembok sebenarnya adalah

21.52m2

- 2.30m2- 3.93m

2= 15.29m

2


15/88

Setelah mengetahui dimensi setiap ruangan, langkah selanjutnya adalah menentukan

kapasitas pendinginan di setiap ruangan dengan menggunakan aplikasi coolpack dan

diagram psychrometric chart. adapun cara menggunakan aplikasi coolpack adalah sebagai

berikut:

1. Menjalankan aplikasi coolpack.

2. Setelah menjalankan aplikasi coolpack maka akan muncul tampilan home coolpack

seperti gambar dibawah:

3. Selanjutnya akan muncul tampilan perhitungan beban pendinginan seperti gambar

dibawah ini:


16/88

Keterangan Gambar:

Nomor 1 adalah menu yang digunakan untuk mengakses data seperti:

menghitung data yang kita masukan di menu 2 10, membuka data yangtelah kita simpan,serta akses untuk mencetak data

Nomor 2 adalah akses untuk memasukkan nilai hantaran termal atau

Uvalue/Kvalue. Nilai yang kita masukkan berdasarkan hasil perhitungan

beban pendinginan transmisi yang sudah dilakukan.

Nomor 3 adalah akses untuk memasukkan nilai temperatur lingkungan

atau ruangan yang bersebelahan dengan dinding bangunan. Dalam hal ini

nilai temperatur adalah temperatur udara bukan material.

Nomor 4 adalah akses untuk memasukkan nilai luas permukaan jendela.

Pada akses ini nilai jendela yang bisa dimasukkan adalah sebanyak dua

sudut/arah dinding, jadi jika bangunan atau ruangan memiliki jendela

sebanyak lebih dari dua, maka jendela yang tidak berhadapan langsung

dengan matahari dianggap Nol (tidak ada). (sudut/arah dinding maksudnya


17/88

letak jendela pada ruangan umumnya hanya dua saja menurut arah mata

angin).

Nomor 5 adalah akses untuk memasukkan nilai solar heat gain (nilai panas

matahari) melalui jendela.

Nomor 6 adalah akses untuk memasukkan nilai dimensi dari ruangan atau

bangunan yang ingin kita kondisikan, selain itu pada akses ini juga

dimasukkan nilai temperatur dan kelembaban yang kita inginkan pada

ruangan atau bangunan yang ingin kita kondisikan.

Nomor 7 adalah akses untuk memasukkan nilai temperatur dan

kelembaban udara Infiltrasi. Nilai ini bisa di asumsikan sama dengan nilai

temperatur udara lingkungan atau dapat diambil berdasarkan nilai

pengukurang (jika alat ukur memadai).

Nomor 8 adalah akses untuk memasukkan banyaknya pertukaran udara

yang kita inginkan, pertukaran udara biasanya terjadi pada dinding yang

tidak memiliki isolasi yang baik/ada lubang angin. Nilai pertukaran udara

adalah : (CIBSE, 2006)

- 0.5 AC/Hr untuk satu dinding yang bersentuhan langung dengan udara

lingkungan luar.

- 0.75 AC/Hr untuk dua dinding yang bersentuhan langsung dengan udara

lingkungan luar.

- 1.0 AC/Hr untuk tiga sampai empat dinding yang bersentuhan langsung

udara lingkungan luar.

Nomor 9 adalah akses untuk memasukkan nilai panas yang berasal dari

dalam ruangan, seperti : jumlah orang, jenis kegiatan didalam ruangan,

jumlah motor listrik, lampu atau peralatan lain (kW).

Nomor 10 adalah nilai beban pendinginan total/panas total yang ada pada

ruangan, nilai ini akan muncul setelah mengakses Calculate pada akses

satu.


18/88

Selanjutnya menentukan kapasitas pendinginan setiap ruangan menggunakan aplikasi

coolpack dan diagram psychrometric .

1. Ruang Arsip:

Dikarenakan ruang arsip bentuknya tidak persegi sempurna maka ruang arsip di bagi

menjadi 2 bagian, sehingga setiap bagian akan ditentuka Qtotal nya masing masing

Menggunakan Software coolpack. , lalu untuk mendapatkan Qtotal ruang baca Qtotal

masing masing bagian dijumlahkan

a) Bagian 1

Menentukan Hantaran thermal (U Proporsional)

Untuk mengetahui UProporsional haruslah mengetahui U-value bangunan standar

indonesia adapun U-value standar indonesia adalah sebagai berikut:

Dinding Kayu 2.14


19/88

- Tembok Sisi Utara

U Proporsional = 2.8 w/m2k

- Tembok Sisi Barat


- Tembok Sisi Selatan


- Atap = 3.5 w/m2k

- Lantai = 2.7 w/m2k


20/88

Setelah mengetahui hambatan thermal masing-masing bagian ,selanjutmya memasukan

nilai tersebut ke dalam coolpack.

Dikarenakan tidak ada jendela yang langsung terpapar sinar matahari maka nilai untuk

Awindan QwinNilai nya 0

Menentukan Nilai ACF

Setelah Memasukan nilai- nilai beban transmisi ,langkah selanjutnya adalah

memasukan nilai beban air change dan beban infiltrasi, adapun nilai beban ilfiltrasi

(Temperatur dan Rh udara luar) adalah : Temperatur 35C Rh80%.

Selanjutnya mencari nilai ACF ( Air Change Factor ). Dimana dalam coolpack

ACF : AC/Hr x 24 hour ( room vol. per 24 hour). Jadi nilai ACF didapat dari nilai AC/Hr

( Air Change per hour ). Nilai ACH atau pertukaran udara adalah : (HVAC Rule of

Thumb, 2007)

- 0,5 AC/Hr untuk satu dinding yang terpapar langsung dengan udara luar

- 0,75 AC/Hr untuk dua dinding yang terpapar langsung dengan udara luar

- 1,0 AC/Hr untuk tiga sampai empat dinding yang terpapar langsung dengan udara luar

Karna hanya 1 dinding yang menghadap keluar maka nilai ACF adalah 0,5 AC/Hr x

24Hr = 12 ( room vol.per 24 hour)


21/88

Menentukan beban auxialary load

Setelah Memasukan data Air Change (infiltrasi), langkah selanjutnya adalah

memasukan Nilainilai beban yang ada di dalam ruangan atau auxialary load, adapun

nilai-nilai yang di masukan adalah:

a. Jumlah orang pada ruangan adalah = 10 orang

b. Jenis Kegiatan yang dilakukan di ruangan adalah : light

c. Panas dari peralatan lain ( kW )

Panas dari peralatan lain ( Other heat developing equipment ) didapat dari

nilai internal heat gain untuk gedung perkantoran ( CIBSE Guide A, 2006 )

untuk gedung meeting/conference, dimana :

- Nilai pencahayaan ( lighting ) = 1020 W/m2

- Peralatan lain ( equipment ) = 5 W/m2

Nilai panas dari peralatan lain ini harus dikalikan dengan luas lantai

Equipment = A lantai x nilai equipment standar

Nilai Temperatur

dan Rh udara luarNilai Air Change

Factor


22/88

Luas lantai = 7.96m x 5.89m = 46.88m2

Equipment = 46.88m2x 5 W/m

2= 234.4 W = 0.2344 KW

d. Daya fans ( kW )

Daya fans didapat dari nilai panas perlatan lain (Other heat developing

equipment) dibagi dua

e. Pencahayaan ( W/m2)

Nilai pencahayaan ( lighting ) yaitu 1020 W/m2. Diasumsikan diambil nilai

yang terbesar yaitu 20 W/m2

Setelah nilai-nilai diatas didapat, maka dapat dimasukkan di program coolpack, seperti

gambar dibawah.


23/88

Jadi Didapatkan Qtotal dan SHR ruang Arsip bagian 1 adalah = 6.30 KW & 85%

b) Bagian II


-

Tembok Sisi Utara

Jadi U Proporsional = 2.8w/m2k

-

Tembok Sisi Selatan

Jadi U Proporsional = 2.14 w/m2k

- Tembok Sisi timur

Jadi U proporsional = 2.65 W/m2k


24/88

Masukan data tersebut ke dalam coolpack

Dikarenakan tidak ada jendela yang terpapar langsung sinar matahari

maka nilai Awin dan Qwin dianggap 0

Menentukan Nilai ACF.

Karna hanya 1 dinding yang menghadap keluar maka nilai ACF adalah 0,5 AC/Hr x

24Hr = 12 ( room vol.per 24 hour)

Memasukan

Nilai U value

Memasukan Nilai

Temperatur

Memasukan Nilai

Temperatur dan

kelembaban ruangan

serta dimensi ruangan

Nilai Temperatur

dan Rh udara luarNilai Air Change

Factor


25/88


Jumlah orang pada ruangan = 10 orang

Jenis Kegiatan yang dilakkukan di ruangan = medium

Panas dari peralatan lain ( Other heat developing equipment )


Luas lantai = 2.73m x 3.94m = 10.75m2


2= 53.75 W = 0.05375 KW

Daya fans ( kW ).

Pencahayaan ( W/m2)

Nilai Pencahayaan Standar yaitu 20 W/m2

Setelah nilai-nilai diatas didapat, maka dapat dimasukkan di program coolpack,

seperti gambar dibawah.


26/88

Setelah Mengetahui Qtotal dan SHR masing-masing bagian yaitu:

Qtotalbagian 1 = 6.30 KW , SHR = 85%

Qtotalbagian 2 = 2.54 KW, SHR = 96%

Jadi Qtotalruangan arsip adalah =6.30 KW + 2.54KW = 8.84 KW

SHR =


27/88

Setelah Mengetahui QtotalCoolpack yaitu 8.84KW , karena hasil dari coolpack tersebut

tanpa menggunakan beban ventilasi ,maka kita perlu mencari Qtotal menggunakan beban

ventilasi. dimana dalam desain akan memanfaatkan udara return yang dapat menyuplai udara

segar ke dalam ruangan, untuk menghitung beban ventilasi kita dapat menggunakan diagram

psycrometric seperti gambar di bawah ini:

Langkah pertama adalah mencari perpotongan titik udara ruangan (R) dan titik

perpotongan Udara luar (O) dimana titik tersebut didapat dari perpotongan antara temperature

bola kering dan RH ,dimana :

a. Udara ruangan (R)

TBK = 24 C

RH = 55%

b.

Udara Luar (O)

TBK = 35 C

RH = 80%


28/88

Setelah itu dapat mencari titik udara supply dengan menarik sejajar nilai busur sensible/total heat

ratio water added at 30oC. Dimana nilai sensible heat ratio nya adalah didapat dari hasil

perhitungan coolpack yaitu 90 % maka diplot ke diagram psikrometri yaitu 0,9 seperti gambar

dibawah.


29/88

Selanjutnya mencari nilai-nilai atau parameter dari masing-masing titik diatas dengan

cara menarik garis, seperti :

a. Spesific Enthalpy (h) (kJ/kg)

b. Moisture Content () (kg/kg dry air)

c.

Spesific Volume ( ) (m3/kg)d. Temperatur udara (

oC)

e. RH (%)

f. (kg/s)

Sehingga didapatkan nilai-nilai sebagai berikut:

Parameter O

(outdoor)

R

(room/return)

S

(supply)

M

(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 112 52 40 dihitung 8.84 kW

(kg/kg dry air)0,0298 0,0104 0,0099 dihitung

(m3/kg) 0,925 0,855 0,825

T udara (oC) 34 24 14

RH (%) 80 55 98

udara (kg/s) dihitung Dihitung dihitung dihitung


30/88

Setelah didapat titik diatas maka selanjutnya perlu menghitung laju massa udara masing-masing

titik. Dimana telah diketahui laju volume udara luar atau fresh air dari tabel kriteria untuk

seminar room atau theater ( HVAC Rule of Thumb ) adalah 3.5 LPS per orang. Nilai ini

dikalikan jumlah orang sesuai desain yaitu 20 orang. Diasumsikan diambil nilai 3.5 LPS per

orang

Vo( laju volume ) udara luar = 3.5 LPS x 20

= 70 LPS

= 0.07 m3/s

o ( laju massa) udara luar = o. Vo

Jadi laju massa udara luar atau outdoor (o) adalah 0.75 kg/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara total dengan persamaan dibawah

Q coolpack = tot (hR- hS)

8.84 kW = tot (52 kJ/kg40 kJ/kg)

tot= 0.73 kg/s

tot = mixed = supply

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara pada room atau return dengan persamaan

dibawah

R = tot - o

= 0.73 kg/s0.075 kg/s

R = 0.655 kg/s


31/88

Jadi telah diketahui :

o = 0.075 kg/s

R = 0.655 kg/s

S = 0.73 kg/s\

Jadi besar ventilasi adalah 10.2 %

Selanjutnya menentukkan titik udara mixed pada diagram psikrometri dengan persamaan

dibawah

Energi ( enthalpy ) yang masuk = Energi ( enthalpy) yang keluar

o . ho + R . hR= tot . htot atau 10.2 % . ho+ 89 % . hR

o .o + R . R= tot . tot atau 10.2 % . o+ 89 % . R

10.2 % . 112 kJ/kg + 89 % . 52 kJ/kg

11,42 kJ/kg + 49,92 kJ/kg = 61.34 kJ/kg

Jadi besar enthalpy udara mixed (M) = 61.34 kJ/kg

10.2 % . 0,0298 kg/kg dry air + 89 % . 0,0104 kg/kg dry air

0,0030396kg/kg dry air + 0,009256 kg/kg dry air = 0,012295kg/kg dry air

Jadi besar moisture content udara mixed (M) = 0,012295 kg/kg dry air


32/88

Setelah Mendapatkan nilai enthalpy dan moisture content selanjutnya plot ke diagram

psycrhrometric.

Parameter O(outdoor)

R(room/return)

S(supply)

M(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 112 52 40 61.34 8.84 kW(kg/kg dry air) 0,0298 0,0104 0,0099 0,012295

(m3/kg) 0,925 0,855 0,825 0.871

T udara (oC) 34 24 14 26.5

RH (%) 80 55 98 76

udara (kg/s) 0.15 0.58 0.73 0.73

a) Selanjutnya dan yang terakhir adalah menghitung beban pendinginan coil ( Qcoil ), Q

coil akan sama dengan Q AC atau kapasitas pendinginan dari mesin pengkondisi udara,

dimana dapat dihitung dari persamaan dibawah.

Q coil = Q AC = tot ( hM- hS)

= 0.73 kg/s ( 61.34 kJ/kg40 kJ/kg )

= 0.73 kg/s . 21.34 kJ/kg

= 15.57 kJ/s

Q AC = 15.57 kW


33/88

Beban pendinginan harus ditambah faktor koreksi sebesar 10 % untuk memberikan faktor

keamanan bila terjadi kesalahan perhitungan dan karena tidak ada perencanaan yang 100

% tepat.

Jadi Q coil = Q AC = 15.57 kW + (15.57 kW .10 %)

= 17.127 kW

Setelah itu hasil perhitungan ini adalah pada beban maksimal, karena aka nada perbedaan

pembebanan atau variasi pembebanan maka nilai perhitungan beban diatas dikalikan

faktor diversity sebesar 75 %. Jadi angka ini masih aman dengan desain yang dirancang.

Jadi Q coil = Q AC = 17.127 kW x 90 %

= 15.414 kW

Angka inilah yang akan menjadi Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin

Pengkondisian Udara Untuk Convention Hall di Kawasan Jakarta Utara

b) Konversi :

1 Ton R = 12.000 BTU/h

1 kW = 3412 BTU/h

Jadi jika dirubah ke Ton R, maka akan menjadi

11.75 kW x 3412 BTU/h = 52592.568 BTU/h : 12.000 BTU/h

= 3.7 Ton R

Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin Pengkondisian Udara untuk

ruang arsip perpustakaan sebesar 4.38 Ton R


34/88

2. Ruang Baca:

Dikarenakan ruang baca bentuknya tidak persegi sempurna maka ruang baca di bagi

menjadi 4 bagian, sehingga setiap bagian akan ditentuka Qtotal nya masing masing

Menggunakan Software coolpack, lalu untuk mendapatkan Qtotal ruang baca Qtotal

masing masing bagian dijumlahkan

a)

Bagian I ( 5.58m x 4.38m)


- Tembok Sisi Utara

Jadi U Proporsional = 2.84w/m2k

- Tembok Sisi Selatan (menempel dengan ruangan)


35/88


- Tembok Sisi timur (menempel dengan bangunan lain)

Jadi U proporsional = 2.8 W/m2k

- Panjang ruangan = 5.58 m

- Lebar ruangan = 4.3 m

-


Karna hanya 1 dinding yang menghadap keluar maka nilai ACF adalah 0,5 AC/Hr x 24Hr = 12 (

room vol.per 24 hour)






Luas lantai = 5.58m x 4.38m = 24.45m2


36/88


2= 112.25 W = 0.12225 KW

Daya fans ( kW ).

Pencahayaan ( W/m2)


Setelah didapatkan nilainilai yang dibutuhkan lalu masukan semua nilai tadi ke dalam

coolpack, sehingga didapatkan Qtotal bagian 1 = 4.52KW dan SHR = 89%


37/88

b) Bagian 2

Menentukan Hantaran thermal (U Proporsional)- Tembok Sisi Utara


-

Tembok Sisi Selatan


- Dikarenakan jendela di tembok utara terpapar sinar matahari langsung maka nilai

Qwin adalah = 335 w/m2





38/88






Luas lantai = 3.32m x 4.38m = 14.54m2


2= 72.7 W = 0.0727 KW

Daya fans ( kW ).

Pencahayaan ( W/m2)



coolpack, sehingga didapatkan Qtotal bagian 1 = 4.31KW dan SHR = 93%


39/88

c) Bagian 3


- Tembok Sisi Utara


- Tembok Sisi Selatan (menempel dengan ruangan)



40/88

- Dikarenakan jendela di tembok utara dan selatan terpapar sinar matahari langsung

maka nilai Qwin utara adalah = 335 w/m2

dan Qwin selatan adalah 352 w/m2


Karna hanya 2 dinding yang menghadap keluar maka nilai ACF adalah 0,75 AC/Hr x 24Hr =

18 ( room vol.per 24 hour)






Luas lantai = 13.73m x 10.37m = 142.38m2


2= 711.9 W = 0.7119 KW

Daya fans ( kW ).

Pencahayaan ( W/m2)



coolpack, sehingga didapatkan Qtotal bagian 1 = 30.39 KW dan SHR = 85%


41/88

d) Bagian 4


- Tembok Sisi selatan


- Tembok Sisi utara (menempel dengan ruangan)

Tembok menggunakan dinding kayu


42/88


- Tembok sisi Barat (menempel dengan ruangan lain)

Tembok menggunakan dinding kayu










Luas lantai = 5.31m x 6.51m = 142.38m2


2= 34.56 W = 0.03456 KW


43/88

Daya fans ( kW ).

Pencahayaan ( W/m2)



coolpack, sehingga didapatkan Qtotal bagian 1 = 6.19 KW dan SHR = 8%

Setelah Mengetahui Qtotal dan SHR masing-masing bagian yaitu:

Qtotalbagian 1 = 4.52 KW , SHR = 89%





44/88

Jadi Qtotalruangan arsip adalah = 4.52 KW + 4.31KW + 30.38 KW + 6.19 KW = 45.4 KW

SHR =

Setelah Mengetahui QtotalCoolpack yaitu 45.4KW , karena hasil dari coolpack

tersebut tanpa menggunakan beban ventilasi ,maka kita perlu mencari Qtotal

menggunakan beban ventilasi. dimana dalam desain akan memanfaatkan udara return

yang dapat menyuplai udara segar ke dalam ruangan, untuk menghitung beban

ventilasi kita dapat menggunakan diagram psycrometric seperti gambar di bawah ini:

Langkah pertama adalah mencari perpotongan titik udara ruangan (R) dan titik

perpotongan Udara luar (O) dimana titik tersebut didapat dari perpotongan antara temperature

bola kering dan RH ,dimana :


45/88

c. Udara ruangan (R)

TBK = 24 C

RH = 55%

d. Udara Luar (O)

TBK = 35 C

RH = 80%

Setelah itu dapat mencari titik udara supply dengan menarik sejajar nilai busur sensible/total heat

ratio water added at 30oC. Dimana nilai sensible heat ratio nya adalah didapat dari hasil

perhitungan coolpack yaitu 88 % maka diplot ke diagram psikrometri yaitu 0,88 seperti gambar

dibawah.


46/88

Selanjutnya mencari nilai-nilai atau parameter dari masing-masing titik diatas dengan

cara menarik garis, seperti :

a. Spesific Enthalpy (h) (kJ/kg)

b. Moisture Content () (kg/kg dry air)

c.

Spesific Volume ( ) (m3/kg)

d. Temperatur udara (oC)

e. RH (%)

f. (kg/s)


47/88

Sehingga didapatkan nilai-nilai sebagai berikut:

Parameter O

(outdoor)

R

(room/return)

S

(supply)

M

(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 112 52.5 40 dihitung 45.4 kW

(kg/kg dry air) 0,0297 0,0106 0,010 dihitung

(m3/kg) 0,915 0,858 0,828

T udara (oC) 34 24 14

RH (%) 80 55 98

udara (kg/s) dihitung Dihitung dihitung dihitung

Setelah didapat titik diatas maka selanjutnya perlu menghitung laju massa udara masing-masing

titik. Dimana telah diketahui laju volume udara luar atau fresh air dari tabel kriteria ( HVAC

Rule of Thumb ) adalah 3.5 LPS per orang. Nilai ini dikalikan jumlah orang sesuai desain yaitu

50 orang. Diasumsikan diambil nilai 3.5 LPS per orang

Vo( laju volume ) udara luar = 3.5 LPS x 50

= 175 LPS

= 0.175 m3/s

o ( laju massa) udara luar = o. Vo


48/88

Jadi laju massa udara luar atau outdoor (o) adalah 0.1912 kg/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara total dengan persamaan dibawah

Q coolpack = tot (hR- hS)

45.4 kW = tot (52.5kJ/kg40 kJ/kg)

tot= 3.63 kg/s

tot = mixed = supply

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara pada room atau return dengan persamaan

dibawah

R = tot - o

= 3.63 kg/s0.1912 kg/s

R = 3.43 kg/s


o = 0.1912 kg/s

R = 3.43 kg/s

S = 3.63 kg/s\


49/88

Jadi besar ventilasi adalah 5.26 %

Selanjutnya menentukkan titik udara mixed pada diagram psikrometri dengan persamaan

dibawah

Energi ( enthalpy ) yang masuk = Energi ( enthalpy) yang keluar

o . ho + R . hR= tot . htot atau 5.26 % . ho+ 94 % . hR

o .o + R . R= tot . tot atau 10.5 % . o+ 94 % . R

5.26 % . 112 kJ/kg + 94 % . 52.5 kJ/kg

5.89 kJ/kg + 49,35 kJ/kg = 55.24 kJ/kg

Jadi besar enthalpy udara mixed (M) = 55.24 kJ/kg

5.26 % . 0,0297kg/kg dry air + 94 % . 0,0106kg/kg dry air0,001562kg/kg dry air + 0.009964 kg/kg dry air = 0,011526kg/kg dry air

Jadi besar moisture content udara mixed (M) = 0,011526kg/kg dry air


50/88

Parameter O

(outdoor)

R

(room/return)

S

(supply)

M

(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 112 52.5 40 55.24 45.4 kW

(kg/kg dry air) 0,0297 0,0106 0,010 0,011526

(m3/kg) 0,915 0,858 0,828 0.863

T udara (oC) 34 24 14 24.1

RH (%) 80 55 98 82

udara (kg/s) 0.382 3.248 3.63 3.63

Selanjutnya dan yang terakhir adalah menghitung beban pendinginan coil ( Qcoil ), Q coil akan

sama dengan Q AC atau kapasitas pendinginan dari mesin pengkondisi udara, dimana dapat

dihitung dari persamaan dibawah.

Q coil = Q AC = tot ( hM- hS)

= 3.63 kg/s ( 55.24 kJ/kg40 kJ/kg )

= 3.63 kg/s . 15.24 kJ/kg

= 55.32 kJ/s

Q AC = 55.32 kWBeban pendinginan harus ditambah faktor koreksi sebesar 10 % untuk memberikan faktor

keamanan bila terjadi kesalahan perhitungan dan karena tidak ada perencanaan yang 100 %

tepat.

Jadi Q coil = Q AC = 55.32kW +(55.32kW . 10 %)

= 60.852 kW


51/88

Setelah itu hasil perhitungan ini adalah pada beban maksimal, karena aka nada perbedaan

pembebanan atau variasi pembebanan maka nilai perhitungan beban diatas dikalikan faktor

diversity sebesar 75 %. Jadi angka ini masih aman dengan desain yang dirancang.

Jadi Q coil = Q AC = 60.852 kW x 90 %

= 54.7668 kW

Angka inilah yang akan menjadi Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin

Pengkondisian Udara Untuk Convention Hall di Kawasan Jakarta Utara

Konversi :

1 Ton R = 12.000 BTU/h

1 kW = 3412 BTU/h

Jadi jika dirubah ke Ton R, maka akan menjadi

54.7668 kW x 3412 BTU/h = 186864.322 BTU/h : 12.000 BTU/h

= 11.81 Ton R

Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin Pengkondisian Udara untuk

ruang baca perpustakaan sebesar 15.57 Ton R


52/88

3. Ruang Kantor.

c) Setelah tampilan software Coolpack seperti dibawah maka selanjutnya dipilih CoolTool :

A

u

x

i

l

i

a

r

y

d

a

n

k

lik cooling demand for an air-conditioned room.


53/88

d) Setelah mmilih program Cooling demand for an air-conditioned room maka akan

ditampilkan seperti gambar dibawah

Keterangan gambar diatas yaitu :

1. Nomor 1 adalah menu untuk mengakses data yang kita hitung, mulai dari

menyimpan hasil perhitungan, membuka hasil perhitungan yang telah dihitung

sebelumnya, menhitung atau mengcalculate data yang telah dimasukkan, serta

mencetak hasil perhitungan.

2. Nomor 2 adalah akses untuk memasukan nilai-nilai untuk mendapatkan beban

transmisi seperti nilai hantaran termal yang sebelumnya telah dihitung, nilai

temperatur yang bersebelahan dengan dinding bangunan, nilai luas permukaan

jendela, nilai solar heat gain atau nilai panas matahari, nilai dimensi dari ruangan

yang akan dikondisikan, serta nilai temperatur dan kelembaban dari ruangan yang

diinginkan.

1

2

3

4


54/88

3. Nomor 3 adalah akses yang berkaitan dengan beban akibat pertukaran udara yang

tidak bisa dihindarkan dan tidak terkontrol atau disebut infiltrasi, dimana nilai-

nilai yang dimasukkan meliputi temperatur dan kelembaban dari udara infiltrasi

serta nilai dari jumlah atau banyaknya pertukaran udara yang terjadi.

4. Nomor 4 adalah akses yang berkaitan dengan beban dari dalam ruangan itu sendiri

atau auxiliary load, dimana nilai nilai yang dimasukkan meliputi jumlah orang,

jenis kegiatan di dalam ruangan, fan, perlatan lainnya serta nilai pencahayaan.

e) Selanjutnya sebelum memasukan nilai-nilai kedalam program coolpack diatas maka

terlebih dahulu kita harus menghitung U-value atau tahanan termal dari setiap wall.

Yaitu wall 1 sampai wall 4.

Gambar layout gedung perspustakaan Politeknik Negeri Bali

f) Didalam Gedung perpustakaan terdapat 4 ruangan, yaitu ruang kantor, ruang baca, ruang

teori, dan ruang arsip. Adapun dimensi pada setiap ruangan adalah sebagai berikut:g) Karena yang akan dihitung cooling load adalah bagian bangunan kantor dan ruang teori

maka terlebih dahulu maka akan ditampilkan gambar sketsa ruangan kantor, sebagai

berikut


55/88

Gambar sketsa ruang kantor gedung perpustakaan Politeknik Negeri Bali

h) Dengan spesifikasi ruangan kantor sebagai berikut :


Tembok Sisi Timur (I) dan Barat (III) : 3.57m x 3.5m = 12.495m2

Tembok sisi timur menempel dengan tembok yang lain Tembok Sisi Selatan (II) : 8.97m x 3.5m = 31.39m

2tembok menghadap keluar

o Jendela Tinggi 3 buah

Total Luas Jendela (A2) = 0,756m2x 3 = 2.268m

2

Jadi total luas tembok sebenarnya (A1) adalah:

31.39m2- 2.268m

2= 29.112m

2

I (Timur)

II (Selatan)

III (Barat)

IV (Utara)


56/88

Tembok Sisi Utara (IV) : 8.97m x 3.5m = 31.39m2

o Jendel besar 8 buah

Total luas jendela (A2) : 1.335m2x 8 = 10.68m

2

o

Pintu ukuran (A3) : 1m x 2.30m = 2.30m2

o Jadi luas tembok utara sebenarnya (A1) adalah :

31.39m2- 10.68m

2- 2.30m

2= 18.41m

2


57/88

Menghitung Cooling Load Ruang Kantor Gedung Perpustakaan

1. Menghitung cooling load pada tembok I timur, dengan spesifikikasi bangunan bisa

dilihat pada pembahasan sebelumnya. Dengan terlebih dahulu kita mengetahui nilau U-

valeu komponen pada sebuah bangunan:

Tembok dengan konstruksi standar di Indonesia adalah plesteran-bata-plesteran,

dimana nilai

U-value dinding adalah 2,8 W/m2K

U -value papan kayu adalah 2.14 W/m2K

U-value jendela adalah 4,3 W/m2K

U-value pintu adalah 3 W/m2K

U-value lantai adalah 2,7W/m2K

U -value atap adalah 3,5 W/m2K

(Tabel U-value bangunan di Indonesia. UK, Building Regulation Part L2B,

2000Indonesia, SNI 03-6389-2000).

2. Menghitung cooling load tembok selatan (II) dimana tembok ini menghadap keluar

ruangan, dengan spesifikasi ruangan bisa dilihat pada pembahasan sebelumnya.


58/88

3. Menghitung cooling load tembok utara (IV), dengan spesifikasi ruangan bisa dilihat

pada pembahasan sebelumnya.

4. Menghitung cooling load floor

5.

Menghitung cooling load Ceiling

Setelah U wall diatas didapat maka dapat dimasukkan nilai-nilai ke dalam program

coolpack. Yang pertama adalah untuk beban transmisi.


59/88

6. Setelah itu kita perlu memasukkan nilai solar heat gain atau nilai panas matahari,

dimana pada ruangan kantor hanya satu sisi bangunan yaitu sisi bangunan selatan yang

akan terkena matahari langsung selama setengah hari. Dipilih nilai SHG terbesar sesuai

dengan tabel solar heat gain puncak dalam satu tahun (CIBSE Guide A, 2006).

Sehingga besar nilai SHG Diantara ke empat sisi gedung, yang paling besar nilai SHG

selatan adalah 352.

7.

Karena sudah diketahui nilai SHG dan sisi gedung yang terkena sinar matahari, maka

kita juga harus menghitung luas dari jendela yang terkena paparan sinar matahari sisi

tembok selatan adalah seluas 2,268

8. Setelah SHG dan luas jendela wall 2 didapat maka nilai diatas dapat dimasukkan ke

dalam program coolpack, sperti gambar dibawah.

Uvalue Temperatur lingkungan

atau ruangan yang

bersebelahan dengan dinding

Temperatur dan

kelembaban ruangan serta

dimensi ruangan yang akan

Luas Nilai


60/88

i) Jika semua nilai-nilai pada perhitungan beban transmisi selesai dimasukkan, maka

dilanjutkan dengan memasukkan nilai-nilai untuk beban air change atau beban infiltrasi.

Dimana nilai-nilai yang dimasukkan adalah temperatur udara dan kelembaban udara

infiltrasi dimana sesuai desainnya adalah temperatur udara = 35oC dan

kelembaban/RH =80 %.

j) Selanjutnya mencari nilai ACF ( Air Change Factor ). Dimana dalam coolpack ACF :

AC/Hr x 24 hour ( room vol. per 24 hour). Jadi nilai ACF didapat dari nilai AC/Hr ( Air

Change per hour ). Nilai ACH atau pertukaran udara adalah : (HVAC Rule of Thumb,

2007)



-

1,0 AC/Hr untuk tiga sampai empat dinding yang terpapar langsung dengan udara

luar

Jadi karena bangunan ini hanya memiliki satu dinding yang terpapar langsung dengan

udara luar maka nilai pertukaran udaranya adalah 0,5 AC/Hr. Nilai ini dikalikan dengan

24 hour. Jadi nilai ACF ( Air Change Factor ) adalah 0,5 AC/Hr x 24 Hr = 12 ( room

vol.per 24 hour)

k) Setelah nilai ACF ( Air Change Factor ) diketahui, maka nilai ini dapat dimasukkan

kedalam program coolpack serta nilai temperatur dan kelembaban udara luar yang telah

sesuain desain, seperti gambar dibawah

l) Setelah memasukkan nilai diatas maka dapat dilanjutkan untuk memasukkan nilai-nilai

pada beban yang bersumber dari dalam ruangan atau auxiliary loads. Dimana nilai-nilai

yang dimasukkan meliputi :

a. Jumlah orang yang ada diruangan

Jumlah orang yang didesain adalah untuk 8 orang

Nilai temperatur dan

kelembaban udara infiltrasi = udara

luar sesuai desain

Nilai ACF ( Air Change


61/88

b. Jenis aktifitas yang dilakukan didalam ruangan

Jenis aktifitas atau kegiatan yang didesain adalah light atau ringan

c. Panas dari peralatan lain ( kW )

Panas dari peralatan lain ( Other heat developing equipment ) didapat dari nilai

internal heat gain untuk gedung pendidikan untuk gedung seminar rooms adalah :

-Nilai pencahayaan ( lighting ) = 12 W/m2

-Peralatan lain ( equipment ) = 5 W/m2



A lantai = panjang x lebar

= 8.97m x 3.57m

= 32,0229 m2


= 32,0229 m2x 5 W/m

2

= 160,1145 Watt

= 0,1601145 kW

d.

Daya fans ( kW )



e. Pencahayaan ( W/m2)

Nilai pencahayaan ( lighting ) yaitu 12 W/m2. Setelah nilai-nilai diatas didapat,

maka dapat dimasukkan di program coolpack, seperti gambar dibawah.


62/88

m) Setelah nilai-nilai pada beban transmisi, beban infiltrasi dan beban dari dalam ruangan

atau auxiliary loads dimasukkan, maka dapat dilakukan perhitungan dengan cara

mengklik CALCULATE pada MENU program coolpack. Seperti pada gambar dibawah.

Nilai pencahayaan

Nilai daya fans

umlah oran

nilai panas dari peralatan lain Jenis pekerjaan /

dengan mengklik

CALCULATE

melakukan erhitun an

Hasil Q total setelah di

calculate


63/88

n) Setelah hasil Q total didapat sebesar 4,81 kW. Ini hanya baru beban pendinginan tanpa

memperhitungkan besarnya beban ventilasi, dimana dalam desain akan memanfaatkan

udara return, jadi kita perlu memperhitungkan beban ventilasi yang dapat menyuplai

fresh air atau udara segar ke dalam ruangan, yang harus diketahui untuk runagan

convention seperti ini dengan kapasitas besar memerlukan fresh air untuk pertukaran

udara demi kenyamanan. Perhitungan atau analisa dapat dilakukan pada diagram

psikrometri.

o) Membuka diagram psikrometri atau psychrometric chart, dapat dilakukan langsung pada

perangkat laptop maupun di cetak dan dilakukan metode grafis. Tampilan digram

psikrometri dapat dilihat seperti dibawah.

p) Setelah itu mencari titik udara room / return dengan symbol Rdan udara outdoor

dengan symbol O dengan mencari perpotongan antara temperatur udara kering ( dry

bulb temperature) dengan kelembaban relative ( RH ).

a. Udara room atau return

- Temperatur udara kering = 24oC

-

Kelembaban relative = 55 %b. Udara outdoor


- Kelembaban relative = 80 %


64/88

q) Setelah nilai-nilai diatas diplot ke digram psikrometri akan mendapatkan titik seperti

dibawah, titik ini diberikan symbol R untuk udara room/return dan O untuk udara

outdoor dan kedua titik ini dihubungkan.

r) Setelah itu dapat mencari titik udara supply dengan menarik sejajar nilai busur

sensible/total heat ratio water added at 30o

C. Dimana nilai sensible heat ratio nya adalahdidapat dari hasil perhitungan coolpack yaitu 86 % maka diplot ke diagram psikrometri

yaitu 0,86 dengan temperatur supply 14oC seperti gambar dibawah


65/88

s) Selanjutnya mencari nilai-nilai atau parameter dari masing-masing titik diatas, seperti :

g. Spesific Enthalpy (h) (kJ/kg)

h. Moisture Content () (kg/kg dry air)

i. Spesific Volume ( ) (m3/kg)

j. Temperatur udara (oC)

k.

RH (%)

l. (kg/s)

untuk nilai ae didapat dari diagram psikrometri dan nilai f didapat dari perhitungan,

dimana nilai ae didapat seperti gambar dibawah.

Setelah mendapatkan nilai-nilai diatas maka dapat dimasukkan pada tabel seperti

dibawah


66/88

20. Setelah didapat titik diatas maka selanjutnya perlu menghitung laju massa udara

masing-masing titik. Dimana telah diketahui laju volume udara luar atau fresh air dari

tabel kriteria pada umunya menggunakan 3,5 LPS per orang. Nilai ini dikalikan jumlah

orang sesuai desain yaitu 8 orang. Diasumsikan diambil nilai 3,5 LPS per orang

Vo( laju volume ) udara luar = 3,5 LPS x 8 org

= 28 LPS

= 0,028 m3/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara total dengan persamaan rumus sebagai

berikut :

Qtot = mtot . (hr- hs)

mtot = Qtot/ (hr- hs)

= 4,81 KW / (52,5 kj/kg38 kj/kg)

= 0,33 kg/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara pada outdoor dan laju massa udara room

dengan persamaan dibawah:

o = Vo/Vspesifik o R = mtot- o

=

= 0,33 kg/s - 0,0307 kg/s

= 0,0307 kg/s = 0,3 kg/s

Parameter O

(outdoor)

R

(room/return)

S

(supply)

M

(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 115,5 52,5 38 dihitung 4,81 KW

(kg/kgdry air 0,029 0,0105 0,0092 dihitung

(m3/kg) 0,913 0,855 0,825 dihitung

T udara (oC) 35 24 14 dihitung

RH (%) 80 55 91 dihitungudara (kg/s) dihitung Dihitung dihitung dihitung


67/88

Selanjutnya dapat menghitung udara ventilasi outdoor dan udara ventilasi room dengan

persamaan sebagaui berikut:

Udara ventilasio = o / mtot

=

= 0,093= 9,3%

Udara ventilasiR = R / mtot

=

= 0,9= 90%


o = 0,0307 kg/s

R = 0,3 kg/s

tot = mix= supply = 0,33 kg/s

Udara ventilasio = 0,093= 9,3%

Udara ventilasiR = 0,9 = 90%

Selanjutnya menentukan titik moister conten udara mixed pada diagram psikometri

dengan persamaan dibawah ini :

m =

o

+

r

= 9,3% 0,029 kg/kgdry air+ 90% 0,0105 kg/kgdry air

= 0,0027 kg/kgdry air + 0,00945 kg/kgdry air

= 0,01215 kg/kgdry air

21. Setelah mendapatkan nilai enthalpy dan moisture content udara mixed atau campuran,

maka dapat nilai diatas dapat diplot ke dalam diagram psikrometri, maka akan didapat

RH dan tdb pada udar mixed seperti gambar dibawah


68/88

22. Selanjutnya adalah menghitung cooling capacity coil dengan persamaan sebagai

berikut:

Qcoil = mtot (hmhs)= 0,33 kg/s (58 38) kJ/kg

= 0,33 kg/s 20 kJ/kg

= 6,6 kJ/s = 6,6 KW


R(room/return)

S(supply)

M(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 115,5 52,5 38 61 4,81 KW

(kg/kgdry air 0,029 0,0105 0,0092 0,01215

(m3/kg) 0,913 0,855 0,825 0,863

T udara (oC) 35 24 14 25,5

RH (%) 80 55 91 62

udara (kg/s) 0,0307 0,3 0,33 0,33


69/88

23. Kemudian menghitung total capacity dari Air conditioner yang akan digunakan dengan

harus ditambah factor koreksi 10% dan juga density factor 70% dengan persamaan

sebagai berikut

QAC = [(Qcoil+ (10% Qcoil)) 90%]

= [(6,6 KW + (10% 6,6 KW)) 90%]

= [(6,6 KW + 0,66) 90%]

= 7,26 KW 90%

= 6,534 KW = 22294.008 BTU = 1.85 TR

Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin Pengkondisian Udara Untuk

ruang kantor gedung perpustakaan Politeknik Negeri Bali 1,85 TR


70/88

4. Ruang Teori

t) Setelah tampilan software Coolpack seperti dibawah maka selanjutnya dipilih

C

o

o

l

T

o

o

l

:

A

u

x

i

liary dan klik cooling demand for an air-conditioned room.


71/88

u) Setelah mmilih program Cooling demand for an air-conditioned room maka akan

ditampilkan seperti gambar dibawah

Keterangan gambar diatas yaitu :

5. Nomor 1 adalah menu untuk mengakses data yang kita hitung, mulai dari

menyimpan hasil perhitungan, membuka hasil perhitungan yang telah dihitung

sebelumnya, menhitung atau mengcalculate data yang telah dimasukkan, serta

mencetak hasil perhitungan.

6. Nomor 2 adalah akses untuk memasukan nilai-nilai untuk mendapatkan beban

transmisi seperti nilai hantaran termal yang sebelumnya telah dihitung, nilai

temperatur yang bersebelahan dengan dinding bangunan, nilai luas permukaan

jendela, nilai solar heat gain atau nilai panas matahari, nilai dimensi dari ruangan

yang akan dikondisikan, serta nilai temperatur dan kelembaban dari ruangan yang

diinginkan.

1

2

3

4


72/88

7. Nomor 3 adalah akses yang berkaitan dengan beban akibat pertukaran udara yang

tidak bisa dihindarkan dan tidak terkontrol atau disebut infiltrasi, dimana nilai-

nilai yang dimasukkan meliputi temperatur dan kelembaban dari udara infiltrasi

serta nilai dari jumlah atau banyaknya pertukaran udara yang terjadi.

8. Nomor 4 adalah akses yang berkaitan dengan beban dari dalam ruangan itu sendiri

atau auxiliary load, dimana nilai nilai yang dimasukkan meliputi jumlah orang,

jenis kegiatan di dalam ruangan, fan, perlatan lainnya serta nilai pencahayaan.

v) Selanjutnya sebelum memasukan nilai-nilai kedalam program coolpack diatas maka

terlebih dahulu kita harus menghitung U-value atau tahanan termal dari setiap wall.

Yaitu wall 1 sampai wall 4.

Gambar layout gedung perspustakaan Politeknik Negeri Bali

w) Didalam Gedung perpustakaan terdapat 4 ruangan, yaitu ruang kantor, ruang baca, ruang

teori, dan ruang arsip. Adapun dimensi pada setiap ruangan adalah sebagai berikut:x) Karena yang akan dihitung cooling load adalah bagian bangunan kantor dan ruang teori

maka terlebih dahulu maka akan ditampilkan gambar sketsa ruangan teori, sebagai

berikut


73/88

Gambar sketsa ruang teori gedung perpustakaan Politeknik Negeri Bali

y) Dengan spesifikasi ruangan kantor sebagai berikut :


Tembok Sisi selatan (I) : 5.46m x 3.5m = 19.11m2tembok menghadap keluar

o

Jendela tinggi:

Luas Jendela (A2) = 0,756m2

Jadi total luas tembok sebenarnya adalah (A1):

19.11m2- 0,756m

2= 18.354m

2

IV (Timur)

I (Selatan)

II (Barat)

III (Utara)


74/88

Tembok Sisi Barat (II) : 6.15m x 3.5= 21.52m2

tembok menghadap keluar

o Jendela Tinggi 2 buah

Total Luas Jendela (A2) = 0,756m

2

x 2 = 1.512 m

2

Jadi total luas tembok sebenarnya (A1) adalah:

21.52m2- 1.512 m

2= 20.008m

2

Tembok Sisi Utara (III) : 5.46m x 3.5m = 19.11m2

tembok ini terbuat dari papan

kayu yang menempel dengan ruangan lain

Tembok Sisi Timur (IV) : 6.15m x 3.5= 21.52m

2tembok ini terbuat dari papan kayu

o

Kaca ukuran (A2) : 3.75m x 1.05m = 3.93m2

o

Pintu ukuran (A3) : 1m x 2.30m = 2.30m2

o

Jadi luas tembok utara sebenarnya (A1) adalah :

21.52m2- 2.30m2- 3.93m2= 15.29m2


75/88

Menghitung Cooling Load Ruang Kantor Gedung Perpustakaan

9. Menghitung cooling load pada tembok I selatan, dengan spesifikikasi bangunan bisa

dilihat pada pembahasan sebelumnya. Dengan terlebih dahulu kita mengetahui nilau U-

valeu komponen pada sebuah bangunan:

Tembok dengan konstruksi standar di Indonesia adalah plesteran-bata-plesteran,

dimana nilai

U-value dinding adalah 2,8 W/m2K

U -value papan kayu adalah 2.14 W/m2K

U-value jendela adalah 4,3 W/m2K

U-value pintu adalah 3 W/m2K

U-value lantai adalah 2,7W/m2K

U -value atap adalah 3,5 W/m2K

(Tabel U-value bangunan di Indonesia. UK, Building Regulation Part L2B,

2000Indonesia, SNI 03-6389-2000).

10. Menghitung cooling load tembok barat (II) dimana tembok ini menghadap keluar

ruangan, dengan spesifikasi ruangan bisa dilihat pada pembahasan sebelumnya.


76/88

11. Menghitung cooling load tembok utara (III), dengan spesifikasi ruangan bisa dilihat


12. Menghitung cooling load tembok timur (IV), dengan spesifikasi ruangan bisa dilihat


13. Menghitung cooling load floor

14. Menghitung cooling load Ceiling

Setelah U wall diatas didapat maka dapat dimasukkan nilai-nilai ke dalam program

coolpack. Yang pertama adalah untuk beban transmisi.


77/88

15. Setelah itu kita perlu memasukkan nilai solar heat gain atau nilai panas matahari,

dimana pada ruangan kantor hanya satu sisi bangunan yaitu sisi bangunan selatan dan

timur yang akan terkena matahari langsung selama setengah hari. Dipilih nilai SHG

terbesar sesuai dengan tabel solar heat gain puncak dalam satu tahun (CIBSE Guide A,

2006). Sehingga besar nilai SHG Diantara ke empat sisi gedung, yang paling besar nilai

SHG selatan adalah 352 dan untuk sisi timur 369

16.

Karena sudah diketahui nilai SHG dan sisi gedung yang terkena sinar matahari, makakita juga harus menghitung luas dari jendela yang terkena paparan sinar matahari sisi

tembok selatan adalah seluas 0,756dan untuk sisi timur seluas 1,512 m2

17.

Setelah SHG dan luas jendela wall 2 didapat maka nilai diatas dapat dimasukkan ke

dalam program coolpack, sperti gambar dibawah.

Uvalue Temperatur lingkungan

atau ruangan yang

bersebelahan dengan dinding

Temperatur dan kelembaban

ruangan serta dimensi ruangan

yang akan dikondisikan

Luas Nilai


78/88

z) Jika semua nilai-nilai pada perhitungan beban transmisi selesai dimasukkan, maka

dilanjutkan dengan memasukkan nilai-nilai untuk beban air change atau beban infiltrasi.

Dimana nilai-nilai yang dimasukkan adalah temperatur udara dan kelembaban udara

infiltrasi dimana sesuai desainnya adalah temperatur udara = 35oC dan

kelembaban/RH =80 %.

aa)Selanjutnya mencari nilai ACF ( Air Change Factor ). Dimana dalam coolpack ACF :

AC/Hr x 24 hour ( room vol. per 24 hour). Jadi nilai ACF didapat dari nilai AC/Hr ( Air

Change per hour ). Nilai ACH atau pertukaran udara adalah : (HVAC Rule of Thumb,

2007)



-

1,0 AC/Hr untuk tiga sampai empat dinding yang terpapar langsung dengan udara

luar

Jadi karena bangunan ini hanya memiliki dua dinding yang terpapar langsung dengan

udara luar maka nilai pertukaran udaranya adalah 0,75 AC/Hr. Nilai ini dikalikan dengan

24 hour. Jadi nilai ACF ( Air Change Factor ) adalah 0,75 AC/Hr x 24 Hr = 18 ( room

vol.per 24 hour)

bb) Setelah nilai ACF ( Air Change Factor ) diketahui, maka nilai ini dapat dimasukkan

kedalam program coolpack serta nilai temperatur dan kelembaban udara luar yang telah

sesuain desain, seperti gambar dibawah

cc) Setelah memasukkan nilai diatas maka dapat dilanjutkan untuk memasukkan nilai-nilai

pada beban yang bersumber dari dalam ruangan atau auxiliary loads. Dimana nilai-nilai

yang dimasukkan meliputi :

f. Jumlah orang yang ada diruangan

Jumlah orang yang didesain adalah untuk 20 orang

Nilai temperatur dan

kelembaban udara infiltrasi = udara

luar sesuai desain

Nilai ACF ( Air Change


79/88

g. Jenis aktifitas yang dilakukan didalam ruangan

Jenis aktifitas atau kegiatan yang didesain adalah light atau ringan

h. Panas dari peralatan lain ( kW )

Panas dari peralatan lain ( Other heat developing equipment ) didapat dari nilai

internal heat gain untuk gedung pendidikan untuk gedung seminar rooms adalah :

-Nilai pencahayaan ( lighting ) = 12 W/m2

-Peralatan lain ( equipment ) = 5 W/m2



A lantai = panjang x lebar

= 6,51m x 5,46m

= 35,55 m2


= 35,55 m2

x 5 W/m2

= 177,75 Watt

= 0,17775 kW

i.

Daya fans ( kW )



j. Pencahayaan ( W/m2)

Nilai pencahayaan ( lighting ) yaitu 12 W/m2. Setelah nilai-nilai diatas didapat,

maka dapat dimasukkan di program coolpack, seperti gambar dibawah.


80/88

dd) Setelah nilai-nilai pada beban transmisi, beban infiltrasi dan beban dari dalam ruangan

atau auxiliary loads dimasukkan, maka dapat dilakukan perhitungan dengan cara

mengklik CALCULATE pada MENU program coolpack. Seperti pada gambar dibawah.

Nilai pencahayaan

Nilai daya fans

umlah oran

nilai panas dari peralatan lain Jenis pekerjaan /

dengan mengklik

CALCULATE

melakukan erhitun an

Hasil Q total setelah di

calculate


81/88

ee)Setelah hasil Q total didapat sebesar 6,27 kW. Ini hanya baru beban pendinginan tanpa

memperhitungkan besarnya beban ventilasi, dimana dalam desain akan memanfaatkan

udara return, jadi kita perlu memperhitungkan beban ventilasi yang dapat menyuplai

fresh air atau udara segar ke dalam ruangan, yang harus diketahui untuk runagan

convention seperti ini dengan kapasitas besar memerlukan fresh air untuk pertukaran

udara demi kenyamanan. Perhitungan atau analisa dapat dilakukan pada diagram

psikrometri.

ff) Membuka diagram psikrometri atau psychrometric chart, dapat dilakukan langsung pada

perangkat laptop maupun di cetak dan dilakukan metode grafis. Tampilan digram

psikrometri dapat dilihat seperti dibawah.

gg)Setelah itu mencari titik udara room / return dengan symbol Rdan udara outdoor

dengan symbol O dengan mencari perpotongan antara temperatur udara kering ( dry

bulb temperature) dengan kelembaban relative ( RH ).

c. Udara room atau return


-

Kelembaban relative = 55 %d. Udara outdoor


- Kelembaban relative = 80 %


82/88

hh)Setelah nilai-nilai diatas diplot ke digram psikrometri akan mendapatkan titik seperti

dibawah, titik ini diberikan symbol R untuk udara room/return dan O untuk udara

outdoor dan kedua titik ini dihubungkan.

ii) Setelah itu dapat mencari titik udara supply dengan menarik sejajar nilai busur

sensible/total heat ratio water added at 30oC. Dimana nilai sensible heat ratio nya adalah

didapat dari hasil perhitungan coolpack yaitu 82 % maka diplot ke diagram psikrometri

yaitu 0,82 dengan temperatur supply 14

o

C seperti gambar dibawah


83/88

jj) Selanjutnya mencari nilai-nilai atau parameter dari masing-masing titik diatas, seperti :

m. Spesific Enthalpy (h) (kJ/kg)

n. Moisture Content () (kg/kg dry air)

o. Spesific Volume ( ) (m3/kg)

p. Temperatur udara (oC)

q.

RH (%)

r. (kg/s)

untuk nilai ae didapat dari diagram psikrometri dan nilai f didapat dari perhitungan,

dimana nilai ae didapat seperti gambar dibawah.

Setelah mendapatkan nilai-nilai diatas maka dapat dimasukkan pada tabel seperti

dibawah


84/88

24. Setelah didapat titik diatas maka selanjutnya perlu menghitung laju massa udara

masing-masing titik. Dimana telah diketahui laju volume udara luar atau fresh air dari

tabel kriteria pada umunya menggunakan 3,5 LPS per orang. Nilai ini dikalikan jumlah

orang sesuai desain yaitu 20 orang. Diasumsikan diambil nilai 3,5 LPS per orang

Vo( laju volume ) udara luar = 3,5 LPS x 20 org

= 70 LPS

= 0,07 m3/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara total dengan persamaan rumus sebagai

berikut :

Qtot = mtot . (hr- hs)

mtot = Qtot/ (hr- hs)

= 6,27 KW / (52,5 kj/kg38 kj/kg)

= 0,43 kg/s

Setelah itu dapat menghitung laju massa udara pada outdoor dan laju massa udara room

dengan persamaan dibawah:

o = Vo/Vspesifik o R = mtot- o

=

= 0,43 kg/s - 0,0766 kg/s

= 0,0766 kg/s = 0.3534kg/s

Parameter O

(outdoor)

R

(room/return)

S

(supply)

M

(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 115,5 52,5 40 dihitung 6,27 KW

(kg/kgdry air 0,029 0,0105 0,0098 dihitung

(m3/kg) 0,913 0,855 0,827 dihitung

T udara (oC) 35 24 14 dihitung

RH (%) 80 55 95 dihitungudara (kg/s) dihitung Dihitung dihitung dihitung


85/88

Selanjutnya dapat menghitung udara ventilasi outdoor dan udara ventilasi room dengan

persamaan sebagaui berikut:

Udara ventilasio = o / mtot

=

= 0,18= 18%

Udara ventilasiR = R / mtot

=

= 0,82= 82%


o = 0,0766 kg/s

R = 0.3534kg/s

tot = mix= supply = 0,43 kg/s

Udara ventilasio = 0,18 = 18%

Udara ventilasiR = 0,82 = 82%

Selanjutnya menentukan titik moister conten udara mixed pada diagram psikometri

dengan persamaan dibawah ini :

m =

o

+

r

= 18% 0,029 kg/kgdry air+ 82% 0,0105 kg/kgdry air

= 0,00522 kg/kgdry air + 0,00861 kg/kgdry air

= 0.01383 kg/kgdry air

25. Setelah mendapatkan nilai enthalpy dan moisture content udara mixed atau campuran,

maka dapat nilai diatas dapat diplot ke dalam diagram psikrometri, maka akan didapat

RH dan tdb pada udar mixed seperti gambar dibawah


86/88


R(room/return)

S(supply)

M(mixed)

Q coolpack

h (kJ/kg) 115,5 52,5 40 62,5 6,27 KW

(kg/kgdry air 0,029 0,0105 0,0098 0.01383

(m3/kg) 0,913 0,855 0,827 0,0866

T udara (oC) 35 24 14 25,8

RH (%) 80 55 95 65

udara (kg/s) 0,0766 0.3534 0,43 0,43


87/88

26. Selanjutnya adalah menghitung cooling capacity coil dengan persamaan sebagai

berikut:

Qcoil = mtot (hmhs)

= 0,43 kg/s (62,5 38) kJ/kg

= 0,43 kg/s 24,5 kJ/kg

= 10,535 kJ/s = 10,535 KW

27. Kemudian menghitung total capacity dari Air conditioner yang akan digunakan dengan

harus ditambah factor koreksi 10% dan juga density factor 70% dengan persamaan

sebagai berikut

QAC = [(Qcoil+ (10% Qcoil)) 90%]

= [(10,535 KW + (10% 10,535 KW)) 90%]

= [(10,535 KW + 1.0535) 90%]

= 11,5885 KW 90%

= 10.42 KW = 35585.9658 BTU = 2.96 TR

Cooling capacity atau kapasitas pendinginan mesin Pengkondisian Udara Untuk

ruang teori gedung perpustakaan Politeknik Negeri Bali 2,96 TR


88/88

Kesimpulan

Jadi kapasitas pendinginan masing masing ruangan adalah sebagai berikut:

Ruang Teori = 2,96 TR

Ruang Kantor = 1,85 TR

Ruang Arsip = 4.38Ton R

Ruang Baca = 15.57 Ton R

Tugas Perencanaan Ruang Perpustakaan Refisi2

Documents

Transcript of Tugas Perencanaan Ruang Perpustakaan Refisi2