2.7 Beban Pendingin
2.7.3 Metode CLTD/SCL/CLF
Skipsi Universitas Mercu Buana Dimana :
= setiap n elemen penambah kalor laten.
2.7.3 Metode CLTD/SCL/CLF
a) Penambahan kalor dari luar ruangan yang dikondisikan 1) Beban radiasi matahari melalui kaca.
………..………...(2.7.39) Dimana :
A = luas permukaan kaca luar.
SC = koefisien peneduh.
SCL = faktor beban pendinginan matahari dengan tanpa peneduh dalam, atau dengan peneduh dalam.
2) Konduksi matahari melalui kaca, atap dan dinding
…………..………...(2.7.40) Dimana :
U = koefisien perpindahan kalor rancangan untuk atap, dinding atau untuk kaca.
A = luas permukaan atap, dinding luar atau kaca luar dihitung dari gambar bangunan.
(CLTD) = perbedaan temperatur beban pendinginan atap, dinding atau kaca.
3) Beban pendinginan dari partisi, langit-langit dan lantai
q = U.A ( )………...………..…..……(2.7.40)
= temperatur di dalam ruangan yang bersebelahan.
= temperatur di dalam ruangan yang direncanakan.
Skipsi Universitas Mercu Buana b) Beban pendinginan dalam
1) Orang
= N .(penambahan kalor sensibel). (CLF)….………(2.7.41) Dimana :
N = jumlah orang yang berada dalam ruangan.
CLF = faktor beban pendinginan sesuai jam penghunian.
Catatan :
CLF = 1.0 dengan kepadatan tinggi atau 24 jam penghunian atau jika pendinginan dimatikan pada malam hari atau selama libur.
2) Pencahayaan
………...(2.7.42) Dimana :
W = watt dari listrik untuk pencahayaan atau armature lampu.
= faktor penggunaan pencahayaan.
= faktor toleransi khusus.
CLF = faktor beban pendinginan sesuai jam penghunian.
Catatan :
CLF = 1.0 dengan kepadatan tinggi atau 24 jam penghunian atau jika pendinginan dimatikan pada malam hari atau selama libur.
CLF = faktor beban pendinginan sesuai jam penghunian.
Catatan :
CLF = 1.0 dengan kepadatan tinggi atau 24 jam penghunian atau jika pendinginan dimatikan pada malam hari atau selama libur.
Skipsi Universitas Mercu Buana 4) Peralatan lain
………...……….…...…...(2.7.44)
………...………(2.7.45)
………..………(2.7.46) Dimana :
= penambahan kalor sensible dan laten peralatan.
= faktor pemakaian, faktor radiasi, faktor kerugian pembakaran.
CLF = faktor beban pendinginan sesuai jam penghunian.
Catatan :
CLF = 1.0 dengan kepadatan tinggi atau 24 jam penghunian atau jika pendinginan dimatikan pada malam hari atau selama libur.
Set beban laten = 0 jika peralatan menggunakan tudung pembuangan.
c) Udara ventilasi dan infiltrasi
……….……….……..(2.7.47) ………...(2.7.48) ………..………...(2.7.49)
Dimana :
Q = aliran udara ventilasi atau infiltrasi, liter/detik.
= temperatur udara diluar dan dalam ruangan, °C.
= kandungan uap air diluar dan dalam ruangan (kg. uap air/kg. udara kering).
= entalpi udara di luar dan di dalam ruangan, kj/jg (udara kering).
Skipsi Universitas Mercu Buana 2.8 Perencanaan Saluran Udara
Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan dimensi saluran udara. Dalam satu sistem penyegaran udara, kita dapat menggunakan salah satu dari metode itu, atau gabungan dari beberapa metode yang ada.
Metode – metode itu adalah :
• Metode Gesekan (Friction) sama.
Prinsip dasarnya yaitu menggunakan harga head loss yang sama untuk setiap section saluran udara. Mulai dari ducting utama sampai ducting cabang harga head loss nya sama. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan dimensi ducting supply dan return, serta saluran udara untuk exhaust dan udara segar.
• Metode Static Regain.
Metode ini biasanya digunakan untuk menentukan dimensi saluran udara supply. Metode ini lebih komplek dibanding metode equal friction. Prinsip dasarnya yaitu menurunkan kecepatan untuk menaikkan tekanan statik sehingga cukup untuk mengatasi losses akibat gesekan section berikutnya.
• Metode T (T-Method).
Pada metode ini selain menentukan dimensi saluran udara, dapat diketahui juga biaya awal, biaya operasi, pemakaian energi, jam operasi dan lain-lain.
Metode ini sebaiknya menggunakan hitungan komputer, prosedur manualnya dapat dilihat pada ASHRAE Handbook – Fundamental.
• Metode Penurunan Kecepatan.
Prinsip dasarnya yaitu menurunkan kecepatan pada setiap section ducting.
• Metode Tekanan Total
Metode ini adalah pengembangan dari metode static regain. Desainer menentukan sendiri actual friction dan dynamic losses nya pada tiap-tiap section saluran udara.
• Metode kecepatan sama
Prinsipnya yaitu mempertahankan kecepatan udara selalu sama pada setiap section saluran udara.
• Residential system design
Skipsi Universitas Mercu Buana Prosedur manual metode ini dapat dilihat di SMACNA Instalation standards for residential Heating and Air Conditioning System.
Persamaan umum yang digunakan untuk menentukan saluran udara yaitu : Q = V x A ………( 2.8.1) Dimana : Q = air flow rate (cfm)
V = kecepatan (fpm) A = luas sektion (ft²)
Untuk gedung komersial kecepatan udara supply normalnya antara 1200 fpm sampai 2200 fpm. Sedangkan kecepatan udara return antara 1500 sampai 1800 fpm.
Tabel 2.8.1. Kecepatan maksimum udara
Jenis bangunan
Kecepatan udara maksimum (fpm) Saluran utama Saluran cabang Supply Return Supply Return
Rumah tinggal 1000 800 600 600
Apartemen, hotel, rumah sakit 1500 1300 1200 1000 Kantor kecil, ruang director,
Penurunan dimensi saluran udara dari saluran utama keseluruhan cabang berdasarkan metode gesekan (equal friction) dapat dilihat pada tabel dibawah.
Jika jumlah udara yang mengalir turun menjadi 60% cfm, maka luas saluran udaranya turun 67,5% area. Jika jumlah udara turun menjadi 40%, maka luasannya turun menjadi 48%.
Skipsi Universitas Mercu Buana
Tabel 2.8.2. Persen penurunan area ducting pada metode equal friction
(Sumber : Carrier handbook)
Untuk menghitung friction loss pada rectangular duct perlu diketahui ekuivalen diameternya. Kemudian dilihat pada grafik friction loss, berapa besar friction loss nya. Ekuivalen diameter dapat dihitung dengan persamaan :
………..……….……….(2.8.2)
Dimana : D = ekuivalen diameter a = lebar saluran udara b = tinggi saluran udara
Dalam menentukan lebar dan tinggi saluran udara perlu diperhatikan aspek perbandingannya. Semakin besar rasio perbandingannya, maka semakin besar biaya yang diperlukan.
Skipsi Universitas Mercu Buana Tabel 2.8.3. Contoh rasio perbandingan dimensi saluran udara
(Sumber : SMACNA)
Sedangkan untuk menghitung pressure loss dan fitting seperti elbow, percabangan dan lain-lain menggunakan persamaan :
………....(2.8.3)
= total pressure loss_in.wg (pa) = fitting loss coefficient
= velocity pressure_in.wg (pa)
Nilai C dapat dilihat pada tabel fitting loss coefficient SMACNA_HVAC System Duct Design Chapter 14 lampiran B.
Nilai tekanan kecepatan dapat dihitung dengan persamaan :
……….……….……….……(2.8.4)
= velocity pressure (in.wg) V = kecepatan (fpm)
atau dengan persamaan :
………..………...(2.8.5) = velocity pressure (pa)
V = kecepatan (m/s)
Skipsi Universitas Mercu Buana Tekanan udara total pada saluran merupakan penjumlahan dari total static pressure dan velocity pressure.
……….…..………....(2.8.6)
= total pressure (in.wg) = static pressure (in.wg) = velocity pressure (in.wg)
SP = L x (friction rate) x (correction factor)……….….(2.8.7) L = panjang ducting lurus
Faktor koreksi untuk friction rate tergantung pada material saluran udara.
Nilainya dapat dilihat pada SMACNA_HVAC System Duct Design Chapter 14 tabel 14.1 dan 14.2.