BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4 Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara
Dalam perencanaan sistem pengkondisian udara, beberapa faktor yang dipertimbangkan adalah beban pedinginan dan kebutuhan udara suppl. Pada ruang unit produksi, pengkondisian udara yang dapat dipakai adalah ducted split Air conditioner. Unit yang terpasang mensirkulasikan udara yang ada di dalam ruangan dan pada sistem tidak terdapat return duct. Sistem pengkondisian udara yang terpasang dapat digambarkan sebagai berikut
1. Beban Kalor Aktivitas Pekerja
Untuk perhitungan sistem pengkondisian udara terhadapa manusia didapat melalui besarnya kalor yang dihasilkan dari sesorang pada suatu aktifitas tertentu. Berdasarkan ASHRAE Handbook : Fundamentals, 1997, besarnya kalor total yang dihasilkan untuk suatu aktivitas yang dilakukan oleh seorang pria dewasa. Untuk wanita dewasa dapat diambil 75% dari kalor yang dihasilkan pria dewasa. Sedangkan untuk kategori aktivitas pekerja pada ruang unit produksi, ditentukan pada kategor pekerjan industri ringan (bediri, berjalan, mengangkat barang ringan)
Jumlah Pekerja = 30 orang
Total Qpekerja = 200 Watt x 30 orang
= 6000 Watt
= 20370,37 BTU/jam 2. Aplikasi Psychrometric
Untuk mengetahui temperatur udara supply, dapat digunakan bagan psikrometri. Dari bagan tersebut dapat diketahui kondisi titik supply udara
Temperatur udara Outdoor Air : 34 oC Temperatur udara Supply Air : 15 oC Temperatur udara Room Air : 24 oC
Gambar 4.20 Plotting temperatur udara rancangan pada Psycrometric Chart
3. Perhitungan Debit Udara
Untuk mengetahui kecepatan udara aliran udara didalam saluran, perlu ditentukan ukuran saluran dan debit udara yang melalui saluran.
Dengan hasil perhitungan debit udara yang telah dilakukan, dan dimensi saluran yang telah diketahui, maka kecepatan udara aliran udara dalam saluran dapat dihitung sebagai berikut:
๐ฬ = ๐ท๐๐๐๐ก ๐ข๐๐๐๐ ๐ฟ๐ข๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐๐ข๐๐๐
Sebagai contoh perhitungan salah satu bagian saluran memiliki ukuran dan debit udara sebagai berikut:
Luas Penampang Saluran : 0,5 m x 0,5 m
Kecepatan udara Aliran Udara : 2,5 m/s Sehingga:
๐ท๐๐๐๐ก ๐๐๐๐๐ = 2,5๐
๐ ๐ฅ0,5 ๐ ๐ฅ 0,5 ๐
= 0,25 CMS
= 1906.988 CFM
4. Analisa Kebutuhan Fresh Air
Fresh air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan oksigen bagi penghuni bangunan. Pada ruang unit produksi mengandalkan infiltrasi udara luar ke dalam bangunan melalui pintu-pintu pada bangunan.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan diketahui bahwa jumlah total infiltrasi udara luar ke dalam bangunan sebesar 1906.988 CFM.
Jumlah tersebut dapat mencukupi kebutuhan fresh air untuk jumlah manusia sebanyak 30 orang. Berdasarkan ASHRAE, jumlah minimal fresh air yang dibutuhkan untuk bangunan luas adalah 7 CFM per orang.
Sehingga untuk 30 orang dibutuhkan fresh air sebanyak 210 CFM. Agar kebutuhan fresh air terpenuhi, dibuat sistem ventilasi pada bangunan.
Sistem ventilasi dapat berupa saluran fresh air.
5. Pemilihan Perangkat AHU
Setelah didapatkan besarnya beban pendinginan yang dibutuhkan, yakni 6000 Watt atau setara dengan 20370,37 BTU/jam, maka dipilih produk komponen Water Cooled Chiller dengan spesifikasi sebagai berikut:
Merk = Daikin Industries, Ltd
Tipe = HTS/WSC
Model = Single Compressor
Konfigurasi = Water Chilling Unit Capacity = 300 โ 1300 ton Refrigeran = R134a
Setelah didapatkan besarnya kebutuhan udara pendingin, yakni 1906.988 CFM, maka dipilih produk komponen Air Handling Unit dengan spesifikasi sebagai berikut:
Merk = Daikin Industries, Ltd
Tipe = Double Skin Modular DDM 1-10 13 Rentang air flow AHU DDM = 700 โ 42379 CFM
Total Static Pressure = 2000 Pa
Material Wall = Double Skin Polyurethane Foam (PU) Eksternal High Strength Steel Pre-Painted Internal Galvanized Steel (GI)
Fan Type = Double Width Double Inlet (DWDI) Centrifugal Fan (2240 Pa)
Halaman ini sengaja dikosongkan
77
5.1 KesimplanDari hasil simulasi numerik yang dilakukan terhadap kondisi existing dan kondisi perencanaan sistem pendingin udara dengan variasi kecepatan udara masuk, yakni: 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Distribusi temperatur kondisi existing bangunan, khusunya pada occupied zone dimana pekerja melakukan aktivitas berada pada rentang 34oCโ 36 oC.
Kondisi ini masuk dalam kategori tidak cocok bagi temperatur efektif kenyamanan bagi manusia.
Penggunaan komponen Fan yang berhembus dengan kecepatan 6m/s secara mendatar mencapai titik terjauh 15m dari fan yaitu sebesar 2,7 m/s.
2. Distribusi temperatur kondisi perencanaan sistem pengkondisian udara, khususnya pada occupied zone dengan variasi kecepatan udara pendingin yang diberikan dapat mendinginkan temperatur pada baris pekerja 1 โ 5 dengan rentang temperatur 23oCโ 25 oC.
3. Nilai Nusselt Number yang dihasilkan semakin meningkat terhadap variasi Reynoldโs Number.
Semakin tinggi kecepatan udara masuk, semakin tinggi Nusselt Number. Peningkatan nilai Nusselt Number terhadap kecepatan udara pendingin mengalami peningkatan pada rentang 67%.
4. Perpindahan panas yang dihasilkan semakin meningkat terhadap variasi kecepatan udara. Semakin tinggi kecepatan udara, nilai heat transfer coefficient semakin meningkat. Sehingga nilai cooling rate per satuan panjang meningkat.
5. Beban pendinginan total untuk unit pengkondisian udara adalah 20370,37 BTU/jam. Besarnya kebutuhan udara pendingin, yakni 1906.988 CFM, maka dipilih produk komponen Air Handling Unit DAIKIN Industries, Ltd Double Skin Modular DDM 1-10 13 serta perangkat Water Chilling Unit HTS/WSC
5.3 Saran
Dari hasil simulasi numeric yang dilakukan terhadap variasi kecepatan udara pendingin 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s, saran yang bisa digunakan untuk penelitian berikutnya adalah:
1.
Pada proses simulasi secara numerik, perlu dilakukan perkembangan yang lebih banyak lagi. Perkembangan dapat digunakan sebagai perbandingan dengan hasil penelitian ini seperti variasi posisi inlet diffuser, beban pendiginan, kondisi simulasi unsteady dan lain-lain.2.
Data spesifikasi produk yang masih belum lengkap, bisa didapatkan pada perusahaan yang bersangkutan, secara profesional. Sehingga data dapat digunakan untuk keperluan pembelian secara langsung3.
Dalam studi perancangan, tidak terdapat tinjauan sistem kontrol. Oleh karena itu, hal tinjauan tersebut dapat dikembangkan pada studi perencanaan berikutnya.DAFTAR PUSTAKA
1) Ardian, Filipus, 2015 โSimulasi Numerik Distribusi Temperatur dan Kecepatan Udara Ruang Consession 1 pada Lantai 2 Terminal 2 Bandar Udara Juanda, Sidoarjoโ, Tugas Akhir, Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya.
2) Widianto, Nugroho, 2011 โStudi Numerik Distribusi Temperatur dan Kecepatan Udara pada Ruang Bedah Jantung (OKA 609) GBPT Rumah Sakit DR. Soetomoโ, Tugas Akhir, Teknik Mesin FTI-ITS, Surabaya.
3) Stoecker, Wilbert F., 1994. โRefrigerasi dan Pengkondisian Udaraโ, edisi kedua, Erlangga.
4) Incropera, Frank P. and David P. Dewitt, 2002.
โFundamental Heat and Mass Transfer sixth Editionโ, 2002. College of Engineering.
5) Moran, M.J and Shapiro, H.N. (1996). โFundamental of Engineering Thermodynamics Third Editionโ, New York: John Willey and Sons inc.
6) ASHRAE. (I997-2000). Fundamentals Handbook.
ASHRAE Inc.
7) ASHRAE. 1985. Fundamentals Handbook. ASHRAE Inc.
8) Johnson, William and Whitman. (1987). โRefrigeration And Air Conditioning Technologyโ, 2002. North Carolina: Delmar Publisher inc.
Y (m) tiap variasi kecepatan udara 2.66 0.903009 0.914314 0.990315 1.05763 1.02146 2.5 0.898328 0.909228 0.976072 1.04769 1.00938 2.375 0.891911 0.902281 0.963578 1.03646 0.998073
2.25 0.878744 0.888662 0.946424 1.01681 0.98153 2.125 0.851045 0.861009 0.919065 0.978793 0.954039
2 0.794578 0.805153 0.872728 0.905888 0.905401 1.9 0.703587 0.715484 0.814157 0.795793 0.839957 1.8 0.623752 0.635104 0.812554 0.706153 0.826004
Y Kecepatan Udara 2 m/s
3.3 1.21737 1.23672 1.39348 1.44039 1.4153
2 1.32319 1.35659 1.45261 1.51333 1.44754
Grafik Penurunan Kecepatan Udara 1,5 m/s vs Ketinggian
Grafik Penurunan Kecepatan Udara
2 m/s vs Ketinggian
2. Tabel hasil perhitungan pada variasi kecepatan:
1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s
Kontur Temperatur udara tampak atas bidang XZ y=-12,8 (Kecepatan udara : 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s)
Kontur Kecepatan udara tampak atas bidang XZ pada y=-12,2 (Kecepatan udara : 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s)
Kontur Kecepatan udara tampak atas bidang XZ pada y=-12,8 (Kecepatan udara : 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s)
Kontur Temperatur udara tampak samping bidang XY pada Z=0.4 (Kecepatan udara : 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s)
Kontur Kecepatan udara tampak samping bidang XY pada Z=0.4 (Kecepatan udara : 1,5m/s ; 2m/s ; 2,5m/s)
Patricia Manurung adalah anak kedua dari empat ber saudara.
Penulis lahir di Palembang, 15 Maret 1994. Penulis memulai pendidikan di TK Baptis, Palembang. Dilanjutkan dengan pendi- dikan sekolah dasar di SD Baptis Palembang, jenjang sekolah menengah di SMPK Frater Xaverius 1 Palembang, dan menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas di SMAK Xaverius 1 Palembang pada tahun 2012.
Selanjutnya, penulis menerus- kan studinya ke jenjang perkuliahan pada tahun 2012 di Jurusan Teknik Mesin ITS, Surabaya.
Semasa kuliah, penulis aktif di berbagai organisasi, diantaranya adalah club pers Dimensi, organisasi kerohanian mahasiswa PMK ITS dan asisten di Laboratorium Termo- dinamika dan Perpindahan Panas. Penulis mulai aktif di berbagai organisasi dimulai pada tahun 2013 dengan mengikuti club pers dimensi sebagai staff divisi HRD. Selanjutnya, pada tahun 2014 penulis menjabat sebagai Kepala Divisi HRD. Selain itu, pada tahun 2015-2016 penulis juga aktif di PMK ITS. Pada tahun 2016-2017 penulis tidak lagi mengikuti kegiatan organisasi untuk fokus pada penyelesaian tugas akhir di laboratorium
Thermodinamika dan Perpindahan Panas.
Untuk segala informasi dan saran yang ditujukan kepada penulis dapat menghubungi penulis melalui e-mail [email protected].
Halaman ini sengaja dikosongkan