BEBAN PENDINGINAN
3.5 Perhitungan Beban Pendinginan Supermarket
a. Kondisi Perancangan
• Kondisi dalam ruangan
Temperatur bola kering = 26,67ºC (80°F)
Kelembaban relatif rata-rata = 50 %
Dari diagram Psychometric Chart diperoleh: Temperatur bola basah = 19,44ºC (67°F)
Entalpi (h) = 31,5 BTU/lb Perbandingan kelembaban = 76 gr/lb
• Kondisi diluar ruangan
Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Jakarta)
Temperatur bola kering = 35°C (95°F)
Temperatur bola basah = 28°C (82,4°F)
Dari diagram Psychometric Chart diperoleh:
Entalpi(h) = 46,5 BTU/lb
Perbandingan kelembaban = 170 gr/lb
• Kondisi udara di dalam supermarket tidak terkena radiasi dari sinar matahari dan kondisi diasumsikan, asumsi berdasarkan dari buku Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, hal. 12
Temperatur bola basah = 24°C (75,2°F)
b. Menentukan Nilai koefisiensi perpindahan panas menyeluruh (U) pada dinding,
langit-langit/atap, dan lantai.
• Dinding
Dinding terbuat dari beton yang terdiri dari lapisan plester, batu bata, dan plester
lagi. Plester terbuat dari campuran antara semen dan pasir, kemudian dicat putih.
Sehingga tebal dinding keseluruhan 6 inchi.
Dari tabel 3.1 diperoleh, U = 0,2 BTU/hr.ft2.°F
• Langit-langit dan lantai
Langit-langit diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal ini
dikarenakan kondisi pada Basement dan Ground dikondisikan pada suhu dan kelembaban udara yang sama, sehingga tidak terjadi perpindahan panas.
Tetapi pada lantai mengalami perpindahan panas, karena bersentuhan dengan
tanah yang memiliki beda temperatur.
Dari tabel 3.1 diperoleh, U = 0,1 BTU/hr.ft2.°F
• Kaca
Kaca diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal ini dikarenakan
kondisi supermarket diamond yang berada di Basement. Jadi tidak ada kalor yang berpindah oleh radiasi sinar matahari dari kaca.
Tabel 3.1 Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh Melalui Dinding Dan
Lantai
c. Menghitung besarnya beban pendinginan dengan rumus-rumus yang tersedia.
• Beban kalor konduksi melalui dinding, lantai Q = U.A.∆T
Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding adalah:
Utara: Q = 0,2 BTU/hr.ft2.ºF 1,033.3871 ft2 (95ºF-80ºF) = 3,100.1613 BTU/hr Timur: Q = 0,2 BTU/hr.ft2.ºF 2,615.7576 ft2 (95ºF-80ºF) = 7,847.2728 BTU/hr Selatan: Q = 0,2 BTU/hr.ft2.ºF 1,033.3871 ft2 (95ºF-80ºF) = 3,100.1613 BTU/hr Barat: Q = 0,2 BTU/hr.ft2.ºF 2,615.7576 ft2 (95ºF-80ºF) = 7,847.2728 BTU/hr
Besarnya beban kalor konduksi melalui lantai adalah
Q = 0,1 BTU/hr.ft2.ºF 21,872.335 ft2 (95ºF-80ºF)
= 32,808.503 BTU/hr
• Beban kalor peralatan listrik/ lampu Q = 3,4 W BF CLF
Di dalam Supermarket terdapat :
o 647 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 36 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 23292 Watt.
o 6 buah lampu hias di daerah kosmetik yang memiliki daya masing- masing 40 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 240 Watt.
o 4 buah lampu hias tipe clear di daerah display makanan yang masing-masing memiliki daya 60 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan
adalah sebesar 240 Watt.
o 5 buah lampu hias tipe essential di daerah kasir yang masing-masing memiliki daya 20 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah
sebesar 100 Watt.
o 5 buah komputer kasir yang masing-masing memiliki daya 295 Watt, maka daya total komputer yang dihasilkan adalah sebesar 1475 Watt.
Ballast Factor (BF) lampu diasumsikan 1,25 sedangkan Ballast Factor (BF) komputer dan lemari pendingin minuman maupun lemari pendingin es krim
kerja, sehingga lama waktu penggunaan lampu dan alat elektronik lainnya sama
dengan waktu menggunaan AC, sehingga nilai CLF =1.
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah
Q = 3,4 23292 Watt 1,25 1 = 98,991 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias di daerah kosmetik adalah
Q = 3,4 240 Watt 1,25 1 = 1,020 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias tipe clear di daerah display makanan adalah
Q = 3,4 240 Watt 1,25 1 = 1,020 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu hias tipe essential di daerah kasir adalah
Q = 3,4 100 Watt 1,25 1 = 425 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan komputer kasir adalah
Q = 3,4 1475 Watt 1 1 = 5015 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lemari pendingin minuman adalah
Q = 3,4 320 Watt 1 1 = 1088 BTU/hr
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lemari pendingin es krim adalah
• Beban kalor dari manusia Qs = qs.n.CLF
QL = qL.n
Beban kalor sensibel dan laten dari pengunjung yang dihasilkan dapat
diperhitungkan dengan tabel 3.2. diasumsikan nilai CLF=1 dan terdapat 100
pengunjung, maka perhitungannya:
Qs = 315 Btuh 100 1 = 31,500 BTU/hr
QL = 325 Btuh 100 = 32,500 BTU/hr
Sedangkan beban kalor laten dan sensibel dari karyawan:
Qs = 315 Btuh 25 1 = 7,875 BTU/hr
QL = 325 Btuh 25 = 8,125 BTU/hr
Maka total beban kalor laten maupun sensibel:
Qs = 31,500 BTU/hr + 7,875 BTU/hr = 39,375 BTU/hr
Tabel 3.2 Rates Sensible And Latent Heat Gain Pada Manusia
(Air Conditioning Principles And System, Edward G Pita tabel 6.11 hal 110)
• Beban kalor dari ventilasi Qs = 1,1.CFM.∆T
Untuk ventilasi, diasumsikan setiap orang membutuhkan udara segar sebanyak 20
CFM, asumsi diambil dari Air Conditioning Principles And Systems, Edward G. Pita, tabel 6.15 hal 118. Pada sambungan ducting juga diasumsikan terdapat kebocoran sebesar 5% dari total CFM. Selain itu, juga dibutuhkan suatu unit
untuk menghembusakn udara suplai air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.
Selisih udara kering di dalam dan diluar ruangan adalah
(95ºF - 80ºF) = 15ºF
Selisih perbandingan kelembaban di dalam dan di luar ruangan adalah
(170 gr/lb – 76 gr/lb) = 94 gr/lb
Sehingga perhitungannya untuk 100 pengunjung:
Qs = 1,1 (20 100) 15ºF = 33,000 BTU/hr
QL = 0,68 (20 100) 94 gr/lb = 127,840 BTU/hr
Dan perhitungan untuk 25 orang karyawan yang bekerja:
Qs = 1,1 (20 25) 15ºF = 8,250 BTU/hr
QL = 0,68 (20 25) 94 gr/lb = 31,960 BTU/hr
Maka total beban kalor laten maupun sensibel:
Qs = 33,000 BTU/hr + 8,250 BTU/hr = 41,250 BTU/hr
Hasil perhitungan beban pendinginan total pada Supermarket di JL.
Laksda Adisutjipto Yogyakarta dapat dilihat pada tabel 3.3
Tabel 3.3 Data Perhitungan Beban Pendinginan
Proyek : Supermarket Engr :
Lokasi : JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta Calc.
by Redo S
T
Temperatur Temperatur RH W Daily
range : 22
bola kering bola basah Temp. Ave
: 86⁰F
⁰F ⁰F % gr/lb Bulan : Oktober
kondisi Luar 95 (35⁰C) 82,4 (28⁰C) 59 170 Jam : 13:00
Desain Dalam 80 (26,67⁰C) 67 (19,4⁰C) 50 76
Konduksi Arah
U Luas Perbedaan
suhu RSHG
BTU/hr.ft2.°F m2 luar dalam BTU/hr
Timur Jendela Barat Kaca Utara Selatan Dinding Timur 0.2 243 95 80 7847.27 Barat 0.2 243 95 80 7847.27 Utara 0.2 96 95 80 3100.16 Selatan 0.2 96 95 80 3100.16 Langit- langit Lantai 0.1 2032 95 80 32808.50 Partisi
Radiasi Arah SGHF luas SC CLF Timur Jendela Barat kaca Utara Selatan Lampu W BF CLF RLHG Watt BTU/hr TL 3.4 23292 1.25 1 98991 Lampu 3.4 240 1.25 1 1020 kosmetik Lampu 3.4 240 1.25 1 1020 display makanan Lampu 3.4 100 1.25 1 425 kasir Peralatan Lemari 3.4 320 1 1 1088 pendingin minuman Komputer 3.4 1475 1 1 5015 kasir Lemari 3.4 350 1 1 1190 es krim
Manusia SHG LHG CLF Jumlah orang Sensibel 315 1 125 39375 Laten 325 125 40625 Infiltrasi CFM W ∆T ft3/menit gr/lb ⁰F Sensibel Laten
Supply air duct gain
10141.37
Supply air leakage 5%
Supply air fan gain (draw through) 2,5% 5070.68
RSHG/RLHG (Room Heat Gain) 218039.42 40625 Ventilasi CFM W (gr/lb) ∆T ⁰F Jumlah orang Sensibel 1.1 20 15 125 41250 Laten 0.68 20 94 125 159800
Supply air fan gain (blow through) 0% RTHG
Pump gain BTU/hr
Return air duct gain
Return air fan gain 0%
TSH/TLH Cooling Load 259289.42 200425 459714.42
