BAB II DASAR TEORI
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
3.7 Perhitungan Kapasitas Pompa
Untuk menghitung kapasitas pompa yang dibutuhkan, perlu dihitung terlebih dahulu kerugian-kerugian gesek dari pipa lurus dan fitting-fitting.
Kerugian gesek pada pipa lurus dihitung dengan persamaan 2.8.3.2 dan 2.8.3.2. Kerugian gesek pada reducer dihitung dengan persamaan 2.8.3.3 sedang kerugian pada fitting-fitting dihitung dengan persamaan 2.8.3.6.
Hf =
3.7.1 Perhitungan Penurunan tekanan pada pipa supply.
Distribusi pada pipa supply dilayani oleh pompa CHWP Skunder (SCHWP). Pada gedung ini pompa SCHWP dibagi menjadi 2 unit. SCHWP-A mensupply ke pipa riser 2 dan riser 4. Total flow rate-nya adalah 3,000 gpm.
Sedang pompa SCHWP-B mensuplly pipa riser 1, riser 3 dan riser 5. Total Flow rate-nya adalah 2,700 gpm.
A. Perhitungan head pada pipa hisap (suction) 1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus
Diameter Panjang Kecepatan D (ft) L (ft) V (ft/s)
1.31 147.6 8.00 0.0213 2.3808
0.98 65.62 8.00 0.0217 1.4429
Total 3.8237
f hf (ft)
2. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa hisap (suction) adalah : HLS = Hf + He
= 3.8237 + 26.77
= 30.59 ft → 31 ft
B. Perhitungan head pada pipa tekan (discharge) Instalasi pada masing-masing Pompa
- Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.492 370.73 8.00 0.0210 15.7612
0.41 39.37 8.00 0.0212 2.0280
0.328 39.37 8.00 0.0215 2.5714
0.262 29.53 8.00 0.0219 2.4576
0.213 19.69 8.00 0.0223 2.0561
0.164 39.37 8.00 0.0230 5.5070
Total 30.3812
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.6981
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 1 adalah : HLS1 = Hf + Hc + He
= 30.3812 + 0.6981 + 21.32
= 52.4 ft → 54 ft
Pipa Riser 2
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.83 131.23 8.00 0.0206 3.2420
0.67 59.06 8.00 0.0207 1.8201
0.5 39.37 8.00 0.0210 1.6457
0.42 29.53 8.00 0.0212 1.4828
0.33 13.12 8.00 0.0215 0.8513
0.25 39.37 8.00 0.0220 3.4482
0.083 19.69 8.00 0.0260 6.1445
Total 18.6347
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
250 → 200 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 1.0238
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLS2 = Hf + Hc + He
=18.6347 + 1.0238 + 18.27
= 37.93 ft → 38 ft
Pipa Riser 3
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.67 426.51 8.00 0.0207 13.1443
0.5 13.12 8.00 0.0210 0.5484
0.42 39.37 8.00 0.0212 1.9770
0.33 39.37 8.00 0.0215 2.5547
0.25 157.48 8.00 0.0220 13.7927
0.17 262.47 8.00 0.0229 35.2524
Total 67.2695
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.8610
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLS3 = Hf + Hc + He
= 67.2695 + 0.8610 + 18.27
= 86.4 ft → 87 ft
Pipa Riser 4
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.833 164.04 8.00 0.0206 4.0376
0.67 78.74 8.00 0.0207 2.4266
0.5 39.37 8.00 0.0210 1.6457
0.42 29.53 8.00 0.0212 1.4828
0.33 26.25 8.00 0.0215 1.7033
0.25 104.99 8.00 0.0220 9.1954
Total 20.4915
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
250 → 200 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 1.0238
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLS4 = Hf + Hc + He
= 20.4915 + 1.0238 + 24.36
= 45.88 ft → 46 ft
Pipa Riser 5
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.5 400.26 8.00 0.0210 16.7314
0.42 39.37 8.00 0.0212 1.9770
0.33 59.1 8.00 0.0215 3.8350
0.25 59.1 8.00 0.0220 5.1762
0.17 19.7 8.00 0.0229 2.6459
Total 30.3655
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.6981
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 5 adalah : HLS5 = Hf + Hc + He
= 30.3655 + 0.6981 + 21.42
= 52.48 ft → 53 ft
3.7.2 Perhitungan penurunan tekanan pada pipa return.
Distribusi pada pipa balik (return) dilayani oleh pompa CHWP Primer (PCHWP). Kapasitas total yang dilayani oleh pompa PCHWP adalah 5,760 gpm.
A. Perhitungan head pada pipa hisap (suction) Pipa Riser 1
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.5 492.13 8.00 0.0210 20.5717
0.42 45.93 8.00 0.0212 2.3064
0.33 39.37 8.00 0.0215 2.5547
0.25 39.37 8.00 0.0220 3.4482
0.21 19.69 8.00 0.0224 2.0886
0.17 39.37 8.00 0.0229 5.2878
Total 36.2573
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.6981
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 1 adalah : HLD1 = Hf + Hc + He
= 36.2573 + 0.6981 + 21.32
= 58.28 ft → 59 ft
Pipa Riser 2
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.833 262.47 8.00 0.0206 12.9205
0.67 45.93 8.00 0.0207 2.8310
0.5 45.93 8.00 0.0210 3.8399
0.42 26.25 8.00 0.0212 2.6363
0.33 13.12 8.00 0.0215 1.7027
0.25 19.69 8.00 0.0220 3.4491
0.17 39.37 8.00 0.0229 10.5756
Total 37.9549
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
250 → 200 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 1.0238
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLD2 = Hf + Hc + He
=37.9549 + 1.0238 + 18.27
= 57.25 ft → 58 ft
Pipa Riser 3
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.67 534.78 8.00 0.0207 16.4810
0.5 39.37 8.00 0.0210 1.6457
0.42 26.25 8.00 0.0212 1.3181
0.33 26.25 8.00 0.0215 1.7033
0.25 157.48 8.00 0.0220 13.7927
0.17 262.47 8.00 0.0229 35.2524
Total 70.1933
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.8610
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLD3 = Hf + Hc + He
= 70.1933 + 0.8610 + 18.27
= 89.32 ft → 90 ft
Pipa Riser 4
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.833 314.96 8.00 0.0206 7.7522
0.67 32.81 8.00 0.0207 1.0111
0.5 65.62 8.00 0.0210 2.7430
0.42 19.69 8.00 0.0212 0.9887
0.33 19.69 8.00 0.0215 1.2777
0.25 104.99 8.00 0.0220 9.1954
Total 22.9682
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
250 → 200 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
200 → 150 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 1.0238
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Jenis K Jumlah K Total
He =
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 2 adalah : HLD4 = Hf + Hc + He
= 22.9682 + 1.0238 + 24.36
= 48.35 ft → 49 ft
Pipa Riser 5
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
0.5 518.37 8.00 0.0210 21.6686
0.42 59.06 8.00 0.0212 2.9657
0.33 32.81 8.00 0.0215 2.1290
0.25 32.81 8.00 0.0220 2.8736
0.17 39.37 8.00 0.0229 5.2878
Total 34.9247
f hf (ft)
2. Kerugian head pada reducer
Diameter A2/A1 CC hc Jumlah hc Total
150 → 125 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
125 → 100 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
100 → 80 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
80 → 65 0.7 0.755 0.1048 1 0.1048
65 → 50 0.6 0.712 0.1628 1 0.1628
Total 0.6981
3. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Maka kerugian gesek total pada pipa riser 5 adalah : HLD5 = Hf + Hc + He
= 34.9247 + 0.6981 + 21.32
= 56.94 ft → 57 ft
B. Perhitungan head pada pipa tekan (discharge) 1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus
Diameter Panjang Kecepatan D (ft) L (ft) V (ft/s)
1.5 114.83 8.00 0.0203 1.5492
0.99 68.9 8.00 0.0205 1.4203
Total 2.9695
f hf (ft)
2. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan
Maka kerugian gesek total pada pipa tekan (discharge) adalah : HLD = Hf + He
= 2.9695 + 42.58
= 45.55 ft → 46 ft
3.7.3 Pompa CHW Primer
Dari perhitungan diatas diperoleh kerugian head terbesar untuk pipa return adalah pada pipa riser 3, yaitu 97 ft. Maka kerugian head total pompa CHW Primer adalah = HLS3 + HLD
= 97 ft + 46 ft
= 143 ft → dengan faktor kesalahan 10% maka diambil head sebesar 157 ft.
Dalam hal ini distribusi air pada pipa balik dilayani 3 buah pompa. Maka dipilih pompa dengan kapsitas 2,300 GPM dengan head sebesar 157 ft.
Daya pada masing-masing pompa dihitung dengan persamaan :
BHP = . 3960 GPM x H x SP GR
xη Dimana :
BHP = Break Horse Power (HP) gpm = 2300 gpm
H = 157 ft
SP.GR = 1.0 (Spesific gravity of water)
η = dari grafik diperoleh nilai 83% (asumsi putaran 1450 rpm dan Q = 0.145 m3/s, H = 52 m)
ns = 3/4 H
Q
n ⇒ ns = 1450 0,1453/4
52 = 28,5 rpm
Maka daya pompa adalah :
BHP = 2300 157 1.0 3960 0.83
x x
x = 109.86 HP Daya motor penggerak adalah :
MHP =
. BHP
motor eff = 109.86
0.9 = 122.07 → diambil 125 HP
3.7.4 Pompa CHW Skunder Head Total Pompa
Dari perhitungan-perhitungan diatas, maka diperoleh nilai head dari masing-masing pompa. Kerugian head terbesar untuk pompa SCHWP-A adalah pada pipa riser 4, yaitu 46 ft. Sedang pada pompa SCHWP-B kerugian head terbesar pada pipa riser 3, yaitu 87 ft. Maka head total pada masing-masing pompa adalah :
Head pompa SCHWP-A adalah :
H = 31 ft + 12.5 ft + 46 ft = 89.5 ft
→ dengan faktor kesalahan 10% maka diambil nilai head 100 ft.
Head pompa SCHWP-B adalah :
H = 31 ft + 12.5 ft + 87 ft = 130.5 ft
→ dengan factor kesalahan 10 % maka diambil nilai head 145 ft.
Daya Pompa
1. Pompa SCHWP-A
Daya pada pompa dihitung dengan persamaan :
BHP = . 3960 GPM x H x SP GR
xη Dimana :
BHP = Break Horse Power (HP) gpm = 3000 gpm
H = 100 ft
SP.GR = 1.0 (Spesific gravity of water)
η = dari grafik diperoleh nilai 85% (asumsi putaran 1450 rpm)
Maka daya pompa adalah :
Daya motor penggerak adalah :
MHP =
SP.GR = 1.0 (Spesific gravity of water)
η = dari grafik diperoleh nilai 84% (asumsi putaran 1450 rpm) Maka daya pompa adalah :
BHP = 2700 145 1.0 3960 0.84
x x
x
= 117.69 HP
Daya motor penggerak adalah :
MHP =
. BHP
motor eff = 117.69
0.9 = 130.77 → diambil 136 HP
3.7.5 Pompa Kondenser (CWP-Pump)
Pompa kondenser mendistribusikan air pendingin dari menara pendingin ke unit-unit mesin chiller. Kapasitas total pompa condenser adalah 7200 gpm.
Pada sistem ini direncanakan dilayani oleh 3 pompa kondenser, jadi kapasitas masing-masing pompa yang diambil adalah 3000 gpm.
A. Perhitungan head pada pipa hisap (suction).
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
1.67 147.64 8.00 0.0203 1.7861
0.99 118.11 8.00 0.0205 2.4347
Total 4.2209
f hf (ft)
2. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan.
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa hisap (suction) adalah : HLS = Hf + He
= 4.2209 + 38
= 42.22 ft → 43 ft
B. Perhitungan head pada pipa tekan (discharge).
1. Kerugian head gesekan pada pipa lurus Diameter Panjang Kecepatan
D (ft) L (ft) V (ft/s)
1.67 374.02 8.00 0.0203 4.5248
0.99 137.8 8.00 0.0205 2.8406
Total 7.3655
f hf (ft)
2. Kerugian head pada elbow, valve dan percabangan.
Jenis K Jumlah K Total
Maka kerugian gesek total pada pipa tekan (discharge) adalah : HLD = Hf + He
= 7.3655 + 48.57
= 55.94 ft → 56 ft
Kerugian gesek total pada pipa condenser HL adalah : HL = HLS + HLD
= 43 ft + 56 ft
= 99 ft
C. Perhitungan head total pompa
Head total pompa dihitung dengan persamaan :
Hpompa =
g diabaikan karena relative kecil, maka head pompa : Hpompa = ha + hl
ha = Z2 – Z1 (dimana Z1 = 5.3 ft, dan Z2 = 11.5 ft)
= 11.5 – 5.3 = 6.2 ft Hpompa = 99 ft + 6.2 ft
= 105.2 ft
Dengan faktor kesalahan 10% maka diambil head pompa 116 ft.
D. Perhitungan daya pompa CWP
Daya pada pompa dihitung dengan persamaan :
BHP = .
SP.GR = 1.0 (Spesific gravity of water)
η = dari grafik diperoleh nilai 85% (asumsi putaran 1450 rpm) Maka daya pompa adalah :
BHP = 3000 116 1.0 3960 0.85
x x
x
= 103.39 HP
Daya motor penggerak adalah :
MHP =
. BHP
motor eff = 103.39
0.9 = 114.88 → diambil 125 HP
BAB IV KESIMPULAN
Setelah dilakukan perhitungan-perhitungan pada bab terdahulu, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Beban pendinginan total pada gedung KPDJP adalah 2,368 Ton.
2. Kapasitas Chiller yang dipergunakan adalah :
- Kapasitas pendinginan : 800 Ton sebanyak 4 unit (1 unit stand by).
- Water flow evaporator : 1,920 GPM.
- Water flow condenser : 2,400 GPM.
- Daya compressor : 629 HP.
3. Kapasitas Menara Pendingin :
- Load Heat Rejection : 900 Ton sebanyak 4 unit (1 unit stand by).
- Water Flow Rate : 2,400 GPM.
- Temperatur air masuk : 98.6 oF.
- Temperatur air keluar : 89.6 oF.
- WB : 89.6 oF.
4. Kapasitas Tangki Ekspansi : 355 Gallon.
5. Kapasitas Pompa :
Nama Flow rate Head Daya Jumlah
Pompa (GPM) (ft) (HP) (Unit)
1. PCHWP 2300 157 125 4 (1 unit stand by)
2. SCHWP-A 3000 100 100 2 (1 unit stand by)
3. SCHWP-B 2700 145 136 2 (1 unit stand by)
4. CWP 3000 116 125 4 (1 unit stand by)
No
6. Kapasitas unit AHU :
Kode Air flow Fresh air
Unit Total Sensibel rate (cfm) (cfm) Lt. B2 Hall Lift AHU-B2.1 70,956 32,435 1,700 360
Daftar Pustaka
1. Arismunandar, Wiranto. Heizo Saito : PENYEGARAN UDARA, Edisi ke IV 1991, Pradnya Paramita.
2. Carrier : HANDBOOK OF AIR CONDITIONING SYSTEM DESIGN, 1995, McGraw-Hill Company.
3. ASHRAE, HANDBOOK OF FUNDAMENTALS, 1997, ASHSRAE,