BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN
3.2.1 Ruang Administrasi
Tahapan perhitungan beban pendinginan adalah sebagai berikut : a. Mengetahui Kondisi Udara Rancangan
• Kondisi udara perancangan di dalam ruangan Dari Tabel 3.1, diperoleh :
Temperatur bola kering (DB) = 78 F (25,6 °C) Kelembaban relatif (RH) = 50%
Maka, dari psychrometric chart diperoleh:
Temperatur bola basah (WB) = 65F (18,3 oC) Perbandingan kelembaban (W) = 71 gr/lb
• Kondisi udara di luar ruangan
Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Indonesia) :
Temperatur bola kering (DB) = 32 °C (90 F) Temperatur bola basah (WB) = 27 oC (80,6 F) Rancangan temperatur luar rerata = 31,1 oC (88 F) Maka, dari psychrometric chart diperoleh:
• Kondisi udara di dalam lobby-lobby serta tempat – tempat lainnya yang tidak terkena radiasi langsung sinar matahari dan tidak dikondisikan diasumsikan :
Temperatur bola kering: 30 oC (86 F) Temperatur bola basah: 25,28 oC (77,5 F)
Summer 78 – 80 F DB and 50% RH
Winter 68 – 72 F DB
Tabel 3.1 Kondisi udara kering dalam ruangan rancangan
(Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, hal. 12)
b. Menentukan Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh (U) pada Kaca, Dinding Beton, Langit-langit/atap, dan Lantai
• Kaca
Kaca yang digunakan adalah kaca single yang tebalnya ¼ inchi. Dari Tabel 3.2 diperoleh nilai U = 1,04 BTU/hr.ft2.F.
Tabel 3.2 Koefisien perpindahan panas
• Dinding
Dinding terbuat dari beton yang terdiri dari lapisan plester + bata + plester. Plester dibuat dengan campuran antara semen dan pasir, kemudian dicat putih. Sehingga tebal dinding seluruhnya adalah 8inch.
Dari Tabel 3.4 diperoleh untuk dinding dengan ketebalan 8 inch ,U = BTU hr⋅ ft2⋅F
/ 39 ,
0 .
Tabel 3.3 Koefisien perpindahan panas melalui dinding
(Handbook of Air Conditioning System Design, Tabel 21)
• Langit-langit dan lantai diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal tersebut dikarenakan kondisi semua ruangan pada lantai basement dikondisikan pada suhu dan kelembaban udara yang sama.
c. Menghitung Besarnya Beban Pendinginan dengan Rumus-rumus yang Tersedia
Pada lantai basement, digunakan ruang administrasi sebagai contoh dalam perhitungan beban pendinginan.
¾ Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu T
A U
Q= × ×∆
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah utara adalah:
Q = 1,04 x 10,54 x (90 – 78) = 131,54 BTU/hr
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah barat adalah:
Q = 1,04 x 12,9 x (90 – 78) = 161 BTU/hr
Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding di sebelah utara :
Q = 0,39 x 306,45 x (90 – 78) = 1434,2 BTU/hr
Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding di sebelah barat :
¾ Beban kalor radiasi matahari melalui kaca Q=SHGF ×A×SC×CLF (BTU/hr)
Kaca jendela diasumsikan terdapat pelindung dari sinar matahari. Dengan mengasumsikan nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) pada LU = LS, maka pada Tabel 3.4 diambil nilai terdekat dari 6°LS yaitu 8°LU, sehingga diperoleh nilai SHGF : N = 35, W = 231. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading Venetian blinds terang. Dari Tabel 3.5
diperoleh nilai SC = 0,4. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.6, yaitu pada pukul 14.00 sebesar : N = 0,88; W = 0,53 (Light Construction).
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di sebelah utara adalah:
Q = 35 x 10,54 x 0,4 x 0,88 = 130 BTU/hr
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terletak di sebelah barat adalah:
Tabel 3.4 Solar Heat Gain Factors untuk kaca
( Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 6.6 hal.102)
Tabel 3.5 Shading Coefficients untuk kaca
Tabel 3.6 Cooling Load Factors untuk kaca
(Air Conditioning Principles and Syst s, Edward G. Pita, Tabel 6.8 hal.106)
¾
em
Beban kalor peralatan listrik/lampu CLF
BF W
Q=3,4× × × (BTU/hr)
Lampu menggunakan jenis Fluorescent, di dalam ruang ah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 2 maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 200 Watt. Ballast Factor (BF)
Q = 3,4 x 200 x 1 x 1 = 680 BTU/hr administrasi terdapat 5 bu
x 20 Watt,
diasumsikan 1. Lampu hanya dinyalakan selama waktu kerja, sehingga lama waktu penyalaan lampu juga sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1. Maka, Besarnya beban kalor yang dihasilkan oleh lampu flourence adalah:
Pada ruang administrasi diasumsikan tidak ada peralatan listrik
¾ Beban kalor dari manusia
lain yang menjadi sumber panas.
CLF n q Qs = s × × (BTU/hr) n q QL = L × (BTU/hr)
Orang-orang di dalam ruangan yang melakukan aktifitas dapat diperhitungkan dari Tabel 3.7. Jika diasumsikan terdapat 5 orang yang duduk dan melakukan pekerjaan menggunakan komputer, 5 orang yang duduk tenang, maka perhitungannya : Qs = (5 x 255) + (5 x 210) = 2325 BTU/hr
QL = (5 x 255) + (5 x 140) = 1975 BTU/hr Diasumsikan CLF =1.
Tabel 3.7 Sensibel dan Laten Heat Gain pada manusia
Beban kalor dari ventilasi T CFM Qs =1,1× ×∆ (BTU/hr) ' 68 , 0 CFM W QL = × ×∆ (BTU/hr)
Dalam hal ini, aliran udara yang melalui celah-celah sengaja r g an udara segar sebanyak 10 CFM. Pada sambungan oran sebesar 5% dari
suatu unit untuk
dan luar ruangan adalah tidak diperhitungkan. Untuk ventilasi, diasumsikan setiap o an membutuhk
ducting juga diasumsikan terdapat keboc total CFM. Selain itu, dibutuhkan
menghembuskan udara suplai, diasumsikan supply air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.
Selisih udara kering di dalam
(
90−78)
F =12F.S
¾
elisih rasio kelembaban di dalam dan luar ruangan adalah
(
142−72)
gr/lb=70gr/lb.Sehingga :
( ) x = 132 BT QL 0,68 x ( 10) x = 4 B
Setelah melakukan perhitungan beban pendinginan, hasil pe ungan b n pen ngin pad ng administrasi dapat dili at pada Tabel 3.8
Qs = 1,1 x 10 x 10 12 0 U/hr /hr
= 10 x 70 760 TU
rhit eba di an a rua
Tabel 3.8 a Perh gan Be Pend ina uan istrasiBa ement
Tabel perhitun n beban pe nginan
P dung Pe ustakaan USD R : admi
Loka ican, Yo akarta t. : 6o
LS lc. by y
Temperatur bola ker g
Tem atur bola basah R
Dat itun ban ing n R g Admin s
ga ndi royek : Ge
si : Mr rp gy
uang nistrasi Engr. Ardy
La Ca Ard in per H W % Dail ange : 15 Tem ve : 84 F Bula Okt 2009 Jam 4.00 F F gr/lb y r p.a n : : 1 Kondisi Luar 90 80,6 67 142 Desain Dalam 78 50 72
U Luas Perbedaan suhu RSHG
Konduksi Let k BTU/(hr.ft².F) ft² Lua ar Dalam BTU/hr
Timur 0 Barat 1,04 12,9 90 78 131,54 Utara 1,04 10,54 90 78 161 Kaca Selatan Timur Barat 0,39 245,16 90 78 1147,35 Utara 0,39 333,55 90 78 1561,01 Dinding Selatan Langit” Lantai Partisi Pintu Selatan 1,04 27,1 78 78 0
Radiasi Letak SHGF Luas SC CLF
Timur Barat 231 2,9 1 0,4 0,53 631,74 Utara 35 10, 4 5 0,4 0, 8 8 130 Kaca Selatan W BF CLF RLHG Lampu Watt BTU/hr Flourance 3,4 200 1 1 680 Bohlam Peralatan
Manusia SHG LHG CLF Jumlah orang
Sensibel 255 ; 210 1 5 ; 5 2325 Laten 255 ; 140 5 ; 5 1975 CFM W TC Infiltrasi ft³/menit gr/lb °F Sensibel Laten
Supply air duct gain
Supply air duct leakage 5 % 338,4
Supply air fan gain (draw through) 2,5 % 169,2
Room Heat Gain 7275,24 1975
Ventilasi CFM W (gr/lb) TC (F) Sensibel 1,1 100 12 1320 Laten 0,68 100 70 4760
Supply air fan gain (blow through) 0 % RTHG
Pump gain BTU/hr
Return air duct gain
Return air fan gain 0 %
Cooling load 8595,24 6735 15330,24 Tons 1,3