BAB III BEBAN PENDINGINAN
3.5. Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II Hotel Santika
3.5.1. Standard Room Hotel Santika Premiere Lantai II
a. Kondisi Perancangan Kondisi di dalam ruangan
Temperatur bola kering : 26,6 oC (80 oF) Kelembaban relatif rata-rata (RH) : 50%
Dari Diagram Psychrometric Chart diperoleh : Temperatur bola basah : 19,4 oC (67 oF)
Entalpi (h) : 31,5 BTU/lb
Perbandingan kelembaban (W) : 76 gr/lb Kondisi di luar ruangan
Asumsi (diambil pada bulan Oktober yang merupakan bulan terpanas di Jakarta)
Temperatur bola kering : 35 oC (95 oF) Temperatur bola basah : 2 8 oC ( 8 2, 4 oF) Dari Diagram Psychrometric Chart diperoleh :
Entalpi (h) : 46,5 BTU/lb
Perbandingan kelembaban (W) : 170 gr/lb
Kondisi udara di dalam hotel dan tempat-tempat lainnya yang tidak terkena langsung radiasi matahari dan tidak dikondisikan diasumsikan: Asumsi berdasarkan dari buku Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, hal. 12
Temperatur bola kering: 28 oC (82,4 oF) Temperatur bola basah: 24 oC (75,2 oF)
b. Menentukan Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh (U) pada kaca, dinding, langit-langit/atap, dan lantai
Kaca
Kaca yang digunakan adalah kaca single dengan tebal ¼ inchi.
Dari Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel A.5 hal. 449 diperoleh nilai U = 1,04 BTU/hr.ft2.oF
Dinding
Dinding terbuat dari beton yang terdiri dari lapisan plester, batu bata, dan plester. Plester dibuat dengan campuran antara semen dan pasir, kemudian dicat krem. Sehingga tebal dinding keseluruhan 6 inchi. Dari Tabel 3.1 diperoleh, U = 0,200 BTU/hr.ft2.oF
42 Tabel 3.1 Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh melalui Dinding
Langit-langit dan lantai diasumsikan tidak mengalami perpindahan panas. Hal ini dikarenakan kondisi lantai I dan lanta III dikondisikan pada suhu dan kelembaban udara yang sama dengan Lantai II, sehingga tidak terjadi perpindahan panas.
c. Menghitung Besarnya Beban Pendinginan dengan Rumus-rumus yang Tersedia
Pada Standard Room lantai II Hotel Santika Premiere, digunakan perhitungan beban pendinginan sebagai berikut :
Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Q = U x A x ∆T (BTU/hr)
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Utara, Timur, Barat, dan Selatan untuk sebuah Standard Room adalah:
= 1,04 ℎ ⁄ . .℉ 53,792 ( 95℉ −80℉)
= 839,15 ℎ ⁄
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Utara untuk 11 buah Standard Room adalah:
= 1,04 ℎ ⁄ . .℉ 53,792 11 ( 95℉ −80℉)
= 9230,71 ℎ ⁄
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Timur untuk 11 buah Standard Room adalah:
= 1,04 ℎ ⁄ . .℉ 53,792 11 ( 95℉ −80℉)
44
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Barat untuk 22 buah Standard Room adalah:
= 1,04 ⁄ℎ . .℉ 53,792 22 ( 95℉ −80℉)
= 18461,41 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Selatan untuk 8 buah Standard Room adalah:
= 1,04 ⁄ℎ . .℉ 53,792 8 ( 95℉ −80℉)
= 6713,24 ⁄ℎ
Beban kalor radiasi matahari melalui kaca Q= SHGF x A x SC x CLF (BTU/hr)
Kaca jendela diasumsikan terdapat lapisan pelindung dari sinar matahari. Nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) diasumsikan pada LU = LS, maka pada Tabel 3.2 diambil nilai terdekat dari 7,48 oLS yaitu 8 o
LU, sehingga diperoleh nilai SHGF: N = 35, E = 231, W = 231, S = 108. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading oleh Venetian Blinds atau Roller Shades. Dari Tabel 3.3 menggunakan Venetian Blinds dan tipe kaca Reflective Coated Glass diperoleh nilai SC = 0,29. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.4, yaitu pada pukul 13.00 sebesar: N(Utara) = 0,88; E(Timur) = 0,22; W(Barat) = 0,79; S(Selatan) = 0,31 (Heavy Construction)
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Utara untuk sebuah kamar adalah:
= 35 53,792 0,29 0,88 = 480,47 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Utara untuk 11 buah kamar adalah:
= 35 53,792 11 0,29 0,88 = 5285,17 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Timur untuk sebuah kamar adalah:
= 231 53,792 0,29 0,22 = 792,77 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Timur untuk 11 buah kamar adalah:
= 231 53,792 11 0,29 0,22 = 8720,53 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Barat untuk sebuah kamar adalah:
= 231 53,792 0,29 0,79 = 2846,78 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Barat untuk 22 buah kamar adalah:
= 231 53,792 22 0,29 0,79 = 24576,05 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Selatan untuk sebuah kamar adalah:
= 108 53,792 0,29 0,31 = 522,28 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Selatan untuk 8 buah kamar adalah:
46
Tabel 3.2 Faktor Perpindahan Panas Maksimum untuk Kaca (Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 6.6 hal. 102)
Tabel 3.3 Shading Coefficients for Glass Without or With Interior Shading (Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 6.7 hal. 104)
48
Beban kalor peralatan listrik/lampu Q = 3,4 x W x BF x CLF (BTU/hr)
Di dalam Standard Room terdapat 6 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 40 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 240 Watt. Ballast Factor (BF) lampu TL diasumsikan Tabel 3.4 Cooling Load Factors for Glass with Interior Shading
1,25; Ballast Factor (BF) Televisi dan Kulkas diasumsikan 1. Lampu dan alat elektronik lainnya hanya dinyalakan selama waktu kerja, sehingga lama waktu penyalaan lampu dan alat elektronik lainnya sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1.
Disini adalah perhitungan beban kalor yang dihasilkan benda elektronik pada sebuah kamar Standard Room, yaitu
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah:
= 3,4 240 1,25 1 = 1020 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan TV adalah: = 3,4 75 1 1 = 255 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan Kulkas adalah: = 3,4 45 1 1 = 153 /ℎ
Disini adalah perhitungan yang beban kalor yang dihasilkan benda elektronik pada 52 kamar Standard Room
Besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah:
= 3,4 240 52 1,25 1 = 53040 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan TV adalah:
= 3,4 75 52 1 1 = 13260 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan Kulkas adalah:
50
Beban kalor dari manusia Qs = qs x n x CLF (BTU/hr) QL = qL x n (BTU/hr)
Beban kalor sensibel dan laten orang-orang yang dihasilkan sebuah standard room yang melakukan aktivitas (seated at rest) dapat diperhitungkan dari Tabel 3.5. Diasumsikan nilai CLF = 1 dan terdapat 2 orang yang menginap, maka perhitungannya:
= 210 ℎ 2 1 = 420 ⁄ℎ = 140 ℎ 2 = 280 ⁄ℎ
Beban kalor sensibel dan laten orang-orang yang dihasilkan 52 buah standard room yang melakukan aktivitas (seated at rest) dapat diperhitungkan dari Tabel 3.5. Diasumsikan nilai CLF = 1 dan terdapat 2 orang yang menginap pada tiap ruangan, maka perhitungannya:
= 210 ℎ 2 52 1 = 21840 ⁄ℎ = 140 ℎ 2 52 = 14560 ⁄ℎ
Tabel 3.5 Rates Sensible and Latent Heat Gain pada manusia
(Air Conditioning Principles and Systems, Edward G. Pita, Tabel 6.11 hal. 110)
Beban kalor dari ventilasi Qs = 1,1 x CFM x ∆T (BTU/hr) QL = 0,68 x CFM x ∆W’ (BTU/hr)
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
52
CFM. Selain itu, juga dibutuhkan suatu unit untuk menghembuskan udara suplai air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.
Selisih udara kering di dalam dan di luar 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 perhitungan untuk sebuah Standard Room : = 1,1 ( 20 2) 15℉= 660 ⁄ℎ
= 0,68 ( 20 2) 94 ⁄ = 2556,8 ⁄ℎ Sehingga perhitungan untuk 52 buah Standard Room :
= 1,1 ( 20 2) 52 15℉= 34320 ⁄ℎ
= 0,68 ( 20 2) 52 94 ⁄ = 132953,60 ⁄ℎ
Hasil perhitungan beban pendinginan total pada 52 buah Standard Room lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta dapat dilihat pada Tabel 3.6.
Proyek : Hotel Santika premiere Yogyakarta Ruang :
Standard
Room Engr :
Lokasi : Jln. Jend. Sudirman No. 19 Yogyakarta Calc. by Evan Temperatur Temperatur RH W
Daily
range : 22 Bola Kering Bola Basah % gr/lb
Temp.
Ave : 860F 0
F 0F 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.ft2.0F) ft2 Luar Dalam BTU/hr
Jendela Kaca Timur 1,04 591,71 95 80 9230,71 Barat 1,04 1183,42 95 80 18461,41 Utara 1,04 591,71 95 80 9230,71 Selatan 1,04 430,34 95 80 6713,24 Dinding Timur Barat Utara 0,20 328 95 80 984 Selatan Langit-langit Lantai Partisi
Radiasi Arah SHGF Luas SC CLF
Jendela Kaca Timur 231 591,71 0,29 0,22 8720,53 Barat 231 1183,42 0,29 0,31 24576,05 Utara 35 591,71 0,29 0,88 5285,17 Selatan 108 430,34 0,29 0,79 10647,72 Lampu W BF CLF RLHG Watt BTU/hr Flourance 3,4 12480 1,25 1 53040 Bohlam
54 Peralatan Televisi 3,4 3900 1 1 13260 Kulkas 3,4 2340 1 1 7956 Komputer Printer Laptop Makanan Massa (lb) Cp (BTU/lbm.0F) T2 (0F) T1 (0F) Buah-buahan Makanan Minuman panas Minuman dingin Manusia SHG LHG CLF Jumlahorang Sensibel 210 1 104 21840 Laten 140 104 14560 Infiltrasi CFM W ∆T ft3/menit gr/lb 0 F Sensibel Laten
Supply air duct gain
Supply air leakage
5% 9497,28
Supply air fan gain (draw through)
2,5% 4748,64
RSHG/RLHG
(Room Heat Gain) 204191,46 14560
Ventilasi CFM W (gr/lb) ∆T (0F) Jumlah orang Sensibel 1,1 20 15 104 34320 Laten 0,68 20 94 104 132953,60
Supply air fan gain ( blow through)
0% RTHG
Pump
gain BTU/hr
Return air duct
gain
Return air fan gain
0%
Tons 32,17
3.5.2 Deluxe Room Hotel Santika Premiere Lantai II
Dalam perhitungan beban pendinginan deluxe room ini, kondisi udara rancangan sama dengan kondisi udara pada ruang Standard Room Hotel Santika premiere dan ruangan lainnya. Selain itu, bahan yang digunakan untuk kaca, dinding, dan pintu sama dengan bahan yang digunakan pada Standard Room, sehingga nilai koefisien perpindahan panas menyeluruhnya (U) sama dengan Standard Room. Perhitungan beban pendinginan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
Beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, dan pintu Q = U x A x ∆T (BTU/hr)
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Timur untuk sebuah Deluxe Room adalah:
= 1,04 ⁄ℎ . .℉ 64,55 ( 95℉ −80℉)
= 1006,98 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Selatan untuk sebuah Deluxe Room adalah:
= 1,04 ⁄ℎ . .℉ 64,55 ( 95℉ −80℉)
= 1006,98 ⁄ℎ
Beban kalor radiasi matahari melalui kaca Q= SHGF x A x SC x CLF (BTU/hr)
56
matahari. Nilai SHGF (Solar Heat Gain Factors) diasumsikan pada LU = LS, maka pada Tabel 3.2 diambil nilai terdekat dari 7,48 oLS yaitu 8 oLU, sehingga diperoleh nilai SHGF: N = 35, E = 231, W = 231, S = 108. Seluruh kaca diasumsikan dapat menyerap sebagian panas dan cahaya dari matahari serta terdapat interior shading oleh Venetian Blinds atau Roller Shades. Dari Tabel 3.3 menggunakan Venetian Blinds dan tipe kaca Reflective Coated Glass diperoleh nilai SC = 0,29. Nilai CLF diperoleh dari Tabel 3.4, yaitu pada pukul 13.00 sebesar: N(Utara) = 0,88; E(Timur) = 0,22; W(Barat) = 0,79; S(Selatan) = 0,31 (Heavy Construction)
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Timur adalah:
= 231 64,55 0,29 0,22 = 951,32 ⁄ℎ
Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Selatan adalah:
= 108 64,55 0,29 0,31 = 626,73 ⁄ℎ Beban kalor peralatan listrik/lampu
Q = 3,4 x W x BF x CLF (BTU/hr)
Di dalam deluxe room terdapat 8 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 40 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 320 Watt. Ballast Factor (BF) lampu TL diasumsikan 1,25; Ballast Factor (BF) Televisi dan Kulkas diasumsikan 1. Lampu dan alat elektronik lainnya hanya dinyalakan selama waktu kerja, sehingga
lama waktu penyalaan lampu dan alat elektronik lainnya sama dengan waktu penggunaan AC, sehingga nilai CLF = 1.
Disini adalah perhitungan beban kalor yang dihasilkan benda elektronik pada sebuah kamar Deluxe Room, yaitu
Maka besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah:
= 3,4 320 1,25 1 = 1360 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan TV adalah: = 3,4 75 1 1 = 255 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan Kulkas adalah: = 3,4 45 1 1 = 153 /ℎ
Disini adalah perhitungan beban kalor yang dihasilkan benda elektronik pada 2 buah kamar Deluxe Room, yaitu
Maka besarnya beban kalor yang dihasilkan lampu TL adalah:
= 3,4 320 2 1,25 1 = 2720 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan TV adalah: = 3,4 75 2 1 1 = 510 /ℎ
Besarnya beban kalor yang dihasilkan Kulkas adalah: = 3,4 45 2 1 1 = 306 /ℎ
Beban kalor dari manusia Qs = qs x n x CLF (BTU/hr) QL = qL x n (BTU/hr)
Beban kalor sensibel dan laten orang-orang yang dihasilkan sebuah deluxe room yang melakukan aktivitas (seated at rest) dapat
58
diperhitungkan dari Tabel 3.5. Diasumsikan nilai CLF = 1 dan terdapat 4 orang yang menginap, maka perhitungannya:
= 210 ℎ 4 1 = 820 ⁄ℎ = 140 ℎ 4 = 560 ⁄ℎ
Beban kalor sensibel dan laten orang-orang yang dihasilkan 2 buah deluxe room yang melakukan aktivitas (seated at rest) dapat diperhitungkan dari Tabel 3.5. Diasumsikan nilai CLF = 1 dan terdapat
= 210 ℎ 4 2 1 = 1680 ⁄ℎ
= 140 ℎ 4 2 = 1120 ⁄ℎ
Beban kalor dari ventilasi Qs = 1,1 x CFM x ∆T (BTU/hr) QL = 0,68 x CFM x ∆W’ (BTU/hr)
Untuk ventilasi, diasumsikan setiap orang membutuhkan udara segar sebanyak 20 CFM. Pada sambungan ducting juga diasumsikan terdapat kebocoran sebesar 5% dari total CFM. Selain itu, juga dibutuhkan suatu unit untuk menghembuskan udara suplai air fan gain (draw through) sebesar 2,5%.
Selisih udara kering di dalam dan di luar 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 perhitungan untuk sebuah Deluxe Room:: = 1,1 ( 20 4) 15℉= 1320 ⁄ℎ
= 0,68 ( 20 4) 94 ⁄ = 5113,6 ⁄ℎ Sehingga perhitungan untuk sebuah Deluxe Room::
= 1,1 ( 20 4) 2 15℉= 2640 ⁄ℎ
= 0,68 ( 20 4) 2 94 ⁄ = 10227 ⁄ℎ
Hasil perhitungan beban pendinginan total pada deluxe room lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta dapat dilihat pada Tabel 3.7
60
Proyek : Hotel Santika premiere Yogyakarta Ruang:
Deluxe
Room Engr : Evan Lokasi : Jln. Jend. Sudirman No. 19 Yogyakarta Calc. by Evan
Temperatur Temperatur RH W
Daily range : 22 Bola Kering Bola Basah % gr/lb
Temp.
Ave : 860F 0
F 0F 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.ft2.0F)
ft2 Luar Dalam BTU/hr
Jendela Kaca Timur 1,04 64,55 95 80 1006,98 Barat Utara Selatan 1,04 64,55 95 80 1006,98 Dinding Timur Barat 0,20 257,68 95 80 773,04 Utara Selatan Langit-langit Lantai Partisi
Radiasi Arah SHGF Luas SC CLF Jendela
Kaca Timur 231 64,55 0,29 0,22 951,32
Barat Utara Selatan 108 64,55 0,29 0,22 444,78 Lampu W BF CLF RLHG Watt BTU/hr Flourance 3,4 640 1,25 1 2720 Bohlam Peralatan Televisi 3,4 150 1 1 510 Kulkas 3,4 90 1 1 306 Komputer Printer Laptop Makanan Massa (lb) Cp (BTU/lbm.0F) T2 (0F) T1 (0F) Buah-buahan Makanan Minuman panas Minuman dingin Manusia SHG LHG CLF Jumlah orang Sensibel 210 1 8 1680 Laten 140 8 1120 Infiltrasi CFM W ∆T ft3/menit gr/lb 0 F Sensibel Laten
62
Supply air duct gain Supply air leakage 5% 469,96 Supply air fan gain (draw through) 2,5% 234,98
RSHG/RLHG
(Room Heat Gain) 10104,03 1120
Ventilasi CFM W (gr/lb) ∆T (0F) Jumlah orang Sensibel 1,1 20 15 8 2640 Laten 0,68 20 94 8 10227,20
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 12744,03 11347,20 24091,23
Tons 2,01
