PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA GEDUNG SERBAGUNA KECAMATAN LAIS

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA GEDUNG SERBAGUNA KECAMATAN LAIS

Haryanto¹, Fingki Agustina¹

1Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Sekayu 30711, Indonesia

E-mail: agustinafingki.28@gmail.com

ABSTRAK

Pengkondisian udara merupakan proses mendinginkan udara sehingga mendapai twmpwratur dan kelembapan ideal. Dalam pengaplikasianya, sistem tata udara memerlukan biaya yang tidak sedikit, mulai dari pemasangan sampai perawatanya. Untuk itu penulisan tugas akhir ini dilakukan guna menghitung beban pendingin total pada gedung serbaguna yang ada di Kecamatan Lais, agar menghindari terjadinya pemborosan energi pada sistem tata udara. Perhitungan beban pendingin di gedung serbaguna kecamatan Lais ini berdasarkan metode dari buku Australian Refrigeration and Air Conditioning Volume 2 oleh Graham Boyle. Hasil akhir dari perhitungan gedung serbaguna ini adalah sebesar 82,256,77 W atau 280671,74 BTU/hr.

Kata kunci: Perhitungan beban pendingin

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Penerapan sistem tata udara di era sekarang ini bukanlah hal baru lagi. Hampir setiap bangunan sudah menggunakan AC sebagai pendingin ruangan guna menciptakan kondisi nyaman pada ruangan.

Berbagai jenis bangunan mulai dari rumah, kantor, masjid, auditorium hingga kendaraan pun sudah meggunakan AC untuk menciptakan kondisi ruangan dengan udara dan kelembapan yang nyaman.

Gedung sebaguna di design dengan banyak bukaan, dengan maksud untuk menurunkan suhu pada ruanagan. Mengingat gedung serbaguna digunakan oleh banyak orang, tentunya juga mempengaruhi kapasitas kalor yang di hasilkan. Sesuai namanya, gedung serbaguna

digunakan masyarakat untuk berbagai kegiatan.

Dapat menampung lebih dari 200 orang, gedung serbaguna di kecamatan Lais sering dijadikan tempat untuk mengadakan rapat, seminar, workshop, pertemuan, kegiatan kesenian, dan olahraga. Selain itu, gedung serbaguna yang berada di kecamatan Lais ini juga bisa menjadi pilihan gedung resepsi, pernikahan dan hajatan lainnya.. Dengan hanya menggunakan beberapa unit kipas angin sebagai media untuk menurunkan suhu ruangan tentu tidak efektif. Selain banyaknya energi yang dipakai kipas angin, suhu ruangan yang dihasilkan juga tidak banyak berpengaruh.

Pengkondisian udara pada gedung serbaguna ini sangat diperlukan demi mendapatkan kenyamanan masyarakat, sehingga penyelenggaraan acara dapat

berjalan dengan baik. Setiap bangunan atau ruangan selain mempunyai kondisi beban pendinginan puncak juga mempunyai beban total pendinginan ruangan, yang biasanya berubah-ubah setiap jamnya. Berdasarkan hal tersebut, suatu gedung yang akan dikondisikan dengan memasang sistem tata udara maka perlu diketahui terlebih dahulu beban maksimum dan beban parsial yang ada dan harus ditanggulangi dengan tepat agar dapat dipakai peralatan yang tepat untuk dipasang.

Sehingga, tidak terjadi pemborosan energi dan biaya, serta kemungkinan kurangnya kapasitas mesin yang menyebabkan tidak tercapainya kondisi yang diinginkan. Untuk itu, penulis mengangkat judul

“Perhitungan Beban Pendingin di Gedung Serbaguna Kecamatan Lais”. Diperlukan perhitungan beban yang tepat agar masalah-masalah diatas dapat diatasi.

1.2 Tujuan Penelitian

Untuk menghitung dan mengehtahui beban pendingin total pada gedung serbaguna di Kecamatan Lais

2. Landasan Teori

Dalam ASHRAE 2005 halaman 30.1, prinsip perhitungan beban pendinginan dihasilkan dari banyak proses perpindahan panas konduksi, konveksi, dan radiasi melalui selubung bangunan dan dari sumber internal dan komponen sistem.

Komponen atau konten bangunan yang dapat memengaruhi beban pendinginan meliputi:

 Eksternal. Dinding, atap, jendela, partisi, langit- langit, dan lantai

 Internal. Lampu, orang, peralatan, dan peralatan

 Infiltrasi. Kebocoran udara dan migrasi kelembaban

Gambar 1. Ilustrasi komponen yang mempengaruhi beban pendingin

 Sistem. Udara luar, kebocoran saluran, panaskan kembali, dan energi kipas dan pompa

Gambar 2. Perolehan panas dari manusia dalan LH dan SH (Australian Refrigeration and Air Condition

Volume 2, 22,47)

2.1Perpindahan Panas

Perpindahan panas adalah energi yang ditransfer karena perbedaan suhu. Energi bergerak dari daerah bersuhu lebih tinggi ke daerah bersuhu lebih rendah dengan satu atau lebih dari tiga mode: konduksi, radiasi, dan konveksi. (ASHRAE Handbook 2009, 4.1)

Gambar 3. Koefisien perpindahan panas K, U dan R (Australian Refrigeration and Air Condition Volume

2, 22.6)

2.2 Beban Pendingin

Untuk memperkirakan beban pendinginan, kita harus mempertimbangkan proses keadaan tidak stabil, karena beban pendinginan puncak terjadi pada siang hari dan kondisi luar juga bervariasi secara signifikan sepanjang hari karena radiasi matahari.

Selain itu, semua sumber internal menambah beban pendinginan dan mengabaikannya akan menyebabkan terlalu rendahnya kapasitas pendinginan yang diperlukan dan kemungkinan tidak dapat mempertahankan kondisi ruangan yang diperlukan.

Jadi perhitungan beban pendinginan secara inheren lebih rumit. (A. Bhatia, 5)

Beban untuk unit pendingin udara berasal dari banyak sumber. Beban ini berasal dari beberapa sumber panas, yang lebih umum adalah sebagai berikut:

1. Panas dari luar bocor melalui pintu dan jendela atau dilakukan melalui dinding yang terisolasi.

Dinding mendapatkan beban, kadang-kadang disebut beban kebocoran dinding, adalah ukuran panas yang bocor melalui dinding ruang yang didinginkan dari luar ke dalam. (Rj. Dossat. 1981)

2. Kondisi outdoor dan indoor harus diperiksa ulang setelah penyesuaian karena perubahan cuaca dan perubahan kondisi dalam ruangan. Perhitungan ini dan pengaturan peredam yang tepat juga bergantung pada instrumentasi yang benar sambil memeriksa suhu udara. (Whitman Bill, dkk. 2009) 3. Material transparan memungkinkan panas untuk

menembusnya. ini terjadi ketika jendela digunakan di ruang berpendingin.

4. Pintu dan jendela yang terbuka memungkinkan panas masuk ke tempat yang didinginkan.

Retakan di sekitar pintu dan jendela juga memungkinkan panas masuk ke ruang pendingin.

5. Orang yang menempati ruang yang didinginkan mengeluarkan panas, ini harus dipertimbangkan ketika mencari beban apa pun untuk unit AC tertentu. Tubuh secara terus-menerus menghasilkan panas, yang harus dikeluarkan untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan.

(Stoecker,W.F dan J.W. 1982)

6. Peralatan di dalam ruang pendingin seperti lampu listrik, mesin kantor, dan benda-benda lain yang sifatnya memakan energi langsung akan membebaskan semua panasnya ke ruang yang terkondisi, dan beban ini dapat diambil sebagai bagian dari total beban pendinginan. Perhatian khusus harus diambil untuk memeriksa jumlah perangkat elektronik kantor, dan kemungkinan proliferasi mereka dalam masa hidup bangunan.

(G. F. Hundy, A. R. Trott and T. C. Welch 2008)

2.4 Room Sensible and Latent Heat Formula a. People – at watts

The latent and sensible load

= watts × No. of people (2.1)

= W

b. Excess infiltration

Infiltration latent and sensible heat load ( total infiltration – outside air)

= excess infiltration × factor (2.2)

= W

c. Solar heat windows

Gambar 4. Perbedaan suhu ekuivalen (matahari) dalam derajat kelvin (K). (Australian Refrigeration

and Air Condition Volume 2, 22.59)

Area = tot.jendela × L. jendela(2.3)

= m² U factor = W/ m²K TD at 10 am= °K

Qh = A × U × TD

= W Dimana :

A = L. jendela, pintu dan dinding (m2) U = Koefisien transfer panas (W/m2K) TD = Temperature differences (K) Qh = Total load (W)

d. Heat conduction

- Window

Area = tot.Jendela×L.Jendela (2.4) U factor = W/ m²K Design

TD = K

Qh = Area × U × TD = W

Gambar 5. Formula untuk infiltrasi pintu dan jendela. (Australian Refrigeration and Air Condition

Volume 2)

- Doors

Area = tot.Jendela×L Jendela (2.5) U factor = W/ m2K Design

TD = K

Qh = Area × U × TD - Wall areas

2 walls at pxl = m2 2 walls at pxl = m2

Gross area = m2 (2.6) Gross area dikurangi area jendela dan pintu adalah Wall area = m2

Kemudian,

U factor = W/ m²K

TD = K

Qh = area × U × TD - Ceiling

Ceiling area P x L = m² (2.7) U factor ceiling = W/ m²K

Design TD = K

Qh = area × U × TD

= W - Roof

Untuk menghitung beban konduksi melalui atap digunakan persamaan sebagai berikut :

Gambar 7. Nilai CLTD untuk atap. (ASHRAE, 1979)

Q =U.A.CLTDc (2.8) CLTDc =[(CLTD+LM)xK + (78-TR) + (T0 85)] xf

Dimana :

U = Overall heat transfer (BTU/hr.ft2.

°F)

A = Area of roof, wall or glass (ft2) CLTDc = Cooling Load Temperature

Different Corrected (°F)

CLTD = Cooling Load Temperature Diffferent (°F)

LM = Latitude month (°F)

K = Correction for color of surface (78 - TR)= Room Temperature (°F), TR is inside design db temperature (°F) TO = average outside design

temperature (°F)

f. Lights and appliences

Gambar 6. Keuntungan panas dari peralatan (Australian Refrigeration and Air Condition Volume

2, 22.65)

Untuk formula penerangan dan peralatan, ditentukan sesui dengan jenisnya, dimana jenis lampu dan peralatan telah ditentukan berdasarkan tabel 4.

Total Load = room sensible heat + room laten heat

3. Metodelogi Perhitungan

Gambar 8. Diagram Alir Perhitungan

Alat-alat yang digunakan dalam perencanaan ini adalah :

1. Alat tulis

2. Thermometer Digital 3. Meteran

4. Kompas

4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil Perhitungan Beban Pendingin Room Sensible Heat

Pople – 250 at 67 watt = 16,750 W Excess infiltration = 3.422,4 W

Solar heat windows =12.022,36W

Heat conduction

- windows = 3.482,36 W

- doors = 2.732,8 W

- walls = 13.721,8 W

- ceiling = 1.080 W

- roof = 6.895 W

light and appliances = 1.875 W

Total RSH =61.981,77W

TOTAL SENSIBLE HEAT =61.981,77W

Room Latent Heat

People – 250 at 55 watts = 13.750 W

Excess infiltration = 6.525 W Appliences and special

heat sources = -

Total RLH = 20.275 W

TOTAL LATENT HEAT = 20.275 W

Load = (a) + (b)

= 61.981,77 W + 20.275 W = 82.256,77 W

4.2 Pembahasan

Hasil dari serangkaian perhitungan beban pendingin yang diulas pada 4.1.2 adalah sebesar 82.256,77 W atau 280671,74 BTU/h. Dari hasil tersebut, penulis dapat mengasumsikan unit

pendingin udara yang cocok berupa AC Standing Floor.

5. Kesimpulan

Pemilihan jenis sistem tata udara dan unit AC disesuaikan berdasarkan dengan hasil perhitungan beban di ruangan, sehingga semakin besar ruangan yang harus didinginkan maka semakin besar pula kapasitas AC yang digunakan.

Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada bab 4, total beban pendingin di Gedung Serbaguna Kecamatan Lais adalah sebesar 280671,74 BTU/hr.

DAFTAR PUSTAKA

A. R. Trott and T. C. Welch. 2000. Refrigeration and Air Conditioning Thrith Edition, Chapter 23. India. Reed Educational and Professional Publishing Ltd

ASHRAE. 2005. Chapter 8 Thermal Comfort.

American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer: Inc

ASHRAE. 2009. Chaptern 4 Heat Transfer.

American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer: Inc

Bhatia. A. Cooling Load Calculations and Principle.

New York: Continuing Education and Development, Inc

National Resources. 2004 Australian Refrigeration and Air Condition Volume 2. Australia. West One Service

G. F. Hundy, A. R. Trott and T. C. Welch. 2008.

Refrigeration and Air Conditioning Fourth Edition. Hungary. Elsevier Ltd.

Rj. Dossat. 1981. Principles Of Refrigeration. Tokyo, Japan. Toppan Company Ltd

Stoecker,W.F dan J.W. 1982. Refgeration And Air Conditioning. New York: The McDaw-Hil Inc

Stanfield, Carter and David Skaves. 2013.

Fundamentals of HVACR 2nd Edition.

Amerika. AHRI.

Whitman Bill, Tomczyk Jhon, Jhonson Bill and Siberstein. 2009. Refrigeration and Air Conditioning Technology. New York.

Delmar Cengage Learning