PERENCANAAN SISTEM TATA UDARA PADA AULA KANTOR KWARCAB MUBA
Baiti Hidayati
1,Jeni Irpandi
11
Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Sekayu 30711, Indonesia E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Perencanaan sistem tata udara ini dimaksudkan untuk melakukan perhitungan beban pendingin pada Gedung Aula Kantor Kwarcab Muba yang pada akhirnya diharapkan untuk mendapatkan optimasi penggunaan energi pada sistem tata udara (STU). Perencaanann Sistem Tatan Udara ini bertujuan untuk menghasilkan kenyamanan termal bagi penghuni (manusia), sehingga untuk menciptakan kondisi yang nyaman pada suatu ruangan maka perlu dipasang unit sistem tata udara. Untuk dapat menghasilkan udara dengan kondisi nyaman yang diinginkan, maka peralatan yang dipasang harus mempunyai kapasitas yang sesuai dengan beban pendinginan yang dimiliki ruangan tersebut. Sehingga dalam hal ini diperlukan survey langsung dan perhitungan untuk menentukan beban pendinginan. Perhitungan menggunakan metode CLSHLH ( Cooling Load Sensible Heat Latent Heat ) berdasarkan Australian Refrigeration and Air Conditioning Volume 2. Perhitungan beban pendinginan berdasarkan data primer dan sekunder yang kemudian hasilnya disesuaikan dengan jenis sistem tata udara Hasil akhir dari perhitungan ini diperoleh beban pendingin maksimum pada kondisi puncak sebesar 264458,0373 Btu/hr. Maka AC yang digunakan ialah AC Floor Standing merk Panasonic model CS_J45FFP8 dengan kapasitas pendingin 41.000 Btu/hr.
Kata Kunci: Perencanaan sistem tata udara, CLSHLH, Cooling Load 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Sistem tata udara atau pengkondisian udara (air conditioning) adalah penerapan system refrigerasi untuk menjaga temperatur permukaan atau ruangan pada suatu bangunan agar tetap dingin selama musim panas. Sistem pengkondisian udara (refrigerasi) membuang panas dari sebuah sistem atau ruangan ke lingkungan (luar).
Pengkondisian udara adalah proses perlakuan terhadap udara untuk mengatur suhu, kelembaban, kebersihannya dan pendistribusiannya secara serentak
guna mencapai kondisi nyaman yang dibutuhkan oleh penghuni yang ada didalamnya. Dari definisi diatas dapat disimpulkan bahwa sistem tata udara atau pengkondisian udara adalah sebuah proses pengaturan udara yang meliputi temperatur udara, kelembapan udara, serta kualitas udara dan cara pendistribusiannya kedalam ruangan, untuk mendapatkan kondisi kenyamanan tertentu. Secara umum, dalam sebuah perencanaan sistem tata udara bertujuan untuk menghasilkan kenyamanan termal bagi penghuni (manusia), atau menciptakan kondisi yang optimal bagi proses produksi.
Untuk Area Perkantoran, kondisi yang paling dapat diterima adalah suhu antara 23-25 ℃ dengan kelembapan relatif 50 %.
Aula Kantor Kwarcab Muba merupakan gedung yang berfungsi untuk menunjang kegiatan Kwarcab Muba, atau pun rapat staf dan anggota Kwarcab Muba. Pengkondisian udara pada aula ini sangat diperlukan guna meningkatkan kenyamanan bagi pengguna aula, sehingga jalannya kegiatan yang diselenggarakan dapat berjalan dengan lancar. Alasan dilakukan perhitungan beban pendingin adalah guna mengetahui total beban bendingin yang dihasilkan, sehingga dapat memasang sistem tata udara yang sesuai dengan kapasitas gedung tersebut. Karena hal itulah untuk memenuhi Tugas Akhir Penulis mengambil topik “Perencanaan Sistem Tata Undara pada Aula Kantor Kwarcab Muba”.
1.2 Tujuan Penelitian
Dapat menghitung beban pendingin di Aula Kantor Kwarcab Muba.
Dapat merekomendasikan pemilihan jenis sistem tata udara yang sesuai pada Aula Kantor Kwarcab Muba.
2. Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori 2.1 Sistem Tata Udara
Sistem tata udara atau pengkondisian udara (air conditioning) adalah penerapan sisitem refrigerasi untuk menjaga temperatur permukaan atau ruangan pada sebuah bangunan agar tetap dingin selama pada musim panas. Sistem pengkondisian udara (refrigerasi) membuang panas dari sebuah sistem atau ruangan ke lingkungan (luar).
pengkondisian udara adalah proses perlakuan terhadap udara untuk mengatur suhu, kelembaban, kebersihannya dan pendistribusiannya secara serentak
guna mencapai kondisi nyaman yang dibutuhkan oleh penghuni yang ada didalamnya.
2.2 Kalor
Kalor adalah bentuk energi: energi inilah yang menyebabkan molekul bergerak. Semua zat terbuat dari molekul kecil yang dalam keadaan bergerak cepat atau bergetar. Karena suhu zat meningkat, maka gerak molekul meningkat. Dan seiring suhu menurun, maka gerak molekul akan menurun.
2.3 Perpindahan Panas Konduksi
Perpindahan panas oleh konduksi terjadi ketika energi ditransmisikan melalui kontak langsung antara molekul satu tubuh atau antara molekul dua atau lebih benda dalam kontak thermal yang baik satu sama lain. Sebagai contoh, sepotong logam dengan satu ujungnya dalam api akan segera menjadi hangat dari ujung ke ujung.
2.4 Perpindahan Panas Konveksi
Perpindahan panas oleh konveksi adalah perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui cairan atau udara. Sebagai contoh, udara hangat naik ke langit-langit ruangan dengan konveksi dan digantikan oleh udara dingin.
2.5 Perpindahan Panas Radiasi
Perpindahan panas oleh radiasi terjadi dalam bentuk gerakan gelombang yang mirip dengan gelombang cahaya.Energi ditransmisikan dari satu benda ke benda yang lain tanpa memerlukan kontak fisik. Misalnya, perhatikan efek radiasi dari sinar matahari yang membakar kulit Anda sementara suhu di sekitarnya relatif dingin.
2.6 Beban Pendingin Tata Udara
Metode yang tepat untuk menghitung beban pendinginan ruangan adalah dengan menggunakan persamaan keseimbangan panas untuk menentukan suhu permukaan interior struktur bangunan dan kemudian menghitung beban pendinginan sensibel, yang sama dengan jumlah transfer panas konvektif dari permukaan beban pendinginan laten.
Gambar 1. Koefisien perpindahan panas K, U dan R (Graham Boyle, 2004 hal 22.6)
Gambar 2. Perolehan panas dari manusia dalan LH dan SH(Graham Boyle, 2004 hal 22.47)
Gambar 3. Faktor beban pendingin sesnsible heat untuk udara infiltrasi Dan ventilasi luar dimana
watt=liter/factor kedua.
(Graham Boyle, 2004 hal 22.56)
Gambar 4. Latent heat udara luar (Graham Boyle, 2004 hal 22.57)
Gambar 5. Perbedaan suhu desain tipikal untuk langit-langit dan lantai dengan aliran panas ke ruangan dalam suasana 35°C, dengan desain 20
hingga 14 K TD.
(Graham Boyle, 2004 hal 22.61)
Gambar 6. Minimum outside air requitments for typical applications
(Graham Boyle, 2004 hal 22.54)
2.3 Room Sensible and Latent Heat Formula a. People – at watts
The latent and sensible load
= watts × No. of people
= W
b. Excess infiltration
Infiltration latent and sensible heat load ( total infiltration – outside air)
= excess infiltration × factor
= W
c. Solar heat windows
Gambar 7. Perbedaan suhu ekuivalen (matahari) dalam derajat kelvin (K). (Australian Refrigeration
and Air Condition Volume 2, 22.59) Area = tot.jendela × L. jendela
= 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 U factor = W/ m2K Design
TD = K
Qh = Area × U × TD
= W
Gambar 8. Formula untuk infiltrasi pintu dan jendela. (Australian Refrigeration and Air Condition
Volume 2) - Doors
Area = tot.Jendela×L Jendela 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
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 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 9. Nilai CLTD untuk atap. (ASHRAE,1979)
Q =U.A.CLTDc 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)
e. Lights and appliences
Gambar 10. 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 11. Diagram Alir Perhitungan
Alat-alat yang digunakan dalam perencanaan ini adalah :
1. Alat tulis
2. Thermometer Digital 3. Meteran
4. Kompas 5. Sling
4. Hasil dan Pembahasan Room Sendible Heat
Pople – 250 at 67 watts = 5.625 W Excess infiltration = 2.160 W Solar heat windows = 10.064 W Heat conduction - windows = 1.098 W
- doors = 1.171 W - walls = 9.169 W - ceiling = 3.427 W - roof = 4.376 W light and appliances = 1. 250 W
Total RSH = 38.340 W
Tambahkan: outside air SH = 10.800 W
(a) TOTAL SENSIBLE HEAT = 49.140 W Room Latent Heat
People – 250 at 55 watts = 4.875 W Excess infiltration = 3.915 W Appliences and special heat sources = -
Total RLH = 8.790 W
Tambahkan: outside air LH = 19.575 W
(b) TOTAL LATENT HEAT = 28.365 W Load = (a) + (b) = 49.140 W + 28.365W
= 77.505 W
= 264458,0373 BTU/hr
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.
Dari hasil perhitungan beban pendingin di Gedung Aula Kantor Kwarcab Muba dengan pelayanan suhu dalam ruangan yang diasumsikan 24ºC, dan suhu luar diasumsikan 32ºC, sehingga
diperoleh hasil perhitungan sebesar 264.458, 3073 Btu/hr. Dari hasil perhitungan beban yang didapat, maka diasumsikan 6 unit AC Floor Standing 5 HP merk Panasonic model CS_J45FFP8 dengan kapasitas pendingin 41.000 Btu/hr.
Gambar 12. Jenis Sistem Tata Udara yang Digunakan
Gambar 13. Spesifikasi Sistem yang Dipilih
DAFTAR PUSTAKA
ASHARE GRP. 1979. “Coolong and Heating Calculating Manuals. American Society of Heating, Refgerating and Air Conditioning Engineer” . Atlante : GA
Bill Whitman, dkk .2008.“Refrigeration And Air Conditioning”.Delmar: Cengage Learning.
Boyle, Graham. 2003. Australian Refrigeration and Air Conditioning Volume 1. Canberra : WestOne Services.
Boyle, Graham. 2004. Australian Refrigeration and Air Conditioning Volume 2. Canberra : WestOne Services.
Stoecker, F.W, Jones, J. W. 1982. Refrigeration and Air Conditioning. New York : The McGaw- Hill, Inc.
Sapto Widodo, Syamsuri Hasan, 2008. Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 1untuk SMK. Jakarta : Departemen Pendidikan nasional
Shan K. Wang. 2000. Handbook Of Air Conditioning And Refrigeration. New York : McGaw-Hill.
Trot, A. R. 2000. Refrigeration and Air Conditioning.
Delhi : India Printed and Bound In Great Britain
