DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL DECK AKOMODASI PADA KM. KENCANA I GUSTI NGURAH WIRA P ( )

(1)

DESAIN ULANG SISTEM AIR

CONDITIONING (AC) CENTRAL

DECK AKOMODASI PADA “KM.

KENCANA”

(2)

Latar Belakang

KM. KENCANA 3500 DWT merupakan kapal jenis

General Kargo yang beroperasi pada pelayaran

Nusantara khususnya Indonesia

Seiring dengan usianya yang relative lama dan jam

operasi KM Kencana yang juga relative lama, tidak

menutup kemungkinan terjadinya beberapa

kerusakan, baik dalam sistim-sistemnya maupun

kondisi fisiknya

(3)

Latar Belakang

Kerusakan Sistem yang terjadi adalah kerusakan

pada Sistem Pendingin Ruangan (Air Conditioning

Room). Ditandai dengan tidak dinginnya ruangan

dan Terbakaranya electromotor pada Kompressor

sehingga perlu diadakan desain ulang dan analisa

kerusakan pada kompressor

(4)

Perumusan Masalah

Apakah ada kesesuaian antara beban pendingin

hasil perhitungan dengan peralatan yang ada

sehingga sesuai dengan kebutuhan

Apakah ada faktor yang mempengaruhi kerusakan

sistem khususnya yang mengakibatkan kompresor

mesin pendingin tidak berfungsi dikarenakan

(5)

Batasan Masalah

Obyek yang dianalisa adalah Sistem Pendingin

Ruangan Pada KM. Kencana

Perhitungan dilakuakan pada kondisi Iklim di

Indonesia

Tidak diadakan Perubahan desain Sistem Ducting

Hanya membahas tentang AC Central yang ada di

kapal saat ini dan tidak membahas sistim diluar AC

Central

Metode identifikasi yang digunakan dalam analisa

(6)

Tujuan

Melakukan perhitungan ulang pada system

pendingin ruangan dalam rangka desain ulang

yaitu penentuan mesin AC yang baru

Menganalisa Kerusakan peralatan system

pendingin ruangan dengan indikasi tidak

berfungsinya kompresor dikarenakan terbakarnya

electromotor serta dalam rangka tindakan

(7)

Manfaat

Beroperasinya kembali system pendingin pada KM.

Kencana

Dapat Mengetahui penyebab Kerusakan

Kompresor sebagai langkah pencegahan kerusakan

yang akan datang

(8)

Tinjaun Pustaka

SISTEM PENDINGIN RUANGAN

Umum

Sistem pendingin merupakan salah satu sistem yang

bekerja dikapal. Sistem ini dirancang untuk

kenyamanan dan kesehatan operator kapal dan juga

untuk supply kebutuhan udara dikamar mesin

(9)

Tinjaun Pustaka

SISTEM PENDINGIN RUANGAN

Sistem pendingin ini terdiri dari beberapa peralatan

utama yang terdiri dari Kompresor, Evaporator,

Condensor

(10)

Tinjaun Pustaka

SISTEM PENDINGIN RUANGAN

Kompressor :

Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atau

Gas. kompresor mengubah fluida kerja/refrigent berupa

gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang

bertekanan tinggi.

Evaporator :

merupakan koil-koil pendingin yang berfungsi menyerap

panas dalam ruangan. Dalam hal ini refrigant dalam

evaporator mulai merubah kembali menjadi uap

bertekanan rendah yang semula bertekanan tinggi dari

Condensor

(11)

Tinjaun Pustaka

SISTEM PENDINGIN RUANGAN

•Kondesnsor

merupakan sebuah alat yang digunakan untuk

merubah wujud refrigerant dari gas yang bertekanan

dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor

menjadi cairan refrigeran yang masih bersuhu dan

bertekanan tinggi

(12)

Tinjauan Pustaka

Perhitungan Beban Pendinginan :

(ISO 7547 :“Ships and marine technology —Air-conditioning

and ventilation of accommodation spaces — Design

conditions and basis of calculations )

Data yang dibutuhkan dalam perhitungan ini secara umum

adalah;

Gambar Rencana Umum (General Arrangement)

Wiring Diagram panel penerangan (Lampu)

Kondisi Musim Suatu Negara apakah masuk dalam Negara

(13)

TINJAUAN PUSTAKA

Metode Analisa :

Metode yang digunakan dalam menganalisa penyebab

adalah menggunakan metode Root Cause Analysis

(RCA). Root Cause Analysis adalah suatu metode

dalam memecahkan masalah yang mengarah pada

pengidentifikasian penyebab utama permasalahan

(14)

(15)

Analisa Dan Pembahasan

Perhitungan Beban

Pendinginan

(16)

Part Of Deck No Nama of Room Navigation Deck 1 Wheel House

Boat Deck

2 Radio Room 3 Radio Operator Room 4 Chief Engineer 5 Captain 6 Crew Mess Room 7 2nd Enginner Room

Ruangan-Ruangan yang

Poop Deck 7 2nd Enginner Room 8 3rd Engginer Room 9 Electrican Room 10 Chief Officer 11 2nd Officer 12 3rd Officer 13 Officer Mess Room 14 Galley Upper Deck 15 Carpenter 16 Sail Man 17 Quarter Master 18 Bostwain 19 4th Enginner 20 Tally Officer 21 No 1 Oil 22 Cook/boy 23 Oil (A) 24 Oil (B) 25 Oil (C)

Ruangan-Ruangan yang

menerima Pendinginan di

kapal : Berdasarkan

Rencana Umum

(17)

Beban Transmisi :

Φ _{= ∆T (kvAv) +(kgAg)} Dimana :

∆ T = beda temperatur (0_K)

Kv = total Heat Transvers Koefisien, (watts/m2_.0_K)

Av = luasan, (m2_{), tidak termasuk jendela}

kg = total heat transfer coefficient (watts/m2_.0_{K) untuk luasan Ag}

(18)

No Nama Ruangan Bagian Panas Transmisi Parameter φ ( watts) ΔT (oK) kv (watts/m2.0 K) Av (m2) kg (watts/m2.0K ) Ag (m2)

3 Radio Operator Lantai 0 0 8.45 0 0 0

150.873 Room Atap 0 0 8.45 0 0 0

Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173

Contoh perhitungan Beban Transmisi

150.873 Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173 Dinding Belakang 2 0.9 6.5 0 0 11.7 Dinding Kanan 0 0 8.13 0 0 0 watt Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0 4 Chief Engineer Lantai 0 0 13.00 0 0 0

303.163 Atap 0 0 13.00 0 0 0 Dinding Depan 23 0.9 9.37 3.5 0.628 244.513 Dinding Belakang 2 0.9 10 0 0 18 Dinding Kanan 2 2.5 8.13 0 0 40.65 watt Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0

(19)

No Name Of Room φ ( watts) 1 Wheel House 2017.188 2 Radio Room 556.007 3 Radio Operator Room 150.873 4 Chief Engineer 303.163 5 Captain 724.904 6 Crew Mess Room 1113.147 7 2nd Enginner Room 455.081 8 3rd Engginer Room 205.67 9 Electrican Room 210.164 10 Chief Officer 370.535 10 Chief Officer 370.535 11 2nd Officer 212.378 12 3rd Officer 356.018 13 Officer Mess Room 791.335 14 Galley 788.385 15 Carpenter 292.406 16 Sail Man 292.406 17 Quarter Master 334.838 18 Bostwain 334.838 19 4th Enginner 350.138 20 Tally Officer 292.406 21 No 1 Oil 292.406 22 Cook/boy 292.406 23 Oil (A) 292.406 24 Oil (B) 292.406 25 Oil (C) 292.406 Total Panas Transmisi 11613.91

(20)

Beban Radiasi Matahari

Φ_{s=∑Av.kv.∆T + ∑Ag. Gs} Dimana :

Av = Luasan yang terkena radiasi cahaya K = Total Heat Coefisien

K = Total Heat Coefisien

_Tr : 120_{K untuk vertical Light surface}

_Tr : 290_{K untuk vertical dark surface}

_Tr : 160_{K untuk horizontal light Surface}

_Tr : 320_{K untuk horizontal dark surface}

Ag = Luasan Jendela

Gs = 350 W/m2 for clear glass surface

(21)

Contoh perhitungan Beban Radiasi matahari

No Nama Ruangan BagianTerkena matahari Parameter φ ( watts) ΔTr (o_K) k_v (watts/m2_.0_K) A_v (m2₎ Gs (w/m2₎ A_g (m2₎ 5 Captain Lantai 0 0 13.52 0 0 0 593.48 Atap 12 0.6 13.52 0 0 97.344 Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036 593.48 Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036 Dinding Belakang 0 2.5 6.5 350 0.314 109.9 Dinding Kanan 16 0.9 13 0 0 187.2 watt Dinding Kiri 0 0 13 0 0 0

6 Crew Mess Room Lantai 0 0 19.89 0 0 0

456.608 Atap 12 0.6 19.89 0 0 143.208 Dinding Depan 0 0.9 5.87 0 0 0 Dinding Belakang 16 0.9 6.5 0 0 93.6 Dinding Kanan 0 0.8 14.63 350 0.628 219.8 watt Dinding Kiri 16 0.9 14.63 0 0 0

(22)

No Name Of Room φ ( watts) 1 Wheel House 1549.728 2 Radio Room 412.444 3 Radio Operator Room 189.132 4 Chief Engineer 354.728 5 Captain 593.48 6 Crew Mess Room 456.608 7 2nd Enginner Room 316.108 8 3rd Engginer Room 199.036 9 Electrican Room 199.036 9 Electrican Room 199.036 10 Chief Officer 330.508 11 2nd Officer 222.364 12 3rd Officer 109.9 13 Officer Mess Room 517.736 14 Galley 112.32 15 Carpenter 199.036 16 Sail Man 199.036 17 Quarter Master 199.036 18 Bostwain 199.036 19 4th Enginner 199.036 20 Tally Officer 199.036 21 No 1 Oil 199.036 22 Cook/boy 90.235 23 Oil (A) 199.036 24 Oil (B) 199.036 25 Oil (C) 199.036 Total Panas Matahari 7643.723

(23)

Perhitungan panas dari Manusia

No Name Of Room Person Laten Sensible φp (watts) Laten φp (watts) Sensible 1 Wheel House 2 150 85 300 170 2 Radio Room 1 150 85 150 85 3 Radio Operator Room 1 150 85 150 85 4 Chief Engineer 1 150 85 150 85

5 Captain 1 150 85 150 85

6 Crew Mess Room 12 150 85 1800 1020 7 2nd Enginner Room 1 150 85 150 85 8 3rd Engginer Room 1 150 85 150 85 9 Electrican Room 1 150 85 150 85 10 Chief Officer 1 150 85 150 85 11 2nd Officer 1 150 85 150 85 12 3rd Officer 1 150 85 150 85 13 Officer Mess Room 10 150 85 1500 850

14 Galley 2 150 85 300 170 15 Carpenter 1 150 85 150 85 16 Sail Man 1 150 85 150 85 17 Quarter Master 2 150 85 300 170 18 Bostwain 1 150 85 150 85 19 4th Enginner 1 150 85 150 85 20 Tally Officer 4 150 85 600 340 21 No 1 Oil 1 150 85 150 85 22 Cook/boy 2 150 85 300 170 23 Oil (A) 1 150 85 150 85 24 Oil (B) 1 150 85 150 85 25 Oil (C) 1 150 85 150 85 52 orang 7800 4420

(24)

Perhitungan Panas dari lampu

dan peralatan elektronik lainnya

Part Of Deck No Name Of Room daya (watt) Navigation Deck 1 Wheel House 220

Boat Deck

2 Radio Room 80 3 Radio Operator Room 71 4 Chief Engineer 151 5 Captain 151 6 Crew Mess Room 240 7 2nd Enginner Room 71 8 3rd Engginer Room 71 9 Electrican Room 71 10 Chief Officer 71 Poop Deck 10 Chief Officer 71 11 2nd Officer 71 12 3rd Officer 71 13 Officer Mess Room 240 14 Galley 180 Upper Deck 15 Carpenter 63 16 Sail Man 71 17 Quarter Master 71 18 Bostwain 63 19 4th Enginner 71 20 Tally Office 40 21 No 1 Oil 63 22 Cook/boy 71 23 Oil (A) 63 24 Oil (B) 63 25 Oil (C) 63 26 Electrical Equipment 2500 Total 4961

(25)

Beban Infiltrasi

qs = 1.08 x Q x ∆T ql = 0.68 x Q x ∆W

dimana : qs = panas sensible (btu) ql = Panas laten

qs = 1.08 x Q x ∆T

Temperature udara luar (t0) = 350C,70%RH

= 950_F,70%RH

Temperatur udara ruangan(t1)= 270C,50%RH

=80.60_F,50%RH

Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb qs = 1.08 x Q x ∆T = 1.08 x 40 x (95-80.6) = 622.08 btu = 186.624 watt ql = 0.68 x Q x ∆W = 0.68 x 40 x (176-76) = 2720 btu = 816 watt

Jadi beban panas infiltrasi adalah: = 186.624 + 816 watt = 1002.624

watt

Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb Enthalpy udara ruangan (W1)= 76 BTU/lb Kapasitas udara (Q) = 40 cfm

(26)

Perhitungan beban pendinginan untuk

ventilasi

qt = CFM x (h0 – hi) x 0.075 x 60 dimana :

qt= total beban pendingian untuk ventilasi (BTU/h)

qt = CFMoa x (h0 – hi) x 0.075 x 60

qt =1040 x (22.828-19.462) x 0.075 x 60qt =15752.88 btu/h

= 4616.713 watt

Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb

CFM= laju udara luar (ft3/min)

20 ft3/min (tiap orang,tiap ruangan) Jumlah orang = 52 orang

h0 = Enthalpy udara luar (btu/lb) ht = Enthalpy udara ruangan (btu/lb) 0.075 = berat jenis udara (lb/ft) 60 = min/h

Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb Enthalpy udara ruangan= 19.462 BTU/lb

(27)

Jadi total beban pendinginan adalah

q total

= q total Ruangan + q (infiltrasi) + q (ventilasi)

= 36438.633 + 1002,624 + 4616.713

= 42057.97 watt

= 36163.34 kCal/hr

Verifikasi:

Pada Kapal

Berdasar

Perhitungan

Beban

(28)

Parameter Pemilihan AC Central baru meliputi beberapa

factor diantaranya:

Faktor Teknis yana meliputi:

Beban Pendinginan

Beban generator (Power Supply)

Dimensi

Faktor Non Teknis

Ketersediaan Spare Part

Harga (Cost)

(29)

Perbandingan AC Central No Parameter DAIKIN AERON (US 15 H) (SCU-E/R50) 1 Cooling Capacity 50 kW 48.7 kW

2 Power Output (Comp+Fan) 17 kW 19.5 kW

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

FMEA

Yaitu metode analisa di bidang

engineering yang menyelidiki

mengapa suatu desain produk

mengalami kegagalan dalam

No Item Statu s

Keterangan 1 Pengisian Minyak

Pelumas

ok Sesuai indikator yang tertera pada kompresor 2 Jenis Minyak Pelumas ok Sesuai dengan spesifikasi

kebutuhan kompresor 3 Pipa Minyak Pelumas ok tidak terindikasi

kebocoran

4 Thermostat no Tidak bekerja sesuai penyetingan, layar indikator yang tertera pada alat mengalami gangguan akibat getaran AHU

5 Coil Condensor ok Bersih tidak tersumbat, tidak terjadi indikasi

mengalami kegagalan dalam

pengoperasian. Metode ini

memberikan uraian analisa dengan

dasar untuk menentukan dimana

perubahan harus dilakukan untuk

memperbaiki desain sistem

tidak terjadi indikasi kebocoran

6 Coil Evaporator ok Bersih tidak tersumbat, tidak terjadi indikasi kebocoran

7 Expansion Valve no Ukuran tidak sesuai dengan Ton Referigasi pada mesin pendingin (AC Central) yaitu sebesar 12 TR 8 Referigrant ok Sesuai baik jenis dan

pengisian refrigrant yang dilakukan

9 Power Supply ok Sesuai dengan Kebutuhan Kompresor

(36)

Analisa Biaya

langkah-langkah yang harus dilakukan agar Unit AC- central

ini kembali bekerja adalah :

Pengantian Thermostat

Pengantian Expansion valve

Pengulungan Ulang Elektromotor akibat terbakar

No Item Tipe Harga (Euro) Harga (Rp) 1 Expansion Valve TEX 12

(067B3210)-danfoss

€ 149.15 Rp1,750,424 2 Thermostat EKC 102 C-danfoss € 45.00 Rp 528,120 3 Biaya Reparasi

Electromotor

Rp 750.000 Total Rp3,028,544

(37)

Kesimpulan

Perbedaan hasil perhitungan beban pandinginan adalah standart yang

digunakan. Dalam perhitungan terdahulu mengunakan rule NK yang merupakan rule local yang dipakai pada masing-masing Negara, Perhitungan pada Tugas Akhir ini adalah perhitungan berdaskan ISO (International Standart Organitation) yang berlaku secara international yaitu

yaitu

Dalam pemilihan Central Air Conditioner perlu diperhatikan beberapa

kreteria yang mencaku aspek teknis dan non teknis yaitu : Faktor Teknis yana meliputi:

Beban Pendinginan

Beban generator (Power Supply) Dimensi

Faktor Non Teknis

Ketersediaan Spare Part Harga (Cost)

(38)

Dalam Memfungsikan kembali sitem Air Conditioner yang ada di kapal

saat ini perlu diadakan pergantian beberapa peralatan akibat kerusakan/ketidaksesuaian berdasarkan kapasitas yaitu pergantian Thermostat, Pergantian Katup Ekspansi, dan gulung Ulang electromotor kompresor