BAB III PEMBAHASAN. 1.1 Data kondisi Cuaca Data kondisi cuaca. Kondisi udara luar : 32 C DB 26 Kondisi udara dalam : 25 C DB 50%

(1)

BAB III PEMBAHASAN

1.1 Data kondisi Cuaca Data kondisi cuaca

Letak : Surabaya

Bulan : September

Kondisi udara luar : 32°C DB26°CWB

Kondisi udara dalam : 25°C DB50%RH 3.2 Data Gedung

1. Gedung menghadap barat

1. Data atap dengan luas atap = 330,8 _m2

Ao = lapisan udara luar

C4 = 100 mm heavy weight concrete Mineral Fiber approx 75-100 mm insulasi

Eo = lapisan udara dalam 2 Data dinding

Rumus : A0, E1, C4, E1, Keramik, E0 Ao = lapisan udara luar

C4 = 100 mm common brick E1 = 20 mm plaster

Keramik

Eo = lapisan udara dalam 3 Bahan partisi langit-langit

12,7 mm gypsum with mineral fiber as insulation 4 Data lantai

Karpet keramik

20 mm cement plaster

200 mm hight weight concrete

(2)

1.3 Jam Operasional Gedung

Tabel 3.1 Daftar Operasional Restauran

Ruang Jam Operasional

Dining Area Lantai I Kitchen Area Senin – Minggu Pukul 10.00 –22.00 Dining Area + Open Kitchen Private Room A Private Room B Private Room C Private Room D Private Room E Lantai II Private Room F Senin – Minggu Pukul 10.00 –22.00

Diskotik Senin – Minggu Pukul 22.00 – 04.00 KTV VIP KTV I Lantai III KTV II Senin – Minggu Pukul 10.00 – 04.00

3.4 Perhitungan Beban kalor restoran (Dining Area lantai 1)

Restoran terbaru dari Group Top Ten ini merupakan gedung dengan tiga bagian lantai. Lantai 1 dan 2 untuk restoran sedangkan Lantai 3 untuk diskotik dan karaoke. Dalam perhitungan beban pendinginan ini penulis memakai perhi tungan dengan kondisi puncak atau beban puncak. Perancangan ini memakai contoh waktu yaitu pukul 10.00 untuk lantai 1 pada dining area.

3.4.1 Perolehan Kalor dari Dinding

U = 0,85 172 , 1 1 1 ₌ ₌ Rtotal m C W ° . 2 Q

Gambar 3.1 Arus Perpan pada dinding

Rumus dari persamaan 2.5:

CLTDcorr = (CLTD+LM) k + (25,5 – Tr) + (To- 29,4)

Variabel CLTD koreksi menurut lintang dan bulan dari Lampiran Tabel no. 4 LM: barat/timur = -0,5

utara = -1,6 dan selatan = -2,2

Variabel k = faktor warna permukaan dinding dari lampiran tabel 5b. k = 0,65 (warna dinding terang dan dalam suatu pemukiman)

Troom = 25°C, To (udara luar) = 32°C

Tabel 3.2 Tabel Kalor Dinding pk.10.00 wibb E1 C4 E1

Keram

(4)

Arah CLTD Pk. 10.00 U (koef. Dind) CLTD koreksi Q (Kalor) watt North(utara) 3 4,01 191,6 East(Timur) 10 9,28 241,37 West(Barat) 5 6,03 282,74 South(Selatan) 3 0,85 3,62 81,08 Total 796,8

3.4.2 Perolehan kalor dari atap

Data-data: 100mm heavy weight concrete dengan insulasi mineral fiber approx 75-100mm.

U = 0,45 245 , 2 1 1 ₌ ₌ Rtotal m C W ° . 2

Rumus diambil dari persamaan 2.5:

CLTDcorr = [ (CLTD+LM) k + (25,5 – Tr) + (To- 29,4) ].f Variabel diambil dari lampiran tabel no. 4

LM = 0

(5)

K = 0,5 (warna atap terang dan dalam suatu pemukiman). Troom = 25°C, To (udara luar) = 32°C, f = 0,75

Tabel 3.3 Kalor pada atap pada pukul 10.00 U(koefisien

bahan)

Jam CLTD Luas atap (m²) CLTD corr Q (watt) 0,45 10.00 11 330,8 6,45 950,41

3.4.3 Perolehan kalor dari kaca

Jenis kaca ialah kaca tunggal dengan tirai gulung terang. Nilai Koefisien kaca diambil dari lampiran tabel no. 6b. U = 5,5 C m W kcal Kj x s jam x C jam m kkal ° = ° 1 6,3965 . 1368 , 4 3600 1 . . 2 2

Nilai CLTD diambil dari lampiran tabel 6a. CLTD pk 10.00 = 2 °C

Rumus CLTD koreksi diambil dari persamaan 2.7 b:

CLTDcorr = CLTD + (25,5 – WB) + (DB – 29,4) Rumus nilai Kalor (Q) diambil dari pers 2.7a:

Q = U. A . CLTDcorr

(6)

Tabel 3.4 Tabel Kalor kaca pada pukul 10.00 Wib. Arah U (koef kaca) A (Luas kaca) (m²) Jam CLTD corr Q (watt) Utara 6,3965 54 1761,6 Selatan 6,3965 10,5 342,53 Timur 6,3965 36 1174,4 Barat 6,3965 36,69 10.00 5,1 1196,91

Perhitungan kalor dari sinar matahari

Kalor dari sinar matahari (Qm) = A x SC x SHGF x CLF (watt)

Tabel 3.5 Tabel Kalor Sinar matahari pada pukul 10.00 Wib

Arah SC SGHF ( ₂ m W ) Jam CLF Q (watt) Utara 120 10.00 0,8 1296 Selatan 177 10.00 0,58 269,48 Barat 726 10.00 0,15 998,89 Timur 0,25 726 10.00 0,62 4051,0

Total kalor = kalor kaca (Qk) + kalor dari sinar matahari (Qm) = 10.090,88 watt (pukul 10.00 wibb)

(7)

Komposisi:

U = 0,72 C m W ° . 2 Q = U. A. ∆T = 0,72. 688,82.(30-25) = 2471,01 watt 3.4.5 Perhitungan kalor melalui orang

Nilai heat gain aktifitas manusia direstoran diambil dari lampiran tabel 11.

Tamu: Pelayan:

SHG = 65 W SHG = 75 W LHG = 30 W LHG = 55 W Luas lantai efektif untuk meja = 500 m″

Luas meja kursi + gerak manusia = 12,25 m″ Jumlah meja = 500/12,25 = 41 meja

Jumlah tamu maksimal = 41 meja x 8 orang = 328 orang Kapasitas tamu = 328 orang

Jumlah pelayan = 10 orang

Qsensibel = 328 x 65 + 10 x 75 = 22.070 watt Qlaten = 328 x 30 + 10 x 55 = 10.390 watt 3.4.6 Perhitungan Kalor melalui lampu Perolehan data dari tabel:

Jumlah lampu = 100 lampu

(8)

Tabel 3.6 Tabel Kalor Lampu pada pukul 10.00 Wib. Fu Fb CLTDcorr CLF Q (watt) 0,46 1,2 10.00 1 1987,2

3.4.7 Perhitungan kalor dari alat-alat elektronika Jenis alat-alat elektronika:

• cash register = 48 watt • 2 unit TV = 600 watt

CLF = 1, bila unit pendingin/AC mati malam hari Q sensibel = HG x CLF = 648 watt

U = 0,5 C m W ° . 2

Temperatur udara luar = 32°C Temperatur udara dalam = 25°C Asumsi temperatur plafon = 30°C Luas langit-langit = 688,82 m²

Q langit-langit = 7,3 x (30-25) x 688,82 = 1722,05 watt 3.4.9 Perhitungan kalor dari dinding partisi

Rumus partisi: Q = U x A x ∆ t

(9)

Luas partisi = 33,45 m²

maka Q = 0,85 x 33,45 x (30-25) = 142,7 watt 3.4.10 Perhitungan kalor dari ventilasi

Nilai jumlah udara ventilasi untuk dining area diambil dari lampiran tabel no. 13 jumlah udara ventilasi = 10 cfm/orang.

10 cfm = 4,72 l/s.

Fresh Air/Udara ventilasi = liter/s x jumlah orang = 4,72 x 338 = 1595,36 liter/s

= 10 cfm x 338 = 3380 cfm Kondisi luar : 32°C DB26°CWB

Kondisi dalam :25°C DB50%RH

Nilai ∆W = beda spesific humidity udara luar dan dalam diambil dari Lampiran grafik no. 1 sehingga didapat nilai sebagai berikut:

Kelembaban spesifik udara luar = 0,0186 kg/kg

Kelembaban spesifik udara dalam = 0,0098 kg/kg udara kering Kalor sensibel = Q s = 1,23 x 1595,36 x (32-25) = 13.736,05 watt

Kalor laten = Q l = 3010 x 1595,36 x (0,0186 - 0,0098) = 42.257,90 watt 3.4.11 Perhitungan kalor dari Inflitrasi

Nilai jumlah kebutuhan udara inflitrasi diambil dari lampiran tabel no. 14 Q= 1,9 cfm/orang untuk pintu restauran dengan teras.

Average use = 1,9 cfm x 0,47195 x 328 = 294,12 l/s Qsensibel = 1,23 x 294,12 x (32-25) = 2532,37 watt

Qlaten = 3010 x 294,12 x (0,0186 - 0,0098) = 7790,65 watt Pada halaman berikutnya beban kalor ditabelkan pada tabel 3.7 - 3.9:

(10)

LANTAI 1 Lantai 2 Kalor Eksternal Dining Area Kitchen Room Dining Area Open Kitchen Private Room A Atap 950,41 - - - Dinding 796,8 793,77 793,77 51,18 Kaca 11090,88 - 4542,18 254,8 Lantai 2471,01 339 1033,49 37,67 Langit2 1722,05 161,5 82,46 3,15 Dinding Partisi 142,7 40,83 238,82 - Kalor Internal Manusia (S) 22070 400 9015 325 (L) 10390 400 4435 150 Lampu (S) 1987,2 357,7 596,16 16,56 Peralatan Dapur - 15.574 (S) 3.319 (L) 10.710,4 (S) 706,4 (L) - Elektro (S) 648 - 648 - Ventilasi (S) 13.736,05 304,79 5.567,57 304,79 (L) 42.257,90 937,68 17.128,20 937,68 Inflitrasi (S) 2532,37 50,8 988,26 - (L) 7790,65 156,28 3040,29 - TOTAL (watt) 118.586,02 22.836,14 59.526 2080,83 Luas(m²) 664,82 64,6 273,42 10,5 RSH (Btu/h) 151.531,79 60.453,79 97.748,81 2348,67 RLH(Btu/h) 62.032,38 13.223,82 27.915,94 511,8 SHF 0,71 0,82 0,78 0,82

(11)

LANTAI 2 Kalor Eksternal Private Room B Private Room C Private Room D Private Room E Private Room F Atap - - - - - Dinding 20,45 20,45 20,45 20,45 67,75 Kaca 254,8 254,8 254,8 254,8 254,8 Lantai 37,67 37,67 37,67 37,67 37,67 Langit2 3,15 3,15 3,15 3,15 3,15 Dinding Partisi - - - - - Kalor Internal Manusia (S) 325 325 325 325 325 (L) 150 150 150 150 150 Lampu (S) 16,56 16,56 16,56 16,56 16,56 Elektronika - - - - - Ventilasi (S) 304,79 304,79 304,79 304,79 304,79 (L) 937,68 937,68 937,68 937,68 937,68 Inflitrasi (S) - - - - - (L) - - - - - TOTAL (watt) 2050,1 2050,1 2050,1 2050,1 2097,4 Luas(m²) 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 RSH 2243,82 2243,82 2243,82 2243,82 2405,21 RLH 511,8 511,8 511,8 511,8 511,8 SHF 0,81 0,81 0,81 0,81 0,82

(12)

LANTAI 3 Kalor Eksternal Diskotik KTV VIP KTV 1 KTV 2 Atap 2088,99 201,65 163,98 163,98 Dinding 854,52 74,55 17,74 17,74 Kaca - - - - Lantai 1268,75 92,98 75,6 75,6 Langit2 101,23 62 50 50 Dinding Partisi 238,82 - - - Kalor Internal Manusia (S) 15985 350 350 350 (L) 11545 150 150 150 Lampu (S) 5000 19,87 19,87 19,87 Elektronika 2900 (S) 450 (L) 1100 1100 1100 Ventilasi (S) 8940,62 304,79 304,79 304,79 (L) 27.505,14 937,68 937,68 937,68 Inflitrasi (S) 1698,58 - - - (L) 5225,55 - - - TOTAL (watt) 83.802,21 3293,02 3169,62 3169,62 Luas(m²) 335,66 24,6 20 20 RSH 104.359,06 6.484,69 6.063,63 6.063,63 RLH 58.756,53 511,8 511,8 511,8

(13)

SHF 0,64 0,93 0,92 0,92 Tabel 3.9 Tabel Beban Kalor Pada Lantai 3

Berdasarkan cara yang sama pada tabel diatas kita mencari untuk waktu yang lainnya seperti pada lampiran data 1– 6 sehingga didapatkan beban tertinggi pada grafik dibawah ini.

Dibawah ini grafik beban kalor tiap lantai dan total seluruh ruangan.

Total Beban Kalor Restoran

0 100000

200000

300000

400000

10

13

16

19

22

1

4

SOLAR TIME BEBAN KALOR (W ATT)

total kalor LANTAI 1 TOTAL KALOR LANTAI 2 Total kalor Lantai 3 Total Kalor Gedung

Gambar 3.2 Grafik Beban Kalor Gedung Keterangan

1. Beban kalor pada tiap lantai mencapai puncak sekitar pukul 16.00 wib. Lantai 1 = 149.764,26 watt = 511.140,82 Btu/h = 42,595 Ton

Lantai 2 = 73.848,72 watt = 252.043,413 Btu/h = 21 Ton Lantai 3 = 93.559,47 watt = 319.315,597 Btu/h = 26,61 Ton

(14)

Dalam menggambar diagram psikrometrik adalah karakteristik udara dalam dan luar ruangan yang terkondisi serta udara campuran, RSHF dan data lain.

Tahapan dalam penggambaran diagram psikrometrik adalah sebagai berikut: Langkah-langkah Mencari kebutuhan udara dari grafik psikrometrik:

1 Menarik garis dari titik SHF ke titik referensi 78°F DBdan50% RH (Titik 2).

2. Menarik garis dari titik kondisi udara luar 90°F, 78°F menuju titik referensi (Titik 1) dan menarik garis sejajar menuju temperatur bola basah untuk menentukan temperatur bola kering kebutuhan udara, bila tidak berpotongan maka langkah berikutnya adalah:

3. Menarik garis dari titik kondisi ruangan 77°FDBdan50%RH sejajar de ngan garis SHF menuju dan sampai memotong kurva jenuh temperatur bo la basah (WB). Titik pada kurva jenuh itu disebut ADProom.

4. Mencari titik tLA dengan rumus persamaan 2.18 kemudian menarik ga ris dari titik tLA itu menuju kondisi ruang.

5. Mencari titik temperatur campuran dengan persamaan rumus 2.21. 6. Menarik garis lurus dari titik tLA menuju titik temperatur campuran

(Titik3).

Data awal yaitu sebagai berikut:

1. Dining area lantai 1 dan menggunakan data yang memiliki beban kalor tertinggi yaitu pukul 16.00 wibb.

RSHF = 0,74 dan RSH = 151.531,79 Btu/h

Gambar 3.3 Mencari jumlah kebutuhan CFM supplai pada Diagram Psikrometrik

(15)

1. Temperatur ADProom = 50 °F 2. To = temperatur udara luar = 90°F 3. BPF = 0,05 (lampiran tabel 16k)

4. Temperatur udara suplai (tLA) = 51,35 °F 5. Nilai Entalpi yaitu:

h3= 37,9 Btu/ lb hL = 20,5 Btu/lb Maka kebutuhan udara suplai adalah:

cfm 6426,63 F) 50 F 1,08(77 BTU/h 178.030,57 ) T 1,08(T RSH CFM = ° − ° = − = supply room supply

CFM return = CFM supply – CFM fresh air = 6426,63 – 4056= 2370,63 cfm Mencari temperatur campuran yaitu:

supply air fresh room return CFM x to) (CFM ) x t (CFM campuran T = + F 85,2 2370,63 ) F 90 x 4056 ( F) 77 x (2370,63 campuran T = ° + ° = °

DIBAWAH INI TABEL KEBUTUHAN UDARA PADA RESTORAN Tabel 3.10 Tabel Kebutuhan Udara

(16)

RUANG CFM SUPPLY CFM FRESH CFM RETURN LANTAI 1 DINING AREA 6426,63 4056 2370,63 KITCHEN ROOM 2716,62 - - LANTAI 2 DINING AREA 3916,68 - - PRIVATE R-A 131,11 75 56,11 PRIVATE R-B 121,89 75 46,89 PRIVATE R-C 121,89 75 46,89 PRIVATE R-D 121,89 75 46,89 PRIVATE R-E 121,89 75 46,89 PRIVATE R-F 132,56 75 57,56 LANTAI 3 DISKOTIK 3767,2 2200 2139,83 KTV VIP 312,57 75 237,57 KTV 1 281,29 75 206,29 KTV 2 281,29 75 206,29 TOTAL 18.453,51 6931 4889,21

3.6 Mencari Beban Pendinginan (Ton refrigerasi) Contoh Perhitungan: Dining Area di Lantai I:

Dari grafik psikrometrik Trane untuk Dining Area pada Lantai 1 didapat harga enthalpi yaitu:

• h3 = 37,9 Btu/lb hL = 20,5 Btu/lb Total Entalphi = Refrigeration load

Refrigeration load = (h3–hL) x cfm x 4,5 = (37,9–20,5) x 6426,63 x 4,5 = 503.205,129 BTU/hr

(17)

Total Enthalpi = 503.205,129 BTU/hr Ton 41,934 12000 129 , 205 . 503 ₌ = ion Refrigerat Tons Total

Dibawah ini Tabel beban refrigerasi tiap lantai

Tabel 3.11 Tabel Beban Kalor Refrigerasi Tiap Lantai RUANG Total Tons Total CFM

Suplai

Lantai 1 62,38 9.143

Lantai 2 35,62 4.668

Lantai 3 27,36 4.642

TOTAL 125,36 18.453,51

Untuk beban kalor tiap ruangan ada di lampiran data hal 90 3.7 Menentukan Sistem Pengkondisian Udara yang dipakai

Sistem yang dipakai untuk mengkondisikan udara pada restoran adalah All Air System dengan memakai dua mesin pendingin (chiller) sedangkan untuk men distribusikan udara dingin ke ruangan yang dikondisikan memakai saluran udara atau ducting.

Komponen utama system distribusi terdiri dari: 1. Air Handling Unit (AHU).

2. Ducting.

3. Terminal Equipment contoh : diffuser, grille dan register. 4. Aksesoris. contoh : damper, flexible conector.

(18)

MESIN

CHILLER

Gambar 3.4 Sistem Pendingin dengan All Air System Keterangan

Sistem Pengkondisian udara direstoran menggunakan mesin chiller dengan pendingin udara pada kondensornya karena kapasitas beban kalor total seluruh ruangan tidak terlalu besar sekitar 125,36 Tons Refrigeran (Air cooled untuk beban kalor 7.5 tonsr sampai 500 tonsr) selain itu dengan mesin chiller pendingin udara akan lebih hemat dalam perawatan mesin, efisien dan murah.

Sistem yang bekerja pada mesin chiller ini adalah sebagai berikut:

Kondensor bekerja menukar panas fluida refrigeran dari kompresor yaitu mendinginkan fluida refrigeran dengan udara kemudian fluida refrigeran dikirim ke katup ekspansi untuk menurunkan tekanannya menjadi campuran cair dan uap refrigeran lalu mengirimkannya ke evaporator melalui evaporator fluida refrigeran akan menukarkan panas yang dibawa oleh air pendingin dari Air handling unit (AHU). Fan (Kipas) yang satu paket pada AHU akan mendistribusikan udara dingin (supply air) dari koil pendingin menuju ruangan

EVAPORATOR K Air Handling Unit RUANGAN DUC TING

(19)

yang dikondisikan melalui sistem ducting yang akan dihembuskan oleh diffuser pada tiap ruangan kemudian udara dingin ini akan dihisap oleh return air grille yang dipasang pada tiap-tiap ruangan akhirnya udara yang dihisap ini (return air) akan dicampur menjadi udara campuran (mixture air) dengan udara luar (fresh air) dalam Air handling unit dan distribusikan lagi ke ruangan seperti siklus. Alasan memilih system all air/udara penuh seperti pada gambar 3.3 adalah: 1. instalasi pemasangan sistem lebih murah dibanding dengan sistem split biasa

dan bila menggunakan all water system (sistem air penuh).

2. perawatan untuk unit AHU lebih murah sedangkan untuk saluran udara (ducting) dan diffuser/register tidak perlu perawatan.

3. Kelembaban udara yang diinginkan dapat tercapai sebab terjadi proses pencam puran udara dalam unit AHU untuk menurunkan kelembaban udara bila diban dingkan dengan unit split biasa.

4. Kebutuhan air pendingin untuk mendinginkan AHU lebih sedikit bila dibanding kan dengan bila menggunakan sistem all water (air penuh) yang menggunakan cooling tower sehingga treatment untuk air tidak diperlukan.

Dibawah ini adalah perbandingan dengan alternatif sistem lain: Tabel 3.12 Perbandingan sistem

Item All air(AHU+duct) All water (FCU) Split biasa

Harga unit mahal mahal Sedang

Instalasi mudah & murah mahal & rumit mudah & cepat Perawatan unit murah mahal mahal & lama Operasional listrik Mahal mahal mahal

Kelembaban udara tercapai tidak tidak

Water treatment tidak perlu perlu sekali tidak perlu

Jangkauan pendinginan

lebih merata kurang merata tidak merata 3.8 Pemilihan Air Handling Unit

Dalam menentukan Air Handling Unit yang digunakan menggunakan katalog dari Trane Company Model BDVA 045-180 dan LWHA 400 - 4200 cfm yaitu:

(20)

RUANG Total kalor TonsR Total CFM Suplai Total CFM AHU pada Katalog Kapasitas Pendingin AHU Kelebihan Udara CFM Lantai 1 Dining area 41,39 6426,63 8.827,97 Kitchen room 20,99 2716,62 1 unit BDVA 180 18080 CFM 6 ROW 856 MBH 171 GPM 71,33 Ton 108,78 TOTAL 62,38 (748,56 MBH)

Dibawah ini tabel unit AHU pada lantai 2

Tabel 3.14 Data Katalog AHU Lantai 2 RUANG Total kalor TonsR Total CFM Suplai Total CFM AHU pada Katalog Kapasitas Pendingin AHU Kelebihan Udara CFM Lantai 2 Dining area 3916,68 2497,92 Private room A-F 35,62 (427,44 MBH) 751,23 1 unit BDVA 090 9240 cfm 6 row 436 MBH 87 GPM 36,33 Ton 2074,78

Dibawah ini tabel unit AHU pada lantai 3

Tabel 3.15 Data Katalog AHU Lantai 3

(21)

kalor TonsR CFM Supplai pada Katalog Pendingin AHU Udara CFM Diskotik 24,44 3767,2 2236,1 KTV VIP, 1 & 2 2,92 874,8 1 unit BDVA 075 7760 CFM 6 ROW 369 MBH 74 GPM 28,46 Ton 341,6 MBH 537,9 Keterangan

Kelebihan udara suplai tiap lantai dibagi merata ke seluruh ruangan yang ada

Dibawah ini tabel koreksi kebutuhan udara suplai menurut katalog. Tabel 3.16 Tabel Kebutuhan Udara setelah Koreksi AHU

(22)

RUANG TOTAL KALOR AHU (TONR) CFM SUPPLY CFM FRESH CFM RETURN LANTAI 1 DINING AREA 15.254,6 3.380 11.874,6 KITCHEN ROOM 71,33 (856 MBH) 2825,4 - Udara Buang LANTAI 2 DINING AREA 6414,6 - Udara Buang PRIVATE R-A 470,9 75 395,9 PRIVATE R-B 470,9 75 395,9 PRIVATE R-C 470,9 75 395,9 PRIVATE R-D 470,9 75 395,9 PRIVATE R-E 470,9 75 395,9 PRIVATE R-F 36,33 (436 MBH) 470,9 75 395,9 LANTAI 3 DISKOTIK 6347,3 2200 4147,3 KTV VIP 470,9 75 395,9 KTV 1 470,9 75 395,9 KTV 2 30,75 (369 MBH) _{470,9 75 395,9} TOTAL 138,41 35.080 6225 19.585 3.9 Pemilihan chiller

Total Beban Kalor Ruangan Tabel 3.15 Berdasarkan perhitungan = 125,36 Ton

(23)

Berdasarkan katalog AHU = 138,41 Ton Total debit air = 332 Gpm

Lantai 1 = 171 Gpm, Lantai 2 = 87 Gpm, dan Lantai 3 = 74 Gpm

Maka diambil mesin chiller berpendingin udara sebanyak 2 buah berupa paket dengan alasan yaitu:

- Lebih mudah instalasi mesin chiller dan murah.

- Berjumlah 2 buah karena pada malam hari diatas pukul 22.00 wibb yang beroperasional hanya lantai 3 sehingga beban pendinginan malam hari cen derung berkurang maka dipakai 1 unit chiller saja yaitu tipe CGAH050. - Bila terjadi kerusakan, satu unit tetap dipakai sementara yang lain perbaikan sehingga ruangan tetap bisa dikondisikan.

Data pada Lampiran tabel 19a didapat yaitu:

Tabel 3.17 Tabel Data Mesin Chiller

Jenis Chiller RTAA 110 CGAH050

Input Kompresor 123,7 kW 46,8 kW

EER 9,7 -

TONSR 108,3 37,3

Temperatur air masuk evaporator 54 ºF 54 ºF Temperatur air keluar evaporator 44 ºF 44 ºF

Pressure drop pada evaporator 20 ft H20 13,12 ft H20

Max flow evaporator 369 Gpm 98,55 Gpm

Min flow evaporator 132 Gpm -

Debit udara pada kipas kondensor 87.505 CFM 36.627 CFM

Fluida pendingin HCFC-22 HCFC-22

Sumber: Trane Air Conditioning (1999). Series R Rotary RTAA Liquid Chiller 70 to 400 Tons Air Cooled. ). Series CGAH 020-060 Liquid chiller, Air Cooled, Axial Fan.The Trane Company: 3600 Pammel Creek Road La Crosse, WI 54601-7599 Karena memakai 2 chiller maka:

1. Kapasitas pendinginan = Chiller 1 + Chiller 2 = 108,3 + 37,3 = 145,6 Ton 2. Kapasitas Air pendingin = 467,55 Gpm

(24)

3.10 Menentukan total building airflow diagram

3.10.1 Lantai 1 yaitu hubungan antara Dining area dan Kitchen room. Gambar Aliran Udara dalam restoran

Udara Buang Ducting/

Saluran udara Udara

Segar

Langit2

Udara Suplai Udara Balik Udara Buang Udara Suplai

Transfer Udara KITCHEN AREA DINING AREA (- NEGATIF PRESSURE) ( + POSITIF PRESSURE)

Gambar 3.5 Aliran Udara dalam dining area lantai 1 Keterangan

Restoran menggunakan saluran udara/ducting untuk mendistribusikan udara di ngin keseluruh ruangan termasuk untuk mendinginkan kitchen area.

Berdasarkan dari perhitungan diatas bahwa data untuk AHU 1 adalah 1. Dining Area Lantai 1

-Udara segar (fresh air) = 3380 cfm -Udara supplai (supply air) = 15.254,6 cfm -Udara balik (return air) = 11.874,6 cfm

1. Kitchen Area Lantai 1

-Udara supplai (supply air) = 2825,4 cfm

Untuk menentukan udara buang pada exhaust hood ialah:

Udara buang = (Udara segar lantai 1 – 10 % dari udara segar lantai 1) + udara supplai kitchen area

= (3380 - 0.1 x 3380)+ 2825,4 = 3042 + 2825,4 = 5867,4 cfm Pada katalog exhaust fan tabel 16.j terdapat

AHU

Exhaust Hood

(25)

- Didapatkan yaitu type exhaust fan extra flame roof 24” dengan kapasitas hisap sebesar 5650 cfm maka tipe inilah yang mendekati dengan perhitungan.

sedangkan untuk exhaust hood dipilih berdasarkan tabel 16.h - Didapatkan yaitu tipe island dengan kapasitas 8400 cfm Penjelasan :

Berdasarkan perhitungan diatas maka :

Udara transfer dari dining area ke kitchen area sebesar = 5650– 2825,4 = 2824,6 cfm maka tekanan positif pada dining area sebesar:

Tekanan positif = Udara segar Lantai 1+ Udara supplai kitchen –Udara buang Kitchen room

= 3380 cfm + 2825,4 cfm – 5650 cfm = 555,4 cfm Tekanan positif sebesar 555,4 cfm mengakibatkan:

- Asap dapur tidak tercium dari dining area.

3.10.2 Lantai 2 yaitu Dining area dan open kitchen

Berdasarkan dari perhitungan diatas bahwa data untuk AHU 2 adalah: 1. Dining Area dan Open kitchen Lantai 2

-Udara segar (fresh air) = -

-Udara supplai (supply air) = 6414,6 cfm -Udara balik (return air) = udara buang Untuk menentukan udara buang maka:

Udara buang = 80 %-90% udara suplai.

Berarti udara buang = udara suplai - 10 % udara suplai = 6414,6 + 0,1.6414,6 = 5773,14 cfm

Pada katalog exhaust fan tabel 16.j terdapat:

- Didapatkan yaitu type exhaust fan extra flame roof 24” dengan kapasitas hisap sebesar 5650 cfm maka tipe inilah yang mendekati dengan perhitungan.

sedangkan untuk exhaust hood dipilih berdasarkan tabel 16.h - Didapatkan yaitu tipe island dengan kapasitas 8400 cfm. maka tekanan positif pada dining area sebesar:

(26)

Tekanan positif = Udara suplai Dining area lantai 2 – Udara buang Open kitchen = 6414,6 – 5650 cfm = 764,6 cfm

Tekanan positif sebesar 764,6 cfm mengakibatkan: - Asap dapur tidak tercium dari dining area. Gambar aliran udara lantai 2.

Udara Buang Udara

Luar

Udara Suplai Udara Suplai

udara buang

DINING AREA DINING AREA (Positif pressure) KITCHEN AREA (Positif Pressure) ( Negative pressure )

Gambar 3.6 Aliran Udara dalam dining area lantai 2

3.11 PEMILIHAN DUCT, DIFFUSER DAN REGISTER PADA RUANGAN 3.11.1 Perencanaan dimensi saluran udara suplai dengan metode equal fric

tion

Pada perhitungan kali ini menggunakan data pada Lantai 1: AHU

Exhaust Hood

(27)

Tabel 3.18 Tabel Data Kebutuhan udara Lantai 1.

CFM supply CFM fresh CFM return Kecepatan CFM

Supply (FPM)

18.080 3380 11.874,6 2000

3.11.2 Pemilihan diffuser saluran udara suplai Dari tabel 16a maka didapatkan:

• NC untuk dining room = 40 dB • Radius difusi = 3 meter

Syarat agar dapat memakai diffuser persegi adalah udara yang hendak dikondisikan adalah 5 cfm/ft″ = 54 cfm/m″ dan tinggi plafon/langit-langit sekitar 3 meter.

Perbandingan udara dan luas ruangan = ₂ ₂ m cfm 26,248 m 688,82 cfm 18080 ₌

Maka 26,248 cfm/m″ < 54 cfm/m″ sehingga diffuser persegi dapat dipakai. Berdasarkan tabel 3.18 diatas maka ruangan Lantai 1 memakai 1unit AHU (Air Handling unit) jenis BDVA 180.

Dalam dining area yang memakai 1 AHU yang ditempatkan pada ruangan khusus dimana jenis AHU ini mempunyai bentuk bodi yang besar.

Direncanakan memakai 15 difusser untuk memenuhi kebutuhan udara suplai lantai 1 untuk dining area dan kitchen room.

Kapasitas 1unit diffuser = 18.080/15 unit diffuser

Setara = 1205,33 cfm = 2047,67 m≥/hr

Dari lampiran tabel 16d dipilih salah satu jenis diffuser menurut kapasitas udara yang dianggap sesuai dengan kebutuhan ruangan.

Diplotkan pada grafik didapat diffuser no 35 Ukuran = 345 x 345 mm

Kapasitas = 1993,47 m≥/hr = 1173,43 cfm SP diffuser = 4,3 mmAq

Neck Velocity = 5,8 m/s Setting Height = 3 m

(28)

Spread max = 7,7 meter (jangkauan sembur udara dari diffuser) Spread min = 3,7 meter

3.11.3 Perhitungan dimensi saluran udara suplai Dari tabel 3.13 diatas maka dihitung yaitu: Perhitungan saluran udara (ducting) untuk AHU 1 Luas duct = _9,04_ft2 fpm 2000 cfm 080 . 18 ₌

Dari lampiran grafik 3 diplotkan sehingga didapat: Friction rate = 0,1 in water gage/100ft

Kemudian dari tabel 17b didapatkan ukuran duct yaitu: Ukuran duct = 56 x 26 in

Setelah itu dengan cara metode equal fricton yang sama maka dapat kita cari data yang lain seperti tabel ukuran saluran udara suplai dibawah ini:

Tabel 3.19 Tabel ukuran saluran udara suplai untuk AHU 1 lantai 1 Section suplai CFM Friction Rate In wg/100ft Kecepatan (fpm) Luas duct (ft²) Ukuran Duct (in) Fan I–A 18.080 0,1 2000 9,04 56x26

(29)

A-1 4821,32 0,1 1400 3,44 22x26 1-2 3615,99 0,1 1300 2,78 18x26 2-3 2410,66 0,1 1150 2,09 14x26 3-15 1205,33 0,1 1000 1,21 14x26 A-B 13258,68 0,1 1800 7,44 46x26 B-4 4821,32 0,1 1400 3,44 22x26 4-5 3615,99 0,1 1300 2,78 18x26 5-6 2410,66 0,1 1150 2,09 14x26 6-14 1205,33 0,1 1000 1,21 14x26 B-C 8437,36 0,1 1650 5,27 32x26 C-7 4821,32 0,1 1400 3,44 22x26 7-8 3615,99 0,1 1300 2,78 18x26 8-9 2410,66 0,1 1150 2,09 14x26 9-10 1205,33 0,1 1000 1,21 14x26 C-D 3615,99 0,1 1300 2,78 18x26 D-11 3615,99 0,1 1300 2,78 18x26 11-12 2410,66 0,1 1150 2,09 14x26 12-13 1205,33 0,1 1000 1,21 14x26 3.11.4 Perhitungan Penurunan Tekanan Udara Suplai

Pada perhitungan kali ini adalah menghitung penurunan tekanan saluran udara suplai dan yang dihitung adalah jalur ducting yang terpanjang. Jalur Terpanjang adalah: Fan – A – D – diffuser 10

Yaitu dimana dari Fan pada Air handling unit sampai diffuser-10 maka: Dihalaman berikut ini tabel data panjang saluran udara pada AHU 1. Tabel 3.20 Tabel Data panjang saluran udara AHU 1 Dining Area Lantai 1 SECTION

SUPLAI

ITEM JUMLAH PANJANG (FT)

PANJANG EKUIVALEN

Fan AHU 1- A DUCT 2,5 m 8,2

A – C DUCT 14 m 45,93

(30)

ELBOW 1 11,162 ft TOTAL

PANJANG

119,74 ft 11,162 ft Keterangan:

Dari perhitungan plot untuk grafik friction rate didapat friction rate sebesar 0,1 inwg/100ft. SP diffuser = 4,3 mmH2O = 0,169inwg 25,4mm/in 0 mmH 4,3 2 ₌

Mencari panjang ekuivalen untuk elbow. R/D = 1.25

Elbow (diffuser 9 – diffuser 10) maka perhitungannya sbb: W/D = 14/26 = 0,538

Dengan lampiran tabel 18 didapatkan nilainya dengan interpolasi: L/D = 5,152

L = 5,152 x 26 = 133,952 in/12 = 11,162 ft

Tabel 3.21 Tabel Data SP loss fitting AHU 1 Dining Area Lantai 1 SECTION SUPPLAI ITEM Σ V1 (fpm) V2 (fpm) n Hv (in.wg) SP (in.wg) Fan AHU 1- A TEE 1 1800 1400 1,86 0,122 0,227 A-B TEE 1 1650 1400 1,812 0,122 0,221 B-C TEE 1 1300 1400 1,747 0,122 0,213

Total SP losess (in.wg) 0,661 Sehingga penurunan tekanan pada saluran udara suplai:

Total losess saluran udara = (119,74 + 11,162 )ft x 0,1 inwg/100ft = 0,131 inwg Total penurunan saluran udara =

= Total losess saluran udara + SP fitting + SP difusser = 0,131 + 0,169 + 0,661 = 0,961 in wg

Kemudian mengecek apakah fan dari AHU mampu mengatasi total penurunan saluran udara dengan cara sbb:

(31)

lb/min/AHP -ft 33000 in 144 inwater 407,1 lb/in 14,7 x in.wg 0,961 x cfm 18080 6356 SP x CFM 2 2 2 ft x = = 2,77 HP

Berdasarkan tabel lampiran katalog AHU no 20: - Fan AHU = 1-20 HP static

Maka Fan AHU mampu mengatasi total penurunan tekanan pada saluran udara suplai dengan ukuran 1- 20 HP > 2,77 HP.

3.12 Perencanaan saluran dan Penurunan Tekanan udara balik

Pada perhitungan saluran udara balik memakai data seperti pada tabel di bawah ini:

Tabel 3.22 Tabel Data Kebutuhan udara balik AHU 1 Dining Area Lantai 1

Jenis Kebutuhan Harga Asal Data

Kebutuhan udara balik AHU 1 11.874,6 cfm Perhitungan Kecepatan udara balik 1.500 fpm Tabel 16g Kecepatan udara balik di register 2,5 – 5 m/s Tabel 16b 3.12.1 Menghitung saluran udara balik utama

Perhitungan luas saluran udara balik pada AHU 1 didapat:

Luas duct = _7,92_ft2

cfm 1500

fpm 11.874,6 ₌

Dari lampiran grafik 3 diplotkannya sehingga didapat: Friction rate = 0,065 in water gage/100ft

Kemudian dari lampiran tabel 17 a didapatkan ukuran duct yaitu: Ukuran duct = 48”x 26”

3.12.2 Mencari dimensi dari register udara balik Dari lampiran tabel 16.b kita dapatkan data yaitu: Kecepatan udara balik pada register = 2,5 – 5 m/s. Dipilih kecepatan pada register 5 m/s.

(32)

Sehingga didapat = 2374,92cfm/register 4034,61CMH 5 6 , 874 . 11 ₌ ₌

Berdasarkan lampiran grafik tabel 16d diplotkan pada grafik maka didapat Ukuran register yaitu:

1200 x 300 mm

SP register = 3,5 mm H₂O

3.12.3 Menghitung dimensi saluran udara balik terusan Dihalaman berikut tabel ukuran saluran udara balik AHU 1.

Tabel 3.23 Tabel Data Saluran udara balik AHU 1 pada Lantai 1. Section Return CFM Friction Rate In wg/100ft Kecepatan (fpm) Luas duct (ft²) Uk.Duct R –Reg1 7124,76 0,09 1500 4,75 34x22 1-2 4749,84 0,065 1350 3,52 28x20 2-3 2374,92 0,065 1150 2,06 20x16 R AHU-4 4749,84 0,065 1350 3,52 28x20 4-5 2374,92 0,065 1150 2,06 20x16 3.12.4 Perhitungan Penurunan Tekanan Udara Balik

Pada perhitungan kali ini adalah menghitung penurunan tekanan saluran uda ra suplai dan yang dihitung adalah jalur ducting yang terpanjang.

Jalur Terpanjang adalah: Return fan – Register Udara Balik No. 3 Yaitu dimana dari Fan Return pada AHU unit sampai Register 3 maka: Dibawah ini tabel data panjang saluran udara balik AHU 1.

Tabel 3.24 Tabel Data Panjang saluran udara balik AHU 1 Lantai 1. SECTION

RETURN

ITEM JUMLAH PANJANG

(FT)

PANJANG EKUIVALEN

(33)

ELBOW 1 13,325 ft TOTAL

PANJANG

73,81 Ft 13,325 Keterangan :

Dari perhitungan plot untuk lampiran grafik 3 friction rate didapat friction rate sebesar 0,9 inwg/100 ft.

SP Register = 3,5 mm H2O = inwg O H mm 138 , 0 4 , 25 5 , 3 2 ₌

Sehingga total losses:

Tlosses = {(73,81 + 13,325) ft x 0,09 inwg / 100 ft} = 0,078 = 0,078 inwg.

Total penurunan tekanan saluran udara balik = 0,078 in wg.

Tabel 3.25 Data SP loss fitting return AHU 1 Lantai 1. SECTION RETURN ITEM Σ V1 (fpm) V2 (fpm) N hv2 (in.wg) SP= n.hv (in.wg)

Fan AHU 1- A TEE 1 1500 1350 1,8 0,113 0,203

Total SP losess (in.wg) 0,203 Total penurunan saluran udara balik =

= Total losess saluran udara + SP fitting + SP register = 0,078 + 0,203 + 0,138 = 0,419 in wg.

Kemudian mencari harga return fan untuk mampu mengatasi total penurunan saluran udara dengan cara sbb:

Static HP = cfm x sp/6356 = lb/min/AHP -ft 33000 in 144 inwater 407,1 lb/in 14,7 x in.wg 0,419 x cfm 11874,6 6356 SP x CFM 2 2 2 ft x = = 0,783 HP.

Maka Fan balik AHU yang mampu mengatasi total penurunan tekanan pada saluran udara balik dengan ukuran 0,783 HP.

(34)

Pada perhitungan saluran udara segar kita memakai data seperti pada tabel di halaman berikut ini:

Tabel 3.26 Tabel Data Kebutuhan udara segar Dining Area Lantai 1 Jenis Kebutuhan Harga Asal Data Kebutuhan udara segar 3.380 cfm Perhitungan Kecepatan udara segar 1.500 fpm Tabel 16e Kecepatan udara segar di register 5 m/s Tabel 16b Kebutuhan udara segar AHU 1 3.380 cfm Perhitungan Berdasarkan tabel 3.26 maka mencari luas saluran udara segar: Luas duct AHU 1 = _2,25_ft2

fpm 1500

cfm

3.380 ₌

Ukuran duct = 22” x 16“

Maka dengan lampiran grafik 3 didapatkan data: • Friction rate 0,12 inwg/100 ft. 3.13.1 Mencari Ukuran Register udara segar

Jumlah register udara segar = 1 buah sesuai dengan jumlah unit AHU Pada AHU 1 jumlah udara segar yang dimasukkan = 3380 cfm

= 5742 CMH

Maka diplotkan pada lampiran grafik 16d sehingga didapatkan ukuran regis ter sebagai berikut:

Dipilih kecepatan pada register 5 m/s. 1200 x 300 mm.

SP register = 3,5 mm H2O= 0,138 inwg. Dari gambar pada lampiran no 22

Panjang duct = 1m = 3,28 ft.

3.13.2 Menghitung Penurunan Tekanan Udara Segar

Perhitungan penurunan tekanan udara segar pada unit AHU 1.

Dari perhitungan plot untuk grafik friction rate dari lampiran grafik 3 dida pat friction rate sebesar 0,18 inwg/100 ft.

(35)

SP register = 3,5 mm H2O = inwg O H mm 138 , 0 4 , 25 5 , 3 2 ₌

Sehingga total losses:

Tlosses = (3,28 ft x 0,14 inwg/100 ft) + 0,138 = 0,142 inwg

Total penurunan tekanan pada saluran udara segar = 0,142 inwg

3.14 SISTEM PERPIPAAN

3.14.1 Merencanakan perpipaan dari Air handling unit ke evaporator mesin chiller.

Sistem perpipaan pada unit sistem pendingin ini memakai sistem direct return dimana perhitungan yang dilakukan pada unit terpanjang. Unit pipa terpanjang yang dimaksud adalah sistem perpipaan dari mesin chiller menuju AHU (air handling unit).

Tahapan perencanaan ialah:

(36)

2. Mengidentifikasi kapasitas air pada sistem perpipaan misal: pada terminal unit maupun setiap percabangan dari pipa.

3. Memilih harga kecepatan aliran dalam pipa yang sesuai lampiran tabel 21. 4. Mencari diameter pipa pada lampiran grafik 4.

Berdasarkan perhitungan diketahui 2 buah chiller yaitu: Kapasitas air pendingin = 467,55 Gpm

Chiller 1 = 369 Gpm Chiller 2 = 98,55 Gpm

Kapasitas pendinginan = 145,6 Ton Chiller 1 = 108,3 Ton

Chiller 2 = 37,3 Ton - 3 buah terminal unit

Debit air total yang mengalir 361 Gpm dengan komposisi yaitu: Debit air lantai 1 = 171 Gpm (AHU 1)

Debit air lantai 2 = 87 Gpm (AHU 2) Debit air lantai 3 = 74 Gpm (AHU 3)

(37)

Gambar 3.7 Sistem perpipaan pada chiller ke AHU Dibawah ini layout tampak atas sistem perpipaan Chiller ke AHU:

1 m 10,76 m E D E D Chiller 1 1 2 Ruang AHU 2 Chiller 2

(38)

Gambar 3.8 Gambar tampak atas sistem perpipaan chiller ke AHU 2

6,85 m

Gambar 3.9 Gambar tampak atas sistem perpipaan chiller ke AHU 3 5,275 m I J LANTAI 3 Chiller 2 3 4 Ruang AHU 3

(39)

Gambar perpipaan pada Chiller

Ruang Ducting

Atap

beton

LANTAI 3

2 2 D

Ruang Ducting

1 ∞

1 m

E

A

2 m

LANTAI 2 3 m

H

B ∞

RUANG ducting

C

4 m

LANTAI

1

0,5 m 1,5 m

Gambar 3.10 Sistem perpipaan pada Chiller 1

Dibawah ini tahapan mencari diameter pipa air pendingin yaitu:

1. Mencari koefisien gesek pada pipa dengan grafik 4 dengan mengeplotkan harga kapasi

tas air dingin chiller dengan kecepatan pada pipa berdasarkan lampiran tabel 21.

Didapatkan: harga friction rate lalu ditabelkan.

2. Untuk Elbow dipakai elbow standar 90° berdasarkan lampiran tabel 22.

3. Untuk sambungan pipa berupa tee berdasarkan lampiran tabel 22.

4. Untuk katup berupa gate dan globe berdasarkan lampiran tabel 23.

AHU 3

AHU 2

AHU 1

Chiller

I

(40)

Gambar perpipaan Chiller 2

I

6,85 m

∞

Ruang

Ducting

J

7,8 m

LANTAI 3

4 4

3 ∞

Ruang Ducting

3 LANTAI 2

2,225 m 5,275 m 2 m