Sistem pengkondisian udara hotel Santika Premiere Yogyakarta lantai II

(1)

i

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh:

EVAN NIM : 065214016

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

ii

AIR CONDITIONING SYSTEM

HOTEL SANTIKA PREMIERE YOGYAKARTA

FOR SECOND FLOOR

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfillment of the requirement To Obtain the Sarjana Teknik degree

In Mechanical Engineering

Created by :

EVAN

Student Number : 065214016

MECHANICAL ENGINEERING SUDY PROGRAMME MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

v

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 26 Maret 2010

(6)

vi

ABSTRAK

Perancangan sistem pengkondisian udara dilakukan untuk memperoleh temperatur, kelembaban, kebersihan, kesejukan udara dan pendistribusian udara yang nyaman pada gedung Hotel. Pada Tugas Akhir ini penulis menggunakan Hotel Santika Premiere Yogyakarta sebagai gedung Hotel yang akan dirancang. Pengkondisian udara yang dirancang adalah lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta. Sistem pengkondisian udara yang digunakan dalam perancangan ini menggunakan sistem air-udara. Sistem air-udara ini menggunakan AHU (Air Handling Unit) dan FCU (Fan Coil Unit). Komponen utama pada mesin pendingin/refrigerasi adalah evaporator, kompresor, katup ekspansi, kondenser. Komponen pendukung sistem pengkondisian udara yang digunakan adalah pompa, air cooled chiller, AHU, dan FCU. Refrigeran yang digunakan adalah R-22.

(7)

vii

Nama : Evan

Nomor Mahasiswa : 065214016

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan Kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan Demikian saya memberikan Kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam Bentuk media lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti Kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 25 Maret 2010

Yang menyatakan,

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena telah menyertai penulis dengan berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Sistem Pengkondisian Udara (AC) Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II”.

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Dengan terselesaikannya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Dosen pembimbing Utama atas waktu, kesabaran, semangat, masukkan dan kemudahan-kemudahan yang telah diberikan kepada penulis.

4. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Bapak Setyana, selaku Chief Engineering Hotel Santika Premiere

Yogyakarta.

(9)

ix

8. Adik penulis Jeny Green Sabeth yang selalu memberikan semangat dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Para sahabat dan pujaan hati penulis yang selalu memberikan dukungan dikala penulis sedang mengalami kesusahan di dalam mengerjakan tugas akhir ini.

10. Teman-teman seperjuangan kelompok TA, FX. Hatminto Widhi Kuncoro, dan Simeon Hermawan terimakasih atas sumbangan pemikiran di dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

11. Mas Ignatius Tri Widaryanta selaku karyawan Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi atas waktu dan kesabarannya dalam menyelesaikan administrasi-administrasi penulis.

12. Seluruh staff pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada kami

13. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(10)

x

Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan banyak manfaat kepada para pembaca.

Yogyakarta, 26 Maret 2010

(11)

xi

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN ... v

ABSTRAK ... vi

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vii

KATA PENGANTAR... viii

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xvii

DAFTAR GAMBAR ... xix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan ... 2

1.3. Manfaat ... 3

1.4. Langkah Perancangan... 3

(12)

xii BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor ... 6

2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi ... 6

2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi...7

2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi ...7

2.2. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya... 7

2.3. Sistem Penyegaran Udara ... 8

2.3.1. S ist e m Ud ar a Pe nu h ... 8

2.3.2. S ist e m Air P e nu h... 10

2.3.3. Sist e m A ir-U dar a ... 11

2.4. Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi Uap ... 12

2.4.1. Pro ses S ik lu s ko mpr e s i U ap ... 12

2.4.2. Perhit u nga n S ik lu s ko mpr es i U ap ... 16

2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ... 17

2.6. Komponen Utama Mesin Pendingin/Refrigerasi ... 19

2.6.1. Kompresor ... 19

2.6.2. Kondenser ... 22

2.6.3. Katup Expansi ... 23

2.6.4. Evaporator ... 24

2.7. Komponen Pendukung Dalam Sistem Penyegaran Udara ... 25

2.7.1. Pompa ... 25

2.7.2. Kipas dan Blower ... 25

(13)

xiii

2.9. Sistem Perpipaan ... 28

2.9.1. Sistem Perpipaan Pada Refrigeran ... 28

2.9.2. Sistem Perpipaan Pada Air Dingin Dan Udara Dingin... 28

BAB III BEBAN PENDINGINAN 3.1. Kalor Sensibel ... 30

3.2. Kalor Laten ... 31

3.3. Kondisi Umum Bangunan ... 31

3.4. Rumus yang Digunakan Dalam Perhitungan Beban Pendinginan ... 36

3.4.1. Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding dan Atap Bangunan ... 36

3.4.2. Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca ... 37

3.4.3. Lampu dan Peralatan Listrik ... 37

3.4.4. Manusia ... 38

3.4.5. Ventilasi ... 39

3.5. Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 40

3.5.1. Standard Room Hotel Santika Premiere Lantai II ... 40

3.5.2. Deluxe Room Hotel Santika Premiere Lantai II ... 55

3.5.3. Suite Room Hotel Santika Premiere Lantai II ...62

(14)

xiv

Yogyakarta ...73

3.5.1 Koridor Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II ...81

3.6. Psychometric Chart ... 86

3.6.1. AHU I Pada Lantai II ... 86

3.6.2. AHU II Pada Lantai II ... 93

3.6.3. AHU III Pada Lantai II ... 99

BAB IV PEMILIHAN AIR COOLED CHILLER, AHU, dan FCU 4.1. Air Cooled Chiller ... 105

4.2.Pemilihan Air Cooled Chiller ... 105

4.3 Pemilihan AHU (air Handling Unit) ... 110

4.3.1. AHU I ... 111

4.3.2. AHU II ... 114

4.3.3. AHU III ... 115

4.4. FCU (Fan Coil Unit) ... 117

4.4.1. Pemilihan FCU untuk Standard Room ... 117

4.4.2. Pemilihan FCU untuk Deluxe Room ... 120

4.4.3. Pemilihan FCU untuk Suite Room ... 121

4.4.4. Pemilihan FCU untuk Executive Office ... 122

BAB V PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN dan DUCTING 5.1. Sistem Perpipaan yang Digunakan ... 124

(15)

xv

5.3.1. Sistem Perpipaan Jalur I ... 130

5.3.2. Sistem Perpipaan Jalur II ... 136

5.3.3. Sistem Perpipaan Jalur III ... 139

5.3.4. Sistem Perpipaan Jalur IV ... 143

5.4. Perhitungan Head Pompa ... 145

5.4.1. Perhitungan Head Pompa Jalur I ... 145

5.4.2. Perhitungan Head Pompa Jalur II ... 146

5.4.3. Perhitungan Head Pompa Jalur III ... 146

5.4.4. Perhitungan Head Pompa Jalur IV ... 147

5.5. Sistem Ducting Lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 148

5.5.1. Perancangan Ducting untuk AHU I ... 155

5.5.2. Perancangan Ducting untuk AHU II ... 158

5.5.3. Perancangan Ducting untuk AHU III ... 162

BAB VI LANGKAH-LANGKAH MENGHEMAT ENERGI PADA HOTEL BERBINTANG 6.1. Langkah-langkah Menghemat Energi Pada Hotel Berbintang ... 164

6.1.1. Pergunakan FCU, AHU, atau AC Paket Seoptimal Mungkin ... 165

6.1.2. Menurunkan Jumlah Jam kerja Mesin Pendingin ... 166

(16)

xvi

Menimbulkan Panas ... 167 6.1.5. Menghindari Dinding Luar/Dinding Kaca/Jendela terkena

Sinar Matahari Langsung ... 169 6.1.6. Mengganti Lampu ... 170 6.2. Pemeliharaan Rutin Terhadap Mesin AC/Chiller ... 171

BAB VII KESIMPULAN

(17)

xvii

Tabel 3.1. Nilai Koefisien Perpindahan Panas Melalui Dinding ... 42

Tabel 3.2. Faktor Perpindahan Panas Maksimum Untuk Kaca ... 46

Tabel 3.3. Shading Coefficients for Glass Without or With Interior Shading ... 47

Tabel 3.4. Cooling Load Factors for Glass With Interior shading ... 48

Tabel 3.5. Sensible and Laten Heat Gain Pada Manusia ... 51

Tabel 3.6. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Standard Room ... 53

Tabel 3.7. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Deluxe Room ... 60

Tabel 3.8. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Suite Room ... 66

Tabel 3.9. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Executive Office... 71

Tabel 3.10. Properties of Common Foods ... 76

Tabel 3.11. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Graha Sekar Jagad/Auditorium ... 79

Tabel 3.12. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Koridor... 84

Tabel 4.1. Performance Data of Air Cooled Chiller ... 107

Tabel 4.2. Physical data of Air Cooled Chiller ... 108

Tabel 4.3. Kapasitas Pendinginan dari Air Cooled Chiller tipe GTN 070 ... 109

Tabel 4.4. Physical Data of AHU ... 112

Tabel 4.5. Perfomance of Carrier 39 G Unit Size ... 113

Tabel 4.6. Performance of 42 CMX ... 119

Tabel 5.1. Hasil Perhitungan Laju Aliran Pendingin... 127

(18)

xviii

Tabel 5.3. Data-data Perpipaan Jalur I ... 133

Tabel 5.4. Data-data Perpipaan Jalur II ... 136

Tabel 5.5. Data-data Perpipaan Jalur III ... 139

Tabel 5.6. Data-data Perpipaan Jalur IV ... 143

Tabel 5.7. Tabel 5.7 Recommended maximum duct velocity for low velocity system (FPM) ... 150

Tabel 5.8. Hasil Perhitungan Ducting AHU I lantai I ... 155

Tabel 5.9. Hasil Perhitungan Ducting AHU II lantai II ... 158

(19)

xix

Gambar 1.1. Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 4

Gambar 1.2. Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 5

Gambar 2.1. Sistem Udara Penuh... 9

Gambar 2.2. Sistem Air Penuh ... 10

Gambar 2.3. Sistem Air-Udara ... 12

Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap ... 14

Gambar 2.5. Diagram P-h ... 15

Gambar 2.6. Kompresor Torak ... 20

Gambar 2.7. Langkah Kerja Kompresor ... 21

Gambar 2.8. Kondenser Berpendingin Udara ... 23

Gambar 2.9. Flooded Evaporator dan Direct Expansion Evaporator ... 25

Gambar 2.10. Pemisah Minyak Pelumas Dengan Penyaring... 26

Gambar 3.1. Denah Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II ... 32

Gambar 3.2. Sistem Pengkondisian Udara Di Dalam Ruang ber- AC ... 91

Gambar 3.3. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room ... 92

Gambar 3.4. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room, Deluxe Room, Executive Office, dan Graha Sekar Jagad ... 98

Gambar 3.5. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room, Deluxe Room, dan Suite Room ... 104

Gambar 4.1. AHU Carrier 39G ... 114

(20)

xx

Gambar 5.1. Two Pipe Direct Return System ... 125 Gambar 5.2. Friction loss for water in cooper tubing – open or

closed system ... 130 Gambar 5.3. Skema sistem perpipaan Lantai II

Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 132 Gambar 5.4. Skema sistem perpipaan jalur I lantai II

Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 135 Gambar 5.5. Skema sistem perpipaan jalur II lantai II

Hotel Santika Premiere Yogyakarta ... 138 Gambar 5.6. Skema sistem perpipaan jalur III lantai II

Hotel Santika Premiere Yogyakarta...142 Gambar 5.7. Skema sistem perpipaan jalur IV lantai II

Hotel Santika Premiere Yogyakarta...144 Gambar 5.8. Friction Loss For Air Flow in Galvanized Steel round Ducts ... 151 Gambar 5.9. Equivalent round duct sizes ... 152 Gambar 5.10. Sistem ducting untuk lantai II Hotel Santika Premiere

Yogyakarta ... 184 Gambar 5.11. Sistem ducting untuk AHU I lantai II hotel Santika Premiere

Yogyakarta ...154 Gambar 5.12. Sistem ducting untuk AHU II lantai II hotel Santika Premiere

Yogyakarta ...157 Gambar 5.13. Sistem ducting untuk AHU III lantai II hotel Santika Premiere

(21)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pada masa sekarang ini tuntutan kebutuhan hidup makin lama makin banyak. Salah satu dari sekian banyak kebutuhan manusia adalah kebutuhan akan rasa nyaman di dalam beraktivitas. Kenyamanan di dalam beraktivitas dapat dicapai dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas dari polusi. Tentu keadaan yang seperti ini sudah sangat jarang ditemukan di lingkungan tempat tinggal kita, khususnya daerah perkotaan.

Dalam kondisi seperti ini, manusia dituntut untuk aktif di dalam berbagai macam kegiatan/aktivitas. Akan tetapi, dengan keadaan udara yang panas, kotor, dan kurangnya suplai oksigen yang kita hirup dalam udara akan menyebabkan manusia lebih cepat lelah, mengantuk, malas beraktivitas, dan sangat dimungkinkan timbulnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan saluran pernapasan.

Udara kotor dapat disebabkan karena adanya berbagai macam polusi udara. Polusi udara ini dapat disebabkan dari berbagai macam sumber, yaitu asap knalpot kendaraan bermotor, asap rokok, asap dari pabrik-pabrik yang beroperasi, asap pembakaran sampah, bakteri/virus, bau keringat manusia.

(22)

2

pada bangunan dapat berupa AC sentral atau AC split. Untuk bangunan dengan ukuran yang besar, seperti rumah sakit, bank, perkantoran, hotel, supermarket, mall dll lebih cocok menggunakan AC sentral, tetapi untuk bangunan dengan ukuran kecil ataupun sedang akan lebih cocok menggunakan AC split.

Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta merupakan salah satu gedung yang berperan penting dalam mobilitas tamu pengunjung atau turis/ wisatawan asing maupun domestik dengan berbagai keperluan/ kegiatan. Oleh karena itu, untuk mendukung seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung hotel harus dibuat sedemikian rupa sehingga pengunjung di dalamnya merasa nyaman dan betah.

1.2Tujuan

1. Mengkondisikan udara dalam suatu ruangan pada suhu yang nyaman. 2. Mengkondisikan udara dalam suatu ruangan pada RH (kelembaban)

tertentu.

3. Mengkondisikan ruangan agar udara segar tercukupi.

4. Menjaga agar udara di dalam ruangan bersih dan terbebas dari polusi, baik itu dari debu, kuman, virus, bakteri, maupun bibit penyakit.

5. Menghilangkan bau–bau yang menyengat dari ruangan. 6. Membuang udara kotor yang ada dalam ruangan.

(23)

1.3Manfaat

1. Membuat tamu hotel merasa nyaman untuk beristirahat di dalam kamar. 2. Membuat tamu hotel merasa betah di dalam hotel.

3. Memberikan suplai udara segar pada tamu hotel.

4. Meningkatkan produktivitas para staff Hotel Santika Premiere Yogyakarta

1.4Langkah perancangan

1. Menentukan gedung yang akan dijadikan sebagai latar perancangan. 2. Mengetahui atau menggambar terlebih dahulu denah ruangan. 3. Melakukan perhitungan beban pendinginan dalam setiap ruangan.

4. Menentukan air cooled chiller yang akan digunakan sesuai beban pendinginan.

5. Menentukan AHU (Air Handling Unit) dan FCU (Fan Coil Unit)

6. Menggambar dan merancang sistem pengkondisian udara, baik itu ducting maupun sistem perpipaannya.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam perancangan ini adalah merancang sistem pengkondisian udara (AC) yang diperuntukkan bagi lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta yang terarah di Jalan Jenderal Sudirman No.19 Yogyakarta.

(24)

4

AC sentral ini dirancang menggunakan mesin pendinginan udara (Air Cooled Chiller), AHU (Air Handling Unit), dan FCU (Fan Coil Unit) Air Cooled Chiller, AHU, dan FCU yang akan digunakan pada rancangan ini sudah terdapat dipasaran.

Temperatur udara lingkungan yang terarah diluar dan didalam ruangan dianggap tetap (yang tidak berubah terhadap waktu).

(25)

(26)

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor

Panas didefinisikan sebagai bentuk energi yang berpindah antara dua sistem yang dikarenakan perbedaan temperatur. Sedangkan dalam kehidupan sehari-hari, kalor sering digunakan untuk mengartikan tenaga dalam (energi internal). Dalam termodinamika, kalor dan energi internal adalah dua hal yang berbeda, energi adalah suatu sifat tetapi kalor bukan merupakan sifat. Suatu benda mengandung energi tetapi bukan kalor, energi berhubungan dengan suatu keadaan sedangkan kalor berhubungan dengan proses. Maka dalam termodinamika, kalor berarti heat transfer. Perpindahan kalor (heat transfer) adalah energi sebagai hasil dari perbedaan temperatur. Adapun mekanisme perpindahan kalor dapat terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi

(27)

2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang disebabkan karena adanya fluida yang mengalir. Perpindahan kalor konveksi dapat terjadi secara alami (natural convection) dan secara paksa (forced convection). Konveksi alami terjadi karena adanya fluida yang mengalir tanpa ada sumber gerakan dari luar. Sedangkan konveksi paksa terjadi karena adanya sumber gerakan dari luar yang menyebabkan fluida mengalir, misalnya kipas, pompa, kompresor, blower, dan sebagainya.

2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan panas oleh adanya gerakan gelombang elektromagnetik. Pada perpindahan panas konduksi dan konveksi memerlukan adanya media, tetapi pada perpindahan kalor secara radiasi di ruang hampa atau tanpa adanya perantara medium juga dapat terjadi.

2.2. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya

(28)

8

2.3. Sistem Penyegaran Udara

Jenis sistem penyegaran udara yang digunakan dalam perancangan adalah sistem udara penuh dan sistem air penuh.

2. 3. 1. Si ste m Uda ra Penuh

(29)

(30)

10

2.3.2.Sistem Air Penuh

Pada sistem air penuh air dingin dialirkan mela lui FCU untuk penyegaran udara. FCU diarahkan di dalam ruangan yang akan dikondisikan udaranya dan udara luar yang diperlukan untuk ventilasi dimasukkan melalui celah-celah pintu, jendela atau lubang udara pada dinding. Udara luar tersebut langsung masuk ke d a la m ruangan dengan tanpa didinginkan terlebih dahulu. Ditinjau dari karakteristik FCU, maka yang menjadi masalah adalah kesulitan pengontrolan kelembaban pada sistem air penuh, sehingga tidak cocok untuk digunakan pada gedung-gedung yang besar, akan tetapi keuntungan menggunakan sistem ini biaya awal yang digunakan cenderung lebih rendah dibandingkan sistem udara penuh.

(31)

2.3.3.Sistem Air-Udara

Ciri-ciri sisttem air-udara,seperti yang terlihat pada Gambar 2.3, unit koil-kipas udara atau unit induksi dipasang di dalam ruangan yang akan disegarkan. Air dingin (dalam hal pendinginan) atau air panas (dalam hal pemanasan) dialirkan ke dalam unit tersebut sedangkan udara ruangan dialirkan ke dalam ruangan tersebut sehingga menjadi dingin atau panas. Selanjutnya udara tersebut bersirkulasi di dalam ruangan. Demikian pula untuk keperluan ventilasi udara luar yang telah didinginkan atau dikeringkan atau udara luar yang telah dipanaskan atau dilembabkan dialirkan dari mesin penyegar ke dalam ruangan yang ingin disegarkan.

Oleh karena berat jenis air dan kalor spesifik air lebih besar dari udara maka baik daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor yang sama adlah lebih kecil.dengan demikian untuk mengatasi beban kalor dari ruangan yang akan disegarkan, banyaknya udara dari mesin penyegar udara sentral adalah lebih kecil. Maka ruangan yang diperlukan untuk menempatkan saluran udara menjadi lebih kecil. Disamping itu, ukuran mesin penyegar udara dan daya yang diperlukan oleh penyegar udara menjadi lebih kecil daripada sitem udara penuh.

(32)

12

tersebut didinginkan, dilembabkan, dipanaskan dan dikeringkan termasuk dari sebagian beban kalor ruangan. Udara tersebut dinamai udara primer.

Gambar 2.3 Sistem Air-Udara

2.4. Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi Uap 2.4.1. Proses Siklus Kompresi Uap

(33)

tekanannya diusahakan supaya tetap rendah agar refrigeran senantiasa berada dalam keadaan uap dan bertemperatur rendah. Di dalam kompresor, tekanan refrigeran dinaikkan sehingga memudahkan pencairannya kembali. Energi yang diperlukan untuk kompresi diberikan oleh motor listrik yang menggerakkan kompresor. Uap refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada akhir kompresi dapat dengan mudah dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin atau dengan udara lingkungan temperatur normal. Di mana uap refrigeran melepaskan kalor laten pengembunannya kepada air pendingin atau udara pendingin di dalam kondenser, sehingga mengembun dan menjadi cair.

Selama refrigeran mengalami perubahan dari fasa uap ke fasa cair, terdapat campuran refrigeran dalam fasa uap dan cair, tekanan pengembunan dan temperatur pengembunannya konstan.

(34)

14

Untuk menurunkan tekanan dari refrigeran cair bertekanan tinggi yang dicairkan di dalam kondensor supaya dapat mudah menguap maka dipergunakan alat yaitu katup ekspansi atau pipa kapiler. Diameter dalam dan panjang dari katup ekspansi ditentukan berdasarkan besarnya perbedaan tekanan yang diinginkan, antara bagian yang bertekanan tinggi dan bagian yang bertekanan rendah, dan jumlah refrigeran yang bersirkulasi.

Tekanan cairan refrigeran yang keluar dari katup ekspansi didistribusikan secara merata ke dalam pipa evaporator. Di dalam evaporator, refrigeran akan menguap dan menyerap kalor dari udara ruangan yang dialirkan melalui permukaan luar dari pipa evaporator. Apabila udara didinginkan di bawah titik embun, maka air yang ada dalam udara, akan mengembun pada permukaan evaporator.

(35)

Cairan refrigeran diuapkan secara berangsur-angsur karena menerima kalor laten penguapan, selama mengalir di dalam pipa evaporator. Selama proses penguapan, di dalam pipa akan terdapat campuran refrigeran dalam fasa cair dan gas. Oleh sebab itu, biasanya dilakukan pemanasan lanjut (superheating) sebesar 5 - 10∘F lebih tinggi dari uap jenuh, agar refrigeran masuk ke kompresor semuanya berwujud gas. Selanjutnya refrigeran masuk ke dalam kompresor dan siklus tersebut terjadi secara berulang-ulang. Tujuan lain dari subcooling dan superheating adalah untuk menaikkan nilai COP (Coefficient of Performance).

Gambar 2.5. Diagram P – h

Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. sebagai berikut :

1 - 2 : Proses kompresi berlangsung di kompresor P

P

(36)

16

2 - 4 : Proses pelepasan kalor dan pengembunan refrigeran 4 - 5 : Proses pendinginan lanjut (subcooling)

5 - 6 : Proses penurunan tekanan (throtling) berlangsung di katup ekspansi

6 - 1 : Proses penguapan berlangsung di evaporator

2.4.2. Perhitungan Siklus Kompresi Uap

Perhitungan siklus kompresi uap dengan berdasarkan diagram P–h dapat menentukan besarnya daya kompresor yang diperlukan dan COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin. Daya kompresor yang diperlukan untuk mengkondisikan udara pada temperatur tertentu adalah :

Wkomp = ̇. (h2-h1) (BTU/menit)...(2.1) keterangan :

̇ : massa aliran refrigeran (lb/menit)

h1 : besarnya entalpi pada saat masuk kompresor (BTU/lb) h2 : besarnya entalpi pada saat keluar dari kompresor (BTU/lb)

Refrigeration Effect (RE) adalah

RE = h1-h6 (BTU/Ib) ………(2.2) Keterangan :

(37)

Kalor yang diserap evaporator adalah :

Qin = ̇(h1-h6) (BTU/mnt)………... (2.3)

Dari persamaan (2.2) dan (2.3), maka laju aliran massa refrigeran dapat ditulis :

̇= =

...(2.4)

Kalor yang dilepas kondenser adalah

Qout = ̇(h2-h4) (BTU/mnt) ………....(2.5)

Keterangan :

h4 : besarnya entalpi pada saat sebelum masuk proses subcooling (BTU/lb)

COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin adalah :

=

...(2.6)

2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara

(38)

18

harus mempertimbangkan faktor-faktor dalam pemilihan sistem penyegaran udara. Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi : a. Faktor kenyamanan

Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain : aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi, tingkat kebisingan dan interior ruangan. Tingkat keadaan pada sistem penyegaran udara dirancang dapat diatur dengan sistem pengaturan yang ada pada mesin penyegar udara.

b. Faktor ekonomi

Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem pengaturan yang digunakan harus diperhitungkan pula segi-segi ekonominya. Oleh sebab itu, dalam perancangan sistem penyegaran udara harus mempertimbangkan biaya awal, operasional, dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal dengan biaya total yang serendah-rendahnya.

c. Faktor operasi dan perawatan

Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem yang mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya. Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi :

Konstruksi sederhana Tahan lama

(39)

Dapat fleksibel melayani perubahan kondisi operasi Efisiensi tinggi

2.6. Komponen Utama Mesin Pendingin/Refrigerasi

Komponen utama dari mesin pendingin/refrigerasi terdiri dari kompresor, kondenser, katup ekspansi dan evaporator.

2.6.1. Kompresor

Da la m s ist e m p e nye gara n udara, fu ngs i dar i ko mpr eso r ada la h u nt uk mengalirkan dan menaikkan tekanan refrigeran dalam mesin pendingin agar dapat berlangsung proses pendingin. Kompresor terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

Kompresor torak (reciprocating compressor) Kompresor rotary (rotary compressor)

Kompresor sentrifugal (centrifugal compressor) Kompresor hermetik (hermetic compressor) Kompresor semi hermetik

(40)

20

Gambar 2.6. kompresor torak Adapun cara kerja kompresor torak sebagai berikut :

Lubang yang dilalui refrigeran menuju ke kompresor dan dari kompresor dikontrol oleh katup masuk (suction valve) dan katup keluar (discharge valve). Kedua katup tersebut terarah pada bagian tutup silinder. Gerak naik turun katup menyebabkan refrigeran dapat mengalir keluar melalui saluran keluar (discharge) dan dapat masuk melalui saluran masuk (suction).

Pada saat torak bergerak ke bawah (menjauhi dari katup masuk) maka tekanan di dalam silinder menjadi berkurang lebih kecil dibanding tekanan di atasnya, dengan demikian refrigeran akan dapat mendorong katup masuk ke sebelah dalam dan mengalirlah refrigeran masuk ke dalam silinder kompresor.

(41)

uap refrigeran dikompresikan sehingga sanggup mendorong katup keluar (discharge valve) ke arah atas dan dapat mengalirkan refrigeran tersebut menuju kondenser pada tekanan dan temperatur tinggi.

Gambar 2.7. Langkah kerja kompresor

(42)

22

tersebut lebih besar dari gays pegas pada katup keluar (discharge valve) maka katup keluar akan terbuka dan uap akan mengalir ke dalam kondenser.

2.6.2. Kondenser

Fungsi dari kondenser adalah untuk mendinginkan atau mengembunkan uap refrigeran di dalam sistem penyegaran udara sehingga refrigeran tersebut berubah fase menjadi cair. Jumlah kalor yang dilepaskan oleh kondenser ke media pendingin merupakan jumlah kalor yang diterima dari evaporator dan kalor akibat kompresi oleh kompresor. Berdasarkan media pendinginannya, kondenser dibagi menjadi 3 macam yaitu :

Kondenser berpendinginan udara (air cooled) Kondenser berpendinginan air (water cooled) Kondenser jenis campuran (evaporative)

(43)

Gambar 2.9. Kondenser berpendinginan udara

Kondenser berpendinginan udara menggunakan udara yang berada disekitar kondenser untuk mendinginkan koil-koil kondenser. Kondenser jenis pada umumnya memiliki fan dibagian atas untuk mensirkulasikan udara melewati koil-koil kondenser. Kondenser ini memiliki biaya perawatan yang lebih murah dan pengoprasiannya mudah. Kondenser tipe ini harus dipasang pada bagian atap gedung, supaya mendapatkan udara pendingin yang cukup.

2.6.3. Katup Ekspansi

Fungsi dari katup ekspansi adalah untuk menurunkan tekanan cairan refrigeran dari tekanan tinggi ke tekanan yang rendah dan mengatur jumlah refrigeran yang masuk ke dalam evaporator sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator. Katup ekspansi yang banyak digunakan adalah

(44)

24

2. Katup ekspansi manual

3. Katup ekspansi tekanan konstan 4. Pipa kapiler

5. Orifice plates

2.6.4. Evaporator

Fungsi dari evaporator adalah untuk menyerap kalor pada suatu produk yang akan didinginkan serta untuk menguapkan cairan refrigeran yang ada di dalam sistem penyegaran udara. Temperatur refrigeran di dalam evaporator selalu lebih rendah daripada temperatur sekelilingnya, sehingga kalor yang ada di sekelilingnya dapat diserap oleh refrigeran. Evaporator menguapkan cairan refrigeran juga bertujuan agar tidak merusak kompresor.

Pada water chiller, evaporator digunakan untuk mendinginkan air dan merubah fase refrigeran menjadi gas. Air yang telah didinginkan pada water chiller akan digunakan untuk mengkondisikan udara ruangan. Terdapat dua jenis evaprorator yang sering digunakan pada water chiller dapat dilihat pada Gambar 2.9 yaitu :

- flooded evaporator

(45)

Gambar 2.9 Flooded Evaporator dan Direct Expansion Evaporator

2.7. Komponen Pendukung Dalam Sistem Penyegaran Udara 2.7.1. Pompa

Dalam hal ini, pompa berfungsi untuk mensirkulasikan air dingin ke dalam ruangan yang akan dikondisikan udaranya serta untuk memompakan air dari dan ke evaporator untuk didinginkan. Pada perancangan penyegaran udara ini digunakan pompa sentrifugal, dengan pertimbangan perawatan dan pengoprasiannya yang mudah.

2.7.2. Kipas dan Blower

(46)

26

2.7.3. Pemisah Minyak Pelumas

Kompresor torak merupakan salah satu jenis kompresor yang membutuhkan pelumasan untuk mengurangi gesekan antara bagian ring piston dan dinding silinder. Pelumas (refrigerator oil) yang digunakan untuk melumasi kompresor akan bercampur dengan refrigeran. Pelumas akan mengganggu proses perpindahan kalor yang terjadi di evaporator dan kondenser.

Untuk mencegah terjadinya minyak pelumas ikut masuk ke dalam kondenser dan kemudian masuk evaporator, maka perlu dipasang pemisah minyak pelumas di antara kompresor dan kondenser. Pemisah tersebut akan memisahkan pelumas dari refrigeran dan akan mengalirkannya kembali ke dalam ruang engkol kompresor.

Gambar 2.10. Pemisah minyak pelumas dengan penyaring

(47)

2.7.4. Saringan

Saringan berfungsi sebagai penyaring kotoran yang akan mengganggu. Kotoran yang ada di dalam refrigeran yang bersirkulasi dapat menempel dan mengendap dalam orifice dari katup ekspansi, katup hisap atau katup buang kompresor, sehingga akan menggangu kerja dari kompresor.

2.8. Refrigeran

Refrigeran adalah suatu zat yang mudah diubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk menyerap kalor dari evaporator dan membuang kalor di kondenser.

Dalam pemilihan refrigeran, sifat-sifat refrigeran yang perlu diperhatikan adalah

1.Tekanan evaporator dan tekanan kondenser diusahakan lebih besar dari tekanan atmosfir untuk mencegah udara masuk dan memudahkan mencari kebocoran.

2. Mempunyai viskositas yang rendah. 3. Tidak beracun dan berbau merangsang. 4. Tidak mudah terbakar dan mudah meledak. 5. Tidak bersifat korosif.

6. Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.

(48)

28

menyerap kalor dalam jumlah yang besar pula dan refrigeran yang bersirkulasi sedikit.

8. Hemat energi

9. Ramah lingkungan (tidak merusak ozon)

2.9. Sistem Perpipaan

2.9.1. Sistem Perpipaan Pada Refrigeran

Dalam menentukan ukuran pipa refrigeran perlu diperhatikan faktor-faktor yang berhubungan dengan ekonomi dan kerugian akibat gesekan (friction loss). Jika dilihat dari segi ekonomi tentunya dipilih ukuran pipa sekecil mungkin, akan tetapi dari segi lain akan dijumpai beberapa kerugian yang akan timbul akibat kerugian gesek, baik pada pipa suction maupun pada pipa discharge, yang nantinya akan mempengaruhi kapasitas sistem. Selain itu, adanya penurunan tekanan (pressure drop) pada liquid line akan menyebabkan refrigeran cair mengalir tidak lancar dengan konsekuensi katup ekspansi tidak akan bekerja normal.

2.9.2. Sistem Perpipaan Pada Air Dingin Dan Udara Dingin

(49)

(50)

30

BAB III

BEBAN PENDINGINAN

Dalam perancangan sistem penyegaran udara, beban pendinginan merupakan h a l y a n g p a l i n g p e n t i n g . U n t u k m e m p e r o l e h k e n y a m a n a n m a k a b e b a n pendinginan perlu diperhitungkan. Beban pendinginan yang dihitung juga akan menentukan sistem perpipaan dan ukuran ducting dari sistem penyegaran udara.

Sumber beban pendinginan suatu ruangan ada, 2 macam yaitu beban kalor sensibel dan beban kalor laten. Beban kalor sensibel adalah beban karena kalor

yang dilepas atau diperlukan untuk merubah temperatur. Sedangkan beban kalor Laten adalah beban karena kalor yang dilepas atau

diperlukan untuk berubah fase.

3.1. Kalor Sensibel

Kalor sensibel suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh 1. Manusia

2. Penyinaran matahari

3. Udara luar yang masuk keruangan (ventilasi)

4. Peralatan listrik yang dioperasikan di dalam ruangan (motor listrik, televisi, kipas angin, tape, lampu dll)

(51)

6. Perbedaan suhu permukaan dinding luar dengan permukaan dinding dalam

3.2. Kalor Laten

Kalor laten suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh: 1. Manusia.

2. Udara luar yang masuk ke dalam ruangan

3. Perbedaan kelembaban udara luar dan udara ruangan (ventilasi) 4. Adanya perubahan fase zat yang terjadi didalam ruangan

3.3. Kondisi Umum Bangunan

Dalam perancangan sistem penyegaran udara (AC) pada Hotel Santika Premiere yang terarah di Jalan Jenderal Sudirman No.19 kota Yogyakarta pada 7,48o LS dan 110,22o BT. Untuk mempermudah perhitungan beban pendinginan, kondisi udara kota Yogyakarta dianggap sama dengan kondisi udara kota Jakarta yang terarah pada 6o LS dan 107o BT.

(52)

32 Gambar 3.1. Denah Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II

T U

(53)

3. 3. 2. Lantai II

Sistem penyegaran udara yang digunakan pada lantai II adalah sistem udara pe nu h d a n s ist e m a ir pe nu h. Pada s ist e m udara pe nu h me nggu naka n AHU (d e nga n pe let akk a n AHU bera da d ilu ar rua nga n ya ng d iko nd is ika n), sedangkan sistem air penuh menggunakan FCU (de nga n pe let akka n FC U berada d id a la m rua ng a n ya ng d iko nd is ik a n),. Lantai II terdiri dari beberapa jenis ruangan dengan ukuran yang berbeda.

a. Standard Room Hotel Santika Premiere Lantai II Kondisi dari ruang sebagai berikut:

Luas lantai : 248,52 ft2

Tinggi ruangan : 11,48 ft

Volume ruangan : 2853,01 ft3

Luas kaca jendela : 53,792 ft2 Daya yang digunakan atau dibangkitkan dalam ruangan

Lampu TL : 6 @ 40 W

Televisi : 75 W

Kulkas : 45 W

Jumlah pengunjung : 2 orang

b. Deluxe Room Hotel Santika Premiere Lantai II Kondisi dari ruang sebagai berikut :

(54)

34

Volume ruangan : 3805,27 ft3 Luas kaca jendela : 64,55 ft2 Daya yang digunakan atau dibangkitkan dalam ruangan

Lampu TL : 8 @ 40 W

Televisi : 75 W

Kulkas : 45 W

c. Suite Room Hotel Santika Premiere Lantai II Kondisi dari ruangan sebagai berikut:

Volume ruangan : 4446,20 ft3 Luas kaca jendela : 86,07 ft2 Daya yang digunakan atau dibangkitkan dalam ruangan

Lampu TL : 10 @ 40 W

Televisi : 100 W

Kulkas : 45 W

(55)

Daya yang digunakan atau dibangkitkan dalam ruangan

Televisi : 2 @ 75 W

Komputer : 5 @ 450 W

Laptop : 2 @ 150 W

Printer : 3 @ 100 W

Jumlah Staff : 10 orang

e. Graha Sekar Jagad/Auditorium Hotel Santika Premiere Lantai II Kondisi dari ruangan sebagai berikut:

Luas lantai :2377,6 ft2

Lampu Hias : 2 @ 300 W

Televisi : 4 @ 125 W

Laptop : 2 @ 150 W

Proyektor : 2 @ 150 W

(56)

36

g. Koridor Hotel Santika Premiere Lantai II Kondisi dari ruangan sebagai berikut:

3.4. Rumus yang Digunakan dalam Perhitungan Beban Pendinginan

Komponen-komponen yang menghasilkan kalor terhadap ruangan merupakan faktor utama dalam mempengaruhi besar kecilnya beban pendinginan. Sumber kalor yang ditimbulkan dapat berasal dari luar maupun dari dalam ruangan.

3.4.1. Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding dan Atap Bangunan

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca, dinding, langit-langit/atap, lantai, partisi, dan pintu pada bangunan dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Q = U x A x ∆T (BTU/hr) ………. (3.1)

Keterangan :

(57)

(BTU/hr. ft2 . ° F)

A : luas permukaan dari lantai, kaca, dinding dan atap bangunan (ft2 )

∆T : perbedaan temperatur antara permukaan dinding luar dan permukaan dinding dalam ruangan tetapi untuk pendekatan dapat digunakan kondisi udara luar dan dalam ruangan.(oF )

3.4.2. Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca

Besarnya beban kalor radiasi sinar matahari melalui kaca dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

Q= SHGF x A x SC x CLF (BTU/hr)………... (3.2)

Keterangan :

Q : kalor dari radiasi sinar matahari melalui kaca (BTU/hr) SHGF : faktor kalor dari sinar matahari (BTU/hr. ft2 )

A : luas permukaan kaca yang terkena sinar matahari (ft2 ) SC : koefisien penyerapan kaca terhadap sinar matahari CLF : faktor beban pendinginan pada kaca

3.4.3. Lampu dan Peralatan Listrik

(58)

38

Q = 3,4 x W x BF x CLF (BTU/hr)……… (3.3)

Keterangan :

Q : kalor yang dihasilkan oleh lampu atau peralatan listrik (BTU/hr) W : daya dari lampu atau peralatan listrik (Watt)

BF : faktor ballast

CLF : faktor beban pendinginan pada lampu atau peralatan listrik

3.4.4. Manusia

Besarnya beban kalor yang dihasilkan manusia dibagi menjadi 2 macam yaitu kalor sensibel dan kalor laten. Kalor sensibel yang dihasilkan manusia dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

Qs = qs x n x CLF (BTU/hr)……… (3.4)

Sedangkan kalor laten yang dihasilkan manusia dapat dihitung dengan persamaan berikut :

QL = qL x n (BTU/hr)……….. (3.5)

Keterangan :

(59)

qs : kalor sensibel yang dihasilkan per orang (BTU/hr) qL : kalor laten yang dihasilkan per orang (BTU/hr) n : jumlah manusia

CLF : faktor beban pendinginan pada manusia

3.4.5. Ventilasi

Besarnya beban kalor yang dihasilkan ventilasi terdiri atas kalor sensibel dan kalor laten. Kalor sensibel dari ventilasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

Qs = 1,1 x CFM x ∆T (BTU/hr)………. (3.6)

Sedangkan untuk menghitung kalor laten dapat digunakan persamaan berikut

QL = 0,68 x CFM x ∆W’ (BTU/hr) ……… (3.7)

Keterangan

Qs : beban pendinginan kalor sensibel dari ventilasi (BTU/hr) QL : beban pendinginan kalor laten dari ventilasi (BTU/hr) CFM : laju aliran udara pada ventilasi (ft3/min)

∆T : perbedaan temperatur antara di luar dan di dalam ruangan (oF)

(60)

40

maka perhitungan beban pendinginan pada Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II yang posisinya menghadap ke arah Selatan sebagai berikut :

3.5 Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta

Perhitungan beban pendinginan pada lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta dilakukan dengan menghitung beban pendinginan pada setiap ruangan pada lantai tersebut.

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

(61)

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

(62)

42 Tabel 3.1 Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh melalui Dinding

(63)

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℉)

(64)

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)

(65)

= 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:

(66)

46

(67)

(68)

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

(69)

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:

(70)

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:

(71)

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)

(72)

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

(73)

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 : 860_F 0

F 0F Bulan : Oktober

Kondisi Luar 95 (350_C) _{82,4 (28}0_C) ₅₉ ₁₇₀ _{Jam :} _13:00

Desain Dalam 80 (26,670_C) _{67 (19,4}0_C) 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

(74)

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.0_F) _T

2 (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%

(75)

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:

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

(76)

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)

(77)

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

Disini adalah perhitungan beban kalor yang dihasilkan benda elektronik pada 2 buah kamar Deluxe Room, yaitu

= 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

(78)

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

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%.

(79)

= 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

(80)

60

Proyek : Hotel Santika premiere Yogyakarta Ruang:

Deluxe

Room Engr : Evan Lokasi : Jln. Jend. Sudirman No. 19 Yogyakarta Calc. by Evan

Daily range : 22 Bola Kering Bola Basah % gr/lb

Temp.

Ave : 860F 0

F 0F Bulan : Oktober Kondisi Luar 95 (350_C) _{82,4 (28}0_C) 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_.0_F)

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

(81)

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

(82)

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 (0_F)

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

3.5.3 Suite Room Hotel Santika Premiere Lantai II

(83)

adalah sebagai berikut:

Besarnya beban kalor konduksi melalui kaca di sebelah Timur adalah: = 1,04 ⁄ℎ . .℉ 86,07 ( 95℉ −80℉)

= 1342,69 ⁄ℎ

Besarnya beban kalor konduksi melalui dinding di sebelah Selatan adalah:

= 0,20 ⁄ℎ . .℉ 196,8 ( 95℉ −80℉)

= 649,44 ⁄ℎ

(84)

64

Besarnya beban kalor radiasi melalui kaca yang terarah di sebelah Timur adalah:

= 231 86,07 0,29 0,22 = 1268,48 ⁄ℎ

Beban kalor peralatan listrik/lampu Q = 3,4 x W x BF x CLF (BTU/hr)

Di dalam suite room terdapat 10 buah lampu TL yang masing-masing memiliki daya 40 Watt, maka daya total lampu yang dihasilkan adalah sebesar 400 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.

= 3,4 400 1,25 1 = 1700 /ℎ

(85)

CLF = 1 dan terdapat 6 orang yang menginap, maka perhitungannya:

= 210 ℎ 6 1 = 1260 ⁄ℎ

= 140 ℎ 6 = 840 ⁄ℎ

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%.

Sehingga:

= 1,1 ( 20 6) 15℉= 1980 ⁄ℎ

= 0,68 ( 20 6) 94 ⁄ = 7670,4 ⁄ℎ

(86)

66

Proyek : Hotel Santika premiere Yogyakarta Ruang : Suite

Room Engr : an Lokasi : Jln. Jend. Sudirman No. 19 Yogyakarta

Calc.

by Evan

Daily range : 22 Bola Kering Bola Basah % gr/lb

Temp. Ave : 860F 0_F 0_F _{Bulan :} Oktobe_r Kondisi Luar 95 (350C) 82,4 (280C) 59 170 Jam : 13:00 Desain Dalam 80 (26,670_C) _{67 (19,4}0_C) ₅₀ ₇₆