MATA KULIAH FISIKA BANGUNAN 1 | P-24110 PROGRAM STUDI ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK
#11
Menghitung Kapasitas/Kebutuhan AC
▪ Penghawaan yang melibatkan peralatan mekanik. Penghawaan buatan sering juga disebut pengondisian udara (air conditioning), yaitu proses perlakuan terhadap udara di dalam bangunan/ruang yang meliputi suhu,kelembaban,kecepatan dan arah angin,kebersihan,bau, serta distribusinya untuk menciptakan kenyamanan bagi penghuninya.
▪ Di daerah tropis lembab yang suhu rata-ratanya tinggi, pengondisian udara (atau penghawaan buatan) diasosiasikan dengan penyejukan udara oleh mesin penyejuk udara/mesin pengondisi udara yang dikenal luas dengan istilah Air Conditioner (AC)
▪ Tipe Paket Tunggal / Tipe Jendela (windows type)
Pada tipe ini seluruh bagian AC ada dalam satu wadah. AC tipe ini dipasang dengan meletakkan mesin langsung menembus dinding. Jadi dinding dilubangi sebesar AC tersebut. Karena seluruh komponen menjadi satu, AC ini agak sedikit bising.
▪ Tipe Paket Terpisah/ Tipe Split (split type)
Pada tipe ini AC memiliki 2 bagian yang terpisah, yaitu unit dalam ruang (indoor unit) dan unit luar ruang (outdoor unit). Unit ruang luar berisi kipas,kompresor dan kondensor untuk membuang panas, sedang unit daam ruang berisi evaporator dan kipas untuk mengambil panas dari udara dalam ruangan..
Antara unit dalam ruang dan luar ruang dihubungkan dengan pipa untuk bolak – balik refrigerant.
Karena hanya pipa tersebut yang perlu menembus dinding maka perlubangan cukup kecil saja.
Selain itu, karena unit yang menimbulkan bising berada di luar ruangan, maka kebisingan dalam ruang dapat terkurangi.
Namun yang perlu diperhatikan adalah unit luar yang menempel langsung pada dinding ruang dapat menimbulkan getaran ke dalam ruang dan menyebabkan kebisingan.
Tipe AC split :
Split tunggal(single split), satu unit ruang luar melayani satu unit dalam ruang, Split ganda(multi split), satu unit ruang luar melayani beberapa unit dalam ruang.
▪ AC Terpusat (central AC)
AC tipe besar yang dikendalikan secara terpusat untuk melayani satu gedung besar. AC central melibatkan system jaringan distribusi udara (ducting).
▪ KOMPRESOR, pemompa gas pendingin yang bersirkulasi dalam pipa
▪ KONDENSOR, tempat mendinginkan gas yang dipompa, membuang ke udara luar
▪ EVAPORATOR, penghasil temperatur gas yang dingin
▪ Beban penyejukan (cooling load)adalah
panas yang harus dibuang oleh AC di dalam ruang ke luar agar suhu udara pd kondisi
yang dikehendaki
▪ Beban penyejukan dipresentasikan dg Watt atau Btu
▪ 1 Btuh (british thermal unit hour)=
pemakaian energi sebesar 1 Btu dlm 1 jam
▪ 1 Btuh ~ 0,293 Wh
BTU adalah singkatan dari British Thermal Unit merupakan satuan energi yang digunakan di Amerika Serikat yang biasanya di perhitungkan per jam, menjadi satuan BTU/hour.
Satuan ini juga masih sering dijumpai di Britania Raya pada sistem pemanas dan pendingin lama.
Sekarang ini satuan ini mulai digantikan dengan satuan energi dari unit SI, yaitu Joule (J).
1 BTU/hour
adalah energi yang dibutuhkan untuk memanaskan atau mendinginkan air sebanyak 1 galon air (1 pound – sekitar 454 gram) agar temperaturnya naik atau turun sebesar 1 derajat fahrenheitdalam 1 jam.
Hubungannya dengan penyejukan ruang :
BTU menyatakan kemampuan mengurangi panas / mendinginkan
ruangan dengan luas dan kondisi tertentu selama satu jam.
▪
Qi=internal heat gain, W
▪
Qs=solar heat flow, W
▪
Qc=conduction heat flow, W
▪
Qv=convection heat flow, W
▪
Qm=mechanical cooling, W
▪
Qe=evaporation, W
Qi+Qs±Qc ± Qv ± Qm ± Qe=0
▪
Untuk daerah tropis, berlaku:
Qi + Qs + Qc + Qv – Qm = 0
▪
Untuk memperkirakan beban penyejuk:
Qm = Qi + Qs + Qc + Qv
Qi = Jumlah panas (mns + peralatan)
Qs = A.I.Ø A=luas jendela, m2 I=intensitas radiasi mthr, W/m2 Ø=solar gain factor pada bahan transparan (kaca)
Qc = A. U. ΔT A=luas dinding,m2 U=nilai transmitan, W/m2oC
Qv = 1300.V. ΔT 1300=panas jenis udara, J/m2oC V=kec ventilsi, m3/s
Ts = To + (I.cosß./fo) Ts=suhu permukaan yg terkena mthr, To=suhu ruang luar, I=intensitas radiasi mthr W/m2, ß=sdt dtng mthr, =bilangan serap
permuk dinding, fo=konduktan permuk luar yg terkena radiasi mthr, W/m2oC
Apabila diketahui data dari suatu bangunan:
▪ Volume ruang: t=2,5m l=5m p=5m
▪ Radiasi mthr rata2 (I): 600W/m2
▪ Transmitan lapisan udara luar (fo)=10W/m2oC, U dinding:
3,24W/m2oC
=0,86 dan
cat=0,58▪ Panas jenis udara: 1300 J/m3oC
▪ Ventilasi: 3 ACH (Air Change per Hour)
▪ Suhu dinding bangunan (Ti) diusahakan tetap 24oC Økaca=0,75 Ukaca=4,48W/m2oC ukuran kaca 5x1,5m2 ukuran dinding 5m2
▪ Suhu luar ruang (To) diukur 30oC
▪ Bangunan berisi 6 orang administrator mengeluarkan panas 140W menggunakan 4 lampu @100W
▪ Ruang-ruang yg berbatasan dikondisikan 24oC
Hitung beban penyejukan yg diperlukan dan berapa biaya listrik untuk AC per jam?
▪ ΔTkaca = To –Ti = 30-24= 6oC
▪ Selisih suhu dinding perlu dihitung krn terkena radiasi mthr langusng. Absorbsi dinding mrp rata2 absorbsi bata diplester dan cat, shg: à=(àdinding+cat)/2 = (0,86+0,58)/2=
0,72
Tperk dinding luar: Ts=To+(I.á.cosß/fo) = 30+(600x0,72xcos60/10)=51,6oC maka ΔTdinding= 51,6-24 = 27,6oC
▪ Qi = Juml panas manusia dan alat = panas lampu + panas mns
= (4x100) + (6x140) = 1240W
▪ Qs = panas mthr yang menembus kaca = AkacaxIXØ
= (5x1,5)(600)(0,75) = 3375W
▪ Qc = AdindingxUdindingxΔTdinding+AkacaxUkacaxΔTkaca
= (5x1)(3,24)(27,6) + (5x1,5)(4,48)(6) = 648,72W
▪ Qv = panas krn ventilasi = 1300.V. ΔT
=(1300)(5x5x2,5x3/3600)(6) = 405,6 W
▪ Qm = Qi + Qs + Qc + Qv = 5669,32W➔5,67kW (beban penyejukan)
▪ Dalam spesifikasi AC, kapasitas pendinginan terdekat 5,40kW butuh daya listrik 1,68 kW, berarti kalau biaya listrik Rp 500,-/kWh maka biaya yang dikeluarkan per jamnya=
1,68 x 500 = Rp 840,-
Orang awam sering menyebut kekuatan AC itu dengan PK, sebenarnya yang diperlukan adalah
satuan input dan output : input nya berapa Watt dan outputnya berapa BTU/hour.
PK adalah singkatan dari bahasa Belanda “Paardekracht”
yang artinya tenaga kuda, atau bahasa Inggrisnya adalah HP (horse power).
1 PK = 735.5 watt / jam = 0.986 hp.
Jika ada AC 1 PK, itu artinya adalah :
tenaga listrik yang digunakan kompresor AC adalah sekitar 735,5 watt (ada juga yang bilang 750 watt) dalam 1 jam.
Tapi itu belum ditambah rugi daya, kipas pendingin indoor maupun
outdoor. Terkadang AC 1 PK bisa menyedot listrik sekitar 1 KWh bahkan lebih.
