UNIVERSITAS INDONESIA PERHITUNGAN COOLING LOAD DAN DISTRIBUSI UDARA PADA RUMAH SAKIT MENGGUNAKAN SOFTWARE ELITE CHVAC SKRIPSI

Transkripsi

1 UNIVERSITAS INDONESIA PERHITUNGAN COOLING LOAD DAN DISTRIBUSI UDARA PADA RUMAH SAKIT MENGGUNAKAN SOFTWARE ELITE CHVAC SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik YUGO BITTRIANO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN DEPOK DESEMBER 2013 HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS i

2 Skripsi ini adalah hasil karya Saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah Saya nyatakan dengan benar. Nama : Yugo Bittriano NPM : Tanda Tangan :... Tanggal : 30 Desember 2013 ii

3 HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh Nama : Yugo Bittriano NPM : Program Studi : Teknik Mesin Judul Skripsi : PERHITUNGAN COOLING LOAD DAN DISTRIBUSI UDARA PADA RUMAH SAKIT DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE ELITE CHVAC Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik DEWAN PENGUJI Pembimbing : Ir. Rusdy Malin, MME. (...) Penguji : Prof.Dr.Ir. M. Idrus Alhamid (...) Penguji : Dr.Ir. Budihardjo, Dipl.Ing. (...) Penguji : Dr.-Ing.Ir. Nasruddin, MEng. (...) Ditetapkan di : Depok Tanggal : 17 Januari 2014 KATA PENGANTAR iii

4 Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmatnya Saya dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Perhitungan cooling load dan distribusi udara pada rumah sakit menggunakan software Elite CHVAC. Penulisan skripsi ini dilakukan sebagai salah satu syarat untuk mengikuti sidang skripsi sebagai syarat untuk mendapat gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik. Saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan oleh Saya demi melengkapi kekurangan yang ada dalam penulisan ini. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini yaitu : 1. Ir. Rusdy Malin M.Eng, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan Saya dalam penyusunan laporan skripsi ini. 2. Kedua orang tua yang telah memberikan bantuan dan dukungan baik material maupun moral. 3. Saudara yang juga telah memberikan bantuan dan dukungan baik material maupun moral. 4. Seluruh pengajar di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik yang telah memberikan ilmunya. 5. Teman satu kelompok dalam tugas akhir ini yang telah berbagi suka dan duka dari awal sampai akhir pengerjaan. Akhir kata Saya berharap penulisan skripsi ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan. Depok, 30 Desember 2013 Penyusun Yugo Bittriano iv

5 HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademik, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Yugo Bittriano NPM : Program Studi : Teknik Mesin Departemen : Teknik Mesin Fakultas : Teknik Jenis karya : Skripsi Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty-Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : Perhitungan Cooling Load Dan Distribusi Udara Pada Rumah Sakit Menggunakan Software Elite CHVAC Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Depok Pada tanggal : 30 Desember 2013 Yang menyatakan (Yugo Bittriano) v

6 PERHITUNGAN COOLING LOAD DAN DISTRIBUSI UDARA PADA RUMAH SAKIT MENGGUNAKAN SOFTWARE ELITE CHVAC Yugo Bittriano Departemen Teknik Mesin, FT UI, Kampus UI Depok Indonesia Pembimbing: Ir. Rusdy Malin M.Eng ABSTRAK Untuk melaksanakan perencanaan pembangunan rumah sakit, umumnya pemilik rumah sakit melakukan kerjasama dengan pihak konsultan dalam bidang arsitektur, ME (mechanical & electrical) dan sebagainya. Saya mendapat kesempatan untuk belajar dan membantu di suatu instansi pada bidang ME, khususnya perencanaan pada bagian sistem pendinginan dan distribusi udara gedung rumah sakit di Surabaya. Dalam pembahasan tugas akhir ini, akan dibahas mengenai perhitungan cooling load berdasarkan standar ASHRAE, data dan gambar arsitek yang ada saat ini serta dengan bantuan software chvac, lalu akan ditentukan sistem distribusi udara yang sesuai untuk gedung rumah sakit di Surabaya. Gedung terdiri dari sepuluh lantai dengan total luas sebesar ,10 sq.ft, dan dengan perhitungan dari data-data variabel yang menyebabakan adanya cooling load, maka dengan bantuan software didapatkan nilai total cooling load sebesar 537,71 Tons dan total air quantity sebasar CFM. Distribusi ducting diperoleh dengan metode equal friction, sehingga didapatkan ukuran ducting yang sesuai dan total friction loss. 1.PENDAHULUAN Saat ini pembangunan instansi pelayanan masyarakat sedang berkembang, salah satunya adalah lembaga rumah sakit. Hal ini disebabkan karena adanya permintaan dari masyarakat akan kebutuhan atas rumah sakit. Saat ini grup rumah sakit swasta semakin berkembang dan banyak mendirikan rumah sakit di berbagai daerah baik di pulau Jawa maupun di luar pulau Jawa. Untuk melaksanakan perencanaan pembangunan rumah sakit, umumnya pemilik rumah sakit melakukan kerjasama dengan pihak konsultan dalam bidang arsitektur, ME (mechanical & electrical) dan sebagainya. Bangunan suatu gedung terdiri dari tiga komponen penting, yaitu, struktur, arsitektur dan ME. Ketiganya satu sama lain saling terkait, struktur dan arsitektur mengedepankan kekuatan, bentuk dan estetika, sedangkan ME mengedepankan fungsi. Dalam hal ini umumnya cakupannya adalah kelistrikan dan sistem mekanikal gedung; plumbing, lift, sistem kebakaran dan sistem pendingin dan distribusi udara. Saya mendapat kesempatan untuk belajar dan membantu di suatu instansi swasta dalam bisang ME, khususnya dalam proyek perencanaan pembangunan suatu rumah sakit di Surabaya. Saya diberikan kesempatan membantu pada bagian sistem pendinginan dan distribusi udara. Akhirnya Saya memutuskan untuk menjadikan kesempatan ini 1

7 sebagai bahan tugas akhir dalam menyelesaikan program studi S1 Teknik Mesin. 2. DASAR TEORI 2.1 Cooling Load Cooling load atau beban pendinginan adalah jumlah energi panas yang harus dipindahkan pada suatu ruangan atau bangunan oleh peralatan atau mesin HVAC agar temperatur ruangan yang dikondisikan tetap terjaga. Perhitungan cooling load juga dapat dimanfaatkan untuk tujuan-tujuan seperti berikut : Menyediakan informasi untuk pemilihan mesin dan desain sistem HVAC, Menyediakan data untuk evaluasi adanya kemungkinan penurunan beban pendinginan. Terdapat dua tipe heat gain dalam pembahasan cooling load, yaitu sensible heal dan latent heat, sensible heat/kalor sensibel merupakan kalor yang secara langsung dapat dirasakan, sedangkan latent heat/kalor laten merupakan kalor yang tidak dapat dirasakan secara langsung. Memperoleh komponen cooling load dari sumber beban Komponen sensible cooling load yang didapat dari sumber beban, dikalkulasi dengan menggunakan tabel faktor konversi, Cooling Load Temperature Differences (CLTD) atau Cooling Load Factor (CLF). Cooling loads dari atap,dinding luar dan konduksi kaca dikalkulasikan dalam satu step proses menggunakan faktor CLTD. Metode ini menggantikan metode sebelumnya yaitu metode Total Equivalent Temperature Difference (TETD). Kondisi Indoor & Outdoor design Desain temperatur udara ruang yang diinginkan akan bervariasi sesuai dengan aktivitas dan fungsi dari suatu ruangan atau bangunan. Sedangkan desain kondisi luar ruang akan tergantung oleh lokasi dan data kondisi cuaca pada suatu wilayah. Informasi yang diharapkan (output) Hasil dari kalkulasi adalah total cooling load dari suatu ruang, zona atau grup dari beberapa zona. Cooling load harus cukup akurat agar tepat dalam memilih peralatan atau mesin dan suplay udara. Untuk memudahkan dalam kalkulasi cooling load, maka kalkulasi dikategorikan menjadi tiga bagian : 1. External loads 2. Internal loads 3. Infiltration and Ventilation Loads External Loads Komponen external load adalah sebagai berikut : 1. Konduksi kalor melalui dinding luar dan atap. 2. Konduksi kalor melalui partisi interior, langit-langit ruangan dan lantai. 3. Konduksi panas dari fenestration. 4. Efek radiasi matahari. Efek konduksi dan nilai U Konduksi steady-state perpindahan kalor melalui atap, dinding atau kaca adalah :! =!"!!" (!!" )! Dimana : q = laju perpindahan kalor, Btu/hr! = perbedaan temperature, deg F Rt = jumlah total resistansi termal, (hr.ft 2.F)/Btu ; Rt = R1 + R2 = = 1/U U = koefisien transmisi, Btu/(hr. ft 2.F) = 1/Rt A = luas permukaan area, ft 2 2

8 Persamaan unsteady-state untuk cooling load :! =!!!"#$ Dimana : q = cooling load CLTD = the Cooling Load Temperature Difference, deg F Glass Solar Load Konsep CLTD yang diaplikasikan pada kaca, hanya meperhitungkan cooling load karena konduksi. Sedangkan solar heat gain melalui fenestration, didapatkan dari shading coefficient (SC) dari jenis kaca tertentu dan Solar Heat Gain Factor (SGHF). Persamaan cooling load yang berlaku adalah :! =!!"!"#$%&' (!"#) Dimana : q = cooling load akibat dari radiasi matahari melalui kaca, Btu/hr A = permukaan area kaca, ft 2 SC = Shading coefficient SGHF max = maksimum SGHF pada bulan, dan orientasi, Btu (hr.ft 2 ) CLF = Cooling load factor Internal Loads Internal loads terdiri dari komponen cooling loads yang terbentuk dari sumber kalor yang ada di dalam ruangan yang dikondisikan. Komponen tersebut adalah; Pencahayaan, Manusia, dan peralatan atau mesin. Pencahayaan Pencahayaan menimbulkan kalor karena adanya supply energi listrik. Energi tersebut berkonveksi ke udara dan juga melalui radiasi. Kalor yang dihasilkan dari pencahayaan adalah sensible heat/kalor sensibel.! = 3,41!!"#$!!"!"# Dimana : q = sensible cooling load, Btu/hr 3,41 = Faktor konversi Btu/hr per watt W = total lamp wattage F use = faktor penggunaan lampu F al = special ballast allowance factor CLF = cooling load factor, menurut waktu penggunaan Manusia Tubuh manusia menghasilkan kalor melalui proses metabolisme dan melepaskannya melalui radiasi kulit atau pakaian juga melalui proses konveksi dan penguapan melalui kulit, pakaian dan proses bernafas. Kalor yang dihasilkan melalui uap lebab dari tubuh adalah kalor laten dan selain itu adalah kalor sensibel.!" =!"!"#$%h!"#$%!"#!"#$%!" =!"!"#$%h!"#$%!"#$! Dimana : Qs = sensible cooling load, Btu/hr qs = sensible heat gain per orang Ql = latent cooling load, Btu/hr Peralatan dan mesin Kondisi peralatan dan mesin yang menghasilkan kalor adalah sebagai berikut : a. Peralatan elektrik, gas dan uap seperti pada peralatan masak dan mesin pengering dapat melepaskan kalor ke ruangan. Hal ini menimbulkan adanya kalor laten dan kalor sensibel. 3

9 b. Mesin elektrik seperti kalkulator, mesin tik, dan motor listrik berpotensi menghasilkan kalor yang siginifikan pada internal load untuk pengaplikasian komersial.!" =!"#!$%&"!"#!" =!"#$%# Infiltrasi and Ventilasi Udara luar dalam bentuk infiltrasi dan ventilasi menimbulkan tipe spesial dari beban pendinginan yang terjadi pada ruangan. Ventilasi disuplay untuk memenuhi aroma dan standar udara yang bersih, sedangkan infiltrasi timbul dari leakage yang terkontrol atau tidak terkontrol pada pintu, jendela atau pada dinding. Persamaan cooling load dari infiltrasi dengan air change method :!"#$%&!"#!h!"#$!"# h!"#!"#$%&' = 60 Dimana :!" = 1,085!"#$%&'! qs = sensible heat gain dari infiltrasi, Btu/hr 1,085 = produk dari density dan kalor spesifik, Btu.min/hr.ft 3. deg F Airflow = kuantitas udara infiltrasi pada ruangan, cfm Δt = selisih antara desain temperatur luar dan temperatur dalam, o F Dimana :!" = 0,7!"#$%&'! ql = latent heat gain dari infiltrasi, Btu/h 0,7 = latent heat factor, Btu.min.lb/hr.ft 3.gr ΔW = selisih desain rasio kelembaban luar dan desain rasio kelembaban dalam, grains of water/lb of dry air Persamaan cooling load dari ventilasi :!"#$%&'$%(#!"#$%&' =!"#$%h!"#$%!"#/!"#$%!" = 1,085!"#$%&'!!" = 0,7!"#$%&'! 2.2 Ducting Selain perlengkapan Air handler dan perlengkapan distribusi udara untuk ruangan yang telah dikondisikan, ada juga sistem ducting yang merupakan perantara dari kedua sistem di atas. Untuk memenuhi fungsi ducting, sistem perlu didesain terhadap batasan ketersediaan ruang ducting, friction loss, kecepatan, suara, kalor dan rugi kebocoran Duct Design Dalam desain ducting dengan sistem kecepatan rendah atau sistem kecepatan tinggi dibutuhkan data. Data-data yang dibutuhkan adalah data standar grafik air friction, data rekomendasi desain kecepatan, kerugian pada elbows dan fittings, dan metode yang umum digunakan untuk mendesain sistem distribusi udara. Friction Chart Pada duct dimana ada aliran udara, maka di sana akan terjadi rugi tekanan yang berkelanjutan. Kerugian ini disebut juga duct friction loss dan tergantung pada hal berikut ini : Kecepatan udara Ukuran duct Kekasaran permukaan bagian dalam Panjang duct 4

10 Mengubah salah satu dari keempat faktor di atas akan mempengaruhi rugi friction pada sistem ducting. Hubungan faktor-faktor di atas dapat diilustrasikan melalui persamaan berikut :! = 0,03! Dimana : ΔP = rugi friction (in.wg)!!!,!! (! 1000 )!,!" F = kekasaran permukaan internal L = panjang duct (ft) d = diameter duct (in.) v = kecepatan udara (fpm) persamaan di atas merupakan dasar dalam pembuatan standar grafik friction loss. Kuantitas Udara Total kuantitas suplay udara yang dibutuhkan pada tiap-tiap ruang ditentukan dari perhitungan cooling load. Diameter Duct Terdapat tabel yang menunjukan ukuran duct persegi panjang setara dengan berbagai diameter duct yang tertera pada grafik friction loss untuk duct berbentuk bulat. Duct bentuk persegi panjang ini memiliki penampang area yang mampu membawa kuantitas udara dan memiliki rugi friction setara dengan duct bentuk bulat. Untuk menentukan ukuran duct persegi panjang ini, harus menentukan dahulu duct bentuk bulat yang didapat dari perhitungan kuantitas udara dan kecepatan udara. Kecepatan Udara Desain kecepatan udara bergantung kepada tingkat suara yang diperbolehkan, biaya awal dan biaya operasional. Terdapat tabel yang menunjukkan rekomendasi kecepatan udara untuk suplay dan return air dalam sistem duct kecepatan rendah. Rekomendasi ini berdasarkan pengalaman. Friction Rate Tingkat friction pada grafik friction loss diberikan dalam bentuk inchies of water per 100 ft setara dengan panjang dari duct. Total panjang duct pada bagian tersebut kemudian dikalikan dengan tingkat friction untuk mendapatkan nilai rugi friction. Total panjang duct termasuk semua elbow dan fitting yang ada pada salah satu bagian duct. Tekanan Kecepatan Udara Grafik friction loss dapat menunjukkan garis konversi tekanan kecepatan udara. Tekanan kecepatan udara dapat dicari dengan membaca secara vertical ke atas dari perpotongan antara garis konversi dan kecepatan udara yang digunakan. Flexible metal conduit pipa penyalur fleksibel sering digunakan untuk menyalurkan udara dari riser atau branch header ke terminal AC pada sistem kecepatan udara tinggi. Rugi friction pada pipa penyalur ini lebih tinggi dari pada duct bentuk bulat. Fan Convertion Loss or Gain Sebagai tambahan pada kalkulasi dalam menentukan tekanan statis pada fan discharge, fan convertion loss or gain harus dimasukkan. Besar hasil konversi ini bisa saja signifikan, terutama pada sistem kecepatan udara tinggi. Jika kecepatan udara pada duct lebih tinggi dari kecepatan fan outlet, gunakan persamaan di bawah ini untuk mendapatkan nilai rugi tambahan tekanan statis yang dibutuhkan :!"## = 1,1 (!" 4000 )! (!" 4000 )! 5

11 Dimana : Vd = kecepatan udara duct Vf = kecepatan udara fan outlet Loss = in.wg Jika kecepatan udara pada fan outlet lebih tinggi dari pada kecepatan udara duct, maka gunakan persamaan di bawah ini :!"#$ = 0,75 (!" 4000 )! (!" 4000 )! Metode Desain duct Prosedur umum dalam merancang sistem duct adalah menjaga tatak letak secara sederhana dan membuat saluran duct secara simetris. Suplay terminal dilokasikan untuk menyediakan distribusi udara ke ruangan secara benar dan duct dibuat untuk menghubungkan keluaran suplay udara tersebut. Desain untuk sistem distribusi udara dengan kecepatan rendah dapat dilakukan dengan tiga metode seperti dibawah ini : 1. Velocity reduction 2. Equal Friction 3. Static regain Ketiga metode ini menghasilkan hasil yang berbeda dalam tingkat akurasi, ekonomi dan kegunaan. Equal Friction Method Metode ini merupakan metode yang paling umum digunakan dalam desain sistem ducting. Metode pemilihan ukuran ducting ini digunakan untuk sistem ducting suplay, exhaust dan return air dimana diterapkannya kesamaan friction loss per foot panjang duct pada seluruh sistem. Prosedur umum yang dilakukan pertama kali adalah menentukan kecepatan inisial pada duct utama yang dekat dengan fan. Kecepatan udara dapat ditentukan dengan tabel rekomendasi kecepatan udara sesuai dengan batasan tingkat suara. Lalu dengan menggunakan grafik friction loss dapat menentukan inisial friction loss dari nilai kecepatan udara dan nilai kuantitas udara. Inisial Friction loss ini digunakan di sepanjang sistem ducting dan digunakan untuk menetukan diameter duct yang setara berdasarkan grafik friction loss for round duct. Untuk mempercepat proses kalkulasi equal friction, sering digunakan tabel persentasi penampang area pada cabang duct. Area penampang yang didapat pada hasil tabel ini digunakan untuk meperoleh diameter duct yang setara pada tabel friction loss, lalu disetarakan lagi dengan tabel ukuran duct bentuk persegi panjang. Prosedur ini otomatis akan menurunkan kecepatan udara pada arah aliran. Untuk menentukan total friction loss pada sistem ducting, agar fan yang digunakan mampu mengalirkan udara, merupakan hal yang penting untuk menghitung kerugian pada tahanan tertinggi aliran duct. Friction loss pada elbow dan fitting harus diperhitungkan. 3. PENGUMPULAN DATA 3.1 Data Cooling Load Data Umum Jenis Bangunan : Rumah sakit, lantai 1, lantai 11 sampai lantai 19 (merupakan bangunan mix-used) Lokasi bangunan : Surabaya, Indonesia Kondisi luar (berdasarkan data lokasi software (CHVAC) : Outdoor dry-bulb temp. : 89.6 deg F Outdoor wet-bulb temp. : 78.8 deg F Daily range : 14.4 deg F 6

12 Kondisi desain ruang : Indoor Dry-bulb temp. : 75.2 deg F Indoor RH : 50 % Tabel 3.1 Standar temperatur dan kelembaban rumah sakit Waktu operasional bangunan : 24 jam Energi pencahayaan : 2 watts/sq.ft Energi peralatan dan mesin : 1 watt/sq.ft Luas bangunan tiap lantai : lantai 1, ,1 sq.ft, lantai 11 sampai lantai 19, sq.ft Data Eksternal Ø Dinding Jenis dinding pada bangunan rumah sakit seragam dan dipilih menurut standar ASHRAE grup E, 4 in. concrete, berwarna terang, memiliki faktor nilai U sebesar berikut ini data arah, panjang dan tinggi ruangan : lantai s/d 19 arah panjang (ft) utara selatan barat timur utara 85.3 selatan 85.3 barat timur utara 85.3 selatan 85.3 barat timur tinggi (ft) Tabel 3.2 Data dimensi dinding tiap lantai Ø Atap Jenis atap pada bangunan rumah sakit dipilih berdasarkan standar ASHRAE, yaitu material no.11, roof terrace system, memiliki nilai U sebesar Horizontal dan memiliki luas permukaan sebesar ,7 sq.ft. Gambar 3.1 Data pemilihan material dinding Gambar 3.2 Gambar data pemilihan atap 7

13 Ø Kaca jenis kaca yang dipilih adalah single glass, clear, tanpa indoor shade, dengan nilai U sebesar Jumlah orang ditentukan dengan standar jumlah orang per 1000 sq.ft, maka dipilihlah untuk perhitungan jumlah orang dengan batasan maksimal 20 orang per 1000 sq.ft, data pemilihan ditunjukkan pada gambar. Kemudian kalor sensibel dan kalor laten yang dipilih adalah 250 btuh dan 200 btuh. lalu profil operasi dari jam hingga adalah 100 %, sedangkan dari jam hingga adalah 90 %. lantai s/d 19 Gambar 3.3 Gambar data pemilihan kaca Karena belum ada detai gambar arsitektur untuk kaca, maka luasan kaca dibuat sebesar 10 % dari luasan dindingnya. Berikut ini data luas kaca tiap lantainya : arah panjang tinggi luas (ft) (ft) dinding luas kaca utara 118,1 2326,57 232,657 selatan 170,6 3360,82 336,082 19,7 barat 167,3 3295,81 329,581 timur utara 85,3 1398,92 139,892 selatan 85,3 1398,92 139,892 16,4 barat 196, ,34 322,834 timur 196, ,34 322,834 utara 85,3 1119, ,9136 selatan 85,3 1119, , ,12 barat 196, , ,2672 timur 196, , ,2672 Gambar 3.4 Gambar data pemilihan kalor sensibel dan kalor laten Ø Pencahayaan dan Peralatan atau Mesin Data untuk pencahayaan dan peralatan sudah disebutkan diatas, masingmasing 2 watt/sq.ft dan 1 watt/sq.ft. lalu profil operasi untuk peralatan dan mesin disamakan dengan profil operasi manusia, sedangkan untuk pencahayaan berbeda, yaitu dari jam sampai jam adalah 90%, sedangkan dari jam sampai adalah 100%. Tabel 3.3 Data luas kaca tiap lantai Data Internal Ø Manusia Data Infiltrasi dan Ventilasi Data infiltrasi menggunakan metode air change/hour, dengan nilai sebesar

14 Tabel 3.4 Tabel data udara infiltrasi Data ventilasi dipilih 25 cfm/orang, data tersebut diambil dari gambar berikut ini : Gambar 3.6 Gambar contoh laporan check figures hasil cooling load dengan software CHVAC Gambar 3.5 Gambar tabel data pemilihan udara ventilasi 3.2 Data Ducting Ø Gambar kerja arsitektur Untuk melakukan tata letak ducting dibutuhkan gambar kerja dari ruangan dan bangunan. Data gambar arsitektur bangunan dapat dilihat pada lampiran. Ø Total air quantity Total kebutuhan udara tiap lantai didapatkan dari hasil perhitungan cooling load yang telah dilakukan dengan software CHVAC. Berikut ini adalah contoh gambar laporan check figures hasil perhitungan cooling load : Pada laporan terlihat nilai total kebutuhan suplay udara sebesar CFM, nilai ini selain dibutuhkan untuk perhitungan dimensi ducting bisa juga digunakan sebagai referensi dalam pemilihan Air Handling Unit (AHU). Berikut tabel hasil perhitungan total kebutuhan suplay udara yang didapatkan dari laporan check figures : Lantai total air quantity (CFM) CFM CFM 12 s/d 18 (18283 CFM x 7) CFM Tabel 3.5 Tabel total air quantity tiap lantai Ø Kecepatan Udara Inisial Kecepatan udara inisial harus ditentukan untuk mendapatkan ukuran luas penampang duct, dan kecepatan udara yang digunakan adalah 1500 FPM dari faktor batasan noise. 9

15 Proses penggunaan software ini adalah memasukan variabel-variabel data yang berpengaruh pada perhitungan cooling load, jadi data-data yang ada pada bab sebelumnya akan di-input ke dalam software CHVAC. Sekarang mari kita bahas proses input data pada software ini dengan data lantai General Project Data Setelah menjalankan software dan memulai Tabel 3.6 Tabel rekomendasi kecepatan udara proyek baru, akan muncul selanjutnya general untuk sistem ducting kecepatan rendah project data. Pada bagian ini yang paling terpenting adalah melakukan input data pada tab design dan Ø Data Tabel yang Diperlukan more design. (Terlampir) Pada tab design akan muncul kolom isi Grafik Friction loss for round ducts variabel mengenai faktor-faktor beban internal. Data tabel circular equivalent diameter, Kemudian isi kolom kosong tersebut dengan data equivalent area and ducts class of yang telah ditentukan pada bab sebelumnya. Tab rectangular ducts for equal friction more design adalah untuk memilih metode dan Data tabel friction of round elbows persentasi faktor keselamatan Data tabel friction of rectangular elbows Data tabel percent section area in branches for maintaining equal area 4. ANALISA PERHITUNGAN DAN HASIL 4.1 Perhitungan cooling load dengan bantuan software CHVAC Software CHVAC adalah software yang besifat komersial dan umum digunakan dalam membantu dalam perhitungan yang berkaitan dengan sistem HVAC. Pada pembahasan kali ini, software ini digunakan untuk membantu mencari cooling laod dan total kebutuhan suplay udara. Dengan diketahuinya cooling load, dapat dijadikan acuan sebagai pemilihan kapasitas chiller yang akan digunakan. Lalu informasi total kebutuhan suplay udara, dapat membantu dalam perancangan distribusi udara, dan dalam pembahasan kali ini adalah sistem ducting. Gambar 4.1 Tab design 10

16 4.1.5 Air Handler Data Gambar 4.2 Tab More design Gambar 4.6 Air Handler Data Operating Profiles Zone Data Gambar 4.3 Operating profiles Indoor/Outdoor design condition Gambar 4.7 Zone data Master Data Gambar 4.4 design condition Gambar 4.5 Master data Reports Pada bagian ini merupakan hasil akhir dari evaluasi perhitungan cooling laod dan total suplay udara. Pada reports berisi informasi-informasi mengenai data-data yang telah diisi pada bagianbagian sebelumnya. Reports sangat berguna untuk melakukan cek ulang dari pengisian data, selain itu juga dapat digunakan untuk mengetahui adanya error dalam pengisian data. Data reports lengkap dapat dilihat pada lampiran. 11

17 Berikut ini adalah tabel hasil cooling load dan total suplay udara dari hasil reports : (Tabel 4.1) Duct Design Lantai 1 Total suplay udara CFM menurut perhitungan, untuk menghitung duct gunakan kapasitas yang ada di pasaran menjadi CFM. Skema tata letak ducting suplay udara : Setelah itu gunakan grafik Friction loss for round ducts untuk mendapatkan inisial friction loss, sebesar in.wg. 2. Duct area dapat dicari dengan tabel percent section area in branches for maintaining equal area, lalu tentukan ukuran duct dengan tabel circular equivalent diameter, equivalent area and ducts class of rectangular ducts for equal friction. Gambar 4.8 skema supply duct lt.1 1. Tentukan luas area permukaan untuk mendapatkan equivalent diameter duct : !"# = 20!".!" 1500!"# Cari pada tabel circular equivalent diameter, equivalent area and ducts class of rectangular ducts for equal friction, didapat 68 in x 46 in, dan equivalent round duct 60.8 in. Duct section air quantity (cfm) cfm capacity (%) Duct area (%) Tabel 4.1 Tabel data ukuran duct area (sq.ft) A A ,5 19,5 3,9 A - B , B ,5 19,5 3,9 B - C ,5 16,1 C ,5 19,5 3,9 C - D , D ,5 19,5 3,9 D - E ,6 E ,5 19,5 3,9 E - F ,5 46 9,2 F ,5 19,5 3,9 6 - G ,5 6,5 G ,5 19,5 3,9 G ,5 19,5 3,9 Duct size (in.) 68 x x x x x x x x x x x x x x x 18 12

18 3. Duct dari fan hingga terminal delapan memiliki hambatan terbesar. R/D = 1,25 Duct panjang item panjang section tambahan A duct 13 elbow 27 A - B duct 65,6 elbow 26 B - C duct 26,2 C - D duct 26,2 D - E duct 26,2 elbow 23 E - F duct 26,2 F - G duct 26,2 G - 8 duct 26,2 Total 235,8 76 Tabel 4.2 tabel perhitungan panjang duct (resistansi tertinggi) 4. Total friction loss pada ducting dari fan hingga 5. terminal 8 adalah :!"#$%&'( =!"!#$!"#$"#%!"!#!$%!"#$%#&'!"## 0,038!".!" = 311,8!" = 0,12!".!" 100!" perhitungan ini akan dijadikan dasar atau acuan dalam menentukan faktor-faktor sistem AC. 2. Penggunaan software CHVAC dapat mempercepat proses perhitungan yang berkaitan dengan sistem air conditioning, karena hampir semua pemilihan data variabel yang dibutuhkan dalam perhitungan ada dalam database software tersebut. 3. Kelemahan software ini, yang didapat dari hasil tulisan ini adalah terbatasnya database informasi lokasi kota yang berpengaruh pada nilai CLTD. 4. Dalam sistem distribusi udara, sistem ducting sangat bervariasi baik dalam metode duct sizing, pemilihan materialnya, tata letak, pilihan aksesorisnya, sehingga sistem ducting harus dijadikan pertimbangan menyangkut masalah biaya. 5. Kondisi dan desain bangunan seringkali menentukan desain ducting, apabila desain suatu bangunan banyak terdapat obstacle dalam perancangan ducting, maka akan berdampak pada cost. Total tekanan statis pada fan utama adalah : = Duct friction + terminal pressure = 0,12 in. wg + terminal pressure 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Perhitungan cooling load merupakan langkah awal yang harus dilakukan dalam hal desain air conditioning, dari hasil 5.2 Saran 1. Variabel dalam menentukan cooling load bervariasi, sehingga dibutuhkan ketelitian dalam memilih data variabel yang akan diperhitungkan. 2. Melakukan perhitungan cooling load dengan software hendaknya pengguna software memahami dahulu cara menghitung cooling load secara manual. 3. Hendaknya dalam merancang sistem ducting, rancanglah sesederhana mungkin, karena rancangan yang rumit 13

19 memungkinkan terjadinya friction loss yang lebih besar. DAFTAR REFERENSI 1. Dr. William Rudoy (1982). Cooling and Heating Load Calculation Manual 3 rd edition. ASHRAE GRP 158, New York. 2. ASHRAE HVAC 2001 Fundamentals Handbook 3. HVAC Handbook, CARRIER, new edition, part 2. Air Distirbutor 14