PERHI TUNGAN BEBAN PENDI NGI N PADA RUANG LABORATORI UM KOMPUTER PAPSI - I TS Oleh : LAURA SUNDARION 2107 030 075 Dosen Pembimbing : Ir. Denny M.E SOEDJONO, MT
LATAR BELAKANG Sistem pengkondisian udara pada ruangan di suatu gedung merupakan salah satu fasilitas yang penting untuk kenyamanan orang yang berada didalam ruangan. Perhitungan beban pendingin sangat diperlukan untuk pemilihan mesin pendingin (AC) yang tepat.
Rumusan Masalah Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana mendapatkan beban pendinginan yang nyaman. Tujuan Penulisan Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui beban pendingin dari laboratorium komputer PAPSI - ITS.
Manfaat Penulisan Untuk mempelajari materi perkuliahan lebih lanjut khususnya teknik penkondisian udara. Selain itu untuk mempelajari cara perhitungan beban pendingin. Batasan Masalah 1. Perhitungan dilakukan di laboratorium komputer PAPSI - ITS. 2. Data diambil dari BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika) Juanda 3. Tidak ada perubahan temperatur pada dinding (adiabatik). 4. Kondisi yang ada dalam sistem adalah kondisi steady state. 5. Temperatur udara konstan 25C.
Prosedur Perencanaan Sistem Pengkondisian Udara Mulai Tinjauan pustaka Penentuan Kondisi Termal dalam Gedung Pengambilan Data Gedung dan Temperatur
Perhitungan Beban Pendingin Analisa Psikrometrik Sistem Pengkondisian Udara Selesai Kesimpulan
Data Gedung Laboratorium Komputer PAPSI - ITS. 1. Daerah gedung sebelah selatan terdiri dari jendela dan pintu kaca, bagian utara terdiri dari jendela kaca dan dinding yang terbuat dari sebagian gypsum dan batu-bata, dan untuk sebelah timur dan barat dindingnya semua terbuat dari sebagian gypsum dan batu-bata. 2. Ruangan dapat menampung maksimal 28 orang. Penerangan yang dipakai 15 lampu neon yang masing-masing berdaya 40 watt. 3. Untuk ukuran gedung laboratorium komputer PAPSI - ITS mempunyai mempunyai panjang 10,5 m, lebar 7,2 m, dan tingginya 3,00 m. 4. Data dari BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika), data ini diambil untuk mengetahui keadaan temperatur di sekitar daerah gedung. untuk daerah dinding timur dan selatan. Dari data diambil temperatur terbesar sebagai temperatur perhitungan.
Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS. Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah selatan.
Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS. Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah barat dan timur.
Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS. Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah utara.
Luas Bagian-Bagian Ruangan luas jendela sebelah selatan A (Luas) = p x l = 1.46 ft x 3.00 ft = 4.38 ft
luas jendela sebelah utara A (Luas) = p x l = 3.33 ft x1.66 ft = 5.52 ft
Luas Pintu A (Luas) = p x l = 6.83 ft x 4,80 ft = 32.78 ft
Luas Dinding Gross A (Luas) = p x l = 35 ft x 24 ft = 840 ft A net (Luas) = Agross Apintu A1 A2 = 840 ft² 32.78 ft² 5.52 ft² 4.38 ft² = 797.32 ft² Keterangan : Untuk dinding sebelah barat tidak dihitung karena tidak terkena sinar matahari.
Menentukan Kondisi Rancangan Kondisi Outdoor (DB,WB,RH) BMG bulan Desember (Temperatur Tertinggi) Kondisi Indoor (DB,WB,RH) Kondisi Outdoor dan Indoor RH Tabel Kurva Psikrometrik
DB (F) WB (F) RH (%) W (gr/lb) DR (F) Outdoor Room 95,7 75,2 80,9 35 50 87 79 84,3 Keterangan : DB = temperature bola kering WB = temperature bola basah RH = kelembaban relatif W = rasio kelembaban DR = temperature rata-rata bola kering
Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan ( U ) Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung atau dari tabel. U yang didapat dari tabel : Dinding : 4 in. face brick, 4in. common brick, ½ gypsum wallboard, no insulation. Atap : Attic with natural ventilation no insulation. Lantai : concrete deck, no insulation. Dari tabel A.7 didapat nilai : U = 0,28 BTU/hr-ft 2 -F (Group D) U = 0,15 BTU/hr-ft 2 -F U = 0,59 BTU/hr-ft 2 -F
Jendela : single glass, tipe frame wood. Dari tabel A.8 didapat nilai : U = 0,90 BTU/hr-ft 2 -F Menghitung Fc (Heat Transfer to Surrounding) Fc = 1 0,02 K K = ( UwAw + UgAg ) / L Fc = 0,92 Menghitung Beban Puncak ( Peak Load ) Dari tabel 6.8 E.G pita didapat nilai : CLF jendela tertinggi pada pukul 12.00 = 0,65 Dari tabel 6.1 E.G pita didapat nilai : CLTD atap tertinggi pada pukul 16.00 = 62
Pada pukul 12.00 - Dari tabel 6.1 didapat nilai CLTD atap = 29 F - Dari tabel 6.4 dengan 8 E didapat nilai LM = 12 F - Dari tabel 6.6 dengan 8 E didapat nilai SGHF = 179 BTU/hr-ft 2 - Dari tabel 6.7 dengan 8 E didapat nilai SC = 0,94 - Dari tabel 6.8 idapat nilai CLF jendela = 0,65 atap Menghitung Rata-Rata Temperatur Luar (Outdoor Average): F average = 53,55 0 F Menghitung Perbedaan Temperatur Beban Pendinginan (Cooling Load Temperatur Different/ CLTDc) CLTDc = 12, 75 F
Menghitung Q atap Q atap = 1606,5 BTU/hr Menghitung Q jendela Summary Q jendela = 6037, 5 BTU/hr = Q jendela + Q atap = 1606,5 BTU/hr + 6037, 5 BTU/hr = 7644 BTU/hr Pada pukul 16.00 Dari tabel E.G pita didapat: CLTD atap = 62 F LM = 12 F SGHF = 179 BTU/hr-ft 2 SC = 0,94 CLF jendela = 0,52
Menghitung Rata-Rata Temperatur Luar (Outdoor Average): F average = 53,5 0 F Menghitung Perbedaan Temperatur Beban Pendinginan (Cooling Load Temperatur Different/ CLTDc) CLTDc = 45,35 F Menghitung Q atap Q atap = 5714,1 BTU/hr Menghitung Q jendela Q jendela = 4829,7 BTU/hr
Summary = Q jendela + Q atap = 4829,7 BTU/hr + 5714,1 BTU/hr = 10543,8 BTU/hr Karena peak load pada pukul 16.00 lebih besar dari pukul 12.00, maka waktu yang dipakai pukul 16.00. Menghitung CLTDc CLTDc ( dinding timur ) = 33 F CLTDc ( dinding selatan ) = 24 F CLTDc ( dinding barat ) = 18 F CLTDc ( dinding utara ) = 13 F CLTDc atap CLTDc jendela = 45, 35 F = - 14,65 F
Menghitung Beban Pendinginan Luar ( External Cooling Load ) Dinding sebelah timur Q = - 225,65 BTU/hr Dinding sebelah selatan Q = - 789,80 BTU/hr Dinding sebelah Utara Q = - 749,67 BTU/hr Total pemasukan kalor secara konduksi melalui dinding Q = - 1765,12 BTU/hr Pemasukan kalor secara konduksi melalui atap Q = 5256,9 BTU/ hr Pemasukan kalor secara konduksi melalui lantai Q = 455,95 BTU/ hr
Pemasukan Kalor secara konduksi melalui pintu : Q = - 225,70 BTU/hr Pemasukan Kalor Total secara Konduksi : Q = 3722,03 BTU/hr Pemasukan Kalor Secara radiasi melalui Jendela : Q = 4443,3 BTU/ hr Menghitung Beban Pendinginan Dalam (Internal Cooling Load) Penambahan kalor dari penerangan Q = 2346 BTU/hr Penambahan kalor dari orang di dalam ruangan Qs = 7000 BTU/hr Ql = 5600 BTU/hr
Penambahan kalor dari komputer di dalam ruangan Dari tabel 6.15 ( microcomputer / word processor ) didapat nilai : q = 300 BTU / hr Q = q x n = 300 x 28 = 8400 BTU / hr
Menghitung Beban Infiltrasi dan Ventilasi Penambahan kalor dari pertukaran udara (infiltrasi) Qs = 132,59 BTU/hr Ql = 31987,2 BTU/hr Penambahan kalor dari ventilasi Qs = 12628 BTU/hr Ql = 3049,4 BTU/hr Beban Pendinginan Total ( Cooling Loads Total ) Q = 79305,52 BTU/hr = 6,60 TR
Perhitungan beban pendingin sangat berpengaruh terhadap pemilihan mesin pendingin, maka penulis berusaha menghitung beban pendinginan pada bulan desember dan 80 lintang selatan. Dari perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan : Temperatur Bola Kering (DB)outdoor = 95,7 F Temperatur Bola Kering (DB)Room = 75,2 F Temperatur Bola Basah (WB) Kelembaban Relatif (RH) outdoor Kelembaban Relatif (RH) Room Rasio Kelembaban (W) outdoor Rasio Kelembaban (W) Room Temperatur rata-rata bola kering (DR) Temperatur Average = 80,4 F = 35 F = 50 F = 87 F = 79 F = 85 F = 53,5 F
Perhitungan Beban Pendinginan = 79305,52 BTU/hr = 6,60 TR Saran Agar beban pendinginan tidak terlalu besar maka bangunan sebaiknya tidak terlalu banyak jendela dari kaca dan diusahakan letak jendela tidak langsung terkena paparan sinar matahari. Untuk dinding sebaiknya memakai bahan yang tidak menyerap panas.