BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

44 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 PENDAHULUAN Pada bab ini akan dilakukan perhitungan beban pendinginan (cooling load) dari hasil pengumpulan data di lapangan untuk mengetahui parameter yang dibutuhkan untuk menentukan nilai beban pendinginan di area produksi dan beban coil pendingin pada AHU. 4.2 PENGUMPULAN DATA Tahap awal yang dilakukan yaitu melakukan pengumpulan data yang dibutuhkan seperti temperatur di dalam dan luar produksi, kelembaban, cooling load dari mesin, luas area produksi dan jumlah penghuni di area tersebut.

45 Gambar 4.1 Pengukuran Temperatur Pada Unit AHU di Area Produksi

46 Tabel 4.1 Data Temperatur dan Kelembaban di Area Produksi POINT OF MEASURING TEMPERATURE AVERAGE TIME OF MEASURING/WEATHER AREA DB ( C) WB ( C) RH (%) TEMP ( C) TIME (WIB) WEATHER COLORED No 1 34,0 23,8 42,93 2 34,6 23,6 39,53 16.40 CLEAR 3 34,3 24,0 42,77 33,3 4 33,6 23,6 43,47 5 34,8 24,0 41,03 16.53 CLEAR 6 35,5 24,4 40,4 33,4 7 34,4 23,8 41,52 8 34,2 23,8 42,23 17.02 CLEAR 9 33,2 23,4 44,79 33,5 10 30,2 23,2 55,63 11 32,2 23,2 46,93 17.10 CLEAR 12 31,6 23,0 48,37 13 31,6 23,0 48,37 29,0 14 32,2 23,4 47,92 15 32,0 23,4 47,92 17.17 CLEAR 16 32,2 23,8 48,74 17 34,0 24,2 44,78 29,8 18 33,2 23,8 50,92 19 33,8 24,0 44,58 17.21 CLEAR 20 33,8 24,0 44,58 21 33,6 24,2 46,28 28,1

Tabel 4.2 Data Cooling Load dari Mesin dan Heater 47

Tabel 4.3 Data Air Flow dan Temperature Testing pada Unit AHU 48

49 Tabel 4.4 Data Luas Area Produksi dan Jumlah Penghuni Person Lighting Kind Wall Roof Kind Interior Conduction Amount 200 28 Area (m²) 1095 1095 4.3 PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN Dari data yang telah dikumpulkan sebelumnya kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai beban pendinginan yang nantinya akan digunakan untuk menentukan jenis koil yang sesuai dengan tuntutan beban aktual. 4.3.1 Heat Gain Konduksi Melalui Atap Dikarenakan permukaan dinding yang diukur berada di dalam produksi, maka dari itu heat gain sensibel yang dihitung hanya permukaan atap saja. (0,81 519 W/m 2 ) + 17 W/m 2 C (33,5 C 33,3 C) (1 63 W/m 2 ) 420,39 + 3,4-63 360,8 1095 395065,05 W = 395,06 kw

50 4.3.2 Heat Gain Melalui Plafon dan Dinding Partisi Bagian Dalam Heat gain sensibel yang disebabkan oleh perpindahan panas dari ruang yang berdekatan melalui plafon dan dinding partisi di dalam area produksi dapat dihitung dengan rumus: Untuk Dinding 1,07 W/m 2 C 1095 m 2 (33,5 C 33,3 C) 1171,65 (0,2) 234,33 W Untuk plafon 0,038 W/m 2 C 1095 m 2 (33,5 C 33,3 C) 41,551 (0,2) 8,31 W Heat gain sensibel total 234,33 W + 8,31 W 242,64 W

51 4.3.3 Heat Gain dari Penghuni Heat gain sensibel ruangan untuk penghuni yang menempati ruangan terkondisi pada dapat dihitung dengan rumus: Untuk heat gain sensibel q sp,t = N p,t (SHG p ) q sp,t = 100 (110 W) q sp,t = 11000 W Untuk heat gain laten q lp,t = N p,t (LHG p ) q lp,t = 100 (183 W) q lp,t = 18300 W 4.3.4 Heat Gain dari Lampu Heat gain sensibel dari lampu penerangan yang ada di area produksi dapat dihitung dengan rumus: q el = W F ul F sa q el = 28000 W 1 1,2 q el = 33600 W

52 4.3.5 Heat Gain sensibel dari Motor dan Heater Heat gain sensibel ruangan karena beban mesin ketika motor dan heater terletak di dalam area produksi dapat dihitung dengan rumus: Untuk heat gain sensibel dari motor Nilai total beban motor yang ada di area produksi terdapat pada tabel 4.2, jadi: 830,3 kw Untuk heat gain sensibel dari heater q s = q input F U F R Nilai total beban heater yang ada di area produksi terdapat pada tabel 4.2, jadi: q s,total = 124,8 kw 4.3.6 Heat Gain dari Infiltrasi Aliran yang masuk ke dalam area produksi yang tidak terkendali dari udara luar melalui celah-celah dan lubang di selubung bangunan karena perbedaan tekanan di selubung dapat dihitung dengan rumus: Heat gain sensibel area produksi dari infiltrasi q s, inf = 60 inf o c pa (To - T r ) q s, inf = 60 9,444 m 3 /s 1201,38 kg/m 3 0,0010 kj /kg C (20,7 C - 19,8 C) q s, inf = 692,6 (0,9) q s, inf = 623,33 W

53 Heat gain laten area produksi dari infiltrasi q l,inf = 60 inf o (w o - w r ) h fg, 32 q l,inf = 60 9,444 m 3 /s 1201,38 kg/m 3 (0,015286 kg/kg - 0,014246 kg/kg) 1 q l,inf = 680745 0,00104 q l,inf = 708 W 4.3.7 Beban Pendinginan Ruang (Space Cooling Load) Beban pendinginan ruang (space cooling load) dapat dihitung dengan menjumlahkan semua heat gain sensibel dan laten yang ada di area produksi. Q rc,t = Q rs,t + Q in,t + Q l,t = Q s,t + Q l,t Q rc,t = Q rs + Q rl Q rc,t = (395065,05 W + 242,64 W + 11000 W + 33600 W + 830300 W + 124800 W + 623,33 W) + (18300 W + 708 W) Q rc,t = 441361,37 W + 18300,708 W Q rc,t = 459662 W = 459,662 kw 4.3.8 Beban Koil Pendingin (Cooling Coil Load) Untuk menentukan beban koil pendingin dapat dihitung dengan rumus: Q cc = Q cs + Q cl Beban koil pendingin sensibel dapat dihitung dengan rumus: Q cs = Q rs + q s, inf Q cs = 441361,37 W + 623,33 W

54 Q cs = 441984,7 W Dan beban koil laten dapat dihitung dengan rumus: Q cl = Q rl + Q o, l Q cl = 18300,7080 W + 708 W Q cl = 19008,688 W Maka beban koil pendingin total adalah: Q cc = 441984,7 W + 19008,688 W Q cc = 460993,4 W = 461 kw 4.4 PEBAIKAN SISTEM HVAC Setelah semua data-data dan parameter yang dibutuhkan telah terkumpul, maka selanjutnya adalah menganalisis masalah yang terdapat pada sistem HVAC yang digunakan. Dan berikut ini adalah data komponen HVAC yang digunakan di area produksi PT. NOK Indonesia. Tabel 4.5 Data Komponen HVAC yang Digunakan di PT.NOK Indonesia NO COMPONENT/UNIT MODEL SPECIFICATION 1 CHILLED WATER UNIT TRANE TCVHG-480 COOLING CAPACITY = 1463 kw POWER CONSUMPTION = 220,05 kw 2 AHU TRANE QUANTUM CLIMATE CHANGER 0,5-27 m³/s COOLING CAPACITY = 197 kw NOMINAL AIR FLOW = 31320 m³/h Dari tabel 4.5 di atas dapat diketahui bahwa satu unit AHU memiliki cooling capacity sebesar 197 kw, dan nilai space cooling load dari hasil perhitungan didapatkan sebesar 459,662 kw. Diketahui dari tabel 4.3 bahwa di area produksi unit AHU yang digunakan berjumlah 4 unit. Jadi, untuk total cooling capacity unit AHU adalah:

55 Total AHU = 4 197 kw = 788 kw Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa dari spesifikasi unit AHU, nilai cooling capacity 4 unit AHU lebih besar dari nilai space cooling load di area produksi yang mana sudah dapat memenuhi tuntutan beban di area tersebut. Namun, untuk kondisi aktual saat ini setelah dilakukan pengukuran pada setiap unit AHU, performa dan kondisi unit tersebut kurang dari spesifikasi desain seperti pada tabel 4.3. Dari data pengukuran tersebut dapat diketahui nilai rata-rata air velocity pada unit AHU kurang dari spesifikasi desain, contoh pada AHU 1 nilai rata-rata air velocity 2,1 m/s dengan opening ratio pada damper sebesar 100%. Sedangkan nilai air velocity pada spesifikasi desain 8,7 m 3 /s dengan opening ratio yang sama. Pada gambar 4.1 di bawah dapat dilihat kondisi saat AHU pertama kali dioperasikan, temperatur yang keluar dari duct grille mulai dari 19,8 C yang terendah sampai 25,5 C yang tertinggi. Dan dari data pengukuran kondisi saat ini seperti pada tabel 4.3 dengan temperatur mulai dari 23,8 C yang terendah sampai 31 C yang tertinggi, apabila dibandingkan kedua data temperatur tersebut dapat terlihat perbedaan temperatur yang cukup jauh antara kondisi awal dan kondisi aktual saat ini. Dari perbandingan antara data spesifikasi desain dan data pengukuran aktual dapat disimpulkan bahwa kondisi sistem HVAC khususnya pada unit AHU di area produksi mengalami penurunan performa dalam memenuhi tuntutan beban pendinginan. Maka dari itu perlu dilakukan pengecekan kondisi komponen pada unit AHU tersebut.

Gambar 4.2 Kondisi Temperatur yang Keluar dari Ducting Grille 56

57 Tabel 4.6 Data Kondisi Komponen Unit AHU di Area Produksi AHU No Description Standard Image Temperature Output 1 16.3 C 2 14.4 C < 18 C 3 27.3 C 4 25.8 C Air Flow Output 1 1.7 m/s 2 2.2 m/s > 4.5 m/s 3 2.9 m/s 4 2.1 m/s 1 4,7 kg/cm² 2 4,8 kg/cm² > 2 kg/cm² 3 4,6 kg/cm² 4 3.5 kg/cm² 1 11.2 C 2 11 C > 4 C 3 13 C 4 11.2 C Motor Current (A) 1 12.1 A 2 11.4 A 11 ~ 16 A 3 11.8 A 4 11.3 A Ambient Temperature 1 38.8 C 2 35.2 C < 40 C 3 36.7 C 4 36.5 C

58 Dari tabel 4.6 dapat diketahui bahwa temperatur output dan airflow output berada dibawah standar spesifikasi unit AHU, dan data tersebut berasal didapat dari pengukuran pada komponen cooling coil AHU. Kemudian komponen cooling coil dilakukan pengecekan kondisi secara visual dengan mengamati kinerjanya pada saat dioperasikan apakah masih sesuai fungsinya atau tidak. Setelah dilakukan pengamatan kinerja komponen tersebut, ternyata fresh air yang melewati cooling coil tidak terkondisi dengan baik dikarenakan kondisi fin cooling coil sudah mulai rusak seperti pada gambar 4.2. Dan pipa suplai untuk chilled water banyak mengandung kotoran yang membuat proses suplai chilled water terhambat seperti pada gambar 4.3. Gambar 4.3 Kondisi Fin Cooling Coil yang Sudah Rusak

59 Gambar 4.4 Kondisi Pipa Suplai Chilled Water yang Terdapat Banyak Kotoran Kemudian selanjutnya dilakukan dilakukan penggantian komponen cooling coil dan melakukan pembersihan pada pipa suplai pada setiap unit AHU yang ada di area produksi. 4.4.1 Penggantian Cooling Coil Penggantian komponen cooling coil disesuaikan dengan spesifikasi unit AHU. Unit AHU yang digunakan adalah merk Trane Quantum Climate Changer 0.5 27 m 3 /s (1000 5800 CFM) tipe horizontal dengan spesifikasi seperti pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Spesifikasi Unit AHU Trane Quantum Climate Changer 60

61 Setelah spesifikasi cooling coil didapat, maka selanjutnya adalah melakukan penggantian coil yang lama dengan coil yang baru. Pada gambar 4.4 menunjukan technical drawing untuk cooling coil dan pada gambar 4.5 adalah proses penggantian komponen cooling coil pada unit AHU. Gambar 4.5 Technical Drawing untuk Cooling Coil

62 Gambar 4.6 Proses Penggantian Komponen Cooling Coil

63 4.5 MONITORING DAN DOKUMENTASI Setelah dilakukan perbaikan pada komponen unit AHU yaitu penggantian cooling coil, selanjutnya dilakukan monitoring performa AHU dengan melakukan pengukuran temperatur dan aliran udara pada unit AHU. Dari hasil pengukuran pada tabel 4.8 di bawah, dapat diketahui rata-rata nilai air velocity adalah 8,41 m/s dan untuk nilai temperatur adalah 16,8 C. Perubahan kondisi tersebut disebabkan karena fresh air yang masuk ke dalam unit AHU dapat melewati cooling coil dengan dengan baik tanpa adanya hambatan dari fin coil yang rusak dan chilled water dapat mengalir lebih baik setelah dilakukan pembersihan pada saluran pipa suplai. Dari hasil monitoring performa unit AHU di area produksi, dapat disimpulkan bahwa kondisi unit AHU setelah dilakukan perbaikan mengalami peningkatan performa karena sudah sesuai dengan spesifikasi desain awal. Dengan meningkatnya performa sistem HVAC pada unit AHU khususnya, maka performa pendinginan di area produksi dapat meningkat dan kenyamanan termal utuk penghuni di area tersebut dapat terpenuhi.

Tabel 4.8 Data Air Flow dan Temperature Testing pada Unit AHU Setelah Perbaikan 64