BAB IV. ducting pada gedung yang menjadi obyek penelitian. psikometri untuk menentukan kapasitas aliran udara yang diperlukan untuk

BAB IV PERHITUNGAN RANCANGAN PENGKONDISI UDARA Pada bab ini akan dilakukan perhitungan rancangan pengkondisian udara yang meliputi perhitungan beban pendinginan, analisa psikometri, dan perhitungan rancangan ducting pada gedung yang menjadi obyek penelitian. Perhitungan beban pendinginan mengguanakan metode CLTD sesuai dengan ASHRAE Hanbook Fundamentals 1997. Keuntungan menggunakan metode ini adalah, tidak perlu dilakukan konversi hasil perhitungan menjadi beban pendinginan. Nilai CLTD telah ditabelkan oleh ASHRAE Inc. Berdasarkan hasil perhitungan beban diatas kemudian dilakukan analisa psikometri untuk menentukan kapasitas aliran udara yang diperlukan untuk memindahkan panas dalam ruangan. Analisa psikometri juga bermanfaat untuk memetakan kondisi udara dalam ruangan baik temperature maupun kelembaban udaranya, hal ini tentu akan memudahkan jika akan melakukan modifikasi terhadap kondisi udara dalam ruangan. Perhitungan saluran distribusi menggunakan metode Equal Friction, dimana kerugian akibat gesekan ditentukan terlebih dahulu kemudian dijadikan dasar perhitungan untuk menentukan dimensi untuk tiap bagian saluran distribusi.

60

http://digilib.mercubuana.ac.id/

4.1. Perhitungan Beban Pendinginan Perhitungan menggunakan metode CLTD, dengan dasar perhitungan dan pembagian komponen beban pendinginan yang sama dengan metode lainnya. Berbeda dengan metode perhitungan lainnya, dalam CLTD beban panas ruangan langsung dapat digunakan sebagai acuan menentukan kapasitas pendinginan unit. Untuk mendapatkan Nilai CLTD yang tepat perlu dilakukan analisa terhadap jenis dinding. Ada 16 tipe dinding pada tabel CLTD, pengelompokan ini berdasarkan jenis material dan nilai tahanan panas yang dimiliki dinding. Untuk dinding bata dengan plaster semen pada kedua sisinya serta hasil perhitungan U-Factor pada bab sebelumnya maka dinding bata pada gedung ini dikategorikan pada dinding Tipe B. Nilai CLTD pada tabel menggunakan asumsi udara Indoor Air pada 25,5oC dan Outdoor Air pada 35oCdengan temperatur rata-rata 29,4oC dan temperatur perubahan harian 11,6oC, sementara untuk wilayah Jakarta diketahui temperatur desain indoor Air pada 24oC dan Outdoor Air pada 33oC, dengan perubahan harian 7,6oC, maka diperlukan penyesuaian pada nilai tabel CLTD sebagai berikut; ,

, ,

,

,

, Sebelum dilakukan perhitungan keseluruhan perlu dilakukan analisa waktu terjadinya beban puncak. Beban pada selubung gedung yang memiliki kontribusi terbesar dijadikan acuan untuk perhitungan ini, dari data ruangan terlihat bahwa dinding kaca selatan memberikan beban yang cukup besar.

61


Beban pada dinding kaca selatan dengan A: 210m2 ; SC: 0,74 Tabel 4. 1 Penentuan beban puncak harian Waktu SCL Beban (W)

15.00 110 20328,00

16.00 101 18664,80

17.00 98 17103,40

Hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa beban puncak terjadi pada pukul 15.00, maka perhitungan beban pendinginan pada ruangan ini dilakukan pada waktu tersebut. Selain waktu beban puncak hal yang harus ditentukan terlebih dahulu adalah pengelompokan Zona ruangan yang digunakan untuk menentukan nilai Solar Cooling Load (SCL) pada perhitungan beban radiasi melalui kaca. Diketahui bangunan merupakan gedung perkantoran dengan furniture standart ruang kantor maka ruangan dikategorikan dalam Zona B (Lihat lampiran). 4.1.1. Beban FCU 1-1, Area Gudang Ruangan ini memiliki luas 57,60m2, dengan penghuni 2 orang menggunakan peralatan kantor standart, dan menggunakan lampu penerangan fluorescent, terjadi infiltrasi pada loket yang teletak pada pintu. Dengan asumsi temperatur udara sekitar 33oC dan RH 80%, dari diagram psikometri didapatkan Wo sebesar 0.01841 kgv/kga. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%, dari diagram psikometri didapatkan Wi sebesar 0.00930kgv/kga maka dapat diketahui ∆W sebesar 0.00911 kgv/kga.

62


1. Beban Eksternal a. Beban Transmisi Beban ini terjadi pada selubung gedung dan dinding partisi antar ruangan, pada selubung gedung menggunakan koefisien CLTD sementara pada dinding pemisah menggunakan nilai delta T. -

Beban selubung gedung (kaca) dinding selatan dengan nilai CLTD 8 ,

/

-

, ,

,

Beban dinding ruangan dengan nilai ∆T: 9K, terjadi pada dinding utara ∆ ,

/

,

Untuk dinding timur dan pintu utara menggunakan perhitungan yang sama b. Beban Radiasi Beban ini terjadi pada dinding luar kaca yang langsung terkena sinar matahari yang terjadi pada dinding sebelah selatan, dari tabel SCL untuk zona tipe B pada pukul 16.00, didapatkan nilai SCL: 110. Dinding ini menggunakan kaca berukuran 12 mm dan memiliki peneduh pada didalam dan di luar gedung maka digunakan nilai SC sebesar 0,74

,

63


,

2. Beban Internal Beban internal meliputi beban yang dihasilkan oleh penghuni, penerangan, peralatan listrik yang digunakan serta peralatan lain yang menghasilkan panas. a. Beban penghuni Waktu operasi gedung ini terbatas hingga malam hari, sehingga pada malam hari peralatan pengkondisi udara dimatikan maka digunakan nilai CLF sebesar 1. Penghuni menghasilkan beban panas sensibel dan beban panas latent, berikut nilai beban keduanya; -

Beban Sensibel

-

Beban Laten

b. Beban lampu penerangan Nilai CLF pada beban ini sama seperti pada beban internal sebelumnya, ruangan menggunakan lampu flourescent dengan faktor toleransi khusus 1,2 dan faktor penggunaan 0,65

. ,

. , .

64


c. Beban peralatan listrik Nilai CLF pada beban ini sama seperti pada beban internal sebelumnya, Faktor efisiensi peralatan listrik diambil sebesar 0,85.

.

3. Beban ventilasi dan infiltrasi Pada ruangan ini tidak menggunakan ventilasi tetapi terjadi infiltasi pada loket yang lajunya diasumsikan sebesar 0,001 m3/s. -

Beban Sensibel

,

-

,

,

/

,

°

°

Beban Laten

,

,

/

,

,

/

,

/

, 4. Nilai Sensibel Heat Factor (SHF) Nilai ini merupakan hasil perbandingan beban panas sensibel terhadap beban panas total yang dimiliki ruangan. Beban sensibel merupakan beban panas yang mempengaruhi temperatur ruangan. Beban ini lah yang kemudian harus mampu dibawa oleh udara yang disirkulasikan. Nilai SHF sendiri digunakan pada analisa psikometri untuk mengetahui kondisi udara suplai ke dalam ruangan sehingga nantinya udara mampu

65


membawa panas yang dihasilkan oleh ruangan. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan didapatkan beban total 6.409,34 W, dengan 6.025,16 W merupakan beban sensibel, maka dilakukan perhitungan SHF sebagai berikut:

. .

, ,

, Tabel 4. 2 Perhitungan beban pendinginan FCU 1-1 BEBAN EKSTERNAL NO A 1 2 3 4

2

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SCL/ ∆T (K)

Beban Pendinginan (W)

Item Beban

Luas Area (m )

Transmisi Dinding Utara DindingTimur Dinding Selatan Dinding Barat

20,00 36,00 24,00 36,00

3,03 3,03 5,58 -

9,00 9,00 8,00 -

9,70 -

-

545,40 981,72 1.299,02 -

59,00

-

-

-

-

-

59,00

-

-

-

-

-

4,00

4,52

9,00

-

-

162,72

24,00

-

110,00

0,74

1.953,60 4.942,46

5 Lantai 6 Atap 7 Pintu Selatan B Radiasi Matahari 1 Dinding Selatan

SC

CLTD Corr

Total Beban External

BEBAN INTERNAL NO

Item Beban

1

Beban Penghuni Sensibel Latent Lampu Penerangan Peralatan Listrik Peralatan lain

2 3 4

Jumlah/ Daya (W) 2 2 400 600 -

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa

75,00 55,00 1,20


Clf 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,65 0,85

Total Beban Internal

150,00 110,00 312,00 510,00

1.082,00

BEBAN VENTILASI & INFILTRASI NO 1

2

Item Beban Ventilasi Sensibel Latent Infiltrasi Sensibel Latent

Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

9

1230 3010000 1230 3010000

∆W (kgw /kga)

0,00911 9

0,01 0,01

0,00911 Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel Latent SHF SF 10%

66


Beban Pendinginan (W) 110,70 274,21 384,91 6.409,38 6.025,16 384,21 0,94 7.050,31

4.1.2. Beban FCU 1-2, Ruang AccountingLt.1 Ruangan ini memiliki luas 43,40m2, dengan estimasi penghuni 5 orang menggunakan peralatan listrik dengan total daya 2,250 W dan menggunakan lampu penerangan fluorescent. Infiltrasi terjadi pada pintu keluar, tetapi diabaikan karena koridor merupakan ruangan yg terkondisi. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Menggunakan cara perhitungan yang sama pada perhitungan sebelumnya maka beban pada ruangan ini adalah sebagai berikut; Tabel 4. 3 Perhitungan beban pendinginan FCU 1-2 BEBAN EKSTERNAL NO

Item Beban

Transmisi Dinding Utara DindingTimur Dinding Selatan Dinding Barat Lantai Atap B Radiasi Matahari 1 Selatan

Luas Area 2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SCL CLTD Corr / ∆T (K)


SC

A

1 2 3 4 5 6

24,00 36,00 24,00 36,00 54,00 54,00

3,03 5,58 -

9,00 8,00 -

24,00

-

110,00

9,70 -

-

654,48 1.299,02 -

0,74 Total Beban External

1.953,60 3.907,10

BEBAN INTERNAL NO 1

2 3 4

Item Beban Beban Penghuni Sensibel Latent Lampu Penerangan Peralatan Listrik Peralatan lain

Jumlah/ Daya (W)

Ful

5 5 300 2.250 -

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa

75,00 55,00 1,20

0,65 0,85


Clf 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00


375,00 275,00 234,00 1.912,50

2.796,50


2


Factor

∆W (kgw /kga)

∆T (K)

Q (m3/s)

1230 3010000

-

-

1230 3010000

-

-


-

Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel Latent SHF SF 10%

67


6.703,60 6.428,60 275,00 0,96 7.373,96

4.1.3. Beban FCU 1-3, Area Lobby Lt. 1 Area ini memiliki luas 66,00m2, dengan estimasi penghuni 24 orang menggunakan peralatan listrik dengan total daya 750 W dan menggunakan lampu penerangan fluorescent dengan daya total 1,200 W. Infiltrasi terjadi pada pintu utama dengan asumsi sebesar 31 l/s. Area ini menggunakan fresh air ventilasi dengan laju aliran 400 l/s. Kondisi udara area ini direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 4 Perhitungan beban pendinginan FCU 1-3 BEBAN EKSTERNAL NO

Item Beban

Transmisi Dinding Utara DindingTimur Dinding Selatan Dinding Barat Lantai Atap Jendela Utara Pintu Utama Pintu Timur B Radiasi Matahari 1 Dinding Selatan 2 Pintu Utama

Luas Area 2

(m )

CLTD/SCL/ CLTD Corr ∆T (K)

U- Factor (W/m2 K)


SC

A

1 2 3 4 5 6 7 8 9

33,00 36,00 24,00 36,00 78,00 78,00 15,00 8,00 6,00

3,03 5,58 5,71 5,58 4,52

9,00 8,00 9,00 8,00 9,00

24,00 8,00

-

110,00 110,00

9,70 9,70 Total Beban External

-

899,91 1.299,02 -

0,74 0,74

1.953,60 651,20 6.251,67

770,85 433,01 244,08

BEBAN INTERNAL NO

Item Beban

1

Beban Penghuni Sensibel Latent Lampu Penerangan Peralatan Listrik Peralatan lain

2 3 4

Jumlah/ Daya (W) 24 24 1.200 750 -

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa

75,00 55,00 1,20


Clf 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,65 0,85


1.800,00 1.320,00 936,00 637,50

4.693,50


2


Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

1230 3010000

0,30 0,30

1230 3010000

0,031 0,031

∆W (kgw /kga) 9,00 -

0,00911

9,00 0,00911 Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel Latent SHF SF 10%

68


Beban Pendinginan (W) 3.321,00 8.226,33 343,17 850,05 12.740,55 23.685,73 13.289,34 10.396,38 0,56 26.054,30

4.1.4. Beban FCU 1-4, Ruang Marketing Lt.1 Area ini memiliki luas 126,70m2, dengan estimasi penghuni 15 orang menggunakan peralatan listrik dengan total daya 4,450 W dan menggunakan lampu penerangan fluorescent dengan daya total 720 W. Infiltrasi terjadi pada pintu sebelah barat yang besarnya dianggap sama dengan udara suplai yang dialirkan ke ruang tunggu dan diasumsikan besarnya 173 l/s. Pada dinding barat menggunakan tanaman merambat sebagai peneduh didalam dan diluar gedung sehingga nilai SC sebesar 0.53 digunakan pada dinding ini. Kondisi udara area ini direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 5 Perhitungan beban pendinginan FCU 1-4 BEBAN EKSTERNAL NO

Luas Area

Item Beban

2

(m )

Transmisi Dinding Utara DindingTimur Dinding Selatan Dinding Barat (Kaca) Dinding Barat (Bata) Lantai Atap Pintu Barat B Radiasi Matahari 1 Pintu Barat 2 Dinding Selatan 3 Dinding Barat

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/S CL/ ∆T

CLTD Corr 9,70 9,70 20,70 9,70


SC

A

1 2 3 4 5 6 7 8

48,00 36,00 48,00 19,25 19,25 132,00 132,00 6,00

3,03 5,58 5,58 3,03 5,58

9,00 8,00 8,00 19,00 8,00

6,00 48,00 19,25

-

438,00 110,00 438,00

-


0,74 0,54 0,54

1.308,96 2.598,05 1.041,93 1.207,38 324,76 1.944,72 2.851,20 4.553,01 15.830,00

BEBAN INTERNAL NO 1

2 3 4


Jumlah/ Daya (W) 15 15 720 4.450 -

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa

75,00 55,00 1,20


Clf 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,65 0,85


1.125,00 825,00 561,60 3.782,50

6.294,10


2


Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

1230 3010000

-

1230 3010000

0,173 0,173


∆W (kgw /kga) -

-

9,00 0,00911 Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel Latent SHF SF 10%

69


1.915,11 4.743,85 6.658,96 28.783,06 23.214,21 5.568,85 0,81 31.661,36

4.1.5. Beban FCU 2-1, Gudang Lt. 2 Ruangan ini memiliki luas 57,60m2, tidak ada penghuni tetap pada ruangan ini sehingga beban dari penghuni diabaikan, AC digunakan untuk menjaga temperatur agar tidak lembab.Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 6 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-1 BEBAN EKSTERNAL NO A

Item Beban

Luas Area 2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SC CLTD Corr L/ ∆T (K)


SC

Transmisi 1 2 3 4

Dinding Utara DindingTimur Dinding Selatan Dinding Barat

5 Lantai 6 Atap B Radiasi Matahari 1 Dinding Selatan

20,00 36,00 24,00 36,00

3,03 3,03 5,58 -

9,00 9,00 8,00 -

9,70 -

-

545,40 981,72 1.299,02 -

59,00 59,00

3,18

9,00

-

-

1.688,58

24,00

-

110,00

0,74

1.953,60 6.468,32


BEBAN INTERNAL NO

Item Beban

1

Beban Penghuni Sensibel

2 3 4

Latent Lampu Penerangan Peralatan Listrik Peralatan lain

Jumlah/ Daya (W)

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa


Clf

-

-

-

-

400 -

-

1,00 1,00

312,00 -

1,20

0,65 Total Beban Internal

312,00


2


Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

1230 3010000

-

1230 3010000

-

∆W (kgw /kga)

-

-

-


70



6.780,32 6.780,32 1,00 7.458,36

4.1.6. Beban FCU 2-2, 2-3 (Ruang Training) Ruangan ini memiliki luas 57.80m2 dan memiliki kapasitas 28 orang. Menggunakan peralatan listrik dengan total daya 1,500 W, serta lampu penerangan memiliki daya total 540 W. Infiltrasi tidak terjadi pada ruangan ini karena ruangan berhubungan dengan ruang yang terkondisi. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 7 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-2, 2-3 BEBAN EKSTERNAL NO A

Luas Area

Item Beban

2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SC L/ ∆T (K)

CLTD Corr


SC

Transmisi 1 Dinding Utara 2 DindingTimur

24,50 17,50

3,03 3,03

23,00 19,00

3 4 5 6

22,50 36,00 59,00 59,00

3,18

9,00

-

-

-

B

Dinding Selatan Dinding Barat Lantai Atap Radiasi Matahari

1

-

24,70 20,70

-

1.833,60 1.097,62

-----

-

1.688,58 4.619,80


BEBAN INTERNAL NO 1

2 3 4


Jumlah/ Daya (W) 28 28 540 1.500 -

Ful

Fsa

1,20

Ef/ Faktor Beban(W)


Clf

75 55

1,00 1,00 0,65 1,00 0,85 1,00 1,00 Total Beban Internal

2.100,00 1.540,00 421,20 1.275,00 5.336,20


2


Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


1230 3010000

-

-

-

-

-

-

-

-

1230 3010000

-

9,00 -


71


9.956,00 8.416,00 1.540,00 0,85 10.951,60

4.1.7. Beban FCU 2-4 (Ruang Finance) Ruangan ini memiliki luas 43,40m2, dihuni oleh 4 orang. Menggunakan peralatan listrik dengan total daya 2,150 W, serta lampu penerangan memiliki daya total 300 W. Dinding kaca selatan menggunakan peneduh dalam ruangan setengah penuh. Infiltrasi tidak terjadi pada ruangan ini karena ruangan berhubungan dengan ruang yang terkondisi. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 8 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-4 BEBAN EKSTERNAL NO A

B

Item Beban

Luas Area 2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SC L/ ∆T (K)

CLTD Corr


SC

Transmisi 1 Dinding Utara

10,05

-

-

-

-

-

2 DindingTimur 3 Dinding Selatan

31,50 21,00

5,58

8,00

9,70

-

1.136,65

4 Dinding Barat 5 Lantai

36,00 54,00

-

-

-

-

-

6 Atap Radiasi Matahari

54,00

3,18

9,00

-

-

1.545,48

1 Dinding Selatan

21,00

-

110,00


1.709,40 4.391,53

BEBAN INTERNAL NO

Item Beban

1


2

Latent Lampu Peneranga

3 4

Peralatan Listrik Peralatan lain

Jumlah/ Daya (W)

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa


Clf

4

-

75

1,00

300,00

4 300

1,20

55

1,00 1,00

220,00 234,00

1,00 1 Total Beban Internal

1.827,50

0,65

2.150 -

0,85

2.581,50


Item Beban Ventilasi Sensibel Latent

2

Infiltrasi Sensibel Latent

Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


1230

-

-

-

-

3010000

-

-

-

-

1230

-

-

-

-

-

3010000


72


6.973,03 6.753,03 220,00 0,97 7.670,33

4.1.8. Beban FCU 2-5, 2-6 (Area Lobby Lt. 2) Ruangan ini memiliki luas 118,80m2, penghuni area ini diasumsikan sebanyak 9 orang. Peralatan listrik pada area ini digunakan pada pantry dan ruang kerja tamu memiliki daya sebesar 2,500 W, serta lampu penerangan memiliki daya total 1,800 W. Area ini tidak menggunakan ventilasi tetapi terjadi infiltrasi pada koridor menuju toilet. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 9 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-5, 2-6 BEBAN EKSTERNAL NO A

Item Beban

Luas Area 2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SC CLTD Corr L/ ∆T (K)


SC


21,00

3,03

23,00

24,70

-

2 DindingTimur

70,00

-

-

-

-

-

3 Dinding Selatan

21,00

5,58

8,00

9,70

-

1.136,65

4 Dinding Barat 5 Lantai

70,00 54,00

3,18

9,00

-

-

1.545,48

120,00

3,18

9,00

-

-

3.434,40

4,00

4,52

9,00

21,00

-

110,00

6 Atap 7 Pintu Utara B Radiasi Matahari 1 Dinding Selatan

1.571,66


1.709,40 9.560,31

BEBAN INTERNAL Jumlah/ Daya (W)


1


9

-

75

1,00

675,00

Latent

9

-

55

1,00

495,00

1,20

1,00

1.404,00

0,85

1,00

2.125,00

2

Lampu Penerangan

1.800

Peralatan Listrik

2.500

4

Peralatan lain

Fsa

Clf

Item Beban

3

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

NO

0,65

-

1 Total Beban Internal

4.699,00


Item Beban

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


Ventilasi Sensibel Latent

2

Factor

1230

-

-

-

-

3010000

-

-

-

-

1230

0,023

3010000

0,023

9,00 -


0,00911 Total Beban Ventilasi Infiltrasi

254,61 630,69 885,30

Beban Total

15.144,60

Sensibel

14.018,92

Latent SHF SF 10%

73


1.125,69 0,93 16.659,06

4.1.9. Beban FCU 2-7 (Ruang Teknisi) Ruangan ini memiliki luas 50,00m2, memiliki penghuni sebanyak 9 orang. Lampu penerangan memiliki total daya 300 W, menggunakan peralatan listrik dengan total daya 575 W. Infiltrasi terjadi pada pintu menuju tangga pada area workshop. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 10 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-7 BEBAN EKSTERNAL NO A

Item Beban

Luas Area 2

(m )

U- Factor CLTD/SCL CLTD Corr (W/m2 K) / ∆T (K)


SC


21,00 70,00

3,03 -

23,00 -

24,70 -

-

1.571,66 -

3 Dinding Selatan

21,00

-

-

-

-

-

4 Dinding Barat

18,20

3,03

25,00

26,70

-

1.472,40

5 Lantai 6 Atap B Radiasi Matahari

52,00 52,00

3,18 3,18

9,00 9,00

-

-

1.488,24 1.488,24

1 Pintu Selatan 2 Jendela Barat

2,00 1,50

4,52

9,00 438,00


81,36 486,18 6.588,08

BEBAN INTERNAL NO 1

Item Beban

Jumlah/ Daya (W)

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa


Clf


8

-

75

1,00

600,00

8 1.800

1,20

55

2

Latent Lampu Penerangan

1,00 1,00

440,00 1.404,00

3

Peralatan Listrik

2.500

0,85

1,00

2.125,00

4

Peralatan lain

0,65

-

1 Total Beban Internal

4.569,00


Item Beban Ventilasi Sensibel Latent

2


Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


1230

-

-

-

-

3010000

-

-

-

-

1230

0,023

9,00

254,61

3010000

0,023

-

630,69 885,30 12.042,37

0,00911 Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel

10.971,69

Latent SHF

1.070,69 0,91

SF 10%

13.246,61

74


4.1.10. Beban FCU 2-8 (Ruang Marketing) Ruangan ini memiliki luas 91,50m2, ruangan berpenghuni 12 orang. Peralatan listrik yang dipakai memiliki daya total 8.070 W. Penerangan menggunakan lampu fluorescentdengan daya total 660 W. Infiltrasi tidak terjadi pada area ini.Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 11 Perhitungan beban pendinginan FCU 2-8 BEBAN EKSTERNAL NO A

Item Beban

2

(m )

U- Factor CLTD/SC CLTD Corr (W/m2 K) L/ ∆T (K)


SC

Transmisi 1 Dinding Utara 2 DindingTimur 3 Dinding Selatan

B

Luas Area

7,50

3,03

23,00

24,70

-

561,31

49,00 21,00

5,58

8,00

9,70

-

1.136,65

26,70

-

728,11

-

238,61

4 Dinding Barat (luar)

9,00

3,03

25,00

5 Dinding Barat(Partisi)

8,75

3,03

9,00

6 Lantai

91,50

-

-

-

-

-

7 Atap

91,50

3,18

9,00

-

-

2.618,73

1,50

5,71

8,00

9,70

-

83,08

8 Jendela Barat Radiasi Matahari 1 Jendela Barat 2 Dinding Selatan

1,50 21,00

-

438,00

0,74

486,18

110,00


1.709,40 7.562,07

BEBAN INTERNAL NO 1

Item Beban

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa


Clf


12

-

75

1,00

900,00

Latent

12

-

55

1,00

660,00

660

1,20

2

Lampu Penerangan

3

Peralatan Listrik

4

Jumlah/ Daya (W)

0,65

8.070

Peralatan lain

0,85

-

1,00

514,80

1,00

6.859,50

1,00

8.934,30



Item Beban

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


Ventilasi Sensibel

2

Factor

Latent Infiltrasi Sensibel Latent

1230

-

-

-

-

3010000

-

-

-

-

1230

0,023

9,00

254,61

3010000

0,023

-

630,69 885,30 17.381,66


75


16.090,98 1.290,69 0,93 19.119,83

4.1.11. Beban FCU 2-9 (Ruang Direktur) Ruangan ini memiliki luas 60,00m2, Ruangmeeting memiliki kapasitas 8 orang. Pada ruang meeting peralatan listrik yang dipakai memiliki daya total950 W. Penerangan menggunakan lampu fluorescentdengan daya total 240 W. Infiltrasi diabaikan karena pintu menuju toilet sangat jarang digunakan, sementara kedua pintu lainnya berhubungan dengan ruang yang terkondisi. Tabel 4. 12 Perhitungan beban pendinginan ruang meeting direktur BEBAN EKSTERNAL NO A

Item Beban

Luas Area 2

(m )

U- Factor (W/m2 K)

CLTD/SC L/ ∆T (K)

CLTD Corr


SC


21,00 17,50

-

-

-

-

-

3 4 5 6 7

21,00 19,25 30,00 30,00 1,50

5,58 3,03 3,18 5,71

8,00 25,00 9,00 8,00

26,70 26,70 26,70

-

3.128,71 1.557,34 858,60 228,69

1,50 21,00

-

438,00 110,00


354,78 1.247,40 7.375,52

B

Dinding Selatan Dinding Barat Lantai Atap Jendela Barat Radiasi Matahari

1 Jendela Barat 2 Dinding Selatan

BEBAN INTERNAL NO

Item Beban

1

Beban Penghuni

2 3 4

Sensibel Latent Lampu Penerangan Peralatan Listrik Peralatan lain

Jumlah/ Daya (W)

Ful

2 2 240 650 -

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa

1,20


Clf

75 55

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,65 0,85 Total Beban Internal

150,00 110,00 187,20 552,50 999,70


2

Item Beban

Factor

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)

Ventilasi Sensibel Latent

1230 3010000

-

-


1230 3010000

-

-

-

Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total Sensibel Latent SHF

76


Beban Pendinginan (W) 8.375,22 8.265,22 110,00 0,99

Pada ruangan direktur peralatan listrik yang dipakai memiliki daya total 650 W, dan untuk penerangan menggunakan lampu fluorescent dengan daya total 240 W. Infiltrasi tidak terjadi pada ruangan ini. Penghuni pada ruang ini diasumsikan 2 orang. Kondisi ruangan direncanakan memiliki temperatur 24oC dengan RH 50%. Tabel 4. 13 Perhitungan beban pendinginan ruang direktur & beban total FCU 2-9 BEBAN EKSTERNAL NO A

B

Luas Area U- Factor CLTD/SC CLTD Corr 2 (W/m2 K) L/ ∆T (K) (m )

Item Beban


SC


10,50

3,03

9,00

-

-

286,34

2 DindingTimur 3 Dinding Selatan

12,25 21,00

-

-

-

-

-

4 Dinding Barat

10,50

5,58

8,00

9,70

-

568,32

5 Lantai

21,00

-

-

-

-

-

6 Atap

21,00

3,18

9,00

-

-

601,02

1,50

5,71

8,00

9,70

-

83,08

438,00

0,74

486,18

-

438,00


3.403,26 5.428,20

7 Jendela Barat Radiasi Matahari 1 Jendela Barat

1,50

2 Dinding Barat

10,50

BEBAN INTERNAL NO 1

Jumlah/ Daya (W)

Item Beban

Ful

Ef/ Faktor Beban(W)

Fsa


Clf


8

-

75

1,00

600,00

Latent Lampu Penerangan

8 240

1,20

55

1,00 1,00

440,00 187,20

3

Peralatan Listrik

950

0,85

1,00

807,50

4

Peralatan lain

1,00

2.034,70

2

0,65



Item Beban

∆T (K)

Q (m3/s)

∆W (kgw /kga)


Ventilasi Sensibel

2

Factor

Latent Infiltrasi Sensibel Latent

-

-

-

-

-

-

-

-

1230

-

-

-

3010000

-

-

-

1230 3010000

Total Beban Ventilasi Infiltrasi Beban Total

7.462,90

Sensibel Latent

7.022,90 440,00

SHF

0,94

Beban Total

15.838,11

Sensibel Latent

11.896,37 550,00

SHF SF 10%

77


0,75 17.421,93

4.1.12. Beban Total Chiller Gedung ini menggunakan satu unit Chiller untuk melayani Fan Coil seluruhnya. Chiller dengan tipe Air Cooled digunakan untuk menghasilkan air sejuk yang digunakan Fan Coil mendinginkan ruangan. Maka beban total yang harus diterima oleh Chiller merupakan beban total Fan Coil seluruh gedung. Tabel 4. 14 Perhitungan beban total Chiller No

Kode Unit

q (W)

1

FCU 1-1

7.050,31

2

FCU 1-2

7.373,96

3 4

FCU 1-3 FCU 1-4

26.054,30 31.661,36

5

FCU 2-1

7.458,36

6 7

FCU 2-2 FCU 2-3

10.951,60 10.951,60

8

FCU 2-4

7.670,33

9

FCU 2-5

16.659,06

10 11

FCU 2-6 FCU 2-7

16.659,06 13.246,61

12

FCU 2-8

19.119,83

13 FCU 2-9 Beban Chiller Total

17.421,93 192.278,32

Safety Factor 10%

211.506,15

4.2. Analisa Psikometri Dengan kondisi thermal ruangan seperti pada perhitungan sebelumnya maka dilakukan analisa terhadap kondisi udara, dengan tujuan untuk menentukan besarnya peralatan (Fan Coil Unit) yang diperlukan untuk membuang beban panas. Dengan menggunakan asumsi delta T pada 8oC dan SHF ruangan sesuai dengan hasil perhitungan sebelumnya maka analisa dilakukan dengan bantuan diagram psikometri.

78


Dengan desain kondisi thermal ruangan merupakan udara return pada unit FCU yaitu pada Tdb 24oC dan RH 50% maka dengan bantuan diagram psikometri didapatkan enthalphy udara desain 47,83 kJ/kg, dan Volume spesifik 0,85 m3/kg. Dari hasil perhitungan nilai SHF sangat beragam yaitu berada diantara 0,90 sampai dengan 0,96 kecuali area Lobby lantai 1 untuk memudahkan perhitungan dipakai SHF 0,90. Untuk kondisi udara supply SHF 0.90 dan delta T sebesar 8oC, maka didapatkan kondisi udara supply dengan Tdb 16oC, Twb 13oC dan enthalphy 36.61 kJ/kg.

Gambar 4. 1 Analisa Kondisi udara pada diagram Psikometri Area Lobby lantai 1 memiliki SHF 0,49, dengan bantuan diagram psikometri maka didapatkan kondisi udara supply dengan Tdb 16oC, Twb 11oC dan enthalphy sebesar 31.6kJ/kg.

79


Dengan data diatas lalu dilakukan perhitungan kapasitas aliran udara yang dibutuhkan untuk memindahkan panas dan mempertahankan temperatur ruangan. Gambar berikut merupakan skema perpindahan panas pada udara didalam ruangan. Dimana udara keluar dari FCU (T1) merupaka kondisi udara masuk yang kondisinya sama dengan T2, sementara T3 merupakan kondisi udara desain yang diharapkan yang kondisinya sama dengan T4.

Gambar 4. 2 Skema pendinginan dalam ruangan Maka kesetimbangan energi yang terjadi pada sistem adalah sebagai berikut:

Panas qout, besarnya sama dengan energi yang dibawa oleh aliran udara, jika selama proses dianggap konstan dan perubahan energi kinetik serta energi potensial dianggap tidak ada maka persamaan diatas menjadi:

80


Berikut ini dilakukan perhitungan aliran masa udara yang diperlukan pada FCU 1-1, dengan data psikometri seperti dijelaskan diatas. . ,

,

/

/

.

,

/

.

/

Dengan volume spesifik udara diketahui sebesar 0,85 m3/kg, maka dilakukan perhitungan besarnya volume aliran yang dibutuhkan oleh FCU. ,

,

/

/

,

,

/

/

Dengan menggunakan perhitungan yang sama dilakukan penentuan besarnya volume aliran udara pada FCU yang lainnya. Pada tebel 4.15 merupakan hasil perhitungan aliran udara untuk tiap FCU. Pada tabel (4.6) disajikan perbandingan kapasitas pendinginan dan kapasitas aliran udara peralatan terpasang terhadap hasil perhitungan yang telah dilakukan.

81


Tabel 4. 15 Perhitungan aliran udara tiap FCU No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

No. Unit FCU 1-1 FCU 1-2 FCU 1-3 FCU 1-4 FCU 2-1 FCU 2-2 FCU 2-3 FCU 2-4 FCU 2-5 FCU 2-6 FCU 2-7 FCU 2-8 FCU 2-9

q(W) 6.794,29 6.703,60 23.685,73 28.783,06 6.780,32 9.956,00 9.956,00 6.973,03 15.144,60 15.144,60 12.042,37 17.381,66 15.838,11

SHF

∆H (kJ/kg)

0,90 0,90 0,49 0,81 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

11,22 11,22 16,23 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22 11,22

ṁ (kg/s)

3

Q (m /s)

605,55 597,47 1.459,38 2.565,34 604,31 887,34 887,34 621,48 1.349,79 1.349,79 1.073,30 1.549,17 1.411,60

0,51 0,51 1,24 2,18 0,51 0,75 0,75 0,53 1,15 1,15 0,91 1,32 1,20

3

Catatan : Volume Spesifik rata -rata (v): 0,85 m /kg

Tabel 4. 16 Perbandingan kapasitas unit Kode Unit Chiller FCU 1-1 FCU 1-2 FCU 1-3 FCU 1-4 FCU 2-1 FCU 2-2 FCU 2-3 FCU 2-4 FCU 2-5 FCU 2-6 FCU 2-7 FCU 2-8 FCU 2-9

Peralatan Terpasang 3 Kap. (kW) Flow Rate (M /s) 211 5,50 8,60 30,10 30,10 5,50 13,90 13,90 8,60 13,90 13,90 8,60 27,30 13,90

-0,28 0,42 1,39 1,39 0,28 0,69 0,69 0,42 0,69 0,69 0,42 1,11 0,42

82


Hasil Perhitungan 3 Kap. (kW) Flow Rate (M /s) 211,506 7,47 7,37 26,05 31,60 7,45 10,95 10,95 7,67 16,65 16,65 13,24 19,11 17,42

-0,51 0,51 1,24 2,18 0,51 0,75 0,75 0,53 1,15 1,15 0,91 1,32 1,20

KAPASITAS PENDINGINAN (kW)

35,00 30,00 25,00

Peralatan terpasang VS Hasil perhitungan 31,60 30,10 30,10

27,30

26,05

20,00 15,00 10,00 8,60 7,47 7,37 5,50 5,00

19,11 17,42 16,65 16,65 13,90 13,90 13,90 13,90 13,90 13,24 10,95 10,95 8,60 8,60 7,67 7,45 5,50

0,00 FCU 1‐ FCU 1‐ FCU 1‐ FCU 1‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ FCU 2‐ 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Peralatan Terpasang Kap. (kW) 211

Hasil Perhitungan Kap. (kW) 211,506

Gambar 4. 3 Bagan perbandingan kapasitas pendinginan 4.3. Perhitungan Ducting Perhitungan menggunakan metode Equal Friction dimana diasumsikan saluran ducting akan mengalami pressure loss yang sama per satuan panjang ducting. Metode umum yang sangat sederhana dan mudah dihitung secara manual. Hal yang harus diperhatikan dalam metode ini adalah adanya penggunaan balancing damper yang dimaksudkan untuk mengatur aliran udara. Selain itu saat instalasi diperlukan balancing system agar aliran udara tersebar merata ke seluruh ruangan. Ada beberapa FCU yang menggunakan ducting untuk mengalirkan udara kedalam ruangan pada gedung ini, umumnya dilakukan karena ruangan yang terlampau luas sehingga dengan bantuan ducting aliran udara terkondisi akan merata dalam ruangan.

83


4.3.1. Perhitungan Ducting FCU 1-2 Ada beberapa langkah yang ditempuh untuk melakukan perhitungan dengan metode ini. 1. Menentukan besarnya head loss per satuan panjang. Ketika Static pressure fan tidak diketahui maka perhitungan diawali dengan menetukan head loss. Kecepatan aliran dan laju aliran pada discharge fan digunakan sebagai dasar untuk menentukan head loss, sesuai standart ASHRAE untuk perkantoran kecepatan aliran ditentukan sebesar 7 m/s. Perhitungan desain menggunakan udara standart yaitu udara pada suhu 20 oC, yang memiliki viskositas 1,822 x 105 Kg/m.s dan massa jenis

1,20 Kg/m3. Dari hasil perhitunga laju aliran volume sebelumnya

didapatkan aliran sebesar 520 m3/s  Luas penampang ducting Mengunakan persamaan kontinuitas besarnya luas penampang adalah:

,

/

/ ,

 Diameter hidrolik Besarnya diameter hidrolik untuk penampang bulat sama dengan diameter penampang itu sendiri. .

84


,

.

, ,  Bilangan reynolds .

,

,

.

/ . , . / / . .

,

 Friction factor Dengan asumsi absolute roughnes factor untuk bahan ducting sama dengan aluminium yaitu sebesar 0,09 mm. ,

,

,

,

,

.

,

,  Friction loss per meter Perhitungan ini digunakan sebagai friction rate pada seluruh sistem ducting, maka dilakukan perhitungan friction untuk 1 meter. ∆

∆

,

. ,

.

,

/

85


.

/

∆

,

2. Menentukan kapasitas aliran tiap section Kapasitas aliran untuk setiap section pada FCU 1-1 ditentukan dengan membagi kapasitas aliran FCU untuk ketiga outletnya, sebesar 0,17 m3/s setiap

outletnya. 3. Melakukan perhitungan dimensi ducting. Dimensi ducting dihitung dengan menggunakan friction chart milik ASHRAE untuk mendapatkan diameter hidrolis ducting. Hal pertama yang dilakukan adalah dengan menarik garis head loss sesuai hasil perhitungan sebelumnya, baru kemudian menarik garis laju aliran udara.

Gambar 4. 4 Friction Chart FCU 1-2 86


Setelah didapatkan nilai diameternya kemudian perhitungan dilanjutkan untuk menentukan dimensi ducting persegi. ASHRAE telah mentabelkan dimensi standart untuk ducting persegi (lampiran 3), namun ketebalan ducting telah ditentukan sebelumnya yaitu tidak boleh lebih dari 200 mm maka perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.9.9 pada bab II. Untuk menyelesaikan perhitungan digunakan metode trial & error hingga didapatkan nilai Dh yaang paling mendekati. Berikut merupakan perhitungan dimensi untuk section A-B: ,

,

,

,

,

,

, ,

,

,

Tabel 4. 17 Hasil perhitungan diameter hidrolik Section A-B B-C C-O3

Q 0,51 0,34 0,17

Dimensi

delta pf

Dh 0,3 0,26 0,2

a

1,8 1,8 1,8

b 200 200 200

400 300 175

4. Menentukan jalur kritis Jalur kritis ini merupakan jalur terpanjang yang harus ditempuh oleh udara, sehingga merupakan jalur dengan kerugian gesekan terbesar. Pada gambar (4.4) dapat dilihat jalur dari A-O3 merupakan jalur kritis pada FCU 1-1. Jalur kritis diketahui sepanjang 6,8 m, kemudian dilakukan perhitungan Total friction loss pada jalur kritis dengan mengabaikan adanya fitting. ∆

∆

.

87


∆

,

/ . ,

∆

,

5. Perhitungan Pressure Loss pada fitting Pada gambar .... terlihat pada jalur kritis memiliki satu buah elbow. Dengan asumsi udara supply pada kondisi udara standart 20oC, rasio tinggi radius terhadap lebar ducting (r/W) ditentukan sebesar 1,5. Maka nilai koefisien Co adalah 0,14. ∆

∆

,

,

/

,

∆

/

.

6. Total pressure loss Fan harus mampu mengatasi hambatan yang terjadi akibat gesekan dan fiting. Besarnya pressure loss adalah total hambatan pada ducting lurus (static loss) dan hambatan akibat fitting (Dynamic Loss). Dengan operating pressure pada outlet sebesar 10 Pa, maka besarnya tekanan statis yang harus dimiliki oleh FCU 1-2 adalah sebagai berikut:

∆ ∆

,

∆

,

,

Hasil perhitungan Ducting FCU 1-2 dapat dilihat pada tabel berikut ini:

88


Tabel 4. 18 Hasil perhitungan Ducting FCU 1-2 Section

3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 0,51 B-C 0,34 C-O3 0,17 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

∆ pf (Pa/m)

Dh (m) 7

0,3 0,26 0,2

1,8 1,8 1,8

L (m) 1,5 3,5 1,8

Dimensi a (mm) b (mm) 200 400 200 300 200 175 20 12,24 5,59 37,83

Gambar 4. 5 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 1-2

4.3.2. Perhitungan Ducting FCU 1-3 Skema Unit ini dapat dilihat pada gambar (4.5) pada jalur kritis A-O1 dilakukan perhitungan dengan menggunakan metode yang sama pada FCU 1-2 maka didapatkan friction rate sebesar 1,6 Pa. Dengan cara yang sama maka dilakukan perhitungan penampang menggunakan friction chart, kemudian dilakukan perhitungan dimensi dan besarnya Pressure Loss pada ducting.

89



3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 1,25 B-C 1,25 C-O1 0,25 R-A 1,25 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

∆ pf (Pa/m)

Dh (m) 7 7 7

0,48 0,48 0,25 0,48

1,6 1,6 1,6 1,6

L (m)

Dimensi a (mm) b (mm) 1,3 200 1150 2 400 500 3 Flexible Duct 200 1150 20 10,08 7,94 38,02


4.3.3. Perhitungan Ducting FCU 1-4 Skema hasil perhitungan unit ini dapat dilihat pada gambar (4.6) dengan menggunakan metode yang sama. Sistem ducting ini memiliki dua jalur yang tipikal sehingga perhitungan dapat dilakukan pada satu jalur saja. Pada jalur kritis unit ini

90


memiliki satu buah elbow dengan nilai Co: 0,27. Ketinggian ducting maksimal yang diizinkan pada area ini sebesar 300 mm. Tabel 4. 20 Hasil perhitungan Ducting FCU 1-4 Section

3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 2,2 B-F 1,1 F-G 0,825 G-H 0,55 H-O8 0,275 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

∆ pf (Pa/m)

Dh (m) 7 7 7 7 7

0,54 0,425 0,38 0,325 0,25

1,6 1,6 1,6 1,6 1,6

L (m) 1,8 7,7 2,3 2,3 2

Dimensi a (mm) b (mm) 300 875 300 500 300 400 300 300 300 200 20 25,76 7,94 53,70


91


4.3.4. Perhitungan Ducting FCU 2-2 , 2-3 (Typical) Kedua FCU ini tidak dioperasikan secara bersamaan, kedua unit juga memiliki skema ducting yang sama. Pada ruangan ducting didesain dengan metode yang sama dengan sebelumnya. Jalur kritis dapat dilihat pada garis merah seperti pada gambar. Tabel 4. 21 Hasil perhitungan Ducting FCU 2-2,2-3 Section

3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 0,75 B-02 0,375 B-01 0,375 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

∆ pf (Pa/m)

D h (m) 7 7 7

0,37 0,285 0,285

1,6 1,6

L (m) 1,8 6 2,3

Dimensi a (mm) b (mm) 200 625 200 350 200 350 20 16,16 5,88 42,04

Gambar 4. 8 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-2, 2-3

4.3.5. Perhitungan Ducting FCU 2-4 FCU melayani dua ruangan yang terpisah oleh lemari file yang tingginya tidak mencapai plafon, yang memungkinkan terjadinya pertukaran udara antar ruangan. Pada ketiga outletnya diasumsikan memilik laju aliran udara yang sama.

92



3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 0,51 B-C 0,34 C-O3 0,17 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

∆ pf (Pa/m)

D h (m) 7

0,3 0,26 0,2

1,8 1,8 1,8

L (m) 1,5 3,5 1,8

Dimensi a (mm) b (mm) 200 400 200 300 200 175 20 12,24 5,59 37,83

Gambar 4. 9 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-4 4.3.6. Perhitungan Ducting FCU 2-5, 2-6 (Typical) Unit ini didesain menggunakan ducting bulat dengan isolasi dalam, sehingga untuk perhitungan Co pada saat menghitung dinamic loss menggunakan tabel yang berbeda. Dari tabel untuk elbow bulat diameter 300 mm didapatkan Co sebesar 0,26.

93


Tabel 4. 23 Hasil perhitungan Ducting FCU 2-5, 2-6 Section

3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 1,1 B-C 0,74 C-03 0,36 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

D h (mm) 7 7 7

∆ pf (Pa/m)

400 350 275

1,7 1,7 1,7

L (m)

Dimensi a (mm) b (mm)

1 2,2 10,5 20 23,29 7,64 50,93

Gambar 4. 10 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-5, 2-6 4.3.7. Perhitungan Ducting FCU 2-7 Unit ini menggunakan ducting bulat, dengan isolasi dalam, hasil perhitungan untuk friction rate didapatkan nilai 1,5 Pa/m. Tabel 4. 24 Hasil perhitungan Ducting FCU 2-7 Section

3

V(m/s)

Q (m /s)

A-B 0,9 B-C 0,6 C-03 0,3 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa)

D h (mm) 7 7 7

∆ pf (Pa/m)

400 350 250

1,5 1,5 1,5

L (m)

Dimensi a (mm) b (mm)

1 2,2 10,5 20 20,55 7,64 48,19

94


Gambar 4. 11 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-7 4.3.8. Perhitungan Ducting FCU 2-8 FCU ini melayani ruangan yang cukup luas, sistem ducting dibuat seperti pada gambar. Setiap outlet didesain memiliki laju aliran udara yang sama, dari perhitungan pressure loss untuk tiap meternya didapatkan sebesar 1,8 Pa/m. Tabel 4. 25 Hasil perhitungan Ducting FCU 2-8 Section

3

Q (m /s)

V(m/s)

∆ pf (Pa/m)

Dh (m)

A-B 1,3 7 0,49 B-C 0,745 7 0,358 C-D 0,37 7 0,276 C-E 0,37 7 0,276 E-02 0,185 7 0,21 D-03 0,185 7 0,21 B-F 0,555 7 0,32 F-G 0,37 7 0,276 F-O5 0,185 7 0,21 G-07 0,185 7 0,21 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa) Catatan : Jalur kritis adalah dari titik A ke titik O1

1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8

L (m) 1,00 4,00 2,50 2,50

Dimensi a (mm) b (mm) 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200

1200 600 350 350 200 200 450 350 200 200 20 18 17,93 55,93

95


Gambar 4. 12 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-8 4.3.9. Perhitungan Ducting FCU 2-9 Unit ini melayani dua ruangan, yang memiliki nilai beban yang berbeda maka dilakukan perbandingan kebutuhan pendinginan antara ruang satu dengan beban total untuk mendapatkan laju aliran udara untuk tiap ruangan. Berikut dilakukan perhitungan pada ruang direktur yang memiliki beban pendinginan 8.375,22 W terhadap beban total unit 15.838,37 W. Berdasarkan analisa psikometrik unit ini memiliki laju aliran udara sebesar 1,20 m3/s

,

/ . . ,

,

,

/

Setelah diketahui aliran udara kemudian dilakukan perhitungan dengan metode yang sama seperti sebelumnya.

96



3

Q (m /s)

V(m/s)

∆ pf (Pa/m)

D h (m)

A-B 1,2 7 0,49 B-C 0,635 7 0,36 C-06 0,3175 7 0,28 B-E 0,565 7 0,35 E-O4 0,14125 7 0,2 Operating Pressure (Pa) Total Pressure Loss (Pa) Total Dinamic Loss (Pa) Fan Static Pressure (Pa) Catatan : Jalur kritis adalah dari titik A ke titik O6

1 1 1 1 1

L (m) 1,00 4,00 1,00

Dimensi a (mm) b (mm) 200 200 200 200

1150 600 350 500 20 6 12,94 38,94

Gambar 4. 13 Skematik hasil perhitungan ducting FCU 2-9 4.4. Perhitungan Daya Fan Dari hasil perhitungan ducting hingga dilakukannya perhitungan pressure loss maka dilakukan perhitungan besarnya daya yang harus diatasi oleh Fan untuk mengalirkan udara. Dengan persamaan (2.9.13) dilakukan perhitungan besarnya fan yang dibutuhkan. Untuk FCU 1-2 dengan laju aliran udara sebesar 0,51 m3/s, dan

97


kecepatan aliran udara pada 7 m/s, serta masa jenis udara ρ = 1,20 kg/m3, besarnya daya yg dibutuhkan adalah sebagai berikut:

,

,

/

,

/

,

/

Daya sebesar 34,22 W dibutuhkan pada FCU 1-1 untuk mengalirkan udara melalui layout ducting yang ada. Dengan hasil perhitungan static pressure yang telah dilakukan sebelumnya maka dilakukan perhitungan untuk mengetahui besarnya daya fan yang dibutuhkan pada FCU yang lainnya. Menggunakan metode dan persamaan yang sama seperti pada FCU 1-2 maka besarnya daya yang dibutuhkan masing-masing FCU ditabelkan sebagai berikut: Tabel 4. 27 Hasil perhitungan Daya tiap FCU No

No. Unit

q(W)

Q (m3/s)

Ps

V(m/s)

W f (W)

1

FCU 1-1

7.473,71

0,51

20,00

7

2

FCU 1-2

7.373,96

0,51

37,83

7

12,46 21,34

3 4 5

FCU 1-3 FCU 1-4 FCU 2-1

26.054,30 31.661,36 7.458,36

1,24 2,18 0,51

38,02 53,70 20,00

7 7 7

52,37 126,25 12,43

6 7 8

FCU 2-2 FCU 2-3 FCU 2-4

10.951,60 10.951,60 7.670,33

0,75 0,75 0,53

42,40 42,40 37,83

7 7 7

35,15 35,15 22,20

9 FCU 2-5 10 FCU 2-6 11 FCU 2-7

16.659,06 16.659,06 13.246,61

1,15 1,15 0,91

50,93 50,93 48,19

7 7 7

63,25 63,25

12 FCU 2-8

19.119,83

1,32

55,93

7

47,80 79,18

13 FCU 2-9

17.421,93

1,20

38,94

7

51,76

3

Catatan : ρ = 1,20 kg/m

98


Wf (W) 140,00 126,25

120,00

Daya Fan (W)

100,00 80,00

79,18 63,25 63,25

60,00

52,37

40,00 20,00

47,80

51,76

Wf (W)

35,15 35,15 21,34 12,46

22,20 12,43

‐ FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU FCU 1‐1 1‐2 1‐3 1‐4 2‐1 2‐2 2‐3 2‐4 2‐5 2‐6 2‐7 2‐8 2‐9 Units

Gambar 4. 14 Bagan hasil perhitungan Daya FCU 4.5. Biaya Operasi Pada sistem terpasang (Central Chiller) kemudian dilakukan perhitungan untuk memperkirakan besarnya konsumsi energi. Hal ini dilakukan untuk mengtahui apakah sistem tersebut merupakan sistem yang tepat untuk gedung perkantoran. Perbandingan dilakukan dengan sistem split yang umum digunakan pada sistem perkantoran. Dari tabel 3.1 diketahui total daya pada sistem sebesar 88,04 kW, daya ini merupakan daya yang ditarik sistem pada kapasitas 100%. Namun pada kenyataannya akibat adanya safety factor dan adanya ruangan yang tidak terpakai setiap harinya seperti pada ruang training maka diasumsikan chiller bekerja pada 80% kapasitas. Berdasarkan nilai IPLV (Integrated Part Load Value) chiller pada kapasitas tersebut chiller akan menarik daya sebesar 83%. Maka kemudian dilakukan perhitungan pada sistem per hari hingga pertahunnya seperti terlihat pada tabel berikut.

99


Tabel 4. 28 Konsumsi Energi Sistem Central Chiller No

Nama Ruangan

1 2 3 4 5 6

R. Gudang Lt. 1 R. Accounting Lobby - Lt. 1 R. Marketing – Lt.1 R. Gudang Lt. 2 R. Training

7 8

R. Finance Lobby & Ruang Tamu Lt. 2 9 R. Teknisi 10 R. Marketing Lt. 2 11 R. Direktur 12

Waktu Operasi (jam) Power 1 hari 1 bulan 1 tahun Rating (kW) FCU 1-1 8,00 176,00 2112,00 0,10 FCU 1-2 8,00 176,00 2112,00 0,14 FCU 1-3 8,00 176,00 2112,00 1,47 FCU 1-4 8,00 176,00 2112,00 1,47 FCU 2-1 8,00 176,00 2112,00 0,10 FCU 2-2 -4,00 48,00 0,55 FCU 2-3 -4,00 48,00 0,55 FCU 2-4 8,00 176,00 2112,00 0,14 FCU 2-5 8,00 176,00 2112,00 0,55 FCU 2-6 8,00 176,00 2112,00 0,55 FCU 2-7 8,00 176,00 2112,00 0,14 FCU 2-8 8,00 176,00 2112,00 1,53 FCU 2-9 8,00 176,00 2112,00 0,55 CH-1 8,00 176,00 2112,00 57,51 Total Konsumsi Energi

Konsumsi Energi (kWh) 1 hari 1 bulan 1 tahun 0,80 17,60 211,20 1,12 24,64 295,68 11,76 258,72 3104,64 11,76 258,72 3104,64 0,80 17,60 211,20 -2,20 26,40 -2,20 26,40 1,12 24,64 295,68 4,40 96,80 1161,60 4,40 96,80 1161,60 1,12 24,64 295,68 12,24 269,28 3231,36 4,40 96,80 1161,60 460,08 10121,76 121461,12 514,00 11312,40 135748,80

Kode Unit

Dengan tarif dasar listrik untuk keperluan bisnis berdasarkan Kemmen ESDM Nomor 31 tahun 2014 adalah Rp. 1.352,00 maka besarnya biaya operasi sistem adalah sebagai berikut. 1 hari :

Rp. 1.352,00 514,54 kWh

Rp. 695 654,00

1 Bulan : Rp. 1.352,00 11324, 21 kWh

Rp. 15 310 331,00

1 Tahun : Rp. 1.352,00 135748,80 kWh

Rp. 183 723 977,00

100


4.6. Optimasi Pengkondisi Udara menggunakan Sistem Split Dengan menggunakan beban pendinginan sesuai hasil perhitungan kemudian dilakukan pemilihan unit untuk sistim split seperti terlihat pada tabel berikut. Tabel 4. 29 Pemilihan peralatan sistim split No

Nama Ruangan

1

R. Gudang Lt. 1

2

R. Accounting

3 4 5 6

Lobby - Lt. 1 R. Marketing – Lt.1 R. Tunggu Lt.1 R. Gudang Lt. 2

7

R. Training

Luas Kode Unit 2 (m ) 57,60 AC 1-1 AC 1-2 43,40 AC 1-3 AC 1-4 66,00 AC 1-3 126,70 AC 1-4 57,60

57,80 9

R. Finance

43,40

AC 2-1 AC 2-2 AC 2-3 AC 2-4 AC 2-5 AC 2-6

10 Lobby & Ruang 11 12

13 14 15

AC 2-7 118,80 AC 2-8 R. Tamu Lt. 2 AC 2-9 R. Teknisi 50,00 AC 2-10 AC 2-11 AC 2-12 R. Marketing Lt. 2 91,50 AC 2-13 R. Direktur 60,00 AC 2-14 AC 2-15 R. Meeting Direktur AC 2-16 AC 2-17 Total System Power Rating

Kapasitas Daya Listrik (kW) (kW) 3,52 1,17 3,52 1,17 3,52 1,17 3,52 1,17 26,40 10,09 30,01 12,70 3,52 1,17 3,52 1,17 3,52 1,17 5,28 2,04 5,28 2,04 5,28 2,04 3,52 1,17 3,52 1,17 5,28 2,04 5,28 2,04 5,28 2,04 5,28 2,04 5,28 2,04 5,28 2,04 20,05 8,37 3,52 1,17 5,28 2,04 3,52 1,17 5,28 2,04 66,47

Setelah dilakukan pemilihan unit kemudian dilakukan kembali perkiraan konsumsi energi pada sistim split. Menggunakan cara yang sama maka didapatkan hasil perhitungan seperti pada tabel.

101


Tabel 4. 30 Konsumsi Energi Sistem Split No

Nama Ruangan

1

R. Gudang Lt. 1

2

R. Accounting

3 4 5 6

Lobby - Lt. 1 R. Marketing – Lt.1 R. Tunggu Lt.1 R. Gudang Lt. 2

7

R. Training

9

R. Finance

10 Lobby & Ruang 11 R. Tamu Lt. 2 12 R. Teknisi

13 R. Marketing Lt. 2 14 R. Direktur 15 R. Meeting Direktur

Power Waktu Operasi (jam) 1 hari 1 bulan 1 tahun Rating (kW) AC 1-1 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 1-2 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 1-3 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 1-4 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 1-3 8,00 176,00 2112,00 8,58 AC 1-4 8,00 176,00 2112,00 10,80 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-1 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-2 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-3 -4,00 48,00 1,73 AC 2-4 -4,00 48,00 1,73 AC 2-5 -4,00 48,00 1,73 AC 2-6 8,00 176,00 2112,00 0,99 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-7 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-8 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-9 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-10 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-11 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-12 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-13 8,00 176,00 2112,00 7,11 AC 2-14 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-15 8,00 176,00 2112,00 1,73 AC 2-16 8,00 176,00 2112,00 0,99 AC 2-17 8,00 176,00 2112,00 1,73 Total Konsumsi Energi

Konsumsi Energi (kWh) 1 hari 1 bulan 1 tahun 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 68,61 1509,46 18113,57 86,36 1899,92 22799,04 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 -6,94 83,23 -6,94 83,23 -6,94 83,23 7,96 175,03 2100,38 7,96 175,03 2100,38 13,87 305,18 3662,21 13,87 305,18 3662,21 13,87 305,18 3662,21 13,87 305,18 3662,21 13,87 305,18 3662,21 13,87 305,18 3662,21 56,92 1252,15 15025,82 7,96 175,03 2100,38 13,87 305,18 3662,21 7,96 175,03 2100,38 13,87 305,18 3662,21 410,38 9049,17 108590,02

Kode Unit

Kemudian dilakukan perhitungan biaya operasi pada sistem split. 1 hari :

Rp. 1.352,00 410,38 kWh

Rp. 554 833,00

1 Bulan : Rp. 1.352,00 9049,17 kWh

Rp. 12 234 475,00

1 Tahun : Rp. 1.352,00 108590,02 kWh

Rp. 146 813 702,00

102


Dari hasil perhitungan dapat diketahui potensi penghematan konsumsi energi yang didapatkan jika menggunakan sistem split sebesar 27 158,78 kWh pertahun dengan potensi penghematan biaya operasi Rp. 36.718.676,00 pertahun. Tabel 4. 31 Perbandingan konsumsi energi dan biaya operasi Waktu Operasi Sehari Sebulan Setahun

Konsumsi Energi (kW) Terpasang(Central) Split sistem 514,54 410,38 11324,21 9049,168 135748,8 108590,016

Biaya Operasi Terpasang(Central) Split sistem Rp 694.928,00 Rp 554.833,76 Rp 15.294.364,80 Rp 12.234.475,14 Rp 183.532.377,60 Rp 146.813.701,63

103


BAB IV. ducting pada gedung yang menjadi obyek penelitian. psikometri untuk menentukan kapasitas aliran udara yang diperlukan untuk

Recommend Documents