HVAC SYSTEM
Lingkaran Pendinginan (Refrigerant Cycle)
Semua bagian dari sistem pendinginan adalah serupa, kecuali ukuran
ukurannya, tergantung dari kerangka pendinginan tersebut. Lingkaran
pendingin merupakan suatu rangkaian pertukaran dari bagian-bagian bahan
pendingin, didalam proses ini bahan pendingin diubah dari bentuk cairan
menjadi uap kemudian diolah kembali menjadi suatu bentuk cairan. Tenaga
yang berbentuk panas yang merubah cairan menjadi uap adalah bentuk panas
yang merupakan hawa panas yang ditarik dari udara didalam ruangan yang
diinginkan. Lingkaran pendinginanterdiri dari 4 proses, yaitu :
1. Kenaikkan tekanan didapat dari dalam kompresor
2. Menghilangkan panas didalam Kondensor
3. Mendapatkan hawa panas di dalam Evaporator.
4. Menghilangkan tekanan didalam Capillary tube
PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN
Contoh dari Perhitungan beban pendinginan melalui dinding, dilakukan studi kasus pada proyek rumah tinggal sebagai berikut :
Ruangan rumah tidak dikondisikan seluruhnya. Ruangan yang dikondisikan
sebanyak 11 ruang yaitu: ruang tidur utama, ruang tidur anak 1, ruang
tidur anak 2, ruang tidur anak 3, ruang tidur anak 4, ruang tidur anak
5, ruang keluarga, ruang tidur tamu 1, ruang tidur tamu 2, ruang tidur
tamu 3, dan ruang musik/studio. Adapun luas keseluruhan rumah adalah:
panjang 29 m (95,14 ft), lebar 21 m (68,90 ft), tinggi 2 x 3 m (2x 9,84
ft), luas 609 m2 (1998,03 ft2), volume 3654 m3 (11988,19 ft3). Ukuran
pintu 6,9 x 4,9 = 33,81 ft2.
a. Beban pendinginan melalui dinding
Besar beban pendinginan melalui dinding tergantung pada luas dinding,
harga koefisien perpindahan panas dinding (U) dan perbedaan temperatur
luar dengan temperatur ruangan. Menurut Carrier (1965: 1-77) harga U
dapat dihitung menggunakan persamaan: U = 1/ R
Di mana:
U = Koefisien perpindahan panas dinding (Btu/hr.ft2.oF)
R = Tahanan dinding (hr.ft2.oF/Btu)
Besar beban pendinginan melalui dinding dihitung berdasarkan persamaan:
Q = U x A x Dte (Carrier, 1965: 1-59)
Di mana:
Q = Laju perpindahan panas (Btu/hr)
U = Koefisien perpindahan panas dari dinding (Btu/h.ft2.oF)
A = Luas permukaan dinding (ft2)
Dte = Perbedaan temperatur diantara dua sisi dalam dan luar(oF)
Konstruksi gedung terdiri dari beberapa ruangan. Konstruksi semua
dinding sama kecuali konstruksi lantai, dan konstruksi atap. Dinding
semuanya terbuat dari bata merah yang diplester pada kedua sisinya.
Tahanan lapisan udara partisi dan tahanan lapisan udara ruangan dalam
keadaan tenang. Konstruksi dan tahanan panas dinding harga R dapat
dilihat adalah sebagai berikut:
b.Beban pendinginan melalui atap
Beban pendinginan melalui atap adalah besar panas yang melalui atap,
perpindahan panas secara konduksi dari luar ke dalam ruangan yang
dikondisikan, menggunakan persamaan: Q = U x A x Dte (Carrier, 1965:
1-59) Di mana: Q = Laju perpindahan panas (Btu/hr) U = Koefisien
perpindahan panas dari atap(Btu/h.ft2.oF)
A = Luas permukaan atap(ft2) Dte = Perbedaan temperatur antara dua sisi
dalam dan luar (oF) Atap bangunan terbuat dari asbes. Konstruksi dan
tahanan panas atap bangunan adalah sebagai berikut:
c. Beban pendinginan melalui lantai
Beban pendinginan melalui lantai adalah besar panas yang melalui lantai,
perpindahan panas secara konduksi dari luar ke dalam ruangan yang
dikondisikan, menggunakan persamaan: Q = U x A x D (Dossat,R..J, 1961:
147) Di mana: Q = Laju perpindahan panas (Btu/hr) U = Koefisien
perpindahan panas dari lantai(Btu/h.ft2.oF) A = Luas permukaan
lantai(ft2) D = Perbedaan temperatur pada dua sisi lantai (oF) Lantai 2
bangunan terbuat dari beton yang dilapisi keramik. Konstruksi dan
tahanan panas lantai adalah sebagai berikut:
d. Beban Pendinginan dari manusia
Beban pendinginan dari manusia diakibatkan panas yang dikeluarkan tubuh
yang berada di ruangan. Beban panas yang dikeluarkan tubuh bergantung
dari aktvitas manusia tersebut.
e. Beban pendinginan dari lampu
Beban pendinginan dari lampu didasarkan pada asumsi bahwa semua lampu
yang berada di ruangan menyala selama unit mesin pendingin beroperasi
dapat dilihat pada Carrier (1965: 1–10). Beban panas dari lampu dapat
dihitung dengan persamaan:
Q = Daya x 1,25 x 3,4 (Btu/hr) (Carrier 1965: 1–10)
Di mana: Daya dalam satuan Watt Lampu yang digunakan adalah jenis flurosen. Data-data dari lampu adalah sebagai berikut:
f. Beban pendinginan melalui udara ventilasi
Ventilasi udara adalah udara luar yang sengaja dimasukkan ke ruangan
yang dikondisikan. Tujuannya agar udara di ruangan bersirkulasi sehingga
kondisinya tetap segar. Jumlah udara ventilasi tergantung pada jumlah
orang, aktivitasnya, dan luas ruangan. Jumlah udara ventilasi dihitung
berdasarkan debit udara tiap orang. Debit udara, dapat dihitung beban
panas sensibel dan beban panas latennya. Menurut Harris N.C (1974: 146)
beban panas sensibel dan beban panas laten dapat dihitung dengan
persamaan: Untuk beban panas sensibel yang disebabkan udara adalah:
Qs = cfm x 1,08 x (to – ti)
Di mana: cfm = Jumlah udara (cfm) 1,08 = Faktor kali untuk beban panas sensibel
to = Temperatur udara luar (oF)
ti = Temperatur udara ruangan (oF)
Qs = Beban panas sensibel (Btu/hr)
Sedangkan untuk beban panas laten yang disebabkan udara adalah:
Ql = cfm x 0,68 x (Wo – Wi)
Di mana:
cfm = Jumlah udara (cfm)
0,68 = Faktor kali untuk beban panas laten
Wo = Spesific humidity udara luar (grain/lb)
Wi = Spesific humidity udara ruangan (grain/lb)
Ql = Beban panas laten (Btu/hr) Specifik
humidity udara didapat berdasarkan psychrometric chart atau menggunakan
perankat lunak CATH. Jumlah ventilasi untuk tiap orang yang berada di
dalam rumah adalah 7,5 Cfm dengan asumsi tidak ada orang yang merokok di
dalam ruangan.
g. Infiltrasi udara
Infiltrasi udara adalah udara yang masuk ke ruangan melalui celah-celah
di sekitar pintu, jendela, dan melaui pintu terbuka. Jumlahnya
tergantung pada kualitas konstruksi jendela atau pintu, kecepatan angin,
dan kerapatan udara ruangan dengan sekelilingnya. Karena infiltrasi
udara tidak bisa dihindari, maka diperlukan suatu cara agar infiltrasi
tidak terlalu besar. Proses pengondisian tekanan udara di dalam ruangan
lebih tinggi dari tekanan udara di luar ruangan. Beban pendinginan yang
disebabkan infiltrasi udara melalui dinding dapat dicari menggunakan
persamaan:
Karena beban ventilasi udara lebih besar dari beban pendinginan akibat
infiltrasi udara, maka beban pendinginan yang diperhitungkan dalam
perancangan ini adalah beban pendinginan akibat ventilasi udara. Setelah
dilakukan perhitungan, beban pendinginan melalui udara infiltrasi
adalah:
h. Beban pendinginan dari sumber lain
Beban pendinginan dari sumber lain adalah beban yang disebabkan oleh
peralatan yang dapat menimbulkan panas. Beban pendinginan ini dapat juga
disebabkan adanya kebocoran pada saluran udara, penambahan panas ini
memiliki toleransi ± 10% dari room sensible heat (RSH).
-Perhitungan cepat untuk menentukan cooling capacity.
600 btu/h / m2
Contoh :
Ruang kantor yang berukuran 10 x 8 m
Maka cooling capacity dapat ditentukan dengan cara
Luas ruangan x 600 btuh/h
10 x 8 = 80m2
80 x 600 = 48,000 btu/h
Maka pada ruangan berukuran 80 m2 membutuhkan cooling capacity sebesar 48,000 btu/h