Sistem Heat, Ventilating and Air Conditioner ( HVAC )

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