Perhitungan standar estimasi beban pendingin

Beban kalor dalam ruangan berasal dari pancaran sinar matahari, udara ventilasi, penghuni/orang, dan peralatan-peralatan dalam ruangan yang dapat menghasilkan kalor sensibel maupun kalor laten. Kalor tersebut ditransmisikan menjadi beban kalor ruangan dengan cara radiasi, konveksi, dan konduksi. Untuk mengatasi beban kalor tersebut, maka disalurkan udara yang telah dikondisikan ke dalam ruangan melalui sistem distribusi udara suplai. Kalor ruangan tersebut dipindahkan melalui sistem perpindahan kalor di dalam unit pengolahan udara/Air Handling Unit (AHU) untuk selanjutnya dibawa oleh air sejuk ke unit pembangkit air sejuk (Chiller) melalui sistem pemipaan.

A.1 Beban Pendingin Ruangan

Beban pendingin ruangan adalah besarnya laju kalor yang harus dipindahkan dari suatu ruangan untuk mempertahankan kondisi udara yang di inginkan. Perolehan kalor yang terjadi dalam suatu ruangan dapat dikelompokan berdasarkan pada modus perpindahan yang terjadi yaitu radiasi, konduksi, dan konveksi. Secara umum beban pendingin ruangan berasal dari dua sumber utama, yaitu ;

1. Beban dari dalam ruangan Misal : lampu, orang, dan peralatan elektronik (komputer, televisi, dll). 2. Beban dari luar ruangan Misal : radiasi matahari dan udara luar.

Beban Kalor dari dalam ruangan

Beban Kalor Orangdiasumsikan dalam kondisi bekerja seperti dikantor pada saat kondisi temperatur 78oF , sehinggaperolehan kalor terdiri dari:Latent heat (ql) sebesar: 235 Btu/hrSensible heat (qs) sebesar 215Btu/hr.Besarnya kapasitas pendingin dihitung dengan persamaanQs = qs x n x CLFQl = ql x n x CLFdimanaql, qs = Kalor latent, sensiblen = Jumlah orang CLF = Cooling Load FactorSehingga dengan mengambil CLF sama dengan 1, makakapasitas pendingin akibat operator sebesar: Qs = 215 x 2 x 1 = 430 Btu/hr = 137,71 W Ql = 235 x 2 x 1 = 470 Btu/hr = 125,99 W

Beban Kalor LampuKapasitas pendingin akibat lampu fluroscent dapatdihitung dengan persamaan (Carrier, 1965) :

Q = Total Kapasitas Lampu (Watt) x 1,25 x 3,4 (Btu/hr)

Bila diketahu bahwa total kapasitas lampu padaruangan sebesar 10 x 2 = 20 Watt.Sehingga kapasitas pendingin adalah:

Q = 20 x 1,25 x 3,4 = 85 Btu/hr = 24,91 W

Beban Kalor InfiltrasiBeban kalor infiltrasi merupakan beban kalor karenainfiltrasi udara melalui bukaan pintu. Bila terdapat dua (2) pintu, atau sepasang. Pada perancangan diasumsikan bahwa pintu frekuensi bukaan5%.

Beban akibat infiltrasi dihitung dengan persamaan:

Qs = 1,08 x CFM x T C Ql = 0,68 x CFM x (wo’ – wi’)

Dengan :TC : beda temperatur dalam ruangan dengan udara luarw’ : rasio kelembamano, i: posisi di luar, dalam

Beban Kalor Akibat Rugi-Rugi Kebocoran SaluranUdaraRugi-rugi kebocoran saluran udara dipengaruhi olehpemasangannya yaitu sebesar 5 sampai dengan 30%(C.P. Arora, 1983), tergantung pada pemasangannya.Pada perhitungan beban pendinginan ini diambil rugirugikebocoranudara suplai sebesar 20%

Beban Kalor dari Fan Pengkondisian UdaraPada perhitungan ini, system suplai udara ruanganpenumpang adalah system induksi. Pada system ini, fanmengalirkan udara melalui koil pendingin sebelumdisuplai kedalam ruangan yang dikondisikan. Perolehankalor fan pengkondisian udara merupakan perolehankalor sensible ruangan. Besarnya kalor ini antara 2,5sampai dengan 7,5% dari kalor sensible ruangan (C.P.Arora, 1983). Dalam perhitungan diambil harga 7%.

A.2 Beban Pendingin dari Luar

2.1 Panas Matahari Beban pendinginan dari matahari langsung dapat diformulasikan sebagai berikut: Q ML = SHGF. A. SC ……….…...............……………....(2.2) dimana: Q ML = Beban pendinginan matahari langsung (Btu/h) A = Luas bidang (ft2) SC = storage factor

2.2 Transmisi Kalor Melalui Dinding, Partisi, Atap atau lantai

Secara umum estimasi beban pendingin untuk dinding, partisi, atap atau lantai dapat diformulasikan sebagi berikut;

Q = U . A . (Tout – Tin) …………………..……..(2.3)

dimana: Q = Laju kalor beban pendingin melalui dinding partisi, atap atau lantai (Btu/h) A = Luas efektif permukaan perpindahan panas (ft2) Tout= Temperatur udara luar (0C) Tin = Temperatur ruang yang dikondisikan (0C) U = Koefisien perpindahan panas global (Btu/h.ft2.f)

2.3 Beban Pendingin dari udara ventilasi dan infiltrasi

Beban pendingin dari ventilasi dan infiltrasi dapat dievaluasi

dengan persamaan sebagai berikut ;

1. Beban sensibel dari udara luar (Qsoa)

Qsoa = 1,08 x efmoa x (Tout – Tin)

2. Beban laten dari udara luar (Qloa)

Qloa = 0,68 x efmoa x (γoa – γru)

dimana:

Efmoa = Laju volume udar luar yang dimasukan (ft3/menit)

Tout = Temperatur udara luar (0C)

Tin = Temperatur ruangan yang di kondisikan (0C)

Γoa = Kelembaban mutlak udara luar (gr/lb)

γru = Kelembaban ruangan yang dikondisikan (gr/lb)

3. Kriteria Kenyamanan dan Kondisi Perancangan Ruangan

Batas- batas parameter bagi kondisi ideal yang nyaman antara lain :

- Temperatur : 20 – 26oC

- Kelembaban relati : 45 – 60 %

- Kecepatan udara : < 0,25 m/s

B Cara Singkat Menentukan Beban Mesin Pendingin

Berikut ini adalah metode perhitungan untuk menentukan berapa besar kapasitas AC (air conditioner) yang diperlukan pada suatu ruangan :

Kapasitas AC (PK) = Luas ruangan / Nilai Pembagi

Nilai pembagi menentukan seberapa dingin ruangan yang akan didinginkan: • Sejuk : 18 - 21 • Dingin : 16 • Dingin sekali : 11 - 14

Jadi bila kita hendak membeli AC dengan luas ruangan 24 m, dan diharapkan ruangan itu dingin maka belilah ac 1,5 PK, sebagai contoh: Kapasitas AC (PK)= 24/16 = 1,5 PK. Tetapi itu hanya cara cepat yang umumnya digunakan oleh penjual AC di toko/mall/supermarket bila ditanya konsumen,sebagai dasar perhitungan yang akurat tetap menggunakan standar perhitungan yang pertama.