Metode Perhitungan Beban Pendinginan

7/15/2019 Metode Perhitungan Beban Pendinginan

http://slidepdf.com/reader/full/metode-perhitungan-beban-pendinginan 1/30

METODE PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN

A. Hal-hal yang mempengaruhi beban pendinginan

I. Data input I

a. Letak dan posisi bangunan

b. Dimensi Ruang

c. Material atap dinding dan pintu, kaca, lantai

d. Kondisi udara Luar dan Dalam Ruangan

II. Data input II

a. Jumlah orang/ penghuni dan aktifitasnya

b. Jam operasi Ruangan

c. Jumlah daya dan lama pemakaian dari lampu dan alat elektronik (computer)

III. Data Input III

a. Jumlah orang

b. Kebutuhan udara ventilasi

c. Jumlah pintu dan jendela

B. Perhitungan Beban pendinginan

I. Perhitungan penyusupan kalur melalui atap, lantai, dinding/partisi, pintu dan kaca.

II. Perhitungan pelepasan kalor dari orang, lampu dan peralatan elektronik/ computer

dalam ruangan.

III. Perhitungan penyusupan kalor karena adanya udara ventilasi dan infiltrasi.

C. Dari perhitungan bebab pendinginan dihasilkan tipikal beban pendinginan total:

a. Beban pendinginan eksternal total.

b. Beban pendinginan internal total.

c. Beban pendinginan total penyusupan kalor karena ventilasi dan infiltrasi total.

D. Dihasilkan variasi beban pendinginan total (penjumlahan beban External, internal dan

ventilasi)

E. Perhitungan optimasi kapasitas mesin pengkondisian total.



Data Input I:

-Letak&Posisi

Bangunan (Ruang

Dosen, Lab.

Termal Teknik

Energi)-Dimensi ruang

-Material atap,

dinding, pintu,

kaca, lantai

-Kondisi udara

luar&dalam

Hitung penyusupan kalor melalui atap,lantai, dinding/partisi, pintu, dan kaca

Hitung beban pendinginan

eksternal total

Data Input II:

-Jumlah orang,

dan aktivitasnya

-Jam operasi

ruang-Jumlah, daya,

lama pemakaian

dari lampu dan

alat elektronik

(komputer)

Hitung pelepasan kalor dari

orang, lampu, dan peralatanelektronik (komputer)

dalam ruangan

Hitung penyusupan kalor

melalui dinding dan kaca

Data Input

II:

-Jumlah

orang-Kebutuhan

udara

ventilasi

-Jumlah

pintu dan

jendela

Hitung penyusupan kalor

karena adanya udara

ventilasi dan infiltrasi

Hitung variasi beban kalor pendinginan total

(beban eksternal+beban internal+beban

ventilasi&infiltrasi)

Hitung beban pendinginan

internal total

Optimasi kapasitas mesin pengkondisian udara



A. Rumusan Beban Pendinginan

1. Perhitungan Beban Pendinginan

Perhitungan beban pendinginan merupakan cara untuk menghitung besarnya jumlah

beban pendinginan suatu bangunan/ruangan sebagai dasar pemilihan peralatan pendinginan

yang sesuai, dengan tujuan alat tersebut dapat mengatasi beban pendinginan yang ada.

Persamaan yang digunakan:

1.1 Beban Pendinginan Eksternal (External Cooling Load)

1.1.1 Beban Atap

)UA(CLTDq corr atap . . . Watt

Dimana:

U = koefisien perpindahan panas dari atap (W/m2.oC)

A = luas atap (m2)

CLTDcorr = cooling load temperature differencecorrection

= f 29,4tt25,5K LMCLTD 0R

CLTD = cooling load temperature difference

LM = latitude month

K = faktor penyesuaian warna

tR = temperatur perancangan dalam (oC)

to = temperatur perancangan luar (oC)

= tmaks – (0,5 x daily range)

tmaks = design dry bulb – (daily range x percentage dry bulb)

f = faktor untuk atap

1.1.2 Beban Sunli t Wall s

)(CLTDUAq corr sundinding . . Watt

Dimana:

U = koefisien perpindahan panas dinding (W/m2.oC)

Asun = luas sunlit walls (m2)


= 29,4tt25,5K LMCLTD 0R



1.1.3 Beban Shaded Wall s

)(CLTDUAq corr shdinding . . Watt

Dimana:

U = koefisien perpindahan panas dinding (W/m2.oC)

Ash = luas shaded walls (m2)


= 29,4tt25,5K LMCLTD 0R

1.1.4 Beban Conduction Glass

)UA(CLTDq corr sikacakonduk . . Watt

Dimana:

U = koefisien perpindahan panas kaca (W/m2.oC)

A = luas kaca total (m2)


= 29,4tt25,5CLTD 0R

1.1.5 Beban Sunl it Glass

(CLF)(SC)(SHGF)Aq sunkaca . . Watt

Dimana:

Asun = luas sunlit glass (m2)

SC = shading coefficient

SHGFsun = solar heat gain factor for sunlit (W/m2)

CLF = cooling load factor

1.1.6 Beban Shaded Glass

(CLF)(SC)(SHGF)Aq shkaca

. . Watt

Dimana:

Ash = luas shaded glass (m2)

SC = shading coefficient

SHGFsh = solar heat gain factor for shading (W/m2)




1.1.7 Beban Partisi (Dinding, Kaca, Pintu) & Lantai1

T)UA(q partisi . . . Watt

Dimana:

U = koefisien perpindahan panas (W/m2.oC)

A = luas partisi/lantai(m2)

ΔT = perbedaan temperatur (ruangan yang tidak dikondisikan dengan

ruangan yang dikondisikan) (oC)


Luas shaded walls, sunlit walls, shaded glass, dan sunlit glass dapat ditentukan

berdasarkan ada atau tidak adanya overhang . Overhang terdiri dari 2 tipe yaitu:

Horizontal Overhang

Tinggi Dinding + Kaca

Tinggi KacaKACA

Panjang Overhang

Panjang Kaca

DINDING

Panjang Dinding + Kaca

OVERHANG

Horizontal Overhang



Vertical Overhang

Tinggi Dinding + Kaca

Tinggi KacaKACA

Panjang Overhang

DINDING

Panjang Dinding + Kaca

Panjang Kaca

O

V

E

R

H

A

N

G

Vertical Overhang

Tidak ada Overhang

Bila tidak menggunakan overhang , maka penentuan luas kaca dan dinding

dilakukan secara langsung dengan mengalikan antara panjang dan tinggi.

Perhitungan luas shaded walls, sunlit walls, shaded glass , dan sunlit glass yaitu pertama-tama gunakan tabel 3.29 (lampiran) untuk mencari nilai shading per panjang

overhang (P

SH). Bila tidak terdapat angka (blank spaces) menunjukkan bahwa terteduhi

( shaded )semua. Sedangkan bila terdapat angka 0.0, maka dianggap teradiasi ( sunlit )

semua.

1.1.8 Beban Pendinginan Internal (I nternal Cooli ng Load)

1.1.8.1 Beban Lampu

Input(CLF)q lampu . . . Watt

Dimana:

Input = total lampu (Watt) x Ful x Fsa

Ful = lighting use factor

Fsa = lighting special allowance factor




1.1.8.2 Beban Orang

) N(SHG)(CLFqsensibel . . Watt

N(LHG)q laten . . . . Watt

Dimana:

N = jumlah orang dalam ruangan

SHG = sensible heat gain per person (W)

LHG = latent heat gain per person (W)


1.1.8.3 Beban Peralatan

(HG)(CLF)qalat . . . Watt

Dimana:

HG = heat gain peralatan (W)


1.1.9 Beban Pendinginan Ventilasi&Infiltrasi

1.1.9.1 Ventilasi

Beban ventilasi merupakan penambahan kalor ke dalam ruangan untuk

memenuhi kebutuhan oksigen bagi penghuni ruangan. Beban kalor ventilasi terdiri

dari beban sensibel dan beban laten. Beban ventilasi ini dipengaruhi oleh jumlah

penghuni ruangan.

T)1,23(Q)(qsensibel . . . Watt

W)3010(Q)(q laten . . . Watt

Dimana:

Q = ventilation (L/s)

ΔT = perbedaan temperatur perancangan luar dan dalam ruangan (oC)

ΔW = perbedaan rasio kelembaban udara perancangan luar dan dalam

ruangan (kg/kg)



1.1.9.2 Infiltrasi

Beban infiltrasi berasal dari masuknya udara luar tanpa kendali ke dalam

ruangan yang dikondisikan.

ΔT)1,23(Lps)(qsensibel . . . Watt

ΔW)3010(Lps)(q laten . . . Watt

Dimana:

Lps = laju aliran volume udara infiltrasi (L/s)

ΔT = perbedaan temperatur perancangan luar dan dalam ruangan (oC)

ΔW = perbedaan rasio kelembaban udara perancangan luar dan dalam

ruangan (kg/kg)

2. Metoda CLTD/CLF

Dalam perhitungan beban pendinginan ini menggunakan metoda CLTD (Cooling

Load Temperature Difference)/ CLF (Cooling Load Factor).Metoda CLTD digunakan

untuk perhitungan langsung beban pendinginan dari perolehan panas konduksi&radiasi

melalui dinding, kaca, serta atap yang disinari panas matahari.Sedangkan CLF yaitu

perhitungan untuk beban yang terkena sinar matahari melalui kaca dan beban yang berasal

dari dalam ruangan.Jadi dapat disimpulkan bahwa metoda CLTD/CLF adalah metoda one

step (satu langkah), yaitu prosedur manual untuk menghitung beban pendinginan melalui

perolehan panas radiasi&konduksi matahari, beban internal, serta beban

ventilasi&infiltrasi.Metoda ini relatif mudah dan sederhana jika dibandingkan dengan

metoda lainnya.

3. Safety Factor (Faktor Keamanan)

Faktor keamanan dapat ditambahkan dalam total beban pendinginan dengan

mempertimbangkan sebagai suatu faktor dari kemungkinan terjadinya kesalahan dalam

survey/perakitan, atau pun bila terjadi beban yang melebihi beban maksimum pada

perhitungan. Harga faktor keamanan berkisar antara 0-5%.



B. DATA PENDUKUNG

1. Luas Ruangan

Tabel Luas Ruang

Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Luas (m²)

Tabel Luas Bagian Dalam Ruang

Bagian Luas (m²)

Utara Kaca

Selatan

Kaca

Tembok

Barat

Kaca

Pintu

Tembok

Ventilasi

Timur

Kaca

Pintu

Partisi

Tembok

Ventilasi

Lantai

Atap

2. Jumlah Orang

Jumlah orang dalam ruangan ..... asumsi bahwa ruangan tidak selalu terisi penuh dan

setiap orang tidak menerima tamu disaat yang bersamaan.



3. Jumlah Alat

Peralatan elektronik yang ada dalam ruangan yaitu komputer. Komputer berjumlah 5

buah,

4. Jumlah Lampu

Lampu di ruangan berjumlah total ....., dengan jenis fluorescent. Semua lampu menyala

(on), tidak ada yang rusak.

5. Jam Kerja

Ruang digunakan dari pukul 0800

s.d. 1600

. Aktifitas yang dilakukan yaitu pekerjaan

kantor seperti mengetik dan menulis yang membutuhkan pencahayaan (jenis office: seated , very

light work ).

C. Konstruksi Bangunan

1. Dinding Luar (Selatan)

Lapisan Udara Dalam Lapisan Udara Lua

Plaster; 19 mm Plaster; 19 mm

Batu Bata Merah 100 mm

Gambar Konstruksi Dinding Luar (Selatan)

Tabel Dinding Luar (Selatan)



No Bahan Tebal (m) Resistansi (m .oC /W)

1 Lapisan udara luar - 0,059

2 Cement plaster ; 19 mm 0,019 0,15

3 Batu bara merah; 100 mm 0,1 0,140


5 Lapisan udara dalam - 0,121

Total 0,62

(Sumber: ASHRAE Fundamental ,1989)

U=C.m

W613,10,62

1

R

12

termasuk dalam Group D

2. Dinding Partisi

Dinding Partisi Bagian Barat

Lapisan Udara Dalam Lapisan Udara Luar

Plaster; 19 mm Plaster; 19 mm

Batu Bata Merah 100 mm

Gambar Konstruksi Dinding Partisi Barat



Tabel Dinding Partisi Barat




3 Batu bara merah; 100 mm 0,1 0,140



Total 0,682


U=C.m

W47,10,682

1

R

12

Dinding Partisi Bagian Timur

Lapisan Udara Luar

Plywood; 6,4 mm

Lapisan Udara Dalam

Gambar Konstruksi Dinding Partisi Timur

Tabel Dinding Partisi Timur



2 Plywood; 6,4 mm 0,0064 0,055


Total 0,297


U=C.m

W3,370,297

1

R

12



3. Pintu

Lapisan Udara Luar Lapisan Udara Dalam

Plywood; 6,4 mm

Air Space Resistance

Plywood; 6,4 mm

Gambar Konstruksi Pintu

Tabel Pintu

No Bahan Tebal (m) Resistansi (m . oC /W)


2 Plywood; 6,4 mm 0,0064 0,055

3 Air space resistance - 0,160

4 Plywood; 6,4 mm 0,0064 0,055


Total 0,512


U=C.m

W1,950,512

1

R

12

4. Atap

Lapisan Udara Luar

Steel Siding

Ceiling Airspace

Built-up Rooffing

Wood

Asbestos Cement

Lapisan Udara Dalam

Gambar Konstruksi Atap



Tabel Atap

No Bahan Resistansi (m .oC /W)

1 Lapisan udara luar 0,059

2 Steel siding 0,000

3 Ceiling air space 0,176

4 Built-up roofing 0,058

5 Wood 0,0166

6 Asbestos-cement 0,037

7 Lapisan udara dalam 0,121

Total 0,468


U=C.m

W14,20,468

1

R

12

termasuk dalam Roof no. 1

5. Lantai

Lapisan Udara Luar

Plywood; 19 mm

Lapisan Udara Dalam

Gambar Konstruksi Lantai

Tabel Lantai


1 Lapisan udara atas - 0,121

2 Plywood; 19 mm 0,019 0,17

3 Lapisan udara bawah - 0,121

Total 0,412




U=C.m

W2,430,412

1

R

12

6. Jendela

Semua jendela yang ada di dalam ruangan berbahan kaca. Koefisien perpindahan panas

kaca yaitu single glass type C dengan U = 6,98 W/m2. C (tabel 13-lampiran), aluminium frame

no thermal break . Shading Coefficient (SC) pada kaca single glass, 6 mm clear , no drapes, yaitu

0,95 (tabel 29-lampiran).

D. Data Khusus Ruangan

1. Kondisi Lingkungan (Udara Luar)

Temperatur maksimum (Tmaks) : 30,9 C

Temperatur minimum (Tmin) : 23,5 C

Relative Humidity (RH) : 70%

Daily Range (dr) : 7,4 C

Bulan Rancangan : .....................

Sedangkan untuk bagian dalam ruangan yaitu;

1. Utara


2. Barat


3. Timur

Temperatur maksimum (Tmaks) : 32 C

4. Atap




2. Kondisi Udara Dalam (Perancangan)

Temperatur rancangan disesuaikan dengan fungsi ruangan. Ruang yang dikondisikan

memiliki fungsi sebagai tempat kerja. Temperatur rancangan yang direkomendasikan:

Tabel Temperatur Rancangan

Jenis Kegiatan

Kondisi Rekomendasi

Dry bulb (˚C)

General comfort

25-26,1office, school

Factory comfort

25-26,7machining room

Temperatur rancangan yang digunakan untuk office yaitu 25 C dengan RH yang

digunakan sebesar 67%.

E. Penyesuaian Terhadap Bulan dan Arah Mata Angin

Penyesuaian perlu dilakukan terhadap data-data yang menyangkut penggunaan bulan atau

arah mata angin.Data-data di tabel berada pada posisi Lintang Utara (LU), maka pada penggunaan

posisi Lintang Selatan (LS), data-data tersebut harus disesuaikan terlebih dahulu.

1. Penyesuaian Terhadap Bulan

Lintang Utara dan Selatan memiliki perbedaan terpaut 6 bulan. Oleh karena itu, bila

penggunaan data yang berhubungan dengan bulan pada posisi LS, maka bulan tersebut ditambah

6 bulan terlebih dahulu. Bulan yang telah ditambah tersebut memiliki kondisi rancangan yang

sama seperti pada posisi LU.

Contoh bila kondisi yang diinginkan adalah kondisi pada bulan Januari posisi LS, maka data

yang dipakai adalah data pada bulan Juli posisi LU. Jadi, data pada bulan Januari-Desember pada

posisi LS akan sama dengan data untuk bulan Juli-Juni pada posisi LU.

2. Penyesuaian Terhadap Arah Mata Angin

Penyesuaian terhadap arah mata angin dilakukan dengan menggunakan arah N (Utara) bila

yang diinginkan adalah arah S pada posisi Lintang Selatan (LS). Berikut ini adalah tabel

penyesuaian arah mata angin:



Tabel Penyesuaian Arah Mata Angin

Lintang Utara (LU) N NE E SE S SW W NW

Lintang Selatan (LS) S SE E NE N NW W SW

F. Temperatur Koreksi

Informasi yang dibutuhkan dalam perhitungan beban pendinginan, antara lain:

1. Temperatur Udara Luar (Tmaks)

Karena temperatur udara luar (Tmaks) setiap jam berlainan (berubah-ubah), maka dapat

diketahui dengan menggunakan persamaan berikut:

Tmaks = design dry bulb – (daily range x precentage dry bulb)

Tabel Temperatur Udara Luar Tiap Jam

Jam 08 09 10 11 12 13 14 15 16

Temp(˚C) 24,68 25,65 26,76 28,01 29,20 30,09 30,68 30,90 30,68

2. Dail y Range (dr)

dr = Tmaks – Tmin

= 30,9oC – 23,5

oC

= 7,4oC

3.

Temperatur Udara Luar Koreksi (To)To = Tmaks – (dr x 0,5)

= 30,9oC – (7,4

oC x 0,5)

= 30,9oC – (3,7

oC)

= 27,2oC



CONTOH PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN

2.1 Perhitungan Beban Pendinginan Eksternal (External Cooling Load)

2.1.1Beban Atap

Perhitungan beban atap dijelaska:

a. Kondisi Lingkungan, yaitu:

Kota: Bandung

Garis Lintang 6 LS

Daily range7,4 C

b. Luas Atap (Ar )

Ar = …………… m2

c. Temperatur

Temperatur udara luar diperoleh dari data aktual.

Temperatur Maksimum (tmaks) = 30,9C

Temperatur Perancangan Dalam (tR ) = 23,5 C

Koreksi temperatur perancangan luar 29,4t o

to = tmaks – (0,5 x daily range)

= 30,9C – (0,5 x 7,4 C)

= 27,2C

29,4t0 = 27,2C – 29,4 C

= -2,2C

Koreksi temperatur perancangan dalam ruang R t25,5

R t25,5

= 25,5C – 25

C

= 0,5C

d. Waktu

Pukul 1500 (diambil pada saat temperatur maksimum sebagai contoh perhitungan), lihat

tabel untuk melihat tabel temperatur tiap jam.

e. Bulan

Bulan Maret/September (diambil karena bulan perancangan adalah Maret dan penyesuaian

terhadap garis lintang selatan adalah bulan September), untuk nilai LM yaitu 0,0 (tabel 32-lampiran, HOR) dengan metoda interpolasi.



f. Koefisien perpindahan panas (U)

Nilai koefisien perpindahan panas dari konstruksi atap yaituC.m

W14,2 2

g. Penyesuaian konstruksi atap

Konstruksi atap yang ada memiliki persamaan dengan atap No.1. Nilai f yaitu

faktor untuk attic fan/ducts, nilainya sama dengan 1 karena tidak menggunakan attic

fan/ducts. Karena atap menggunakan plafon, maka CLTD atap yang digunakan adalah

No.1 with suspended ceiling.Harga CLTD untuk atap pada pukul 1500 yaitu 43 ºC (tabel

29-lampiran).

h. Koreksi CLTD (CLTDcorr )

CLTDcorr = f 29,4tt25,5K LMCLTD 0R

= 0,12,25,05,00,034

= 19,8 ºC

i. Beban atap (qatap):

qatap = UA(CLTDcorr )

= (2,14 W/m2.ºC). (81,52 m2). (19,8 ºC)

= 3454,17 W

2.1.2 Beban Melalui Dinding Luar

2.1.2.1 Beban Sunli t Wall s

Ruang dosen memiliki overhang dengan panjang 1,7 m. Nilai shading per

panjang overhang (P

SH), nilai SH sama dengan nol. Untuk Mar/Sept adalah blank space

atau tidak ada nilainya yang berarti tidak teradiasi langsung. Dikarenakan luas sunlit area

adalah nol, maka beban yang melalui sunlit walls dan glass adalah nol.

2.1.2.2 Beban Shaded Wall s

Untuk mencari luas shadedwalls maupun shadedglass dapat dihitung seperti

dibawah ini:

Luas dinding+kaca = 23,23 (m2)

Luas kaca = 6,68 (m2)

Luas dinding = 23,23 – 6,68 (m2)

= 16,55 (m2)



a. Nilai koefisien perpindahan panas dari konstruksi dinding luar yaitu

C.mW613,1 2

termasuk dalam group D (tabel 30-lampiran).

b. Nilai CLTD untuk dinding group D yang menghadap ke arah Selatan (luar)

pada pukul 1500 adalah 6 ºC (tabel 31-lampiran).

c. Warna dinding cerah (cream) memiliki nilai K = 0,65 (note tabel 31)

d. Nilai LM untuk shaded walls yaitu -1,6 (tabel 32-lampiran).

e. Temperatur

Koreksi temperatur perancangan luar 29,4t0

t0 = tmaks – (0,5 x daily range)

= 30,9C – (0,5 x 7,4 C)

= 27,2C

29,4t0 = 23,5C – 29,4 C

= -5,9C


R t25,5 = 25,5C – 25 C

= 0,5C

f. Koreksi CLTD (CLTDcorr )

CLTDcorr = 29,4tt25,5K LMCLTD 0R

= 2,25,065,0)6,1(6

= 1,16 ºC

g. Beban melalui shaded walls (q shaded walls):

q shaded walls = UAsh(CLTDcorr )

= (1,613 W/m2.ºC). (16,55 m2). (1,16 ºC)

= 30,97 W

2.1.3 Beban Melalui Kaca Luar

2.1.3.1 Beban Sunl i t Glass

Luas daerah sunlit glass adalah nol, maka beban yang melalui sunlit glass

adalah nol.



2.1.3.2 Beban Shaded Glass

Shading Coefficient untuk kaca yaitu 0,95

a. Solar Heat Gain Factor (SHGF) untuk shading diperoleh nilai 117 W/m2

(tabel 35-lampiran).

b. Cooling Load Factor (CLF) untuk kaca without interior shading and general ,

pukul 1500 yaitu 0,76 (tabel 38-lampiran).

c. Beban melalui shaded glass (q shaded glass):

q shaded glass = Ash(SC)(SHGFsh)(CLF)

= (6,68 m2). (0,95). (117 W/m2). (0,76)

= 564,29 W

2.1.3.3 Beban

Conduction Glass

a. Nilai koefisien perpindahan panas dari kaca yaituC.m

W98,6 2

b. Luas conduction glass merupakan jumlah total kaca yaitu 6,68 m2.

c. Cooling Load Temperature Difference (CLTD) untuk conduction glass, pukul

1500 yaitu 8 C (tabel 33-lampiran).

d. Temperatur

Koreksi temperatur perancangan luar 29,4t0

t0 = tmaks – (0,5 x daily range)

= 30,9C – (0,5 x 7,4 C)

= 27,2C

29,4t0 = 27,2C – 29,4 C

= -2,2C


R t25,5 = 25,5C – 25 C

= 0,5C



e. Beban melalui kaca konduksi (qconduction glass):

CLTDcorr 1500 = CLTD + (25,5-Tr) + (To-29,4)

= 8 + 0,5 + (-2,2)

= 6,3C

qkonduksi 1500 = UA(CLTDcorr)

= (6,98 W/m2C). (6,68 m2). (6,3C)

= 293,75 W

2.1.4 Beban Partisi (Kaca, Dinding, Pintu)

Pada beban partisi, bila ada ruangan yang berdampingan dikondisikan, maka

perbedaan temperatur antara kedua permukaan partisi yang memisahkan kedua ruangan

tersebut dianggap sama dengan nol. Jadi untuk bagian ruang sebelah Timur yang berdampingan dengan ruang yang dikondisikan nilainya nol.

2.1.4.1 Beban Kaca

Kaca Utara


W98,6 2

b. Luas kaca bagian Utara yaitu 23,23 m2

c. Temperatur

to = 28,9 C (temperatur udara luar)

tR = 25 C (temperatur udara dalam rancangan)

Δt = to-tr

= 28,9C – 25 C

= 3,9C

d. Beban melalui kaca utara (qkaca utara):

qkaca utara = UA(Δt)

= (6,98 W/m2C). (23,23 m2). (3,9C)

= 632,37 W

Kaca Barat


W98,6 2

b. Luas kaca bagian Barat yaitu 11,17 m2



c. Temperatur



Δt = to-tr

= 29,2C – 25 C

= 4,2C

d. Beban melalui kaca barat (qkaca barat):

qkaca barat = UA(Δt)

= (6,98 W/m2C). (11,17 m2). (4,2C)

= 327,46 W

2.1.4.2 Beban Dinding

Dinding Barat

a. Nilai koefisien perpindahan panas dari dinding bagian Barat yaitu

C.mW47,1 2

b. Luas dinding bagian Barat yaitu 5,09 m2

c. Temperatur



Δt = to-tr

= 29,2C – 25 C

= 4,2C

d. Beban melalui dinding barat (qdinding barat):

qdinding barat = UA(Δt)

= (1,47 W/m2˚C). (5,09 m2). (4,2C)

= 31,43 W

2.1.4.3 Beban Pintu

Pintu Barat

a. Nilai koefisien perpindahan panas dari pintu bagian Barat yaitu

C.mW95,1 2

b. Luas pintu bagian Barat yaitu 1,84 m2



c. Temperatur



Δt = to-tr

= 29,2 C – 25 C

= 4,2 C

d. Beban melalui pintu barat (q pintu barat):

q pintu barat = UA(Δt)

= (1,95 W/m2C). (1,84 m2). (4,2C)

= 15,07 W

2.1.5 Beban Lantai

a. Nilai koefisien perpindahan panas dari lantai yaituC.m

W43,2 2

b. Luas lantai yaitu 81,52 m2

c. Temperatur

to = 28 C (temperatur udara dalam)

tR = 25C (temperatur udara dalam rancangan)

Δt = to-tr

= 28 C - 25C

= 3 C

d. Beban melalui lantai (qlantai):

qlantai = UA(Δt)

= (2,43 W/m2C). (81,52 m2). (3 C)

= 594,28 W

2.1.6 Beban Pendinginan Eksternal Total

Beban pendinginan eksternal merupakan beban yang timbul akibat adanya pengaruh kalor

yang sumbernya dari luar/lingkungan luar ruangan. Perhitungan beban pendinginan

eksternal total adalah jumlah total beban-beban yang termasuk dalam beban pendinginan

eksternal, seperti beban pada atap, partisi, dll.



Beban Pendinginan Eksternal Total

qeksternal total = (qatap + qdinding +qkaca + q partisi + qlantai)

= (3454,17 W + 30,97 W + 858,04 W + 1006,33 W + 594,28 W)

= 5943,79 W

2.2 Perhitungan Beban Pendinginan Internal (I nternal Cooli ng Load)

2.2.1 Beban Lampu

Lampu yang digunakan adalah jenis lampu fluorescent.Lampu dinyalakan pada

saat terjadi aktivitas di dalam ruangan sehingga nilai beban pendinginan akibat lampu

berpengaruh terhadap beban pendinginan ruangan.

Input(CLF)q lampu . . . Watt

a. Input = total daya lampu (watt) x Ful x Fsa

Total daya lampu

Total daya lampu = (jumlah lampu)(jumlah fixture)(daya per lampu )

= (2 buah lampu)(4 fixtures)(60 W)

= 480 W

Ful (lighting use factor )

Ful didapat dari jumlah fixtures yang menyala dibagi dengan jumlah total

keseluruhan fixtures. Karena fixtures yang menyala adalah empat dan total jumlah fixtures

adalah empat, maka nilai Ful sama dengan 1.

Fsa (lighting special allowance factor )

Fsa merupakan ballast allowance, didapat nilai rekomendasi 1,20 untuk

penggunaan yang umum.

b. Cooling Load Factor (CLF)

CLF untuk lampu sama dengan 1, karena sistem pendingin tidak akan beroperasi selama 24

jam penuh atau mati ( shut down) disaat malam.

c. Beban lampu (qlampu):

qlampu = Input(CLF)

= (480 W.1.1,20)(1)

= 576 W



2.2.2 Beban Orang

a. Jumlah orang dalam ruangan ...................orang.

b. Ruangan termasuk ruang kerja (office), digunakan dari pukul 0800 samapi

1600.

c. Aktivitas yang dilakukan antara lain duduk, mengetik atau menulis (pekerjaan

yang membutuhkan cahaya/penerangan). Nilai sensibel didapat 70 W per orang

sedangkan untuk laten didapat 45 W per orang

d. Karena orang tidak tinggal/mendiami suatu ruangan , maka untuk beban orang

nilai CLF sama dengan 1.

e. Beban orang (qorang):

Beban sensibel orang (qs)

qs = N(SHG)(CLF)

= 15(70 W)(1)

= 1050 W

Beban laten orang (ql)

ql = N(LHG)

= 15(45 W)

= 675 W

2.2.3 Beban Peralatan

a. Nilai heat gain (HG) pada komputer diperoleh 530 W

b.Karena computer tidak dioperasikan 24 jam penuh, maka untuk beban peralatan

nilai CLF sama dengan 1.

c. Beban peralatan (qalat):

qalat = N(HG)(CLF)

= 5(530 W)(1)

= 2650 W



2.2.4 Beban Pendinginan Internal Total

Qinternal total = (qorang + qlampu +qalat)

= (1725 W + 576 W + 2650 W)

= 4951 W

2.3 Perhitungan Beban Pendinginan Ventilasi

2.3.1 Beban Ventilasi

Beban ventilasi ini dipengaruhi oleh jumlah penghuni ruangan.

a. Nilai Q (ventilation) merupakan kebutuhan udara yang diperlukan setiap orang per

waktu. Q/person didapat dengan nilai rekomendasi 7 L/s untuk people not smoking , sebab

diharapkan agar tidak ada yang merokok di ruangan ber-AC atau ruangan yang telah

dikondisikan.

Q = peopleof nox person

Q

= 7 L/s x 15

= 105 L/s

b. Temperatur



Δt = to-tr

= 30,9C - 25C

= 5,9C

c. Beban sensibel ventilasi

qs = 1,23(Q)(ΔT)

= 1,23(105)(5,9)

= 761,99 W



d. Rasio kelembaban

Wo = 0,0199 kg/kg (untuk udara luar)

WR = 0,0134 kg/kg (untuk udara dalam rancangan)

ΔW = Wo-Wr

= (0,0199 - 0,0134) kg/kg

= 0,0065 kg/kg

e. Beban laten ventilasi

ql = 3010(Q)(ΔW)

= 3010(105)(0,0065)

= 2054,33 W

2.3.2 Beban Infiltrasi

Beban infiltrasi dipengaruhi oleh banyaknya jendela atau pintu yang terdapat dalam

ruangan. Untuk perhitungan infiltrasi bagian Selatan dan Barat dapat dilihat di lampiran.

Perhitungan infiltrasi untuk bagian Utara sebagai contoh adalah sebagai berikut:

a. Nilai infiltrasi 0,236 L/s per meter sash crack untuk jendela(window), sedangkan untuk

pintu (door ) 5,2 L/s per meter door crack .

b. Utara

Panjang celah jendela = 10,19 m x 8 = 91,71 m

Lebar celah jendela = 1,14 m x 2 = 2,28 m

Total = 91,71 m + 2,28 m = 93,99 m

Lps = 93,99 m x 0,236 L/s = 22 L/s

c. Temperatur



Δt = to-tr

= 30,9 C - 25C

= 5,9 C

d. Beban sensibel infiltrasi

qs = 1,23(Lps)(ΔT)

= 1,23(22)(5,9)

= 160,97 W

e. Rasio kelembaban



Wo = 0,0199 kg/kg (untuk udara luar)

WR = 0,0134 kg/kg (untuk udara dalam rancangan)

ΔW = Wo-Wr

= (0,0199 - 0,0134) kg/kg

= 0,0065 kg/kg

f. Beban laten infiltrasi

ql = 3010(Lps)(ΔW)

= 3010(22)(0,0065)

= 430,43 W

4.4 Perhitungan Beban Pendinginan Total

Beban pendinginan total merupakan total jumlah beban ruangan yang terdiri dari

beban eksternal, internal, ventilasi&infiltrasi. Beban pendinginan total dapat dihitung

berdasarkan persamaan berikut:

qtotal = qeksternal + qinternal + qventilasi + qinfiltrasi

= 5943,79 W + 4951 W + 2816,32 W + 1520,33 W

= 15231,44 W

Nilai yang direkomendasikan pada safety factor yaitu 0-5 %.Pada perancangan ini

diambil safey factor yang paling besar yaitu 5% dari beban total ruangan. Nilai beban totalmenjadi:

qtotal = (5%x15231,44W) + 15231,44 W = 15993,012 W = 15,99 kW

= 54606,9 Btu/h

4.5 Menentukan Kapasitas Mesin Pendingin

Gambar Diagram Molier Freon 22

4 1

23



Dari data perancangan dan diagran Molier P-h R22 dapat diketahui:

h1 = 407,15kg

kJ

h2 = 431,06kg

kJ

h3 = h4 = 249,67kg

kJ

b. Efek Refrigerasi (qe)

qe = h1 - h4

= (407,15 – 249,67)kg

kJ

= 157,48kg

kJ

c. Laju Aliran Massa Refrigeran (m)

m =irefrigerasefek

n) pendingina(bebanirefrigeraskapasitas

m =

kgkJ 157,48

skJ 15,99

= 0,101s

kg

d. Kerja Kompresi (Wk )

Wk = m (h2 – h1)

= 0,101s

kg(431,06 – 407,15)

kgkJ

= 2,41s

kJ = 2,41 kW

e. Kalor Pengembunan (qc)

qc = m (h2 – h4)

= 0,101s

kg(431,06 – 249,67)

kgkJ

= 18,32 skJ = 18,32 kW

Metode Perhitungan Beban Pendinginan

Documents

Transcript of Metode Perhitungan Beban Pendinginan