Sistem pengkondisian udara hotel Santika Premiere Yogyakarta lantai II - USD Repository

  

SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

HOTEL SANTIKA PREMIERE YOGYAKARTA

LANTAI II

TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Jurusan Teknik Mesin Disusun oleh:

  

EVAN

NIM : 065214016

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

AIR CONDITIONING SYSTEM

HOTEL SANTIKA PREMIERE YOGYAKARTA

FOR SECOND FLOOR

FINAL PROJECT

  Presented as partitial fulfillment of the requirement To Obtain the Sarjana Teknik degree

  In Mechanical Engineering Created by :

  

EVAN

Student Number : 065214016

MECHANICAL ENGINEERING SUDY PROGRAMME

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 26 Maret 2010 Penulis, Evan

  

ABSTRAK

  Perancangan sistem pengkondisian udara dilakukan untuk memperoleh temperatur, kelembaban, kebersihan, kesejukan udara dan pendistribusian udara yang nyaman pada gedung Hotel. Pada Tugas Akhir ini penulis menggunakan Hotel Santika Premiere Yogyakarta sebagai gedung Hotel yang akan dirancang. Pengkondisian udara yang dirancang adalah lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta. Sistem pengkondisian udara yang digunakan dalam perancangan ini menggunakan sistem air-udara. Sistem air-udara ini menggunakan AHU (Air

  

Handling Unit ) dan FCU (Fan Coil Unit). Komponen utama pada mesin

pendingin/refrigerasi adalah evaporator, kompresor, katup ekspansi, kondenser.

  Komponen pendukung sistem pengkondisian udara yang digunakan adalah pompa, air cooled chiller, AHU, dan FCU. Refrigeran yang digunakan adalah R-

  22. Perhitungan beban pendinginan untuk gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta lantai II diperoleh sebesar 65,6 TR. Pada perancangan sistem pengkondisian udara ini menggunakan Air Cooled Chiller Carrier 30 GTN 070, AHU I Carrier 39G 0914, AHU II Carrier 39G 1724, AHU III Carrier 39G 0916, FCU standard room Carrier 42 CMX 003, FCU deluxe room Carrier 42 CMX

  

004, FCU suite room Carrier 42 CMX 006, FCU executive Office room Carrier

42 CMX 004. Sistem perpipaan yang digunakan dalam gedung Hotel Santika

  Premiere Yogyakarta lantai II adalah Two Pipe Direct Return Sistem sehingga air pendingin mempunyai temperatur yang sama pada saat masuk ke FCU.

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Nama : Evan Nomor Mahasiswa : 065214016 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan Kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

Sistem Pengkondisian Udara Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II

  beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan Demikian saya memberikan Kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam Bentuk media lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti Kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 25 Maret 2010 Yang menyatakan,

  (Evan)

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena telah menyertai penulis dengan berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Sistem Pengkondisian Udara (AC) Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II”.

  Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Dengan terselesaikannya tugas akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  3. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Dosen pembimbing Utama atas waktu, kesabaran, semangat, masukkan dan kemudahan-kemudahan yang telah diberikan kepada penulis.

  4. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

  5. Bapak Setyana, selaku Chief Engineering Hotel Santika Premiere Yogyakarta.

  6. Ibu Titin, selaku Sekretaris bagian Engineering Hotel Santika Premiere Yogyakarta.

  7. Bapak dan Ibu penulis yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materiil.

  8. Adik penulis Jeny Green Sabeth yang selalu memberikan semangat dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  9. Para sahabat dan pujaan hati penulis yang selalu memberikan dukungan dikala penulis sedang mengalami kesusahan di dalam mengerjakan tugas akhir ini.

  10. Teman-teman seperjuangan kelompok TA, FX. Hatminto Widhi Kuncoro, dan Simeon Hermawan terimakasih atas sumbangan pemikiran di dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  11. Mas Ignatius Tri Widaryanta selaku karyawan Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi atas waktu dan kesabarannya dalam menyelesaikan administrasi-administrasi penulis.

  12. Seluruh staff pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada kami

  13. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan masukkan yang membangun dari para pembaca sehingga naskah ini dapat lebih sempurna.

  Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan banyak manfaat kepada para pembaca.

  Yogyakarta, 26 Maret 2010 Penulis, Evan

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

TITLE PAGE ..................................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ v

ABSTRAK ........................................................................................................ vi

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................................... vii

KATA PENGANTAR..................................................................................... viii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

  1.2. Tujuan .................................................................................................. 2

  1.3. Manfaat ................................................................................................ 3

  1.4. Langkah Perancangan........................................................................... 3

  1.5. Batasan Masalah .................................................................................. 3

  BAB II LANDASAN TEORI

  2.4.2. Perhit u nga n S ik lu s ko mpr es i U ap .......................... 16

  2.7.2. Kipas dan Blower ...................................................................... 25

  2.7.1. Pompa ....................................................................................... 25

  2.7. Komponen Pendukung Dalam Sistem Penyegaran Udara ................... 25

  2.6.4. Evaporator ................................................................................. 24

  2.6.3. Katup Expansi .......................................................................... 23

  2.6.2. Kondenser ................................................................................ 22

  2.6.1. Kompresor ................................................................................ 19

  2.6. Komponen Utama Mesin Pendingin/Refrigerasi ................................. 19

  2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ...... 17

  2.4.1. Pro ses S ik lu s ko mpr e s i U ap .................................. 12

  2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor ............................................................. 6

  2.4. Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi Uap ................................. 12

  2.3.3. Sist e m A ir-U dar a ................................................. 11

  2.3.2. S ist e m Air P e nu h................................................. 10

  2.3.1. S ist e m Ud ar a Pe nu h ............................................................ 8

  2.3. Sistem Penyegaran Udara ..................................................................... 8

  2.2. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya.......................................... 7

  2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi ...............................................7

  2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi.............................................7

  2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi .......................................... 6

  2.7.3. Pemisah Minyak Pelumas .......................................................... 26

  2.7.4. Saringan .................................................................................... 27

  3.4.2. Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca ......................................... 37

  3.5.4. Executive Office Hotel Santika Premiere Lantai II .....................68

  3.5.3. Suite Room Hotel Santika Premiere Lantai II ..............................62

  3.5.2. Deluxe Room Hotel Santika Premiere Lantai II ......................... 55

  3.5.1. Standard Room Hotel Santika Premiere Lantai II ...................... 40

  3.5. Perhitungan Beban Pendinginan pada Lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta .......................................................................... 40

  3.4.5. Ventilasi ................................................................................... 39

  3.4.4. Manusia ..................................................................................... 38

  3.4.3. Lampu dan Peralatan Listrik ...................................................... 37

  3.4.1. Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding dan Atap Bangunan ... 36

  2.8. Refrigeran .......................................................................................... 27

  3.4. Rumus yang Digunakan Dalam Perhitungan Beban Pendinginan ........ 36

  3.3. Kondisi Umum Bangunan .................................................................. 31

  3.2. Kalor Laten ........................................................................................ 31

  3.1. Kalor Sensibel .................................................................................... 30

  BAB III BEBAN PENDINGINAN

  2.9.2. Sistem Perpipaan Pada Air Dingin Dan Udara Dingin................ 28

  2.9.1. Sistem Perpipaan Pada Refrigeran ............................................. 28

  2.9. Sistem Perpipaan ................................................................................ 28

  3.5.5. Ruang Graha Sekar Jagad/Auditorium Hotel Santika Premiere

  Yogyakarta .................................................................................73

  3.5.1 Koridor Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II .................81

  3.6. Psychometric Chart ............................................................................ 86

  3.6.1. AHU I Pada Lantai II ................................................................ 86

  3.6.2. AHU II Pada Lantai II .............................................................. 93

  3.6.3. AHU III Pada Lantai II ............................................................. 99

  BAB IV PEMILIHAN AIR COOLED CHILLER, AHU, dan FCU

  

4.1. Air Cooled Chiller ............................................................................ 105

  4.2.Pemilihan Air Cooled Chiller ........................................................... 105

  4.3 Pemilihan AHU (air Handling Unit) ................................................. 110

  4.3.1. AHU I ..................................................................................... 111

  4.3.2. AHU II .................................................................................... 114

  4.3.3. AHU III ................................................................................... 115

  4.4. FCU (Fan Coil Unit) ........................................................................ 117

  4.4.1. Pemilihan FCU untuk Standard Room ..................................... 117

  4.4.2. Pemilihan FCU untuk Deluxe Room ........................................ 120

  4.4.3. Pemilihan FCU untuk Suite Room ........................................... 121

  4.4.4. Pemilihan FCU untuk Executive Office ................................... 122

  BAB V PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN dan DUCTING

  5.1. Sistem Perpipaan yang Digunakan ................................................... 124

  5.1.1. Two Pipe Direct Return ........................................................... 124

  5.2. Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegar Udara ........................... 125

  5.3. Perhitungan Sistem Perpipaan Lantai II ........................................... 128

  5.3.1. Sistem Perpipaan Jalur I .......................................................... 130

  5.3.2. Sistem Perpipaan Jalur II ......................................................... 136

  5.3.3. Sistem Perpipaan Jalur III ........................................................ 139

  5.3.4. Sistem Perpipaan Jalur IV ........................................................ 143

  5.4. Perhitungan Head Pompa ................................................................ 145

  5.4.1. Perhitungan Head Pompa Jalur I .............................................. 145

  5.4.2. Perhitungan Head Pompa Jalur II ............................................. 146

  5.4.3. Perhitungan Head Pompa Jalur III ........................................... 146

  5.4.4. Perhitungan Head Pompa Jalur IV ........................................... 147

  5.5. Sistem Ducting Lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta ........... 148

  5.5.1. Perancangan Ducting untuk AHU I .......................................... 155

  5.5.2. Perancangan Ducting untuk AHU II ........................................ 158

  5.5.3. Perancangan Ducting untuk AHU III ....................................... 162

  

BAB VI LANGKAH-LANGKAH MENGHEMAT ENERGI PADA HOTEL

BERBINTANG

  6.1. Langkah-langkah Menghemat Energi Pada Hotel Berbintang ........... 164

  6.1.1. Pergunakan FCU, AHU, atau AC Paket Seoptimal Mungkin ... 165

  6.1.2. Menurunkan Jumlah Jam kerja Mesin Pendingin ..................... 166

  6.1.3. Mencegah Pemasukkan Udara Dari Luar Gedung .................... 166

  6.1.4. Mengurangi Pemakaian Peralatan/Bahan yang Mampu

  Menimbulkan Panas ................................................................. 167

  6.1.5. Menghindari Dinding Luar/Dinding Kaca/Jendela terkena Sinar Matahari Langsung ......................................................... 169

  6.1.6. Mengganti Lampu ................................................................... 170

  6.2. Pemeliharaan Rutin Terhadap Mesin AC/Chiller .............................. 171

  BAB VII KESIMPULAN

  7.1. Kesimpulan ...................................................................................... 172

  

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 174

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Nilai Koefisien Perpindahan Panas Melalui Dinding ......................... 42Tabel 3.2. Faktor Perpindahan Panas Maksimum Untuk Kaca ........................... 46Tabel 3.3. Shading Coefficients for Glass Without or With Interior Shading ..... 47Tabel 3.4. Cooling Load Factors for Glass With Interior shading ....................... 48Tabel 3.5. Sensible and Laten Heat Gain Pada Manusia ..................................... 51Tabel 3.6. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Standard Room ..... 53Tabel 3.7. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Deluxe Room ....... 60Tabel 3.8. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Suite Room .......... 66Tabel 3.9. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Executive Office... 71Tabel 3.10. Properties of Common Foods .......................................................... 76Tabel 3.11. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Graha Sekar

  Jagad/Auditorium ........................................................................... 79

Tabel 3.12. Data Hasil Perhitungan Total Beban Pendinginan Koridor............... 84Tabel 4.1. Performance Data of Air Cooled Chiller .......................................... 107Tabel 4.2. Physical data of Air Cooled Chiller ................................................. 108Tabel 4.3. Kapasitas Pendinginan dari Air Cooled Chiller tipe GTN 070 ......... 109Tabel 4.4. Physical Data of AHU ..................................................................... 112Tabel 4.5. Perfomance of Carrier 39 G Unit Size ............................................. 113Tabel 4.6. Performance of 42 CMX ................................................................ 119Tabel 5.1. Hasil Perhitungan Laju Aliran Pendingin......................................... 127Tabel 5.2. Equivalent Feet of Pipe for Fitting and Valves................................. 131Tabel 5.3. Data-data Perpipaan Jalur I .............................................................. 133Tabel 5.4. Data-data Perpipaan Jalur II ........................................................... 136Tabel 5.5. Data-data Perpipaan Jalur III ........................................................... 139Tabel 5.6. Data-data Perpipaan Jalur IV ........................................................... 143Tabel 5.7. Tabel 5.7 Recommended maximum duct velocity for low velocity system (FPM) ....................................................................................... 150Tabel 5.8. Hasil Perhitungan Ducting AHU I lantai I ....................................... 155Tabel 5.9. Hasil Perhitungan Ducting AHU II lantai II .................................... 158Tabel 5.10 Hasil Perhitungan Ducting AHU III lantai II .................................. 162

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Hotel Santika Premiere Yogyakarta ................................................. 4Gambar 1.2. Hotel Santika Premiere Yogyakarta ................................................. 5Gambar 2.1. Sistem Udara Penuh......................................................................... 9Gambar 2.2. Sistem Air Penuh ........................................................................... 10Gambar 2.3. Sistem Air-Udara ........................................................................... 12Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 14Gambar 2.5. Diagram P-h .................................................................................. 15Gambar 2.6. Kompresor Torak .......................................................................... 20Gambar 2.7. Langkah Kerja Kompresor ............................................................. 21Gambar 2.8. Kondenser Berpendingin Udara ..................................................... 23Gambar 2.9. Flooded Evaporator dan Direct Expansion Evaporator ................... 25Gambar 2.10. Pemisah Minyak Pelumas Dengan Penyaring............................... 26Gambar 3.1. Denah Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta Lantai II ......... 32Gambar 3.2. Sistem Pengkondisian Udara Di Dalam Ruang ber- AC ................. 91Gambar 3.3. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room .................. 92Gambar 3.4. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room,

  Deluxe Room, Executive Office, dan Graha Sekar Jagad ............... 98

Gambar 3.5. Psikometrik Beban Pendinginan untuk Standard Room,

  Deluxe Room, dan Suite Room ................................................... 104

Gambar 4.1. AHU Carrier 39G ........................................................................ 114Gambar 4.4. FCU 42CMX,C/V-2ROW ........................................................... 120Gambar 5.1. Two Pipe Direct Return System ................................................... 125Gambar 5.2. Friction loss for water in cooper tubing – open or closed system .............................................................................. 130Gambar 5.3. Skema sistem perpipaan Lantai II

  Hotel Santika Premiere Yogyakarta ............................................. 132

Gambar 5.4. Skema sistem perpipaan jalur I lantai II

  Hotel Santika Premiere Yogyakarta ............................................. 135

Gambar 5.5. Skema sistem perpipaan jalur II lantai II

  Hotel Santika Premiere Yogyakarta ............................................. 138

Gambar 5.6. Skema sistem perpipaan jalur III lantai II

  Hotel Santika Premiere Yogyakarta................................................142

Gambar 5.7. Skema sistem perpipaan jalur IV lantai II

  Hotel Santika Premiere Yogyakarta................................................144

Gambar 5.8. Friction Loss For Air Flow in Galvanized Steel round Ducts ....... 151Gambar 5.9. Equivalent round duct sizes ......................................................... 152Gambar 5.10. Sistem ducting untuk lantai II Hotel Santika Premiere

  Yogyakarta .................................................................................. 184

Gambar 5.11. Sistem ducting untuk AHU I lantai II hotel Santika Premiere

  Yogyakarta ....................................................................................154

Gambar 5.12. Sistem ducting untuk AHU II lantai II hotel Santika Premiere

  Yogyakarta .....................................................................................157

Gambar 5.13. Sistem ducting untuk AHU III lantai II hotel Santika Premiere

  Yogyakarta .....................................................................................161

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pada masa sekarang ini tuntutan kebutuhan hidup makin lama makin banyak. Salah satu dari sekian banyak kebutuhan manusia adalah kebutuhan akan rasa nyaman di dalam beraktivitas. Kenyamanan di dalam beraktivitas dapat dicapai dengan tersedianya lingkungan yang bersih, sejuk, dan bebas dari polusi. Tentu keadaan yang seperti ini sudah sangat jarang ditemukan di lingkungan tempat tinggal kita, khususnya daerah perkotaan.

  Dalam kondisi seperti ini, manusia dituntut untuk aktif di dalam berbagai macam kegiatan/aktivitas. Akan tetapi, dengan keadaan udara yang panas, kotor, dan kurangnya suplai oksigen yang kita hirup dalam udara akan menyebabkan manusia lebih cepat lelah, mengantuk, malas beraktivitas, dan sangat dimungkinkan timbulnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan saluran pernapasan.

  Udara kotor dapat disebabkan karena adanya berbagai macam polusi udara. Polusi udara ini dapat disebabkan dari berbagai macam sumber, yaitu asap knalpot kendaraan bermotor, asap rokok, asap dari pabrik-pabrik yang beroperasi, asap pembakaran sampah, bakteri/virus, bau keringat manusia.

  Berbagai macam upaya telah dilakukan manusia untuk mengurangi udara panas dan kotor. Salah satunya dengan menggunakan AC (Air Conditioning), pada bangunan dapat berupa AC sentral atau AC split. Untuk bangunan dengan ukuran yang besar, seperti rumah sakit, bank, perkantoran, hotel, supermarket, mall dll lebih cocok menggunakan AC sentral, tetapi untuk bangunan dengan ukuran kecil ataupun sedang akan lebih cocok menggunakan AC split.

  Gedung Hotel Santika Premiere Yogyakarta merupakan salah satu gedung yang berperan penting dalam mobilitas tamu pengunjung atau turis/ wisatawan asing maupun domestik dengan berbagai keperluan/ kegiatan. Oleh karena itu, untuk mendukung seluruh kegiatan di dalamnya, maka sirkulasi udara di dalam gedung hotel harus dibuat sedemikian rupa sehingga pengunjung di dalamnya merasa nyaman dan betah.

1.2 Tujuan 1. Mengkondisikan udara dalam suatu ruangan pada suhu yang nyaman.

  2. Mengkondisikan udara dalam suatu ruangan pada RH (kelembaban) tertentu.

  3. Mengkondisikan ruangan agar udara segar tercukupi.

  4. Menjaga agar udara di dalam ruangan bersih dan terbebas dari polusi, baik itu dari debu, kuman, virus, bakteri, maupun bibit penyakit.

  5. Menghilangkan bau–bau yang menyengat dari ruangan.

  6. Membuang udara kotor yang ada dalam ruangan.

  7. Mengatur sistem aliran udara dalam udara sehingga kondisi udara baik suhu dan kelembabannya merata.

  1.3 Manfaat 1. Membuat tamu hotel merasa nyaman untuk beristirahat di dalam kamar.

  2. Membuat tamu hotel merasa betah di dalam hotel.

  3. Memberikan suplai udara segar pada tamu hotel.

  4. Meningkatkan produktivitas para staff Hotel Santika Premiere Yogyakarta

  1.4 Langkah perancangan 1. Menentukan gedung yang akan dijadikan sebagai latar perancangan.

  2. Mengetahui atau menggambar terlebih dahulu denah ruangan.

  3. Melakukan perhitungan beban pendinginan dalam setiap ruangan.

  4. Menentukan air cooled chiller yang akan digunakan sesuai beban pendinginan.

  5. Menentukan AHU (Air Handling Unit) dan FCU (Fan Coil Unit)

  6. Menggambar dan merancang sistem pengkondisian udara, baik itu ducting maupun sistem perpipaannya.

  1.5 Batasan Masalah Batasan masalah dalam perancangan ini adalah merancang sistem pengkondisian udara (AC) yang diperuntukkan bagi lantai II Hotel Santika Premiere Yogyakarta yang terarah di Jalan Jenderal Sudirman No.19 Yogyakarta.

  Sistem pengkondisian yang dipilih adalah sistem AC sentral,

  AC sentral ini dirancang menggunakan mesin pendinginan udara (Air

  

Cooled Chiller) , AHU (Air Handling Unit), dan FCU (Fan Coil Unit)

  Air Cooled Chiller, AHU, dan FCU yang akan digunakan pada rancangan ini sudah terdapat dipasaran.

  Temperatur udara lingkungan yang terarah diluar dan didalam ruangan dianggap tetap (yang tidak berubah terhadap waktu).

Gambar 1.1 Hotel Santika Premiere YogyakartaGambar 1.2 Hotel Santika Premiere Yogyakarta

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor

  Panas didefinisikan sebagai bentuk energi yang berpindah antara dua sistem yang dikarenakan perbedaan temperatur. Sedangkan dalam kehidupan sehari- hari, kalor sering digunakan untuk mengartikan tenaga dalam (energi internal). Dalam termodinamika, kalor dan energi internal adalah dua hal yang berbeda, energi adalah suatu sifat tetapi kalor bukan merupakan sifat. Suatu benda mengandung energi tetapi bukan kalor, energi berhubungan dengan suatu keadaan sedangkan kalor berhubungan dengan proses. Maka dalam termodinamika, kalor berarti heat transfer. Perpindahan kalor (heat transfer) adalah energi sebagai hasil dari perbedaan temperatur. Adapun mekanisme perpindahan kalor dapat terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.

2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi

  Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses mengalirnya kalor dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur lebih rendah di dalam satu medium atau antar medium berlainan yang bersinggungan secara langsung.

  2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi

  Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang disebabkan karena adanya fluida yang mengalir. Perpindahan kalor konveksi dapat terjadi secara alami (natural convection) dan secara paksa (forced convection). Konveksi alami terjadi karena adanya fluida yang mengalir tanpa ada sumber gerakan dari luar. Sedangkan konveksi paksa terjadi karena adanya sumber gerakan dari luar yang menyebabkan fluida mengalir, misalnya kipas, pompa, kompresor, blower, dan sebagainya.

  2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi

  Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan panas oleh adanya gerakan gelombang elektromagnetik. Pada perpindahan panas konduksi dan konveksi memerlukan adanya media, tetapi pada perpindahan kalor secara radiasi di ruang hampa atau tanpa adanya perantara medium juga dapat terjadi.

2.2. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya

  Tujuan dari penyegaran udara adalah supaya temperatur, kelembaban, kebersihan dan distribusi udara dalam ruangan dapat dipertahankan pada tingkat yang diinginkan.

2.3. Sistem Penyegaran Udara

  Jenis sistem penyegaran udara yang digunakan dalam perancangan adalah sistem udara penuh dan sistem air penuh.

  2. 3. 1. Si ste m Uda ra Penuh

  Pada sistem udara penuh campuran udara luar dan udara ruangan didinginkan dan dilembabkan, kemudian dialirkan kembali ke dalam ruangan melalui saluran ud ara (d uct ing). Mesin pendingin dari sistem udara penuh terarah di dalam ruangan yang akan disegarkan.

  Keuntungan dari sistem udara penuh adalah sederhana, mudah perancangan, pemasangan, pemakaian dan perawatannya. Sedangkan kerugiannya adalah kesulitan pengaturan temperatur dan kelembaban dari ruangan yang disegarkan karena beban kalor dari setiap ruangan dapat berbeda antara satu sama lain, serta saluran utama berukuran besar sehingga makan tempat.

Gambar 2.1 Sistem Udara Penuh

2.3.2. Sistem Air Penuh

  Pada sistem air penuh air dingin dialirkan mela lui FCU untuk penyegaran udara. FCU diarahkan di dalam ruangan yang akan dikondisikan udaranya dan udara luar yang diperlukan untuk ventilasi dimasukkan melalui celah-celah pintu, jendela atau lubang udara pada dinding. Udara luar tersebut langsung masuk ke d a la m ruangan dengan tanpa didinginkan terlebih dahulu. Ditinjau dari karakteristik FCU, maka yang menjadi masalah adalah kesulitan pengontrolan kelembaban pada sistem air penuh, sehingga tidak cocok untuk digunakan pada gedung-gedung yang besar, akan tetapi keuntungan menggunakan sistem ini biaya awal yang digunakan cenderung lebih rendah dibandingkan sistem udara penuh.

Gambar 2.2 Sistem Air Penuh

2.3.3. Sistem Air-Udara

  Ciri-ciri sisttem air-udara,seperti yang terlihat pada Gambar 2.3, unit koil-kipas udara atau unit induksi dipasang di dalam ruangan yang akan disegarkan. Air dingin (dalam hal pendinginan) atau air panas (dalam hal pemanasan) dialirkan ke dalam unit tersebut sedangkan udara ruangan dialirkan ke dalam ruangan tersebut sehingga menjadi dingin atau panas. Selanjutnya udara tersebut bersirkulasi di dalam ruangan. Demikian pula untuk keperluan ventilasi udara luar yang telah didinginkan atau dikeringkan atau udara luar yang telah dipanaskan atau dilembabkan dialirkan dari mesin penyegar ke dalam ruangan yang ingin disegarkan.

  Oleh karena berat jenis air dan kalor spesifik air lebih besar dari udara maka baik daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor yang sama adlah lebih kecil.dengan demikian untuk mengatasi beban kalor dari ruangan yang akan disegarkan, banyaknya udara dari mesin penyegar udara sentral adalah lebih kecil. Maka ruangan yang diperlukan untuk menempatkan saluran udara menjadi lebih kecil. Disamping itu, ukuran mesin penyegar udara dan daya yang diperlukan oleh penyegar udara menjadi lebih kecil daripada sitem udara penuh.

  Seperti yang terlihat pada Gambar 2.3, untuk sistem air udara jumlah pemasukkan udara ke dalam runagan biasanya sama dengan jumlah udara luar untuk ventilasi atau jumlah udara yang keluar ruangan. Udara luar tersebut didinginkan, dilembabkan, dipanaskan dan dikeringkan termasuk dari sebagian beban kalor ruangan. Udara tersebut dinamai udara primer.

Gambar 2.3 Sistem Air-Udara

2.4. Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi Uap

2.4.1. Proses Siklus Kompresi Uap

  Mesin pendingin dengan siklus kompresi uap menggunakan empat komponen utama yaitu: kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator. Sistem ini menggunakan kompresor untuk mengalirkan refrigeran yang ada di dalam sistem. Kompresor mengisap uap tekanannya diusahakan supaya tetap rendah agar refrigeran senantiasa berada dalam keadaan uap dan bertemperatur rendah. Di dalam kompresor, tekanan refrigeran dinaikkan sehingga memudahkan pencairannya kembali. Energi yang diperlukan untuk kompresi diberikan oleh motor listrik yang menggerakkan kompresor. Uap refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada akhir kompresi dapat dengan mudah dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin atau dengan udara lingkungan temperatur normal.

  Di mana uap refrigeran melepaskan kalor laten pengembunannya kepada air pendingin atau udara pendingin di dalam kondenser, sehingga mengembun dan menjadi cair.

  Selama refrigeran mengalami perubahan dari fasa uap ke fasa cair, terdapat campuran refrigeran dalam fasa uap dan cair, tekanan pengembunan dan temperatur pengembunannya konstan.

  Kalor yang dikeluarkan di dalam kondenser adalah jumlah kalor yang diperoleh dari udara yang mengalir melalui evaporator (kapasitas pendinginan) dan kerja (energi) yang diberikan oleh kompresor kepada refrigeran. Uap refrigeran menjadi cair sempurna di dalam kondensor, kemudian dialirkan ke dalam pipa evaporator melalui katup ekspansi. Dalam hal ini, temperatur refrigeran cair biasanya 5-10 °F lebih rendah dari temperatur refrigeran cair jenuh pada tekanan kondensasinya.

  Temperatur tersebut menyatakan besarnya derajat pendinginan lanjut (degree of subcooling).

  Untuk menurunkan tekanan dari refrigeran cair bertekanan tinggi yang dicairkan di dalam kondensor supaya dapat mudah menguap maka dipergunakan alat yaitu katup ekspansi atau pipa kapiler. Diameter dalam dan panjang dari katup ekspansi ditentukan berdasarkan besarnya perbedaan tekanan yang diinginkan, antara bagian yang bertekanan tinggi dan bagian yang bertekanan rendah, dan jumlah refrigeran yang bersirkulasi.

  Tekanan cairan refrigeran yang keluar dari katup ekspansi didistribusikan secara merata ke dalam pipa evaporator. Di dalam evaporator, refrigeran akan menguap dan menyerap kalor dari udara ruangan yang dialirkan melalui permukaan luar dari pipa evaporator.

  Apabila udara didinginkan di bawah titik embun, maka air yang ada dalam udara, akan mengembun pada permukaan evaporator.

Gambar 2.4. Siklus kompresi uap Cairan refrigeran diuapkan secara berangsur-angsur karena menerima kalor laten penguapan, selama mengalir di dalam pipa evaporator. Selama proses penguapan, di dalam pipa akan terdapat campuran refrigeran dalam fasa cair dan gas. Oleh sebab itu, biasanya

  ∘

  dilakukan pemanasan lanjut (superheating) sebesar 5 - 10 F lebih tinggi dari uap jenuh, agar refrigeran masuk ke kompresor semuanya berwujud gas. Selanjutnya refrigeran masuk ke dalam kompresor dan siklus tersebut terjadi secara berulang-ulang. Tujuan lain dari subcooling dan superheating adalah untuk menaikkan nilai COP (Coefficient of Performance).

  P P h

Gambar 2.5. Diagram P – h

  Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. sebagai berikut :

  2 - 4 : Proses pelepasan kalor dan pengembunan refrigeran 4 - 5 : Proses pendinginan lanjut (subcooling) 5 - 6 : Proses penurunan tekanan (throtling) berlangsung di katup ekspansi 6 - 1 : Proses penguapan berlangsung di evaporator

2.4.2. Perhitungan Siklus Kompresi Uap

  Perhitungan siklus kompresi uap dengan berdasarkan diagram P–h dapat menentukan besarnya daya kompresor yang diperlukan dan COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin. Daya kompresor yang diperlukan untuk mengkondisikan udara pada temperatur tertentu adalah :

  W komp =

  2 -h 1 ) (BTU/menit)...............................................(2.1)

  ̇. (h keterangan : ̇ : massa aliran refrigeran (lb/menit) h

  1 : besarnya entalpi pada saat masuk kompresor (BTU/lb)

  h

  2 : besarnya entalpi pada saat keluar dari kompresor (BTU/lb) Refrigeration Effect (RE) adalah

  RE = h

  1 -h

6 (BTU/Ib) …………………………………………(2.2)

  Keterangan : H

  6 : besarnya entalpi pada saat masuk evaporator (BTU/lb) Kalor yang diserap evaporator adalah : Q in = (h

  1 -h 6 ) (BTU/mnt)…………………………………... (2.3)

  ̇ Dari persamaan (2.2) dan (2.3), maka laju aliran massa refrigeran dapat ditulis :

  = =

  ̇ .............................................................(2.4) Kalor yang dilepas kondenser adalah Q out =

  2 -h 4 ) (BTU/mnt) ………………………………....(2.5)

  ̇(h Keterangan : h

  4 : besarnya entalpi pada saat sebelum masuk proses subcooling

  (BTU/lb) COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin adalah :

  

= ..........................................................................(2.6)

2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara

  Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar temperatur, kelembapan, kebersihan dan pendistribusian udara dapat dipertahankan pada keadaan yang diinginkan. Oleh sebab itu, perancangan harus mempertimbangkan faktor-faktor dalam pemilihan sistem penyegaran udara. Adapun faktor-faktor pemilihan sistem penyegaran udara meliputi : a. Faktor kenyamanan

  Kenyamanan pada sistem penyegaran udara yang dirancang ditentukan oleh beberapa parameter, antara lain : aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi, tingkat kebisingan dan interior ruangan. Tingkat keadaan pada sistem penyegaran udara dirancang dapat diatur dengan sistem pengaturan yang ada pada mesin penyegar udara.

  b. Faktor ekonomi Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem pengaturan yang digunakan harus diperhitungkan pula segi-segi ekonominya. Oleh sebab itu, dalam perancangan sistem penyegaran udara harus mempertimbangkan biaya awal, operasional, dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal dengan biaya total yang serendah-rendahnya.

  c. Faktor operasi dan perawatan Pemilihan sistem penyegaran udara yang paling disukai adalah sistem yang mudah dipahami konstruksi, susunan dan cara menjalankannya.

  Beberapa faktor pertimbangan operasi dan perawatan meliputi : Konstruksi sederhana Tahan lama Mudah direparasi jika terjadi kerusakan Mudah perawatannya

  Dapat fleksibel melayani perubahan kondisi operasi Efisiensi tinggi

2.6. Komponen Utama Mesin Pendingin/Refrigerasi

  Komponen utama dari mesin pendingin/refrigerasi terdiri dari kompresor, kondenser, katup ekspansi dan evaporator.

2.6.1. Kompresor

  Da la m s ist e m p e nye gara n udara, fu ngs i dar i ko mpr eso r ada la h u nt uk mengalirkan dan menaikkan tekanan refrigeran dalam mesin pendingin agar dapat berlangsung proses pendingin. Kompresor terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

  Kompresor torak (reciprocating compressor) Kompresor rotary (rotary compressor) Kompresor sentrifugal (centrifugal compressor) Kompresor hermetik (hermetic compressor) Kompresor semi hermetik

  Perancangan sistem pengkondisian udara ini akan digunakan jenis kompresor torak semi hermetik (semi hermetic compressor) dengan pertimbangan efisiensi tinggi, tidak berisik, perawatan lebih mudah, dapat mencegah kebocoran refrigeran dan umur pakai lebih panjang. Pada Gambar 2.6. menunjukkan konstruksi dari kompresor torak semi hermatic.

Gambar 2.6. kompresor torak

  Adapun cara kerja kompresor torak sebagai berikut : Lubang yang dilalui refrigeran menuju ke kompresor dan dari kompresor dikontrol oleh katup masuk (suction valve) dan katup keluar

  (discharge valve). Kedua katup tersebut terarah pada bagian tutup silinder. Gerak naik turun katup menyebabkan refrigeran dapat mengalir keluar melalui saluran keluar (discharge) dan dapat masuk melalui saluran masuk (suction).

  Pada saat torak bergerak ke bawah (menjauhi dari katup masuk) maka tekanan di dalam silinder menjadi berkurang lebih kecil dibanding tekanan di atasnya, dengan demikian refrigeran akan dapat mendorong katup masuk ke sebelah dalam dan mengalirlah refrigeran masuk ke dalam silinder kompresor.

  Pada saat gerak katup ke atas dan katup tertutup (karena telah dicapai keseimbangan) tekanan di dalam silinder naik sedikit demi sedikit sesuai uap refrigeran dikompresikan sehingga sanggup mendorong katup keluar (discharge valve) ke arah atas dan dapat mengalirkan refrigeran tersebut menuju kondenser pada tekanan dan temperatur tinggi.

Gambar 2.7. Langkah kerja kompresor

  Berdasarkan Gambar 2.7. torak berada di titik mati atas, katup masuk (suction valve) dan katup keluar (discharge valve) tertutup. Katup keluar (discharge valve) tertutup karena gaya tekan dari luar terhadapnya, sedangkan katup masuk (suction valve) tertutup karena tekanan yang ada pada ruang antara (clearance) kepala kepala torak dengan tutup silinder. Jika torak bergerak ke bawah tekanan di dalam silinder menjadi menurun karena volumenya membesar.