PERANCANGAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA UNTUK STUDIO 21 DI PLAZA AMBARRUKMO YOGYAKARTA TUGAS AKHIR - Perancangan sistem pengkondisian udara untuk studio 21 di Plaza Ambarrukmo Yogyakarta - USD Repository

PERANCANGAN SISTEM PENGKONDISIAN UDARA
UNTUK STUDIO 21 DI PLAZA AMBARRUKMO
YOGYAKARTA
TUGAS AKHIR
No: 704 / TA / FT-USD / TM / September / 2006

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S1

Program Studi Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin

Yoyakarta
2006

Diajukan Oleh :
DANI FABIAN MARTHENIA
NIM : 035214021

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA
2007

AIR CONDITIONING SYSTEM DESIGN OF STUDIO 21
IN AMBARRUKMO PLAZA
YOGYAKARTA
TUGAS AKHIR
No: 704 / TA / FT-USD / TM / September / 2006

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S1

Program Studi Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin

Yoyakarta
2006

Diajukan Oleh :
DANI FABIAN MARTHENIA
NIM : 035214021

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007

PERNYATAAN

Dengan ini penulis menyatakan bahwa Tugas Akhir ini belum pernah ada
dan belum pernah diajukan di suatu Perguruan Tinggi manapun. Penulis dapat
mempertanggung jawabkan bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil karya penulis
yang otentik dan belum pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali
yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, Januari 2007

Penulis

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk
Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberkati aku dan keluargaku
Kedua Orang Tua yang selalu menyayangiku
untuk Ato dan Ape
untuk saudara-saudaraku
dan untuk sahabat-sahabatku

vi

MOTO

Hidup tidaklah untuk mengeluh dan mengaduh
Hidup adalah untuk mengolah hidup
Bekerja membalik tanah,
Memasuki rahasia langit dan samudera.
Serta mencipta dan mengukir dunia.
Kita menyandang tugas
Karena tugas adalah tugas,

Bukan demi sorga atau neraka.
Tetapi demi kehormatan seorang manusia.
(sajak-sajak sepatu tua, Rendra)

vii

KATA PENGANTAR

Syukur dan sembah kepada Tuhan Yesus Kristus, karena berkat
pertolongan dan kekuatan-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib ditempuh
setiap Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini merupakan sarana penuangan pengetahuan
yang telah diterima penulis dari perkuliahan awal semester hingga akhir semester.
Tugas Akhir ini membahas mengenai perancangan, pemilihan alat, dan
perhitungan beban pendinginan dari Studio 21 yang akan digunakan dalam
perancangan sistem pengkondisian udara di Studio 21 yang terletak di gedung
Plaza Ambarrukmo Yogyakarta.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas
segala bantuan, saran, dan fasilitas yang telah diberikan sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Ir. Gregorius Heliarko, SJ, S.S., B.ST., M.A., M.Sc., selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma
2. Bapak Ir. PK. Purwadi, M.T. selaku Dosen Pembimbing dalam
menyelesaikan Tugas Akhir
3. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Universitas Sanata Dharma

viii

4. Seluruh rekan dosen Teknik Mesin dan sekretariat yang telah memberikan
semangat dan dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Khususnya
kepada Bpk Ir Y B Lukiyanto, M.T. dan Ign. Tri Widaryanto
5. Management Studio 21 yang telah mengijinkan penulis mengambil data di
Studio 21. Khususnya pada Pak Erry dan Pak Ilham.
6. Papih, Mamih, Ato, Ape, Ci Dian, Ci Dina, dan Anton yang selalu
memberikan dorongan dan semangat dalam mengerjakan Tugas Akhir
7. Seluruh rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2003, khususnya
Yohanes (apek), Endro, Yosafat, Suliongto (iyong), Yandy, Purnomo, Fo

Sin

yang

telah

memberikan

dorongan

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan Tugas Akhir
Juga kepada seluruh rekan-rekan yang secara langsung maupun tidak langsung
membantu saya selama perkuliahan di kampus hijau Universitas Sanata Dharma.
Penulis sungguh bangga bisa diterima dan menimba ilmu dengan baik di kampus

ini. Penulis juga memohon maaf apabila ada nama yang tidak tersebutkan.
Usaha yang penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun penulis
menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu
penulis mohon maaf atas segala kekurangan dan kesalahan yang terdapat dalam
penulisan ini. Saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat penulis
harapkan demi perbaikan dikemudian hari.
Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini memberikan manfaat
bagi pembaca.
Penulis

ix

ABSTRACT

System condition of air are treatment process to air to arrange temperature,
dampness, hygiene, and air distribution at a time utilize to reach balmy condition
which required. An system of air condition of air is usually used for the
requirement of freshment and for requirement an industry. Election an system of
air condition have to precisely pursuant to its usefulness, so that the overall of
used system and institution unit of air condition of which used can give result of

maximal.
System of air condition of air basically there are four important treatment
to refrigeran, that is compression, condensation, degradation of pressure, and
evaporation. In evaporator happened absorbtion of heat of room to condition,
while in condenser, that heat is thrown to environment. Level of accepted by
refrigeration burden is evaporator come from two burden type of heat, that is
burden of sensible heat, and burden of latent heat. Level of burden of this heat can
be calculated pursuant to different temperature, difference of dampness of air, also
other factors which influence

x

INTISARI

Sistem pengkondisian udara merupakan suatu sistem perlakuan terhadap
udara untuk mengatur suhu, kelembaban, kebersihan, dan pendistribusiannya
secara serentak guna mencapai kondisi nyaman yang dibutuhkan. Suatu sistem
pengkondisian udara biasanya digunakan untuk kebutuhan kenyamanan dan untuk
kebutuhan suatu industri. Pemilihan suatu sistem pengkondisian udara harus tepat
berdasarkan kegunaannya, sehingga keseluruhan sistem yang digunakan dan unit

instansi pengkondisian yang digunakan bisa memberikan hasil yang maksimal.
Sistem pengkondisian udara pada dasarnya terdapat empat perlakuan
penting terhadap refrigeran, yaitu pemampatan, pengembunan, penurunan
tekanan, dan penguapan. Di evaporator terjadi penyerapan kalor dari ruangan
yang akan di kondisikan, sedangkan di kondenser, kalor itu dibuang ke
lingkungan. Besarnya beban pendinginan yang diterima evaporator berasal dari
dua jenis beban kalor, yaitu beban kalor sensibel, dan beban kalor laten. Besarnya
beban kalor ini dapat dihitung berdasarkan perbedaan temperatur, perbedaan
kelembaban udara, juga faktor-faktor lain yang mempengaruhi.
Pada perancangan suatu sistem pengkondisian udara harus terlebih dahulu
dihitung total beban pendingnan, setelah itu dapat dipilih dan di pasang kapasitas
mesin pendiginan yang sesuai dengan ruangan yang akan dikondisikan.

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .....................................……………...………………………i
HALAMAN JUDUL BAHASA INGGRIS.............................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING......................................................iii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI DAN DEKAN.......................................iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.............................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN………...…..............………………………...….vi
MOTO....................................................................................................................vii
KATA PENGANTAR..........................................................................................viii
ABSTRACT.............................................................................................................x
INTISARI................................................................................................................xi
DAFTAR ISI..........................................................................................................xii
DAFTAR TABEL.................................................................................................xvi
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xvii
BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1
I.1. Pengantar Sistem Air Conditioning……….………………………......1
I.2. Batasan Masalah..…………………....………………………………..3
I.3. Asumsi...................................................................................................3
I.4. Tujuan Perancangan...............................................................................4
I.5. Manfaat Perancangan.............................................................................4

xii

I.6. Langkah-langkah Perancangan..............................................................5

BAB II DASAR TEORI...........................................................................................6
II.1. Definisi Sistem Penyegaran Udara.......................................................6
II.2. Sistem Kerja dan Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Dalam Sistem
Pengkondisian Udara............................................................................7
II.3. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara.....8
II.4. Aplikasi Sistem Pengkondisian Udara...............................................18
II.5. Macam-Macam Sistem Pengkondisian Udara....................................20
II.6. Pengertian Water Chiller Dalam Pengkondisian Udara.....................26
II.7. Aplikasi Penggunaan Pengkondisian Udara.......................................27
II.8. Jenis-Jenis Instalasi Pengkondisian Udara........................................29
II.9. Komponen Utama Pada Mesin Refrigerasi........................................34
II.10. Alat-Alat Pendukung Lain................................................................46
BAB III PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN..........................................63
III.1. Kondisi Umum bangunan..................................................................65
II.2. Perhitungan Beban Pendinginan.........................................................72
III.2.1. Perhitungan Perpindahan Kalor Melalui Tembok Dan
Atap.....................................................................................72
III.2.2. Perhitungan Perpindahan Kalor melalui lantai, kaca, langitlangit, partisi dan infiltrasi..................................................76
III.2.3. Perhitungan Beban Kalor Karena Adanya Sumber Kalor di
Dalam Ruangan..................................................................80

xiii

BAB IV PEMILIHAN KOMPONEN UTAMA..................................................101
IV.1. Siklus Refrigerasi............................................................................101
IV.2. Diagram Mollier..............................................................................105
IV.2.1. Diagram Mollier untuk R-22...........................................108
IV.2.2. Diagram Mollier untuk HFC-134a...................................113
IV.2.3. Diagram Mollier untuk Karbon dioksida (CO2)
R-744................................................................................117
IV.3. Pemilihan Komponen Utama..........................................................121
IV.3.1. Refrigeran.........................................................................121
IV.3.2. Kompresor........................................................................122
IV.3.3. Evaporator........................................................................126
IV.3.3.1.Perhitungan Perancangan Evaporator................129
IV.3.4. Kondenser........................................................................135
IV.3.4.1. Pemilihan Kondenser........................................135
IV.3.4.2 Perancangan Kondenser.....................................136
IV.3.5. Katup Ekspansi................................................................142
IV.3.5.1.Pemilihan Katup ekspansi..................................142
IV.3.5.2. Perancangan Katup Ekspansi............................145
BAB V PEMILIHAN KOMPONEN PENDUKUNG.........................................148
V.1. Menara Pendingin………….……………………………………....148
V.2. Pompa dan Perpipaan.......................................................................151
V.3. Perancangan Blower/Fan Evaporator...............................................163
V.4. Perancangan saluran udara (ducting)...............................................165

xiv

V.5. Peralatan Pendukung lain.................................................................171
BAB VI PENGOPERASIAN, PEMELIHARAAN DAN PERAWATAN WATER
CHILLER.................................................................................................174
VI.1. Operasianal Water Chiller...............................................................174
VI.1.1 Petunjuk Pengoperasian Menjalankan Water Chiller.......174
VI.1.2. Petunjuk Pengoperasian Mematikan Water Chiller.........175
VI.1.3. Sistem Kontrol.................................................................176
VI.2. Pemeliharaan dan Perawatan Unit Water Chiller..........................179
BAB VII KESIMPULAN....................................................................................183
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................187
LAMPIRAN.........................................................................................................188

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan beberapa
Refrigerant…………………………………………………………….9
Tabel 2.2. Temperatur penguapan dan tekanan penguapan dari beberapa
Refrigeran.............................................................................................11
Tabel 2.3. Kondisi temperatur dan kelembaban untuk penyegaran udara
industri...................................................................................................20
Tabel 3.1. Dimensi Bangunan Studio 21................................................................67
Tabel 3.2. Luas Bangunan yang bersebelahan dengan ruangan yang di
kondisikan.............................................................................................74
Tabel 3.3 Besar

Heat

Gain

(Beban Kalor)

dari

masing-masing

tembok...................................................................................................74
Tabel 3.4. Data - data

dari

Studio

21, Gedung

Plaza

Ambarrukmo

Yogyakarta............................................................................................79
Tabel 3.5. Tabel Hasil Perhitungan........................................................................94
Tabel 5.1. Ukuran ducting....................................................................................171

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Siklus refrigerasi……………………………………………………..7
Gambar 2.2 (a). Keterangan tentang diagram Mollier...........................................12
(b). Garis Isobar dan garis isoentalpi ................................................13
(c). Garis Isotermal dan garis isovolume spesifik..............................13
(d). Garis iso kering............................................................................13
(e). Garis isentropis...........................................................................13
Gambar 2.3. Diagram mollier dan siklus refrigerasi..............................................15
Gambar 2.4. Sistem Udara penuh...........................................................................21
Gambar 2.5. Damper, pengatur kapasitas udara.....................................................22
Gambar 2.6. Sistem air-udara.................................................................................23
Gambar 2.7. Sistem air-penuh................................................................................24
Gambar 2.8. Sistem udara tunggal, jenis window..................................................25
Gambar 2.9. Mesin Water Chiller..........................................................................27
Gambar 2.10. Air Handling Unit (AHU)...............................................................30
Gambar 2.11. Fan Coil Unit (FCU)........................................................................31
Gambar 2.12. Unit induksi.....................................................................................32
Gambar 2.13. Unit pengkondisian udara jenis paket.............................................33
Gambar 2.14. Jenis lantai, Jenis langit-langit, dan jenis window..........................34
Gambar 2.15. Sebuah kompresor torak 16 silinder untuk amoniak.......................35

xvii

Gambar 2.16. Pandangan urai dari bagian-bagian utama kompresor sekrup.........36
Gambar 2.17. Sebuah sistem kompresor sentrifugal. Kondensor berada di bagian
atas, dan evaporator pendingin air berada di bagianbawah.............37
Gambar 2.18. Pompa Sentrifugal air ke kondenser, pada Plaza Ambarrukmo…..47
Gambar 2.19. Skema kerja menara pendingin.......................................................49
Gambar 2.20. (a). Contoh Menara pendingin jenis aliran berlawanan…………..49
Gambar 2.20. (b). Contoh menara pendingin jenis aliran melintang…………….50
Gambar 2.21. Gate valve pada gedung Plaza Ambarrukmo Yogyakarta………...60
Gambar 2.22. Pressure Gauge……………………………………………………61
Gambar 3.1. Denah Studio 21……………………………………………………66
Gambar 4.1. Hubungan

antara

AHU – Mesin Pendingin – Menara

Pendingin…………………………………………………………107
Gambar 4.2 Diagram Mollier Untuk R-22……………………………………...112
Gambar 4.3. Diagram Mollier untuk Refrigeran HFC-14a..................................116
Gambar 4.4. Diagram Mollier untuk refrigeran CO2 (R-744).............................120
Gambar 4.5. Evaporator dengan arah aliran berlawanan 1-1 pass.......................127
Gambar 4.6. Susunan pipa....................................................................................128
Gambar 4.7 Penampang kondenser pipa tembaga...............................................137
Gambar 4.7. Katup Ekspansi tekanan konstan.....................................................143
Gambar 4.8. Skema katup ekspansi termostatik..................................................144
Gambar 5.1. Pompa Sentrifugal untuk Air Dingin menuju AHU.......................158
Gambar 5.2. Contoh ducting pada gedung Kantor Dirjen Pajak, Yogyakarta.....166
Gambar 5.3. Skema suply ducting yang melayani lobby....................................167

xviii

Gambar 5.4. Komponen pendukung Air Handling Unit.....................................172
Gambar 5.5. Flexible ducting pada Plaza Ambarrukmo, Yogyakarta…….……173

xix

1

BAB I
PENDAHULUAN

I.1. Pengantar Sistem Air Conditioning
Sistem pengkondisian udara atau yang lebih dikenal sebagai air
conditioning (AC) merupakan suatu cara untuk mengatur udara yang biasa kita
gunakan untuk beraktifitas atau yang ada di sekitar kita, sehingga udara yang
digunakan memberikan kenyamanan dan keuntungan dalam beraktifitas.
Terdapat berbagai macam instalasi dan sistem untuk mengkondisikan
udara, tetapi umumnya instalasi pengkondisian udara digunakan untuk mengatur
suhu udara, kebersihan udara, kelembaban udara, bau, dan kesegaran udara.
Instalasi pendinginan udara pertama kali ditemukan dan dipatenkan oleh
Joseph Mc Creaty, seorang berkebangsaan Amerika pada tahun 1897. Pada saat
itu Instalasi tersebut dinamakan mesin pencuci udara (air washer), yaitu sistem
dengan menggunakan percikan air. Sedangkan Instalasi pengatur temperatur dan
kelembaban udara ditemukan oleh Dr Willis Haviland dari Amerika Serikat pada
tahun 1906, pada waktu itu beliau berhasil menyegarkan udara dari sebuah
percetakan dengan menggunakan sistem pencuci udara. Dalam hal itu beliau
mendinginkan dan menjenuhkan udara sampai mencapai titik embunnya.
Penemuan siklus refrigerasi dan perkembangan mesin refrigerasi / mesin
pendingin merintis jalan bagi pembuatan dan penggunaan mesin pengkondisian

2

udara sampai saat ini. Komponen utama dari sistem refrigerasi adalah kompresor,
kondenser, katup ekspansi dan evaporator. Dalam hal tersebut kompresor
berfungsi mengalirkan dan menaikan tekanan gas refrigeran, yang selanjutnya
dicairkan di dalam kondenser. Dari kondenser refrigeran cair diuapkan dengan
cara menyemprotkannya melalui katup ekspansi ke dalam evaporator yang
bertekanan rendah. Refrigeran yang menguap di dalam evaporator menyerap kalor
yang ada di udara sekitarnya, sehingga udara yang terserap kalornya akan terasa
dingin.
Sistem pengkondisian udara dibagi ke dalam beberapa golongan, antara
lain:
1. Sistem udara penuh
Sistem udara penuh diperlukan untuk mengkondisikan gedung-gedung
atau ruangan yang luas. Seperti aula, auditorium, super-market, gedung
pertunjukan dan bioskop.
2. Sistem air udara
Sistem air udara digunakan untuk mengkondisikan tempat yang besar,
tetapi terdapat counter-counter di dalamnya. Contohnya Studio dan Plaza.
3. Sistem Air-penuh
Sistem ini digunakan pada gedung yang tidak terlalu besar, seperti toko,
ruang pertemuan.
4. Sistem udara tunggal
Sistem udara tunggal digunakan pada ruangan yang memiliki luas yang
kecil, seperti pada kamar, ruang kerja pribadi, home-theatere.

3

I.2. Batasan Masalah
Perancangan yang penulis lakukan dalam tulisan ini adalah perancangan
sistem pengkondisian udara untuk Studio 21 yang terletak di Plaza Ambarrukmo,
jalan Laksda Adisucipto Yogyakarta. Untuk menghemat biaya perawatan dan
penghematan dikemudian hari, maka penulis memilih perancangan alat
pengkondisian udara dengan menggunakan pendingin air (water chiller),
disamping itu, untuk penghematan karena beban kalor dari dalam dan dari luar
ruangan, maka penulis merancang pengkondisian udara pada Studio 21 dengan
sistem air penuh, unit koil-kipas udara; karena dengan sistem tersebut udara
primer akan dicampur dengan udara sekunder sehingga beban kalor tidak terlalu
besar.

I.3. Asumsi
Mempertimbangkan skema ruang dan lokasi Studio 21 di gedung Plaza
Ambarrukmo Yogyakarta, maka penulis menetapkan beberapa batasan dalam
perhitungan dan perancangan, antara lain:
a. Tidak ada perpindahan kalor dari dalam lokasi Studio 21 ke luar lokasi
Studio 21, kecuali dinding yang bersentuhan dengan tempat parkir. Hal
ini ditetapkan karena lokasi Studio 21 berada hampir di tengah-tengah
gedung Plaza Ambarrukmo yang juga telah dikondisikan (diberi alat
pendingin ruangan), sehingga diasumsikan temperatur udara di luar
Studio 21 sama dengan temperatur udara di dalam lokasi Studio 21.

4

b. Kelembaban udara di dalam lokasi Studio 21 sama dengan kelembaban
udara di luar lokasi Studio 21
c. Perancangan dilakukan pada bulan Agustus, dengan cuaca cerah.
d. Perancangan dilakukan pada jam 2 siang dan pada pengunjung
terbanyak.

I.4. Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan alat pengkondisian udara yang penulis lakukan
pada Studio 21 adalah:
a. Memahami perbedaan dan pengaruh dari setiap benda/alat yang ada dalam
ruangan yang dikondisikan.
b. Memahami dan dapat menghitung besar beban pendinginan yang harus di
terima mesin pendingin.
c. Memahami cara kerja dan dapat memilih masing-masing komponen utama
dari mesin pendingin.
d. Memahami cara kerja dan dapat memilih komponen pendukung pada
sistem pengkondisian udara.

I.5. Manfaat Perancangan
Berdasarkan tujuan perancangan yang tertulis di atas, maka manfaat
perancangan ini adalah sebagai tolak ukur dalam pemilihan alat, agar sesuai
dengan tujuan yang hendak dicapai.

5

I.6. Langkah-langkah Perancangan
a. Menghitung beban pendinginan
a.1. Beban kalor Sensibel
a.2. Beban kalor Laten
b. Merancang mesin pendingin
b.1. Perancangan Kompresor
b.2. Perancangan Kondenser
b.3. Perancangan Evaporator
b.4. Perancangan Katup Ekspansi
c. Perancangan sistem Hidronik
c.1. Pemilihan Sistem perpipaan
c.2. Perancangan Pompa Air
d. Perancangan sistem ducting
d.1. Perancangan Saluran udara primer (fresh air)
e. Pemilihan alat-alat tambahan dan alat-alat kontrol

6

BAB II
DASAR TEORI

II.1 Definisi Sistem Penyegaran Udara
Suhu udara yang panas, lembab, bau dan miskin oksigen sering kali
membuat manusia merasa kurang nyaman melakukan berbagai aktifitas. Udara
yang kurang nyaman dapat menyebabkan lingkungan kerja yang tidak nyaman,
istriahat tidak maksimal, pikiran tidak segar, dan tubuh yang mudah lelah serta
tidak fit. Melihat kebutuhan manusia akan udara yang segar dan terjaga, maka
diciptakanlah suatu sistem Penyegaran udara atau Air conditioning system untuk
menghasilkan udara dengan suhu yang terjaga, kaya akan oksigen, serta bersih.
Sistem pengkondisian udara yang ada dewasa ini sudah sangat
berkembang penggunaanya mengikuti kebutuhan manusia akan udara yang segar,
kaya oksigen serta bersih (baca: udara terkondisi). Hal ini terjadi karena melihat
berbagai kebutuhan manusia untuk memperbaiki kualitas dari produk yang
dihasilkan. Contohnya dalam suatu industri, untuk meningkatkan efisiensi kerja
karyawan dan untuk menjaga mesin tetap terjaga dalam kondisi yang baik serta
untuk menjaga agar produk hasil industri tetap dalam kondisi yang baik, maka
sudah banyak industri yang menggunakan sistem pengkondisian udara.

7

II.2 Sistem Kerja Dan Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Dalam Sistem
Pengkondisian Udara
Untuk menghasilkan udara yang terkondisi dengan baik, dibutuhkan suatu
cara (perlakuan) dan suatu alat yang akan membuat udara akan terkondisikan
dengan baik. Cara yang digunakan dalam sistem refrigerasi adalah dengan
memanfaatkan sifat-sifat dari suatu cairan refrigeran dan dari hukum perpindahan
kalor. Pemanfaatan dari sifat-sifat cairan refrigeran dan dari hukum perpindahan
kalor akan mudah dijelaskan dengan siklus refrigerasi.
Pada siklus refrigerasi terdapat empat proses penting yaitu pemampatan,
pengembunan, penurunan tekanan dan penguapan. Seperti pada diagram di bawah
ini (Gambar 2.1), maka akan dijelaskan masing-masing dari proses tersebut.

KONDENSOR
pengembunan

EKSPANSI
Penurunan
tekanan
EVAPORATOR
penguapan
Gambar 2.1. Siklus refrigerasi

KOMPRESOR
pemampatan

8

1. Pemampatan (kompresi)
Alat yang digunakan dalam proses ini adalah kompresor. Kompresor
menghisap uap refrigeran dari ruang penampung uap. Di dalam ruang tersebut
tekanannya diusahakan supaya tetap rendah, hal tersebut supaya refrigeran
selalu berada dalam keadaan uap dan bertemperatur rendah. Dalam kompresor
tekanan refrigeran dinaikan sehingga memudahkan pencairannya kembali.
Energi yang dibutuhkan untuk kompresi diberikan oleh motor listrik yang
menggerakan kompresor. Jadi dalam proses kompresi energi diberikan kepada
uap refrigeran.
Saat uap refrigeran diisap masuk ke dalam kompresor, temperatur
refrigeran masih rendah; tetapi selama proses kompresi berlangsung,
temperaturnya naik. Jumlah refrigeran yang bersirkulasi dalam siklus
refrigerasi tergantung pada jumlah uap yang diisap masuk ke dalam
kompresor (seluruh refrigeran yang ada dalam mesin refrigerasi melewati
kompresor).
2. Pengembunan (kondensasi)
Pada proses ini kondensor digunakan sebagai alat pengembun
refrigeran. Uap refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada
akhir kompresi dapat dengan mudah dicairkan dengan mendinginkannya
dengan fluida pendingin (menggunakan air atau udara sebagai pendingin)
yang berada pada temperatur normal. Dengan kata lain, uap refrigeran
menyerahkan panasnya (kalor laten pengembunan) kepada fluida pendingin di
dalam kondensor, sehingga mengembun dan menjadi cair. Jadi karena fluida

9

menyerap panas dari refrigeran, maka fluida pendingin akan menjadi panas
ketika keluar dari kondensor.
Selama refrigeran mengalami perubahan dari fasa uap ke fasa cair,
dimana terdapat campuran refrigeran dalam fasa uap dan cair, tekanan
pengembunan dan temperatur pengembunannya konstan. Oleh karena itu
temperatur refrigeran dapat dicari dengan mengukur tekanannya, Tabel 2.1
menunjukan hubungan antara temperatur pengembunan (kondensasi) dan
tekanan pengembunan (kondensasi).

Tabel 2.1.Temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan beberapa
refrigeran

(Sumber : Heizo Saito dan Wiranto Arismunandar, “penyegaran udara”, 2005.)

Kalor yang dikeluarkan dari kondensor adalah besarnya kalor yang
diperoleh

dari

udara

yang

mengalir

melalui

evaporator

(kapasitas

pendinginan), dan kerja (energi) yang diberikan oleh kompresor kepada fluida
kerja. Dalam hal penyegaran udara, jumlah kalor tersebut kira-kira sama
dengan 1,2 kali kapasitas pendinginannya.
Uap refrigeran menjadi cair sempurna di dalam kondensor, kemudian
dialirkan kedalam pipa evaporator melalui katup ekspansi. Dalam hal ini,

10

temperatur refrigeran cair biasanya 2-3°C lebih rendah daripada temperatur
refrigeran cair jenuh pada tekanan kondensasinya. Temperatur tersebut
menyatakan besarnya derajat pendinginan lanjut (degree of subcooling).
3. Ekspansi (menurunkan tekanan)
Untuk menurunkan tekanan dari refrigeran cair (tekanan tinggi) yang
dicairkan di dalam kondensor, supaya dapat mudah menguap, maka
dipergunakan alat yang dinamakan katup ekspansi atau pipa kapiler.
Setiap alat tersebut terakhir dirancang untuk menurunkan tekanan
tertentu. Katup ekspansi yang biasa dipergunakan adalah katup ekspansi
termostatik yang dapat mengatur laju aliran refrigeran, yaitu agar derajat super
panas uap refrigeran di dalam evaporator dapat diusahakan konstan. Dalam
penyegar udara yang kecil, dipergunakan pipa kapilar sebagai pengganti katup
ekspansi. Diameter dalam dan panjang dari pipa kapilar ditentukan
berdasarkan besarnya perbedaan tekanan yang diinginkan, antara bagian yang
bertekanan tinggi dan bertekanan rendah, dan jumlah refrigeran yang
bersirkulasi.
Cairan refrigeran mengalir ke dalam evaporator, tekanannya turun dan
menerima kalor penguapan dari udara, sehingga menguap secara berangsurangsur. Selanjutnya, proses siklus di atas terjadi berulang-ulang.
4. Penguapan
Evaporator (penguap) yang digunakan berbentuk pipa bersirip pelat.
Tekanan cairan refrigeran yang diturunkan dari katup ekspansi di distribusikan
secara merata ke dalam pipa evaporator oleh distributor refrigeran. Dalam hal

11

tersebut refrigeran akan menguap dan menyerap kalor dari udara ruangan yang
dialirkan (untuk water chiller, yang di dinginkan adalah air yang di
distribusikan ke AHU) melalui permukaan evaporator. Apabila udara
didinginkan (di bawah titik embun), maka air yang ada dalam udara akan
mengembun pada permukaan evaporator, kemudian ditampung dan dialirkan
keluar. Jadi cairan refrigeran diuapkan secara berangsur-angsur karena
menerima kalor sebanyak kalor laten penguapan, selama mengalir di dalam
setiap pipa dari koil evaporator. Selama proses penguapan itu, di dalam pipa
akan terdapat campuran refrigeran dalam fasa cair dan gas. Dalam keadaan
tersebut, tekanan (tekanan penguapan) dan temperaturnya (temperatur
penguapan) adalah konstan. Oleh karena itu temperatur refrigeran dapat dicari
dengan mengukur tekanan refrigeran di dalam evaporator. Tabel 2.2
menunjukan hubungan antara temperatur penguapan dan tekanan penguapan.
Uap refrigeran (uap jenuh kering) yang terjadi karena penguapan sempurna di
dalam pipa, dikumpulkan di dalam sebuah penampung (header). Selanjutnya,
uap tersebut diisap oleh kompresor.

Tabel 2.2. Temperatur penguapan dan tekanan penguapan dari beberapa
refrigeran

(Sumber : Heizo Saito dan Wiranto Arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

12

Pada setiap siklus refrigerasi seperti yang telah dijelaskan di atas,
selalu terdapat perubahan fasa dari refrigeran yang digunakan. Perubahan fasa
selalu menandakan adanya perubahan temperatur dan tekanan. Maka dari
diagram mollier (diagram tekanan-entalphi) bisa memperjelas pemahaman
mengenai perubahan fasa tersebut.
Diagram mollier menunjukan karakteristik dari gas refrigeran,
sehingga dapat menyatakan hubungan antara tekanan (P) pada ordinat dan
entalpi (i) pada absis dari siklus refrigerasi. Diagram tersebut juga dinamai
diagram tekanan-entalpi atau diagram P-i.
Seperti terlukis pada Gambar 2.2 (a), diagram mollier dibagi menjadi
tiga bagian untuk membedakan tingkat keadaan cairan super dingin (subcooled), uap basah dan uap super panas (superheated vapor), oleh garis cair
jenuh dan garis uap jenuh. Pada Gambar 2.2 (b) sampai Gambar 2.2 (c),
dilukiskan garis-garis yang menghubungkan titik-titik yang sama tekanan,
entalpi, temperatur, volume spesifik, derajat kekeringan dan entropi.

Gambar 2.2 (a). Keterangan tentang diagram Mollier
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

13

Gambar 2.2. (b)

Gambar 2.2 (d)

Gambar 2.2 (c)

Gambar 2.2 (e)

(b). Garis Isobar dan garis isoentalpi
(c). Garis Isotermal dan garis isovolume spesifik
(d). Garis iso kering
(e) garis isentropis

(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

Berikut pengertian dari masing-masing istilah yang digunakan :
(1). Garis cair jenuh
Garis cair jenuh adalah bagian garis lengkung mulai dari sebelah kiri
bawah sampai kanan atas. Tingkat keadaan di mana cairan refrigeran mulai

14

menguap dinyatakan terjadi pada garis tersebut. Daerah cairan super dingin yang
temperaturnya lebih rendah daripada cairan jenuh terletak di bagian sebelah kiri
garis cairan jenuh. Daerah uap basah, yang terdiri dari campuran fasa cair jenuh
menyatakan adanya hubungan antara temperatur jenuh dan tekanan yang
bersangkutan.
(2). Garis uap jenuh
Garis uap jenuh adalah bagian kanan dari garis lengkung. Garis uap jenuh
dan garis cair jenuh bertemu pada titik kritis. Refrigeran pada garis uap jenuh ada
pada tingkat keadaan uap jenuh kering. Daerah uap super panas yang
temperaturnya lebih tinggi daripada uap jenuh ada di sebelah kanan dari garis uap
jenuh. Jadi, daerah uap basah adalah di antara garis uap jenuh dan garis cair jenuh.
(3). Tekanan (P, kg/cm2abs)
Tekanan dinyatakan pada ordinat yang berskala logaritma. Garis isobar
menghubungkan titik-titik keadaan yang bertekanan sama, yaitu garis horizontal.
Tekanan dinyatakan dalam tekanan absolut.
(4). Entalpi (i, kcal/kg)
Entalpi dinyatakan dalam absis, oleh karena itu garis isoentalpi adalah
garis vertikal.
(5). Temperatur (t, oC)
Di dalam daerah cair, garis isothermal boleh dikatakan vertikal. Garis
isothermal seringkali tidak diperlihatkan, dalam daerah uap basah, oleh karena
garis isothermal adalah horizontal berimpit dengan garis isobar yang

15

bersangkutan. Di dalam daerah super panas, garis-garis isothermal itu agak
melengkung menuju arah kanan bawah.
(6). Volume spesifik (v, m3/kg)
Garis iso-volume spesifik menghubungkan titik-titik keadaan dengan
volume spesifik sama. Arahnya sedikit miring ke kanan atas.
(7). Derajat kekeringan (x)
Garis-garis iso-derajat kekeringan merupakan garis-garis bagi dari garisgaris datar antara garis cair jenuh dan garis uap jenuh. Pada garis iso-derajat.
(8). Entropi (s, kcal/kgoK)
Garis entropi yang menghubungkan titik-titik keadaan dengan entropi
yang sama merupakan garis miring dari kiri bawah ke kanan atas. Besarnya
entropi yang bersangkutan dinyatakan dengan angka pada garis tersebut.
Gambar 2.3 menggambarkan diagram mollier yang sama, tetapi disini
digambarkan secara terpisah untuk memudahkan penjelasannya.

Gambar 2.3. Diagram mollier dan siklus refrigerasi
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

16

II.3 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara.
Tujuan dari penyegaran udara adalah supaya temperatur, kelembaban,
kebersihan, dan distribusi udara dalam ruangan dapat dipertahankan pada tingkat
keadaan yang diinginkan. Untuk mencapai hal tersebut, dapat dirancang dan
digunakan beberapa macam sistem pendinginan, pemanasan, dan ventilasi yang
sesuai. Maka dalam proses pemilihan sistem penyegaran udara, pemakai dan
perancang haruslah bersepakat supaya tingkat keadaan dan persyaratan yang
ditetapkan dapat dipenuhi dengan sebaik-baiknya.
Beberapa faktor pertimbangan pemilihan sistem penyegaran udara
meliputi:
1. Faktor Kenyamanan
Kenyamanan dalam ruangan pada umumnya ditentukan oleh beberapa
parameter tersebut dibawah ini:
a) Temperatur bola kering dan temperatur bola basah dari udara
b) Temperatur radiasi rata-rata
c) Aliran udara
d) Kebersihan udara
e) Bau
f) Kualitas ventilasi
g) Tingkat kebisingan
Parameter tersebut di atas tergantung dari kondisi kerja, jenis kelamin, suku
bangsa, dan lainnya. Tingkat keadaan tersebut dapat diatur dengan sistem
pengaturan yang ada pada mesin penyegaran udara. Namun perlu diperhatikan

17

bahwa perbedaan atau kecepatan perubahan temperatur yang terjadi besar
pengaruhnya terhadap kenyamanan bagi orang yang ada di dalam ruangan.
2. Faktor Ekonomi
Dalam proses pemasangan, operasi dan perawatan, serta sistem
pengaturan yang akan digunakan, haruslah diperhitungkan pula segi-segi
ekonominya. Oleh karena itu dalam perencanaan dan perancangan sistem
penyegaran udara, harus dipertimbangakan faktor ekonomi dibawah ini.
a) Biaya awal.
Biaya awal tergantung pada investasi yang akan menjadi
beban pembeli dan menjadi faktor penentu dalam pemilihan sistem
penyegaran udara.
b) Biaya operasi dan perawatan.
Biaya operasi dan perawatan termasuk biaya tetap, seperti
depresiasi peralatan, pengembalian investasi dan bunga, ditambah
biaya tak tetap seperti biaya listrik dan bahan bakar, biaya
perawatan, biaya reparasi, dan biaya personil. Maka sistem
penyegaran udara yang terbaik adalah yang dapat beroperasi
dengan biaya yang serendah-rendahnya.
3. Beberapa faktor operasi dan perawatan
Tentu saja sistem penyagaran udara yang disukai adalah sistem yang
mudah dipahami konstruksinya dan cara menjalankannya. Beberapa faktor
pertimbangan operasi dan perawatan meliputi :
a) Konstruksi sederhana

18

b) Tahan lama
c) Mudah direparasi apabila ada kerusakan
d) Lokasi penempatan mudah dicapai
e) Mudah perawatannya
f) Dapat melayani perubahan kondisi operasi
g) Efisiensi tinggi

II.4 Aplikasi Sistem Pengkondisian Udara
Alat pengkondisian udara yang ada sampai saat ini tentu saja berkembang
karena ada banyak kebutuhan manusia terhadap alat pengkondisian udara. Pada
dasarnya kebutuhan manusia akan kenyamanan dalam beraktifitas sangatlah
banyak, akan tetapi kebutuhan manusia akan alat pengkondisian udara
dikelompokan menjadi dua tujuan, yaitu:
1. Penyegaran udara untuk kenyamanan
Menyegarkan udara ruangan untuk memberikan kenyamanan kerja
bagi orang yang melakukan kegiatan tertentu. Hal ini dilakukan karena jika
seseorang berada di ruangan tertutup untuk jangka waktu yang lama, maka
pada suatu saat orang itu akan merasa kurang nyaman, hal ini bisa
disebabkan karena berkurangnya oksigen, atau karena kalor yang di
keluarkan oleh tubuh orang tersebut bersirkulasi di ruangan, sehingga
menyebabkan ruangan tersebut menjadi sumpek dan panas.

19

2. Penyegaran udara untuk Industri
Menyegarkan udara dari ruangan karena diperlukan oleh proses
industri, bahan, peralatan atau barang yang ada di dalam suatu industri. Hal
ini dilakukan agar proses dalam suatu industri berjalan tanpa gangguan yang
disebabkan oleh kondisi udara yang kurang menguntungkan. Gangguan
yang akan timbul jika udara dalam ruangan industri tidak dikondisikan
contohnya mesin cepat panas sehingga performa mesin tidak optimal, bahan
untuk proses produksi rusak karena kelembaban atau temperatur udara yang
tidak mendukung, proses reaksi kimiawi berjalan tidak semestinya karena
temperatur dan kelembaban udara tidak mendukung, barang hasil produksi
dalam proses penyimpanan rusak karena kondisi udara yang tidak
mendukung.
Sistem

pengkondisian

udara

untuk

industri

dirancang

untuk

memperoleh temperatur, kelembaban, serta distribusi udara sesuai dengan
yang dipersyaratkan oleh proses serta peralatan yang dipergunakan di dalam
ruangan yang bersangkutan (Lihat Tabel 2.3). Dalam hal tersebut juga
tercakup persyaratan yang diperlukan untuk memberikan kenyamanan
lingkungan kerja bagi karyawan. Hasil penelitian tentang tenaga kerja
menunjukan bahwa di dalam ruang kerja berudara segar, karyawan dapat
bekerja lebih baik dan jumlah kesalahan dapat dikurangi, sehingga efisiensi
kerja dapat ditingkatkan.

20

Tabel 2.3. Kondisi temperatur dan kelembaban untuk penyegaran udara industri

(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

II.5 Macam-Macam Sistem Pengkondisian Udara
Untuk menjamin pengaturan dalam mengkondisikan udara ruangan yang
teliti, maka sesuai dengan kemajuan teknik pengkondisian udara yang telah
dicapai sampai pada saat ini, sistem pengkondisian udara dapat dikembangkan
menjadi

beberapa

macam

sistem.

Hal

tersebut

perkembangan elemen pendinginnya, antara lain:

terutama

menyangkut

21

1. Sistem udara penuh
Udara luar / udara primer dikondisikan pada instalasi yang terletak
di luar gedung/ruangan, setelah itu udara primer hasil pengkondisian di
distribusikan melalui saluran-saluran udara ke tiap-tiap ruangan; sehingga
udara dalam ruangan menjadi terkondisikan oleh udara tersebut. Jadi dapat
dikatakan bahwa kondisi ruangan sepenuhnya diatur oleh udara primer
yang telah dikondisikan. Lihat Gambar 2.4.
Untuk mengatur suhu dan kelembaban yang diinginkan ada dua
cara, yaitu dengan mengatur aliran refrigerant tanpa mengubah aliran
udara (sistem volume konstan-temperatur variabel); dan dengan cara
mengatur besar aliran udara dengan memasang damper (lihat Gambar 2.5)
tanpa mengubah aliran refrigeran (sistem volume variabel-temperatur
konstan).

Gambar 2.4. Sistem Udara penuh
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

22

Gambar 2.5. Damper, pengatur kapasitas udara
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

Sistem udara penuh biasanya digunakan untuk ruangan-ruangan
yang luas, seperti aula, auditorium, super-market, gedung pertunjukan dan
bioskop. Pendingin dari sistem ini adalah refrigeran.
Keuntungan dari sistem ini adalah perancangan ,pemasangan,
pemakaian dan perawatannya sederhana, selain itu biaya awalnya relatif
murah. Sedangkan kekurangannya adalah kesulitan mengatur temperatur
dan kelembaban yang berbeda di setiap ruangan, juga penempatannya
yang memakan tempat. Contoh dari Sistem ini adalah AC Central.
2. Sistem air-udara
Pada sistem air-udara, seperti terlihat pada Gambar 2.6, unit koil
kipas udara atau unit induksi dipasang pada ruangan yang akan
dikondisikan. Air dingin (dalam hal pendinginan) atau air panas (dalam hal
pemanasan) dialirkan kedalam unit tersebut, sedangkan udara ruangan
dialirkan melalui unit tersebut sehingga udara tersebut menjadi dingin atau
panas. Selanjutnya udara tersebut bersirkulasi di dalam ruangan. Demikian
pula dengan keperluan ventilasi, udara luar yang telah didinginkan dan

23

dikeringkan atau udara luar yang telah dipanaskan dan dilembabkan
dialirkan dari mesin pengkondisian /unit penyegar udara primer ke
ruangan yang akan dikondisikan. Jadi pada sistem ini terdapat dua mesin
pengkondisian, satu terdapat di luar ruangan sebagai pendingin udara
primer, dan yang lainya terdapat dalam ruangan sebagai pendingin udara
sekunder.

Gambar 2.6. Sistem air-udara
(A). Dengan unit induksi
(B). Dengan unit koil kipas-udara
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

Oleh karena berat jenis dan kalor spesifik air lebih besar dari pada
udara, maka baik daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran
pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor yang sama, adalah lebih
kecil. Dengan demikian untuk mengatasi beban kalor dari ruangan yang
akan disegarkan, banyaknya udara yang mengalir dari mesin penyegar
udara sentral adalah lebih kecil. Keuntungan dari sistem ini adalah ruang

24

yang digunakan untuk menempatkan saluran udara relatif kecil, sehingga
tidak memakan banyak tempat. Disamping itu, sistem ini sangat hemat
karena apabila tidak dibutuhkan maka mesin untuk pendingin udara
sekunder bisa dimatikan. Contoh dari sistem ini adalah AHU (Air
Handling Unit) dan FCU (Fan Coil Unit)
3. Sistem air-penuh
Pada sistem ini, alat pengkondisian udara diletakan di dalam
ruangan yang akan dikondisikan, dalam alat ini tedapat koil udara, kipas
udara dan pemanas. Udara ruangan yang akan dikondisikan dilewatkan
pada koil-koil yang terdapat pada sistem instalasi, kemudian udara yang
telah terkondisikan ditiupkan ke ruangan (berbeda dengan sistem air-udara
yang menggunakan udara primer/udara luar). Sedangkan udara primer
dimasukan melalui celah pintu, jendela, ventilasi dengan saluran terpisah
dari instalasi dan tidak dikondisikan terlebih dahulu, tetapi pada kasus lain,
udara primer bisa dilewatkan melalui alat pengkondisian. Lihat Gambar
2.7.

Gambar 2.7. Sistem air-penuh
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

25

Keuntungan dari sistem ini adalah harga awalnya murah,
sedangkan kekurangan dari sistem ini adalah kesulitan pengaturan
ventilasi dan pengaturan kelembaban. Contoh sistem ini adalah AC jenis
paket yang ditambahkan saluran udara primer, AHU (Air Handling Unit),
FCU ( Fan Coil Unit).
4. Sistem penyegar udara tunggal
Sistem ini terdiri dari kipas udara, koil udara pendingin dan mesin
refrigerasi yang berada pada satu kotak, dengan terminal pipa air
pendingin dan daya listrik dibagian luarnya. Dengan demikian, kerja mesin
hanya akan tergantung dari pemasukan air dan daya listrik. Udara ruangan
yang akan dikondisikan dilewatkan pada instalasi, kemudian ditiupkan
kembali ke ruangan. Sedangkan udara primer dimasukan melalui celah
pintu, jendela, ventilasi dengan saluran terpisah dari instalasi dan tidak
dikondisikan terlebih dahulu, tetapi pada kasus lain, udara primer bisa
dilewatkan melalui alat pengkondisian. Pada sistem ini umumnya
pendinginan menggunakan refrigeran. Contoh dari sistem ini adalah AC
jenis window, jenis lantai, jenis atap, dan jenis paket. Lihat Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Sistem udara tunggal, jenis window
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

26

II.6 Pengertian Water Chiller Dalam Pengkondisian Udara
Water chiller atau biasa disebut air pendingin adalah salah satu alat
pendingin ruangan / gedung dengan kapasitas sangat besar. Water chiller
merupakan suatu sebutan bagi alat pendingin ruangan dengan refrigeran sekunder
berupa air dingin. Untuk penghematan dan effektifitas kerja mesin pendingin,
maka dalam perencanaan sistem pendingin mall dan gedung-gedung besar
lainnya, perencana biasanya menjatuhkan pilihan pada water chiller sebagai
pendingin ruangan.
Water chiller dianggap hemat karena dalam penggunaan untuk suatu mall
atau gedung besar, hanya diperlukan satu sampai dengan tiga mesin pendingin
saja dan dianggap efektif karena apabila mesin pendingin dihidupkan, udara
dingin bisa didapatkan di seluruh ruangan gedung.
Sistem kerja water chiller pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem
kerja mesin pendingin lainnya, yang berbeda hanya pada penggunaan refrigeran
sekunder untuk mendinginkan koil udara pada instalasi pendingin yang bekerja di
setiap ruangan pada gedung.
Refrigeran sekunder merupakan air bersih yang telah didinginkan oleh
evaporator dalam mesin water chiller, air yang telah dingin tersebut kemudian di
distribusikan melalui pipa-pipa ke setiap koil udara pada instalasi pendingin di
setiap ruangan, koil udara yang telah dingin kemudian bisa digunakan untuk
mendinginkan udara.

27

Gambar 2.9. Mesin Water Chiller
(Sumber : Water Chiller Plaza Ambarrukmo, Yogyakarta.)
(Sumber : Heizo saito dan Wiranto arismunandar, “penyegaran udara”, 2005)

Instalasi pendingin yang biasa digunakan sebagai pendukung kerja water
chiller adalah Air Handling Unit (AHU) dan Fan Coil Unit (FCU).

II.7 Aplikasi Penggunaan Pengkondisian Udara
Penggunaan instalasi pengkondisian udara sangat beragam berdasarkan
kebutuhan dan manfaat yang hendak dicapai, sehingga di bawah ini dijelaskan
beberapa perbedaan berdasarkan tempatnya.

28

a. Gedung Kantor
Pengkondisian udara pada gedung kantor diperlukan untuk
memberikan kenyamanan lingkungan kerja bagi para karyawan, agar
efisiensi kerja dapat ditingkatkan.
b. Hotel
Pengkondisian udara pada Hotel sangat penting, karena selain
untuk memberikan kenyamana pada tamu hotel, pengkondisian udara
sangat penting untuk meningkatkan pelayanan pada tamu hotel.
c. Rumah sakit
Kondisi udara di rumah sakit harus dijaga agar tetap bersih untuk
mencegah penyebaran dan berkembangnya bakteria patogenik. Oleh
karena itu pendistribusian udara harus dijaga agar tidak terjadi
pencampuran udara yang mengandung kuman penyakit.
Penyegaran udara pun sangat penting untuk rumah sakit, bukan
saja memberikan ketenangan dan mengurangi penderitaan pasien, tetapi
juga untuk memberikan kesegaran kerja bagi para dokter dan perawat, agar
dapat melakukan tugasnya dengan sebaik-baiknya lebih teliti dan efisien.
d. Pertokoan
Pusat pertokoan memerlukan pengkondisian udara dengan baik
untuk memberikan kenyamanan kepada para pembeli dan meningkatkan
efisiensi kerja karyawan; disamping untuk menjaga agar barang yang
dijual tidak mudah rusak karena kelembaban yang tidak terjaga, terlebih
barang elektronik.

29

e. Gedung Bioskop, Cinema, gedung pertunjukan
Disamping pencahayaan dan kualitas audio yang baik, ketenangan
dan kenyamanan pasti sangat diperlukan dalam menikmati sebuah
tontonan. Oleh karena itu pengkondisian udara merupakan bagian yang
sangat penting dalam gedung pertunjukan/bioskop, karena memberikan
kenyamanan pada penonton /pengunjung.
f. Industri
Sistem pengkondisian udara untuk keprluan industri dibagi menjadi
dua golongan, yaitu penyegaran udara untuk kenyamanan kerja bagi para
karyawan ;dan pengkondisian udara industri, untuk mengatur temperatur
dan kelembaban udara yang digunakan untuk proses produksi,