SISTEM PENGKONDISIAN UDARA SUPERMARKET DI JL. LAKSDA ADISUTJIPTO YOGYAKARTA Tugas Akhir - Sistem pengkondisian udara supermarket di Jl. Laksda Adisucipto Yogyakarta - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

i

 

SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

SUPERMARKET DI JL. LAKSDA ADISUTJIPTO

YOGYAKARTA

  

Tugas Akhir

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Mesin Disusun oleh :

  

Redo Setiadi Tedjo

  NIM 055214015

  

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

AIR CONDITIONING SYSTEM

SUPERMARKET AT LAKSDA ADISUTJIPTO STREET

YOGYAKARTA

Final Project

  Presented as partial fulfillment of the requirement as to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

  Created by :

  

Redo Setiadi Tedjo

  Student Number: 055214015

  

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

ii

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

iii

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

iv

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

v

 

PERSEMBAHAN

  Karya ini kupersembahkan kepada: Tuhan Yesus Kristus

  Orang tuaku Pasangan hidupku

  Adikku Semua teman-temanku

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini adalah persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Tugas Akhir ini diberi judul " Sistem Pengkondisian Udara Supermarket di JL. Laskda Adisutjipto Yogyakarta ". Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu menjadi motivator dan menyertai kehidupanku.

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

  3. Bapak Budi Sugiharto S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin dan Dosen Pembimbing Akademik.

  4. Bapak Ir. P. K. Purwadi, M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, motivasi, dan pandangan hidup kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.

  5. Ir. Tedjo Soebagio dan Magdalena Dinata, S.E. sebagai orang tua yang selalu mendoakan, memberi semangat, dan dorongan untuk selalu menjadi yang terbaik.

  

viii

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

  Udara panas didalam Supermarket dibuang keluar dan dengan mesin pendingin, udara dingin dan segar dilewati filter lalu disalurkan oleh fan melalui

  ducting ke dalam ruangan Supermarket.

  Perancangan ini dilakukan untuk mengkondisikan udara dalam ruangan pada suhu nyaman, menghasilkan kelembaban udara yang merata, serta udara yang dihasilkan tetap segar dan bersih. Melalui perancangan ini pula, didesain untuk menghilangkan bau menyengat, debu, kuman, virus, bakteri, maupun bibit penyakit.

  Dengan melakukan perhitungan mulai dari luas bangunan Supermarket

  2

  2032m , beban pendinginan, baik melalui peralatan elektronik yang menghasilkan panas, perambatan panas melalui dinding, atap, lantai, sampai pengunjung yang berdatangan untuk berbelanja di Supermarket dihitung, yaitu sebesar 459714,42 BTU/hr.

  Maka dengan mesin pendingin yang beredar di pasaran, dipilih untuk digunakan dalam perancangan ini, pemilihannya meliputi Chiller, AHU, sedangkan ducting dan sistem perpipaannya dihitung dan dirancang sendiri.

  

x

 

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i HALAMAN JUDUL (INGGRIS) ................................................................................. ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................... v HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................. vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................... vii KATA PENGANTAR ................................................................................................. viii

  INTISARI ...................................................................................................................... x DAFTAR ISI ................................................................................................................. xi DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xiv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xv

  BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

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

  1.2. Tujuan Perancangan ................................................................................. 3

  1.3. Manfaat Perancangan ............................................................................... 4

  1.4. Pembatasan Masalah ................................................................................ 5

  BAB II. LANDASAN TEORI ...................................................................................... 7

  2.1. Mekanisme Perpindahan Kalor ................................................................. 7

  2.1.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi .............................................. 7

  2.1.2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi ............................................... 8

  2.1.3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi .................................................. 9

  2.2. Tujuan Penyegaran Udara ....................................................................... 10

  2.3. Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya ........................................... 10

  2.3.1. Sistem Udara Penuh ....................................................................... 10

  2.3.2. Sistem Air Penuh ........................................................................... 11

  2.3.3. Sistem Air-Udara ........................................................................... 12

  xi  

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2.4. Mesin Pendingin dengan Siklus Uap ...................................................... 13

  2.4.1. Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 13

  2.4.2. Sistem Chilled Water (Air Cooled Chiller) .................................... 15

  2.4.3. Perhitungan Siklus Kompresi Uap ................................................. 17

  2.5. Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara ........ 19

  BAB III. BEBAN PENDINGINAN ............................................................................ 21

  3.1. Kalor Sensibel .......................................................................................... 21

  3.2. Kalor Laten .............................................................................................. 22

  3.3. Kondisi Umum Bangunan ........................................................................ 22

  3.3.1. Denah Bangunan Supermarket diamond ........................................ 23

  3.3.2. Data-data bangunan ........................................................................ 26

  3.4. Rumus Yang Digunakan Dalam Perhitungan Beban Pendingin ............. 27

  3.4.1. Konduksi Melalui Lantai, Kaca, Dinding Dan Atap Bangunan ..... 27

  3.4.2. Radiasi Sinar Matahari Melalui Kaca ............................................ 27

  3.4.3. Lampu Dan Peralatan Listrik ......................................................... 28

  3.4.4. Manusia .......................................................................................... 28

  3.4.5. Ventilasi ......................................................................................... 29

  3.5. Perhitungan Beban Pendinginan Supermarket Diamond Pada mall Saphire yogyakarta ................................................................................ 31

  3.6. Psycometric Chart ................................................................................... 43

  3.6.1. AHU Pada Supermarket Diamond ................................................. 43

  BAB IV. PEMILIHAN AIR COOLED WATER CHILLER DAN AHU ................... 48

  4.1. Air Cooled Water Chiller ........................................................................ 48

  4.2. Pemilihan Air Cooled Water Chiller ....................................................... 48

  4.3. Pemilihan AHU (Air Handling Unit) ...................................................... 52

  BAB V. RANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DAN DUCTING ........................... 57

  5.1. Sistem Perpipaan Yang Digunakan ........................................................ 57

  5.1.1. Two Pipe Direct Return ................................................................ 57

  5.2. Debit Air Pendingin Melalui Unit Penyegar Udara ................................ 58

  5.3. Perhitungan Sistem Perpipaan ................................................................ 60

  5.3.1. Sistem Perpipaan ........................................................................... 63

  xii  

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  5.4. Perhitungan Head Pompa Pada Diamond Supermarket .......................... 66

  5.5. Sistem Ducting ........................................................................................ 67

  5.5.1. Perancangan Ducting untuk AHU I .............................................. 73

  BAB VI. LANGKAH-LANGKAH MENGHEMAT ENERGI SUPERMARKET .... 75

  6.1. Langkah-langkah menghemat Energi Pada Supermarket ...................... 75

  6.1.1. Penggunaan AHU Seoptimal Mungkin ......................................... 76

  6.1.2. Menurunkan Jumlah Jam Kerja Mesin Pendingin ........................ 76

  6.1.3. Mencegah Pemasukan Udara Dari Luar Gedung .......................... 77

  6.1.4. Mengurangi Pemakaian Peralatan Yang Mampu Menimbulkan Panas ............................................................................................. 77

  6.1.5. Menghindari Kalor Masuk Ke Dalam Gedung ............................. 78

  6.1.6. Mengganti Lampu ......................................................................... 78

  6.2. Pemeliharaan Rutin Terhadap Chiller .................................................... 79

  BAB VI. KESIMPULAN ............................................................................................ 80 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 81

  xiii

 

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Nilai Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh Melalui Dinding Dan

  Lantai ........................................................................................................... 33

Tabel 3.2. Rates Sensible And Latent Heat Gain Pada Manusia ................................. 38Tabel 3.3. Data Perhitungan Beban Pendinginan ........................................................ 40Tabel 4.1. Performance Data Of Air Cooled Water Chiller Carrier ............................ 49Tabel 4.2. Physical Data Of Air Cooled Water Chiller................................................ 50Tabel 4.3. Kapasitas Pendinginan Air Cooled Water Chiller Tipe 30 ......................... 51Tabel 4.4. Physical Data Of AHU ................................................................................ 54Tabel 4.5. Performance Of Carrier 39 G Unit .............................................................. 55Tabel 5.1. Hasil Perhitungan Laju Aliran Pendingin ................................................... 60Tabel 5.2. Equivalent Feet Of Pipe For Fittings And Valves ...................................... 63Tabel 5.3. Data-Data Sistem Perpipaan ....................................................................... 65Tabel 5.4. Recommended Maximum Duct Velocity For Low Velocity System

  (FPM)… ....................................................................................................... 69

Tabel 5.5. Hasil Perhitungan Ducting AHU I .............................................................. 74

  xiv

 

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Peta Letak Supermarket ........................................................................... 5Gambar 2.1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi........................................................ 7Gambar 2.2. Perpindahan Kalor Konveksi Alami ........................................................ 8Gambar 2.3. Cooling Tower, Perpindahan Kalor Konveksi Secara Paksa ................... 9Gambar 2.4. Sistem Udara Penuh ................................................................................ 11Gambar 2.5. Sistem Air Penuh ..................................................................................... 12Gambar 2.6. Skema Siklus Pendinginan ...................................................................... 13Gambar 2.7. Skema Water Chiller ............................................................................... 15Gambar 2.8. Diagram P-h ............................................................................................ 17Gambar 3.1. Sketsa Bangunan Supermarket Diamond ................................................ 23Gambar 3.2. Bahan Makanan Yang Terdapat Di Supermarket Diamond.................... 24Gambar 3.3. Sketsa Ukuran Bangunan Supermarket Diamond ................................... 25Gambar 3.4. Skema Sistem Pengkondisian Udara Diamond Supermarket,

  Sapphire Mall Yogyakarta ...................................................................... 30

Gambar 3.5. Psikometrik Beban Pendinginan Supermarket Diamond ........................ 46Gambar 4.1. Skema Area Service Sistem Pengkondisian Udara Supermarket ............ 53Gambar 4.2. AHU Carrier 39 G ................................................................................... 56Gambar 5.1. Two Pipe Direct Return System .............................................................. 59Gambar 5.2. Friction Loss For Water In Cooper Tubing-Open Or Closed System..... 62Gambar 5.3. Skema Sistem Perpipaan Supermarket .................................................... 64Gambar 5.4. Friction Loss For Air Flow In Galvanized Stell Round Duct ................. 70Gambar 5.5. Equivalent Round Duct Sizes .................................................................. 71Gambar 5.6. Sistem Ducting Pada Supermarket .......................................................... 72Gambar 5.7. Skema Ducting untuk AHU I .................................................................. 73

  xv

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perancangan

  Seiring dengan perkembangan jaman, semakin banyak polusi yang terjadi, mulai dari hal kecil seperti asap rokok yang mengganggu, bau-bau tidak sedap dari tempat sampah (TPA) sampai pabrik-pabrik besar yang menghasilkan asap, populasi kendaraan bermotor yang makin meningkat menyebabkan polusi udara berbentuk asap dari kenalpot, serta penggundulan hutan yang berakibat hilangnya paru-paru dunia yang merupakan penghasil oksigen atau udara segar yang dibutuhkan oleh manusia.

  Dengan adanya berbagai hal tersebut, maka udara semakin lama semakin panas yang menyebabkan global warming, udara yang tadinya segarpun berubah menjadi kotor oleh berbagai zat beracun yang dihasilkan oleh asap pabrik maupun kendaraan bermotor.

  Maka kemampuan merancang suatu sistem atau suatu mesin untuk kebutuhan masyarakat luas akan udara bersih dan sehat menjadi tanggung jawab sebagai insinyur teknik. Dalam hal ini, perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket dibuat agar udara panas di dalam Supermarket tersebut dapat dihilangkan sehingga memberikan kenyamanan pada pengunjung. Karena manusia akan merasa nyaman bila berada pada suhu 24 - 26°C dengan kelembaban udara berkisar 55 – 65 %.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Sistem pengkondisian udara merupakan modifikasi pengembangan teknologi mesin pendingin. Sistem pengkondisian udara ini oleh manusia dimanfaatkan untuk berbagai tujuan. Terutama untuk mereka yang bertempat tinggal diwilayah yang beriklim empat musim dimana suhu udara disaat musim panas dapat sedemikian tinggi sehingga banyak yang mengalami dehidrasi bahkan kematian, sistem pengkondisian udara membantu mereka memberikan udara yang sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh.

  Di lingkungan tempat kerja, sistem pengkondisian udara bukan hanya sebagai pemberi kenyamanan tetapi dimanfaatkan sebagai salah satu cara dalam upaya meningkatkan produktivitas kerja. Untuk Supermarket pada umumnya menggunakan sistem pengkondisian udara sebagai salah satu cara meningkatkan keinginan pengunjung untuk dapat tinggal lebih lama dan nyaman untuk melakukan aktivitasnya atau keperluan lain seperti berbelanja. Tentu saja untuk tempat seperti ini perancangannya harus disesuaikan pada beberapa faktor, seperti kapan pengunjung lebih banyak berdatangan.

  Dalam proses perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket, orang lebih banyak berdatangan pada akhir pekan atau awal bulan, lebih banyak lagi jika terdapat acara seperti diskon akhir tahun, acara kemerdekaan, parsel khusus di bulan ramadhan maupun promosi produk baru.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

 

1.2 Tujuan Perancangan

  Tujuan yang utama dari perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket yaitu:

  1. Untuk mengkondisikan udara dalam ruangan pada suhu nyaman dengan mengambil panas yang tidak diperlukan dari ruangan, kemudian panas tersebut dipindahkan ketempat lain diluar ruangan yang tidak mengganggu.

  2. Sistem pengkondisian udara untuk Supermarket ini juga bertujuan sebagai penyejuk ruangan. Karena selain dapat menghasilkan kelembaban udara yang merata, sistem pengkondisian udara ini juga dapat mempertahankan suhu udara tetap nyaman didalam ruangan, dan udara yang dihasilkan tetap segar dan bersih.

  3. Mengkondisikan ruangan agar udara segar tercukupi.

  4. Menjaga agar udara didalam ruangan bersih dan terbebas dari polusi, baik itu 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, sehingga kondisi udara baik suhu dan kelembabannya merata.

       

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

1.3 Manfaat Perancangan

  Kegunaan dari pengkondisian udara dapat dibagi menjadi dua. Pertama, untuk kenyamanan manusia, seperti:

  1. Membuat pengunjung supermarket merasa nyaman.

  2. Membuat pengunjung merasa betah di Supermarket, berlama-lama dalam berbelanja dan ingin kembali berbelanja di Supermarket.

  3. Memberikan suplai udara segar pada pengunjung.

  4. Meningkatkan produktifitas para staff dan karyawan Supermarket, karena dengan adanya udara segar maka para staff dan karyawan tidak cepat lelah. Dan yang kedua, untuk kebutuhan industri Supermarket, kegunaan sistem pengkondisian udara selain untuk kenyamanan pengunjung juga diperuntukkan bagi kebutuhan industri makanan seperti:

  1. Ikan segar, buah-buahan yang memasarkan hasil produksinya di Supermarket sebagai tempat perbelanjaan masyarakan perkotaan.

  2. Mengawetkan peralatan elektronik seperti komputer kasir yang berfungsi menjaga suhu kerjanya tidak terlalu panas yang dapat menyebabkan kerusakan komputer tersebut. Perancangan sistem pengkondisian udara ini sangat bermanfaat untuk memberikan kenyamanan kepada orang-orang dalam suatu ruangan. Karena dalam beberapa hal keadaan suhu dan kelembaban relatif diudara luar tidak dapat konstan untuk waktu yang lama, siang dan malam keadaannya sudah berubah.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Perubahan suhu menjadi lebih besar lagi dinegara yang mempunyai empat musim, kelembaban relatif akan berubah sesuai dengan keadaan musim dan suhu sekitar.

  Dengan sistem pengkondisian udara ini, maka keadaan suhu dan kelembaban relatif diudara luar yang berubah-ubah tidak akan mengganggu kenyamanan orang-orang dalam suatu ruangan, sebaliknya mereka dengan nyaman dapat terus melakukan aktivitasnya dengan optimal.

1.4 Pembatasan Masalah

  Perancangan sistem pengkondisian udara ditujukan untuk Supermarket yang berlokasi di JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta (lihat Gambar 1.1)

Gambar 1.1 Peta Letak Supermarket

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

 

  Supermarket ini berada di lantai Basement pada Mall, Jogjakarta. Dalam perancangan sistem pengkondisian udara untuk Supermarket ini ada beberapa pembatasan masalah perancangan, yaitu: 1. Sistem pengkondisian udara yang dipilih adalah sistem AC sentral.

  2. AC sentral ini menggunakan mesin pendingin udara (Air Cooled Water Chiller ), AHU (Air Handling Unit).

  3. Air Cooled Water Chiller, AHU, telah dirancang pabrik untuk sistem AC Central dan telah terdapat dipasaran.

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

  5. Kondisi udara di Yogyakarta dianggap sama dengan kondisi udara di Jakarta yang berada pada 6°LS dan 107°BT dengan suhu udara maksimal : 33°C dan kelembaban udara 70%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

 

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Mekanisme Perpindahan Kalor

  Perpindahan kalor didefinisikan sebagai berpindahnya energi kalor pada satu sistem atau lebih yang dikarenakan perbedaan temperatur. Mekanisme perpindahan kalor dapat terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi.

2.1.1 Perpindahan Kalor Secara Konduksi

  Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur lebih rendah pada medium yang diam. k q

Gambar 2.1 Perpindahan Kalor Secara Konduksi

  Perpindahan kalor secara konduksi dapat dihitung dengan persamaan: q = k.A = k.A ….……………………………………...…………(2.1) Keterangan:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  q : laju perpindahan kalor konduksi, Watt k : koefisien konduktivitas thermal, Watt/m°C

  2 A : luas permukaan yang tegak lurus dengan aliran kalor, m

  T

  1 , T 2 : suhu permukaan, °C

  : tebal dinding, m ∆x

2.1.2 Perpindahan Kalor Secara Konveksi

  Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan kalor yang terjadi pada medium yang mengalir. Perpindahan kalor konveksi dapat terjadi secara alami maupun secara paksa. Konveksi alami terjadi karena adanya fluida yang mengalir karena perbedaan massa jenis (tanpa ada sumber gerakan dari luar), sedangkan konveksi paksa terjadi karena adnya sumber gerakan dari luar yang menyebabkan fluida mengalir seperti kipas kompresor, blower, pompa, dan sebagainya.

Gambar 2.2 Perpindahan Kalor Konveksi Alami

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

Gambar 2.3 Colling Tower, Perpindahan Kalor Konveksi Secara Paksa

  Perpindahan kalor secara konveksi dapat dihitung dengan persamaan: q = h.A(Ts-T ∞)..…………………………………………....……………(2.2)

  Keterangan: q : laju perpindahan kalor konveksi, Watt h : koefisien konveksi, Watt/m°C

  2 A : luas permukaan yang bersentuhan fluida yang mengalir, m

  Ts : suhu permukaan, °C T : suhu fluida yang mengalir, °C

  ∞

2.1.3 Perpindahan Kalor Secara Radiasi

  Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor oleh gelombang elektromagnetik. Perpindahan panas radiasi dapat terjadi tanpa adanya media. Perpindahan kalor radiasi memungkinkan terjadinya perpindahan kalor di ruang hampa.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Perpindahan kalor secara radiasi dapat dihitung dengan persamaan:

  4

  4

  q = e. .A(T

  1 -T 2 )..….…………………………………………………...(2.3)

  Keterangan: q : laju perpindahan kalor radiasi, Watt e : emisivitas bahan/ benda

  

2

A : luas penampang benda, m

  T : suhu mutlak benda, K

  1 T 2 : suhu mutlak lingkungan, K

• 8

  2

  4

  : konstanta Stevan-Boltsman 5,67x10 , W/m K

  2.2 Tujuan Penyegaran Udara

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

  2.3 Sistem Penyegaran Udara dan Peralatannya

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

2.3.1 Sistem Udara Penuh

  Pada sistem udara penuh, campuran udara luar dan udara ruangan didinginkan dan dilembabkan, kemudian dialirkan kembali ke dalam ruangan melalui saluran udara (ducting). Mesin pendingin dari sistem

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  udara penuh berada di luar ruangan. Keuntungan dari sistem udara penuh adalah udara yang masuk ke dalam ruangan sudah dikondisikan adalah udara segar. Sedangkan kerugiannya adalah saluran utama berukuran besar sehingga memerlukan tempat yang lebih besar.

Gambar 2.4 Sistem Udara Penuh

2.3.2 Sistem Air Penuh

  Pada sistem air penuh, mesin pendingin dari sistem air penuh berada di dalam ruangan, air dingin dialirkan melalui FCU untuk penyegaran udara. FCU diarahkan di dalam ruangan yang akan dikondisikan udaranya dan udara segar dari luar yang diperlukan untuk ventilasi dimasukkan melalui celah-celah pintu, jendela atau lubang udara pada dinding. Udara luar tersebut langsung masuk ke dalam ruangan tanpa didinginkan terlebih dahulu. Kerugian dari sistim air penuh adalah bising (karena mesin pendingin di dalam ruangan), ruangan menjadi sempit

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  (langit-langit atau atap biasanya dijadikan tempat mesin pendingin dengan sistem air penuh berada), akan tetapi memiliki keuntungan menggunakan sistem ini, yaitu biaya yang digunakan cenderung lebih rendah dibandingkan sistem udara penuh, karena tidak perlu menyediakan tempat tambahan untuk meletakkan mesin pendingin dengan sistem air penuh.

Gambar 2.5 Sistem Air Penuh

2.3.3 Sistem Air-Udara

  Pada sistem ini merupakan penggabungan dari sistem air dan udara. Dimana kedua sistem ini diterapkan di ruangan yang sama. Karena berat jenis air dan kalor spesifik air lebih besar dari udara, maka daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor lebih kecil daripada sistem udara penuh.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

2.4 Mesin Pendingin dengan Siklus Kompresi Uap

2.4.1 Siklus Kompresi Uap

  Pengkondisian udara merupakan proses perpindahan panas untuk mencapai temperatur dan kelembaban sesuai dengan yang diinginkan, dengan kata lain dapat dicapai kenyamanan dalam ruangan. Mesin pendingin dengan siklus kompresi uap menggunakan empat komponen utama, yaitu: kompresor, evaporator, katub ekspansi dan kondensor.

  

Kompresor

Evaporator  

  Kondensor   Katub  Ekspansi

Gambar 2.6 Skema Siklus Pendingin

  1. Kompresor Fungsi kompresor ini adalah untuk mengkompresikan atau menekan substansi refrigerant gas sehingga bertekanan tinggi.

  Refrigerant ini secara isothermis masuk ke dalam kondensor.

  2. Kondensor Fungsi kondensor adalah salah satu alat pemindah panas.

  Refrigerant gas yang masuk kedalam kondensor ini dikondensasikan

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  menjadi refrigerant cair tekanan tinggi. Sistem pendingin pada kondensor dapat menggunakan media: a. Air (dengan cooling tower)

  b. Udara (dengan kipas/ fan/ blower)

  3. Katup ekspasi Katup ekspansi dipergunakan untuk mengekspansikan secara

  adiabatic , refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi ke

  tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah atau sesuai dengan yang diinginkan. Selain itu katub ekspansi mengatur pemasukan refrigerant sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator.

  Refrigerant cair ini diekspansikan melalui katub ekspansi menuju evaporator.

  4. Evaporator Evaporator adalah penukar kalor yang memegang peranan paling penting dalam siklus refrigerasi yaitu mendinginkan media sekitarnya.

  Ada beberapa macam evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya, bentuknya pun berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena media yang hendak didinginkan dapat berupa gas, cairan atau zat padat. Maka evaporator dapat dibagi kedalam beberapa golongan, sesuai dengan keadaan refrigerant yang ada di dalamnya yaitu jenis ekspansi kering, jenis setengah basah dan sistem pompa cairan. Fungsi evaporator ini

  

 

  15

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  juga merupakan alat pemindah panas yang mana refrigerant cair tersebut diuapkan. Sehingga refrigerant cair tersebut berubah menjadi refrigerant gas dengan temperatur dan tekanan rendah. Kemudian refrigerant gas ini masuk ke dalam kompresor.

2.4.2 Sistem Chilled Water (Air Cooled Chiller)

  Kompresor Evaporator

  Kondensor Katub Ekspansi

  Pompa AHU

Gambar 2.7 Skema Water Chiller

  Sirkulasi ini merupakan sirkulasi tertutup air dingin. Pendinginan air tersebut dilakukan oleh unit sentral yang disebut dengan chiller. Prinsip chiller itu sendiri merupakan prinsip sistem pendingin seperti yang telah dijelaskan pada bab

  2.4.1 Air yang disirkulasi oleh pompa didinginkan di dalam evaporator (tube

  

evaporator ) dan kemudian dialirkan menuju AHU, air tersebut mengambil kalor

dari AHU, kemudian mengalir menuju pompa kembali disebut chilled water.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  1. Pompa Chilled Water Pompa sirkulasi ini digunakan untuk mensirkulasikan air dingin dari chiller (evaporator) menuju AHU atau yang disebut Chilled Water

  Supply (CHWS) dan keluar AHU menuju chiller (evaporator) atau yang

  disebut dengan Chilled Water Return (CHWR). Proses ini akan terus berlangsung secara bersamaan dengan operasinya Unit Chiller.

  3. AHU dan FCU AHU dan FCU merupakan peralatan pengambilan panas dari area

  service yang terdiri dari Unit Fan jenis sentrifugal dan coil section yang

  dirancang sedemikian rupa oleh pabrik pembuat sistem. Kerja unit AHU atau FCU sebagai berikut: a. Udara yang berada pada area service akan diambil melalui ducting

  return atau ceiling return. Selanjutnya akan mengalir melalui unit

  AHU, di sini akan terjadi pemindahan panas udara ke coil section

  o

  yang mengakibatkan temperatur udara akan turun mencapai 15 C

  o

  di mulut AHU dan 22 C sampai di supply air diffuser dengan humidity 55-65%.

  b. Coil section tersebut berisi air dingin yang dipompa dari Chiller menuju AHU dan kembali lagi ke Chiller. Temperatur udara ini akan dikontrol oleh motorized valve yang dipasang sensor sedemikian rupa sehingga temperatur ruangan akan stabil.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

2.4.3 Perhitungan Siklus Kompresi Uap

  Perhitungan siklus kompresi uap berdasarkan P-h diagram dapat menentukan besarnya daya kompresor yang diperlukan dan COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin.

Gambar 2.8 Diagram P - h

  Daya kompresor yang diperlukan untuk mengkondisikan udara pada termperatur tertentu adalah: W komp = . (h

  2 -h 1 )…………………………………………………….……..(2.4)

  Keterangan: W komp : daya kompresor, BTU/menit

  : massa aliran refrigerant, lb/menit

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  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 …………..……………………………………………………….(2.5)

  Keterangan: H

  6 : besarnya entalpi pada saat masuk evaporator, BTU/lb

  Kalor yang diserap evaporator adalah: Qin = (h

  1 -h 6 )…………….…………………………………………………..(2.6)

  Dari persamaan (2.2) dan (2.3), maka laju aliran massa refrigerant dapat ditulis: = , ………………..………………………………………………..(2.7)

  Kalor yang dilepas kondensor adalah Q out = (h

  2 -h 5 )…………………………………………………………...……(2.8)

  Keterangan : H

  5 : besarnya entalpi pada saat sebelum masuk katup ekspansi, BTU/lb

  COP yang dihasilkan oleh mesin pendingin adalah: COP R = = = ……………..…………………….……..(2.9)

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

     

2.5 Faktor Pertimbangan Dalam Pemilihan Sistem Penyegaran Udara

  Sistem penyegaran udara untuk kenyamanan manusia dirancang agar temperatur, kelembaban, 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 aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi, dan tingkat kebisingan. 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, biaya operasional, dan biaya perawatan yaitu sistem tersebut dapat beroperasi maksimal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  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:

  1. Konstruksi sederhana

  2. Tahan lama

  3. Mudah direparasi jika terjadi kerusakan

  4. Mudah perawatannya

  5. Dapat fleksibel melayani perubahan kondisi operasi

  6. Efisiensi tinggi

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

BAB III BEBAN PENDINGINAN Dalam peracangan sistem pengkondisian udara, beban pendinginan

  merupakan hal yang paling penting. Untuk memperoleh kenyamanan, maka beban pendinginan perlu diperhitungkan. Beban pendinginan yang dihitung juga akan menentukan sistem perpipaan dan ukuran ducting dari sistem pengkondisian udara.

  Sumber beban pendinginan udara suatu ruangan ada 2 macam, yaitu beban kalor sensibel dan beban kalor laten. Beban kalor sensibel adalah beban karena kalor yang dilepas atau diperlukan untuk merubah temperatur. Sedangkan beban kalor laten adalah beban karena kalor yang dilepas atau diperlukan untuk merubah fase.

3.1. Kalor Sensibel

  Kalor sensibel suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh: 1. Manusia.

  2. Udara luar yang masuk ke ruangan (ventilasi).

  3. Peralatan listrik yang dioperasikan didalam ruangan (komputer kasir, lampu, lemari pendingin minuman, lemari es, dll).

  4. Perbedaan suhu permukaan dinding luar dengan permukaan dinding dalam.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  3.2. Kalor Laten

  Kalor laten suatu ruangan dapat ditimbulkan oleh: 1. Manusia.

  2. Udara luar yang masuk ke dalam ruangan.

  3. Perbedaan kelembaban udara luar dan udara ruangan (ventilasi).

  4. Adanya perubahan fase zat yang terjadi didalam ruangan.

  3.3. Kondisi Umum Bangunan

  Dalam perancangan sistem pengkondisian udara (AC) pada Supermarket yang berada didalam Mall yang berlokasi di JL. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta pada 7,48°LS dan 110,22°BT. Untuk mempermudah perhitungan beban pendinginan, kondisi udara kota Yogyakarta dianggap sama dengan kondisi udara di kota Jakarta yang berada pada 6°LS dan 107°BT.

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Dibawah ini terdapat sketsa denah bangunan untuk Supermarket yang terdiri dari bagian-bagian yang berbeda-beda, mulai dari bahan makanan sampai peralatan rumah tangga.

3.3.1. Denah Bangunan Supermarket

  A   B

  H     C F

    B

  H

  D   I  

  G E  

  

I

J   K   M  

  L   M

  O   P   Q   N  

  N

  R

Gambar 3.1 Sketsa Bangunan Supermarket

   

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Keterangan :

  A. Area untuk peralatan

  I. Display frozen food otomotif J. Area kosmetik B. Area kasir K. Area kebutuhan pangan

  C. Area pakaian L. Area minuman

  D. Area sabun, detergen, M. Area daging potong pembersih N. Area parsel buah E. Area parfum O. Area buah-buahan

  F. Area peralatan dapur P. Area sayuan

  G. Area makanan ringan Q. Area sayuran dingin

  H. Display makanan R. Area buah-buahan dingin

Gambar 3.2 Bahan Makanan Yang Terdapat Di Supermarket

  

 

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

  Untuk melakukan perhitungan, diperlukan ukuran dari sketsa bangunannya, maka dibawah ini terdapat sketsa bangunan Supermarket beserta dengan ukurannya.

  20m(65,617ft) 10m(32,808ft)

  51m(167,323ft) 71m(232,94ft)

  12m(39,370ft) 30m(98,425ft)

Gambar 3.3 Sketsa Ukuran Bangunan Supermarket

   

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

   

3.3.2 Data-data bangunan

  Ukuran bangunan : Tinggi : 3m(9.843 ft)

  2

  2 Luas dinding bag. Utara : 96m (1,033.3871 ft )

  2 Timur : 243 m2(2,615.7576 ft )

  2

  2 Selatan : 96m (1,033.3871 ft )

  2 Barat : 243 m2(2,615.7576 ft )

  2

  2 Luas bangunan : 2032m (21,872.335 ft )