Upload
hathuan
View
237
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
DESAIN ULANG SISTEM AIR CONDITIONING (AC) CENTRAL DECK AKOMODASI PADA “KM. KENCANA”
I GUSTI NGURAH WIRA P (4208 100 505)
Latar Belakang
KM. KENCANA 3500 DWT merupakan kapal jenis General Kargo yang beroperasi pada pelayaran Nusantara khususnya Indonesia
Seiring dengan usianya yang relative lama dan jam Seiring dengan usianya yang relative lama dan jam operasi KM Kencana yang juga relative lama, tidak menutup kemungkinan terjadinya beberapa kerusakan, baik dalam sistim-sistemnya maupun kondisi fisiknya
Latar Belakang
Kerusakan Sistem yang terjadi adalah kerusakan pada Sistem Pendingin Ruangan (Air Conditioning Room). Ditandai dengan tidak dinginnya ruangan dan Terbakaranya electromotor pada Kompressor sehingga perlu diadakan desain ulang dan analisa sehingga perlu diadakan desain ulang dan analisa kerusakan pada kompressor
Perumusan Masalah
� Apakah ada kesesuaian antara beban pendingin hasil perhitungan dengan peralatan yang ada sehingga sesuai dengan kebutuhan
� Apakah ada faktor yang mempengaruhi kerusakan � Apakah ada faktor yang mempengaruhi kerusakan sistem khususnya yang mengakibatkan kompresor mesin pendingin tidak berfungsi dikarenakan terbakarnya elektromotor
Batasan Masalah
� Obyek yang dianalisa adalah Sistem Pendingin Ruangan Pada KM. Kencana
� Perhitungan dilakuakan pada kondisi Iklim di IndonesiaIndonesia
� Tidak diadakan Perubahan desain Sistem Ducting
� Hanya membahas tentang AC Central yang ada di kapal saat ini dan tidak membahas sistim diluar AC Central
� Metode identifikasi yang digunakan dalam analisa kerusakan kompresor adalah Fault Tree Analisis (FTA)
Tujuan
� Melakukan perhitungan ulang pada system pendingin ruangan dalam rangka desain ulang yaitu penentuan mesin AC yang baru
� Menganalisa Kerusakan peralatan system � Menganalisa Kerusakan peralatan system pendingin ruangan dengan indikasi tidak berfungsinya kompresor dikarenakan terbakarnya electromotor serta dalam rangka tindakan preventif
Manfaat
� Beroperasinya kembali system pendingin pada KM. Kencana
� Dapat Mengetahui penyebab Kerusakan Kompresor sebagai langkah pencegahan kerusakan Kompresor sebagai langkah pencegahan kerusakan yang akan datang
Tinjaun Pustaka
SISTEM PENDINGIN RUANGAN
Umum
Sistem pendingin merupakan salah satu sistem yang bekerja dikapal. Sistem ini dirancang untukbekerja dikapal. Sistem ini dirancang untukkenyamanan dan kesehatan operator kapal dan jugauntuk supply kebutuhan udara dikamar mesin
Tinjaun Pustaka
SISTEM PENDINGIN RUANGAN
Sistem pendingin ini terdiri dari beberapa peralatanutama yang terdiri dari Kompresor, Evaporator, CondensorCondensor
Tinjaun Pustaka
SISTEM PENDINGIN RUANGAN
Kompressor :
Kompresor adalah mesin untuk memampatkan udara atauGas. kompresor mengubah fluida kerja/refrigent berupagas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang bertekanan tinggi.
Evaporator :
merupakan koil-koil pendingin yang berfungsi menyerappanas dalam ruangan. Dalam hal ini refrigant dalamevaporator mulai merubah kembali menjadi uapbertekanan rendah yang semula bertekanan tinggi dariCondensor
Tinjaun Pustaka
SISTEM PENDINGIN RUANGAN
•Kondesnsor
merupakan sebuah alat yang digunakan untuk
merubah wujud refrigerant dari gas yang bertekanan
dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor dan bersuhu tinggi dari discharge kompresor
menjadi cairan refrigeran yang masih bersuhu dan
bertekanan tinggi
Tinjauan Pustaka
Perhitungan Beban Pendinginan :
(ISO 7547 :“Ships and marine technology —Air-conditioning and ventilation of accommodation spaces — Design
conditions and basis of calculations )
Data yang dibutuhkan dalam perhitungan ini secara umum Data yang dibutuhkan dalam perhitungan ini secara umum adalah;
� Gambar Rencana Umum (General Arrangement)
� Wiring Diagram panel penerangan (Lampu)
� Kondisi Musim Suatu Negara apakah masuk dalam Negara beriklim Musim panas, musim dingin atau keduanya
TINJAUAN PUSTAKA
Metode Analisa :
Metode yang digunakan dalam menganalisa penyebab adalah menggunakan metode Root Cause Analysis (RCA). Root Cause Analysis adalah suatu metode (RCA). Root Cause Analysis adalah suatu metode dalam memecahkan masalah yang mengarah pada pengidentifikasian penyebab utama permasalahan
Metodologi
Analisa Dan Pembahasan
Perhitungan BebanPendinginan
Part Of Deck No Nama of Room
Navigation Deck 1 Wheel House
Boat Deck
2 Radio Room
3 Radio Operator Room
4 Chief Engineer
5 Captain
6 Crew Mess Room
7 2nd Enginner RoomRuangan-Ruangan yang Poop Deck
7 2nd Enginner Room
8 3rd Engginer Room
9 Electrican Room
10 Chief Officer
11 2nd Officer
12 3rd Officer
13 Officer Mess Room
14 Galley
Upper Deck
15 Carpenter
16 Sail Man
17 Quarter Master
18 Bostwain
19 4th Enginner
20 Tally Officer
21 No 1 Oil
22 Cook/boy
23 Oil (A)
24 Oil (B)
25 Oil (C)
Ruangan-Ruangan yang menerima Pendinginan di kapal : Berdasarkan Rencana Umum
� Beban Transmisi : Φ = ∆T (kvAv) +(kgAg)
Dimana :
∆ T = beda temperatur (0K)
Kv = total Heat Transvers Koefisien, (watts/m2.0K)Kv = total Heat Transvers Koefisien, (watts/m2.0K)
Av = luasan, (m2), tidak termasuk jendela
kg = total heat transfer coefficient (watts/m2.0K) untuk luasan Ag
Ag = Luasan Jendela (m2)
No Nama RuanganBagian Panas
Transmisi
Parameter
φ ( watts)ΔT (oK)
kv
(watts/m2.0
K)
Av (m2)
kg
(watts/m2.0K
)
Ag
(m2)
3 Radio Operator Lantai 0 0 8.45 0 0 0
150.873Room Atap 0 0 8.45 0 0 0
Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173
Contoh perhitungan Beban Transmisi
150.873Dinding Depan 23 0.8 6.19 3.5 0.314 139.173
Dinding Belakang 2 0.9 6.5 0 0 11.7
Dinding Kanan 0 0 8.13 0 0 0watt
Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0
4 Chief Engineer Lantai 0 0 13.00 0 0 0
303.163Atap 0 0 13.00 0 0 0
Dinding Depan 23 0.9 9.37 3.5 0.628 244.513
Dinding Belakang 2 0.9 10 0 0 18
Dinding Kanan 2 2.5 8.13 0 0 40.65watt
Dinding Kiri 0 0 8.13 0 0 0
No Name Of Room φ ( watts)
1 Wheel House 2017.188
2 Radio Room 556.007
3 Radio Operator Room 150.873
4 Chief Engineer 303.163
5 Captain 724.904
6 Crew Mess Room 1113.147
7 2nd Enginner Room 455.081
8 3rd Engginer Room 205.67
9 Electrican Room 210.164
10 Chief Officer 370.53510 Chief Officer 370.535
11 2nd Officer 212.378
12 3rd Officer 356.018
13 Officer Mess Room 791.335
14 Galley 788.385
15 Carpenter 292.406
16 Sail Man 292.406
17 Quarter Master 334.838
18 Bostwain 334.838
19 4th Enginner 350.138
20 Tally Officer 292.406
21 No 1 Oil 292.406
22 Cook/boy 292.406
23 Oil (A) 292.406
24 Oil (B) 292.406
25 Oil (C) 292.406
Total Panas Transmisi 11613.91
� Beban Radiasi Matahari
Φs=∑Av.kv.∆T + ∑Ag. Gs
Dimana :
Av = Luasan yang terkena radiasi cahaya
K = Total Heat CoefisienK = Total Heat Coefisien
_Tr : 120K untuk vertical Light surface
_Tr : 290K untuk vertical dark surface
_Tr : 160K untuk horizontal light Surface
_Tr : 320K untuk horizontal dark surface
Ag = Luasan Jendela
Gs = 350 W/m2 for clear glass surface
240 W/m2 for glass surface with interior shading
Contoh perhitungan Beban Radiasi matahari
No Nama RuanganBagianTerkena
matahari
Parameter
φ ( watts)ΔTr
(oK)
kv
(watts/m2.0K)
Av
(m2)
Gs
(w/m2)
Ag
(m2)
5 Captain Lantai 0 0 13.52 0 0 0
593.48
Atap 12 0.6 13.52 0 0 97.344
Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036 593.48Dinding Depan 16 0.9 6.19 350 0.314 199.036
Dinding Belakang 0 2.5 6.5 350 0.314 109.9
Dinding Kanan 16 0.9 13 0 0 187.2watt
Dinding Kiri 0 0 13 0 0 0
6 Crew Mess Room Lantai 0 0 19.89 0 0 0
456.608
Atap 12 0.6 19.89 0 0 143.208
Dinding Depan 0 0.9 5.87 0 0 0
Dinding Belakang 16 0.9 6.5 0 0 93.6
Dinding Kanan 0 0.8 14.63 350 0.628 219.8watt
Dinding Kiri 16 0.9 14.63 0 0 0
No Name Of Room φ ( watts)
1 Wheel House 1549.728
2 Radio Room 412.444
3 Radio Operator Room 189.132
4 Chief Engineer 354.728
5 Captain 593.48
6 Crew Mess Room 456.608
7 2nd Enginner Room 316.108
8 3rd Engginer Room 199.036
9 Electrican Room 199.0369 Electrican Room 199.036
10 Chief Officer 330.508
11 2nd Officer 222.364
12 3rd Officer 109.9
13 Officer Mess Room 517.736
14 Galley 112.32
15 Carpenter 199.036
16 Sail Man 199.036
17 Quarter Master 199.036
18 Bostwain 199.036
19 4th Enginner 199.036
20 Tally Officer 199.036
21 No 1 Oil 199.036
22 Cook/boy 90.235
23 Oil (A) 199.036
24 Oil (B) 199.036
25 Oil (C) 199.036
Total Panas Matahari 7643.723
� Perhitungan panas dari Manusia No Name Of Room Person Laten Sensibleφp (watts)
Laten
φp (watts)
Sensible
1 Wheel House 2 150 85 300 170
2 Radio Room 1 150 85 150 85
3 Radio Operator Room 1 150 85 150 85
4 Chief Engineer 1 150 85 150 85
5 Captain 1 150 85 150 85
6 Crew Mess Room 12 150 85 1800 1020
7 2nd Enginner Room 1 150 85 150 85
8 3rd Engginer Room 1 150 85 150 85
9 Electrican Room 1 150 85 150 85
10 Chief Officer 1 150 85 150 85
11 2nd Officer 1 150 85 150 85
12 3rd Officer 1 150 85 150 85
13 Officer Mess Room 10 150 85 1500 850
14 Galley 2 150 85 300 170
15 Carpenter 1 150 85 150 85
16 Sail Man 1 150 85 150 85
17 Quarter Master 2 150 85 300 170
18 Bostwain 1 150 85 150 85
19 4th Enginner 1 150 85 150 85
20 Tally Officer 4 150 85 600 340
21 No 1 Oil 1 150 85 150 85
22 Cook/boy 2 150 85 300 170
23 Oil (A) 1 150 85 150 85
24 Oil (B) 1 150 85 150 85
25 Oil (C) 1 150 85 150 85
52 orang 7800 4420
� Perhitungan Panas dari lampu dan peralatan elektronik lainnya
Part Of Deck No Name Of Room daya (watt)
Navigation Deck 1 Wheel House 220
Boat Deck
2 Radio Room 80
3 Radio Operator Room 71
4 Chief Engineer 151
5 Captain 151
6 Crew Mess Room 240
7 2nd Enginner Room 71
8 3rd Engginer Room 71
9 Electrican Room 71
10 Chief Officer 71
Poop Deck
10 Chief Officer 71
11 2nd Officer 71
12 3rd Officer 71
13 Officer Mess Room 240
14 Galley 180
Upper Deck
15 Carpenter 63
16 Sail Man 71
17 Quarter Master 71
18 Bostwain 63
19 4th Enginner 71
20 Tally Office 40
21 No 1 Oil 63
22 Cook/boy 71
23 Oil (A) 63
24 Oil (B) 63
25 Oil (C) 63
26 Electrical Equipment 2500
Total 4961
� Beban Infiltrasi
qs = 1.08 x Q x ∆T
ql = 0.68 x Q x ∆W
dimana : qs = panas sensible (btu)
ql = Panas laten
qs = 1.08 x Q x ∆T
� Temperature udara luar (t0) = 350C,70%RH
= 950F,70%RH
� Temperatur udara ruangan(t1)= 270C,50%RH
=80.60F,50%RH
Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb qs = 1.08 x Q x ∆T
= 1.08 x 40 x (95-80.6)
= 622.08 btu = 186.624 watt
ql = 0.68 x Q x ∆W
= 0.68 x 40 x (176-76)
= 2720 btu = 816 watt
Jadi beban panas infiltrasi adalah:
= 186.624 + 816 watt = 1002.624
watt
� Enthalpy udara luar (W0) = 176 BTU/lb
� Enthalpy udara ruangan (W1)= 76 BTU/lb
� Kapasitas udara (Q) = 40 cfm
� Perhitungan beban pendinginan untuk ventilasi
qt = CFM x (h0 – hi) x 0.075 x 60
dimana :
qt= total beban pendingian untuk ventilasi (BTU/h)
qt = CFMoa x (h0 – hi) x 0.075 x 60
qt =1040 x (22.828-19.462) x 0.075 x 60qt
=15752.88 btu/h
= 4616.713 watt
� Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb CFM= laju udara luar (ft3/min)
20 ft3/min (tiap orang,tiap ruangan)
Jumlah orang = 52 orang
h0 = Enthalpy udara luar (btu/lb)
ht = Enthalpy udara ruangan (btu/lb)
0.075 = berat jenis udara (lb/ft)
60 = min/h
� Enthalpy udara luar (h0)= 22.828 BTU/lb
� Enthalpy udara ruangan= 19.462 BTU/lb
� Jadi total beban pendinginan adalah
q total = q total Ruangan + q (infiltrasi) + q (ventilasi)
= 36438.633 + 1002,624 + 4616.713
= 42057.97 watt
= 36163.34 kCal/hr
Verifikasi:
Pada KapalBerdasar
Perhitungan
Beban
Pendinginan 60000 kCal/hr 36163,34 kCal/hr
� Parameter Pemilihan AC Central baru meliputi beberapa factor diantaranya:
Faktor Teknis yana meliputi:
� Beban Pendinginan
Beban generator (Power Supply)� Beban generator (Power Supply)
� Dimensi
Faktor Non Teknis
� Ketersediaan Spare Part
� Harga (Cost)
Perbandingan AC Central
No
ParameterDAIKIN AERON
(US 15 H) (SCU-E/R50)
1 Cooling Capacity 50 kW 48.7 kW
2 Power Output (Comp+Fan) 17 kW 19.5 kW
3 Dimensi (P x L x T) mm (1500 x 850 x 1575) (1600 x 700 x 1700)
� FTA(Fault Tree Analisi)
� FMEA
Yaitu metode analisa di bidang
engineering yang menyelidiki mengapa suatu desain produk mengalami kegagalan dalam
No Item Statu
s
Keterangan
1 Pengisian Minyak
Pelumas
ok Sesuai indikator yang
tertera pada kompresor
2 Jenis Minyak Pelumas ok Sesuai dengan spesifikasi
kebutuhan kompresor
3 Pipa Minyak Pelumas ok tidak terindikasi
kebocoran
4 Thermostat no Tidak bekerja sesuai
penyetingan, layar
indikator yang tertera
pada alat mengalami
gangguan akibat getaran
AHU
5 Coil Condensor ok Bersih tidak tersumbat,
tidak terjadi indikasi
mengalami kegagalan dalam pengoperasian. Metode ini memberikan uraian analisa dengan dasar untuk menentukan dimana perubahan harus dilakukan untuk memperbaiki desain sistem
tidak terjadi indikasi
kebocoran
6 Coil Evaporator ok Bersih tidak tersumbat,
tidak terjadi indikasi
kebocoran
7 Expansion Valve no Ukuran tidak sesuai
dengan Ton Referigasi
pada mesin pendingin
(AC Central) yaitu
sebesar 12 TR
8 Referigrant ok Sesuai baik jenis dan
pengisian refrigrant yang
dilakukan
9 Power Supply ok Sesuai dengan Kebutuhan
Kompresor
10 Run Capacitor ok tidak terindikasi terbakar
� Analisa Biaya
langkah-langkah yang harus dilakukan agar Unit AC- central ini kembali bekerja adalah :
� Pengantian Thermostat
Pengantian Expansion valve � Pengantian Expansion valve
� Pengulungan Ulang Elektromotor akibat terbakar
No Item Tipe Harga (Euro) Harga (Rp)
1 Expansion Valve TEX 12 (067B3210)-
danfoss
€ 149.15 Rp1,750,424
2 Thermostat EKC 102 C-danfoss € 45.00 Rp 528,120
3Biaya Reparasi
Electromotor
Rp 750.000
Total Rp3,028,544
Kesimpulan
� Perbedaan hasil perhitungan beban pandinginan adalah standart yang digunakan. Dalam perhitungan terdahulu mengunakan rule NK yang merupakan rule local yang dipakai pada masing-masing Negara, Perhitungan pada Tugas Akhir ini adalah perhitungan berdaskan ISO (International Standart Organitation) yang berlaku secara international yaituyaitu
� Dalam pemilihan Central Air Conditioner perlu diperhatikan beberapa kreteria yang mencaku aspek teknis dan non teknis yaitu :
Faktor Teknis yana meliputi:
� Beban Pendinginan
� Beban generator (Power Supply)
� Dimensi
Faktor Non Teknis
� Ketersediaan Spare Part
� Harga (Cost)
� Dalam Memfungsikan kembali sitem Air Conditioner yang ada di kapal saat ini perlu diadakan pergantian beberapa peralatan akibat kerusakan/ketidaksesuaian berdasarkan kapasitas yaitu pergantian Thermostat, Pergantian Katup Ekspansi, dan gulung Ulang electromotor kompresor
Saran
1. Dalam Rangka Pengantian Satu set Unit Central Air Conditioning khususnya dalam hal harga perlu diperhatikan kapasitas/kemampuan perusahaan, apakah perlu dilakukan pengantian atau hanya perlu melakuakan pergantian terhadap beberapa peralatan yang terindikasi rusak.beberapa peralatan yang terindikasi rusak.
2. Apabila langkah pergantian beberapa peralatan perlu diadakan maintenance yang berkala dan pengecekan berkala pula, mengingat mesin Air Conditioning yang memiliki usia yang lama, sehingga efficiency rendah perlu diadakan tindakan preventif yang besar pula.