28

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Oleh :LAURA SUNDARION2107 030 075Dosen Pembimbing :Ir. Denny M.E SOEDJONO, MT

PERHI TUNGAN BEBAN PENDI NGI N PADA RUANG LABORATORI UM

KOMPUTER PAPSI - I TS

Page 2: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG

Sistem pengkondisian udara pada ruangan di suatu gedung merupakan salah satu fasilitas yang penting untuk kenyamanan orang yang berada didalam ruangan.Perhitungan beban pendingin sangat diperlukanuntuk pemilihan mesin pendingin (AC) yang tepat.

Page 3: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Rumusan Masalah

Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana mendapatkan beban pendinginan yang nyaman.

Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui beban pendingin dari laboratorium komputer PAPSI - ITS.

Page 4: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Manfaat PenulisanUntuk mempelajari materi perkuliahan lebih lanjut khususnya teknik penkondisian udara. Selain itu untuk mempelajari cara perhitungan beban pendingin.

Batasan Masalah1. Perhitungan dilakukan di laboratorium komputer PAPSI - ITS.2. Data diambil dari BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika)

Juanda3.3. Tidak ada perubahan temperatur pada dinding Tidak ada perubahan temperatur pada dinding (adiabatik).(adiabatik).4. 4. Kondisi yang ada dalam sistem adalah kondisiKondisi yang ada dalam sistem adalah kondisi steady state.steady state.5. 5. Temperatur udara konstan 25C.Temperatur udara konstan 25C.

Page 5: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Prosedur Perencanaan SistemPengkondisian Udara

Mulai Tinjauan pustaka

Pengambilan Data Gedung dan Temperatur

Penentuan Kondisi Termaldalam Gedung

Page 6: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Perhitungan BebanPendingin

Analisa Psikrometrik

Sistem PengkondisianUdara

Selesai Kesimpulan

Page 7: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Data Gedung Laboratorium Komputer PAPSI - ITS.

1. Daerah gedung sebelah selatan terdiri dari jendela dan pintu kaca, bagian utara terdiri dari jendela kaca dan dinding yang terbuat dari sebagian gypsum dan batu-bata, dan untuk sebelah timur dan barat dindingnya semua terbuat dari sebagian gypsum dan batu-bata.

2. Ruangan dapat menampung maksimal 28 orang. Penerangan yang dipakai 15 lampu neon yang masing-masing berdaya 40 watt.

3. Untuk ukuran gedung laboratorium komputer PAPSI -ITSmempunyai mempunyai panjang 10,5 m, lebar 7,2 m, dan tingginya 3,00 m.

4. Data dari BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika),data ini diambil untuk mengetahui keadaan temperatur di sekitar daerah gedung. untuk daerah dinding timur dan selatan. Dari data diambil temperatur terbesar sebagai temperatur perhitungan.

Page 8: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS.

Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah selatan.

Page 9: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS.

Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah barat dan timur.

Page 10: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Gambar Setiap Sisi Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS.

Gambar Pandangan Depan Ruang Laboratorium Komputer PAPSI - ITS sebelah utara.

Page 11: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Luas Bagian-Bagian Ruangan

luas jendela sebelah selatan

A (Luas) = p x l= 1.46 ft x 3.00 ft= 4.38 ft

Page 12: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

A (Luas) = p x l= 3.33 ft x1.66 ft= 5.52 ft

luas jendela sebelah utara

Page 13: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Luas Pintu

A (Luas) = p x l= 6.83 ft x 4,80 ft= 32.78 ft

Page 14: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Gross A (Luas) = p x l= 35 ft x 24 ft= 840 ft

A net (Luas) = Agross Apintu A1 A2 = 840 ft² 32.78 ft² 5.52 ft² 4.38 ft²= 797.32 ft²

Keterangan :Untuk dinding sebelah barat tidak dihitungkarena tidak terkena sinar matahari.

Luas Dinding

Page 15: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menentukan Kondisi Rancangan

Kondisi Outdoor (DB,WB,RH)

BMG bulan Desember(Temperatur Tertinggi)

Kondisi Indoor (DB,WB,RH)

Tabel

Kondisi Outdoor danIndoor RH Kurva Psikrometrik

Page 16: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Keterangan :DB = temperature bola keringWB = temperature bola basahRH = kelembaban relatifW = rasio kelembabanDR = temperature rata-rata bola kering

795075,2Room

84,3873580,995,7Outdoor

DR (F)W

(gr/lb)RH (%)WB (F)DB (F)

Page 17: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menentukan Koefisien PerpindahanPanas Keseluruhan ( U )

Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung atau dari tabel.U yang didapat dari tabel :Dinding : 4 in. face brick, 4in. common brick, ½

gypsum wallboard, no insulation.Atap : Attic with natural ventilation no insulation.Lantai : concrete deck, no insulation.Dari tabel A.7 didapat nilai :

U = 0,28 BTU/hr-ft2-F (Group D)U = 0,15 BTU/hr-ft2-F U = 0,59 BTU/hr-ft2-F

Page 18: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Jendela : single glass, tipe frame wood.Dari tabel A.8 didapat nilai :

U = 0,90 BTU/hr-ft2-F

Menghitung Fc (Heat Transfer to Surrounding)

Fc = 1 0,02 KK = ( UwAw + UgAg ) / LFc = 0,92

Menghitung Beban Puncak ( Peak Load )

Dari tabel 6.8 E.G pita didapat nilai :CLFjendela tertinggi pada pukul 12.00 = 0,65Dari tabel 6.1 E.G pita didapat nilai :CLTDatap tertinggi pada pukul 16.00 = 62

Page 19: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

atap

Pada pukul 12.00- Dari tabel 6.1 didapat nilai CLTDatap = 29 F- Dari tabel 6.4 dengan 8°E didapat nilai LM = 12 F- Dari tabel 6.6 dengan 8°E didapat nilai SGHF = 179 BTU/hr-ft2

- Dari tabel 6.7 dengan 8°E didapat nilai SC = 0,94- Dari tabel 6.8 idapat nilai CLFjendela = 0,65

Menghitung Rata-Rata Temperatur Luar (Outdoor Average):

F average = 53,55 0 F

Menghitung Perbedaan Temperatur BebanPendinginan (Cooling Load Temperatur Different/ CLTDc)

CLTDc = 12 , 75 F

Page 20: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menghitung Q atap

Q atap = 1606,5 BTU/hr

Menghitung Q jendela

Q jendela = 6037, 5 BTU/hrSummary = Q jendela + Q atap

= 1606,5 BTU/hr + 6037, 5 BTU/hr= 7644 BTU/hr

Pada pukul 16.00Dari tabel E.G pita didapat:CLTD atap = 62 FLM = 12 FSGHF = 179 BTU/hr-ft2

SC = 0,94CLF jendela = 0,52

Page 21: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menghitung Rata-Rata Temperatur Luar (Outdoor Average):

F average = 53,50 F

Menghitung Perbedaan Temperatur BebanPendinginan (Cooling Load TemperaturDifferent/ CLTDc)

CLTDc = 45,35 F

Menghitung Q atap

Q atap = 5714,1 BTU/hr

Menghitung Q jendela

Q jendela = 4829,7 BTU/hr

Page 22: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Summary = Q jendela + Q atap= 4829,7 BTU/hr + 5714,1 BTU/hr= 10543,8 BTU/hr

Karena peak load pada pukul 16.00 lebih besar dari pukul 12.00, maka waktu yang dipakai pukul 16.00.

Menghitung CLTDcCLTDc ( dinding timur ) = 33 FCLTDc ( dinding selatan ) = 24 FCLTDc ( dinding barat ) = 18 FCLTDc ( dinding utara ) = 13 F

CLTDc atap = 45 , 35 FCLTDc jendela = - 14,65 F

Page 23: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menghitung Beban Pendinginan Luar( External Cooling Load )

Dinding sebelah timurQ = - 225,65 BTU/hr

Dinding sebelah selatanQ = - 789,80 BTU/hr

Dinding sebelah UtaraQ = - 749,67 BTU/hr

Total pemasukan kalor secara konduksi melalui dinding

Q = - 1765 ,12 BTU/hrPemasukan kalor secara konduksi melalui atap

Q = 5256,9 BTU/ hrPemasukan kalor secara konduksi melalui

lantai Q = 455,95 BTU/ hr

Page 24: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Pemasukan Kalor Total secara Konduksi :Q = 3722 ,03 BTU/hr

Pemasukan Kalor Secara radiasi melalui Jendela :

Q = 4443,3 BTU/ hr

Pemasukan Kalor secara konduksi melalui pintu :Q = - 225,70 BTU/hr

Menghitung Beban Pendinginan Dalam (Internal Cooling Load)

Penambahan kalor dari peneranganQ = 2346 BTU/hr

Penambahan kalor dari orang di dalam ruanganQs = 7000 BTU/hrQl = 5600 BTU/hr

Page 25: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Penambahan kalor dari komputer di dalam ruangan Dari tabel 6.15 ( microcomputer / word processor ) didapat nilai :

q = 300 BTU / hrQ = q x n

= 300 x 28= 8400 BTU / hr

Page 26: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Menghitung Beban Infiltrasi dan Ventilasi

Penambahan kalor dari pertukaran udara (infiltrasi)Qs = 132,59 BTU/hrQl = 31987,2 BTU/hr

Penambahan kalor dari ventilasiQs = 12628 BTU/hrQl = 3049,4 BTU/hr

Beban Pendinginan Total ( Cooling Loads Total )Q = 79305,52 BTU/hr

= 6,60 TR

Page 27: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Perhitungan beban pendingin sangat berpengaruh terhadap pemilihan mesin pendingin, maka penulis berusaha menghitung beban pendinginan pada bulan desember dan 80 lintang selatan. Dari perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan :

Temperatur Bola Kering (DB)outdoor = 95,7 FTemperatur Bola Kering (DB)Room = 75,2 FTemperatur Bola Basah (WB) = 80,4 FKelembaban Relatif (RH) outdoor = 35 FKelembaban Relatif (RH) Room = 50 FRasio Kelembaban (W) outdoor = 87 FRasio Kelembaban (W) Room = 79 FTemperatur rata-rata bola kering (DR) = 85 FTemperatur Average = 53,5 F

Page 28: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung

Perhitungan Beban Pendinginan = 79305,52 BTU/hr= 6,60 TR

Saran

Agar beban pendinginan tidak terlalu besar maka bangunan sebaiknya tidak terlalu banyak jendela dari kaca dan diusahakan letak jendela tidak langsung terkena paparan sinar matahari. Untuk dinding sebaiknya memakai bahan yang tidak menyerap panas.

Page 29: PERHITUNGAN BEBAN PENDINGIN PADA RUANG …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-13236-Presentation.pdf · Koefisien perpindahan panas keseluruhan dapat diperoleh dengan cara dihitung