TATA UDARA KOMERSIAL DAN INDUSTRI

Sistem Tata Udara SentralAll-air systemAll-water systemAir-water system

All-air system

All-air system

All-air systemALL-AIR SYSTEMSingle-ductDual-ductConstat volume(CV)Variable air Volume (VAV)Constat volume(CV)Variable air Volume (VAV)

All-water systemAir dingin dari chiller disirkulasikan hingga ke ruanganPada ruangan dipasang fan-coil unit untuk mendinginkan ruanganKeunggulan:memerlukan sedikit ruang, sehingga cocok untuk digunakan pada pengkondisian udara suatu bangunan yang sebelumnya tidak direncanakan menggunakan pengkondisi udara.

All-water systemKelemahan: perawatan alat umumnya harus dilakukan pada ruang yang dihuniKelemahan: Sistem yang menggunakan temperatur rendah memerlukan penampung kondensat/embunKelemahan: Sulit untuk mengontrol kelembaban ruanganKelemahan: filter berukuran kecil, dan harus sering dibersihkan untuk menjaga laju aliran udaraKelemahan: Udara segar harus diperoleh dengan membuka pintu/jendela, sehingga ada beban tambahan

Fan-coil unit (FCU)Fan-coil unit dapat dipasang:Wall-mountedCeiling-mountedFloor-mounted

Air-water systemPrimary-air systemInduction unit

Primary-air system

Induction unit

Air-water systemKeunggulanIndividual room temperature control Separate heating and coolingLess space is required for the distribution system as the return air duct system is reduced in size The size of the central air-handling apparatus is smaller than that of other systems because little air must be conditioned.Dehumidification, filtration, and humidification are performed in a central location remote from conditioned spaces.Ventilation air supply is positive and may accommodate recommended outside air quantities.

Air-water systemKeunggulanSpace can be heated without operating the air system via the secondary water system. Nighttime fan operation is avoided in an unoccupied building. System components are long-lasting. Room terminals operated dry have an anticipated life of 15 to 25 years. The piping and ductwork longevity should equal that of the building.Individual induction units do not contain fans, motors, or compressors. Routine service is generally limited to temperature controls, cleaning of lint screens, and infrequent cleaning of the induction nozzles.

(c) 1996 ASHRAE Handbook, HVAC Systems and Equipment, Chapter 3

Air-water systemKelemahan:Controls tend to be more numerous than for many all-air systems.Secondary airflow can cause the induction or fan-coil unit coils to become dirty enough. Lint screens or low-efficiency filters used to protect these terminals require frequent in room maintenance and reduce unit thermal performance.The primary air supply usually is constant with no provision for shutoff. This is a disadvantage in residential applications, where tenants or hotel room guests may prefer to turn off the air conditioning, or where management may desire to do so to reduce operating expense.Energy consumption for induction systems is higher than for most other systems due to the increased power required by the primary air pressure drop in the terminal units.

(c) 1996 ASHRAE Handbook, HVAC Systems and Equipment, Chapter 3

Water chillerWater chiller adalah mesin pendingin air yang akan disirkulasikan ke air handling unit (AHU).Jenis-jenisnya antara lain: centrifugal chiller, reciprocating chiller, absorption chiller.Air cooled atau water cooled Mekanisme kerja:Evaporator (atau cooler) pada sistem refrigerasi kompresi uap atau absorbsi digunakan untuk mendinginkan air. Air dingin selanjutnya disirkulasikan ke AHU guna mendinginkan udara yang akan dikirimkan ke dalam ruangan yang dikondisikan.

Chiller

Chiller dengan Cooling tower

Screw chiller

Screw compressor

Screw compressor (a) suction (b) compression (c) discharge

Centrifugal chiller

Centrifugal chiller

Centrifugal chiller

Pemipaan/kelistrikan chiller

Pemipaan/kelistrikan chiller

Kompresor sentrifugal

Kompresor sentrifugal

Chiller vs Direct Expansion

Kontrol beban parsialPada sistem water chiller pengaturan beban cukup dilakukan dengan mengatur laju aliran air dingin yang melewati koil pendingin pada AHU.Oil returnJika suatu saat terjadi penurunan beban, laju aliran refrigeran akan turun. Timbul masalah oil return yang penanganannya lebih sulit. Pemipaan refrigeranPipa untuk distribusi air lebih murah dibandingkan dengan pipa tembaga untuk refrigeran.

Chiller vs Direct Expansion

Drop tekanan pemipaanPenurunan tekanan pada pemipaan refrigeran, terutama jika pipa yang digunakan cukup panjang, akan menurunkan kapasitas mesin secara signifikan.Deteksi kebocoranKebocoran air lebih mudah dideteksi dibandingkan dengan kebocoran refrigeran

Sistem refrigerasi chiller

KompresorBerfungsi sebagai vapor pump.Tidak dapat digunakan untuk mengkompresi cairan, sehingga refrigeran yang akan masuk ke kompresor harus dipastikan berfase gas.Jenis-jenis: torak, sentrifugal, screw, atau rotary.Umumnya semi hermetik.Komponen utama kompresor: crankshaft, oil pump, rod, piston, valve, head, shell.Dilengkapi dengan crankcase heater.Motor didinginkan dengan suction gas dari cooler.Komponen bergerak dilumasi dengan oli.Diberi pengaman dari tekanan dan temperatur discharge yang terlalu tinggi

Liquid coolerDigunakan untuk mendinginkan refrigeran sekunder (air/brine). Tabung-tabung refrigeran seringkali dilengkapi dengan sirip.Tabung-tabung dapat diganti.Terdapat head/flange untuk keperluan inspeksi dan perbaikan.Dilengkapi bafel untuk mengoptimumkan pertukaran kalor.Kecepatan air dalam cooler 1.5 s.d. 2.5 ft/s.Pada sistem multicircuit terdapat kontrol untuk mengatasi masalah oil return dengan cara deaktivasi sebagian sirkuit.

Liquid coolerrefrigerant vapor chilled water returnchilled water supplytube bundlebafflesliquid/vapor refrigerant

Liquid cooler

Liquid cooler

Kondenser

KondenserBiasanya berupa shell and tube.Refrigeran akan berkondensasi dalam shell.Air bersirkulasi lewat susunan tabung.Susunan tabung dapat dilengkapi dengan sirip.Susunan tabung dapat diganti atau dibersihkan.Sistem sirkulasi air: open circuit; mudah terbentuk kerak; perlu pembersihan secara periodik.Laju aliran air: 3 s.d. 12 ft/s.

Komponen lain/asesorisTXVdigunakan untuk mengubah fasa refrigeran dari cairan ke fasa campuran sekaligus menurunkan tekanannya.Sight glassalat inspeksi refrigeran (fasa dan kebersihan) pada sisi tekanan tinggi.Solenoid valvemencegah aliran balik refrigeran pada saat sistem off.Filter drierpenangkap partikel uap air.Pengamanmenjaga peralatan dari tekanan, temperatur atau tegangan berlebih.Kontrol

Part-load pada chillerSensor: termostatMekanisme:Jika beban turun, maka temperatur air yang kembali dari AHU akan turun pula.Jika temperatur air di bawah temperatur batas yang ditetapkan, sensor akan memerintahkan alat kontrol untuk mematikan kompresor.Jika temperatur air naik di atas batas, sensor akan memerintahkan alat kontrol untuk menghidupkan kompresor.Makin kecil range temperatur seting, makin sering pula terjadi on-off.

Cylinder unloadingSiklus on-off yang terlalu sering karena akan mengakibatkan kompresor cepat aus dan umur komponennya akan lebih pendek.Untuk menghindarinya digunakan cylinder unloader yang akan menurunkan kapasitas kompresor tanpa mematikannya.Untuk chiller dengan satu kompresor dan enam silinder misalnya, maka sistem kontrol dapat saja mengatur kapasitas chiller untuk 100%, 67%, dan 33%.Kompresor tidak dapat dioperasikan pada beban 0% karena kompresor hermetik/semihermetik memerlukan pendinginan oleh refrigeran keluaran dari cooler.