Darwin R. B SyakaBeban Pendinginan (Cooling Load)TEKNIK PENDINGIN

ISIKonsep dasarKondisi disain luar ruanganKriteria disain dalam ruanganPrinsip beban pendinginanKomponen-komponen beban pendinginanContoh perhitungan beban pendingian

Konsep dasarBeban termal (Thermal load)Jumlah panas yang harus ditambahkan atau dihapus dari ruang untuk mempertahankan suhu yang tepat dalam ruangKetika beban thermal mendorong kondisi di luar rentang kenyamanan, sistem AC digunakan untuk membawa kembali ke kondisi kenyamanan termal

Konsep dasarTujuan dari estimasi beban ACMenghitung beban desain puncaknya (pendingin / pemanas)Perkirakan kemungkinan kapasitas pabrik / peralatan atau ukurannyaMemberikan info untuk desain AC misalnya profil bebanMenjadi landasan untuk analisis energiBeban pendinginan adalah target utama kitaPenting untuk iklim tropis Mempengaruhi kinerja bangunan & biaya operasional

Konsep dasarMekanisme perpindahan kalorConductionConvectionRadiationProperti Termal material bangunanTransmitansi termal keseluruhan (nilai-U)Konduktivitas ThermalKapasitas Thermal (kalor specific)

Konsep dasarSebuah survei bangunan akan membantu kita mencapai perkiraan yang realistis dari beban termalarah/letak bangunanPenggunaan ruangDimensi fisik ruangketinggian langit-langitKolom dan balokbahan konstruksikondisi sekitarJendela, pintu, tangga

Konsep dasarSurvey bangunanOrang (jumlah atau kepadatan, durasi hunian, sifat kegiatan)penerangan (W/m2, jenis)Peralatan Rumah Tangga (watt, lokasi, penggunaan)Ventilasi (kriteria, persyaratan)Penyimpanan panas (jika ada)Operasi terus-menerus atau kadang kala

Kondisi disain luar ruanganHal ini digunakan untuk menghitung bebandesain ruangMemuat informasi disain iklimInfo umum: e.g. lintang, bujur, ketinggian, tekanan atm. Kondisi disain luar ruanganBerasal dari analisis statistik data cuacaData yang khas dapat ditemukan di buku pegangan / databooks, seperti SNI 6390.2011, ASHRAE Fundamental, dll

Kondisi disain luar ruanganKondisi desain Iklim dari SNI

Kondisi disain luar ruanganKondisi desain Iklim dari SNI

Kriteria disain dalam ruanganKondisi desain dari SNI

Prinsip Beban Pendinginan

Komponen Beban Pendinginan (Cooling Load Components)Perhitungan Cooling loadUntuk menentukan laju aliran volume sistem udaraUntuk menentukan ukuran peralatan AC Untuk memberikan informasi perhitungan analisis energi.dua kategori:Beban eksternalBeban Internal

External loadssumber panas melalui dinding eksterior dan atapsumber panas matahari melalui jendelasumber panas konduktif melalui jendelasumber panas melalui partisi & pintu interiorInfiltrasi udara luar

sumber panas melalui dinding eksterior dan atapKoefisien perpindahan kalor dari dinding dan atap tergantung dari luasnya, dapat ditunjukkan dengan rumus berikut, sedangkan koefisien perpindahan kalor (u), dapat di tentukan dari tabel. Adapun harga Tm dapat ditentukan dari data disain.

Dimana :Uo= koefisien perpindahan kalor menyeluruhA= luas bidang aliran kalorTm= beda suhu menyeluruh

Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh

Dari Gambar dapat juga kita buat analogi listriknya:Analogi listrik digunakan untuk mempermudah memecahkan soal-soal yang rumit baik yang seri maupun paralel.KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI

RANGKAIAN PARALLEL/SERIESPertimbangkan aliran kalor yang melalui sistem dalam unit lebar, dengan suhu permukaan yang tetap dan tidak ada tahanan kontakKeseluruhan tahanan jaringan

Sumber Panas Matahari Melalui JendelaSumber Panas Konduktif Melalui JendelaUntuk sumber panas konduktif melalui jendela dapat dihitung seperti halnya menghitung sumber panas melalui dinding eksterior dan atapAdapun sumber panas matahari melalui jendela ini tergantung pada posisi matahari .

Sumber Panas Konduktif Melalui JendelaAdapun persamaan umum yang digunakan adalah sebagai berikut ;

Namun karena Perbedaan temperatur itu tergantung pada posisi matahari, dengan demikian tidak selalu tepat . Sehingga untuk alasan praktis nilai SGHF.SC ditentukan dari nilai rata-rata tiap arah mata angin

Sumber Panas Melalui Partisi & Pintu InteriorInfiltrasi Udara LuarApabila ada sumber panas melalui partisi & pintu interior maka, perhitungannya seperti halnya menghitung sumber panas konduksi satu dimensi tunak melalui dinding eksterior dan atapInfiltrasi udara luar panas di sini ternyata terjadi karena adanya pertukaran udara dari luar ke dalam ruangan pendingin, baik dengan sengaja maupun melalui celah-celah pintu atau jendela. Berapa besarnya beban panas itu sulit untuk mendapatkan jumlah panas melalui udara secara tepat, kecuali kalau udara ventilasi, karena memang telah diketahui berapa jumlahnya.

Dimana (To-Ti) adalah selisih temperatur luar dan dalam ruangan dan (wo-wi) adalah selisih kelmbaban luar dan dalam ruangan

Cooling Load ComponentsInternal loadsorangLampu (Electric lights)Peralatan dan perabot rumah tanggaSensible & latent cooling loadsMengkonversi sumber panas seketika menjadi beban pendinginanKomponen mana saja yang hanya sensibel?

[Source: ASHRAE Fundamentals Handbook 2001]

Lampu (Electric Lights)Peralatan Dan Perabot Rumah TanggaPerhitungan internal load dalam satuan british juga dapat menggunakan cara berikut. Besarnya panas yang dikeluarkan sinar lampu adalah 3,42 BTU/watt.jam. Panas dari motor listrik dan manusia dapat dilihat dari tabel 6-15 dan tabel 6-16 (Lampiran 15 dan 16, 182-183). Jadi untuk menghitungnya adalah sebagai berikut : Sinar lampu = jumlah watt x 3,42 BTU/jam x 24 jam Motor listrik = faktor dari tabel 6-15 x jumlah dayanya (hp) x 24 jam Manusia = faktor dari tabel 6-16 x jumlah orang yang bekerja x 24 jam

Penggunaan faktor keselamatan (safety faktor) Untuk pengamanan ditambahkan 5% sampai dengan 10 %. Besarnya persentasi ini tergantung dari tingkat kepercayaan atas informasi yang digunakan pada saat mengadakan perhitungan sebelumnya, biasanya diambil 10%. Setelah ditambahkan faktor pengaman, maka total beban panas untuk 24 jam dibagi dengan jumlah waktu operasi yang diinginkan, maka didapat beban rata-rata/jam kerja. Beban/jam inilah yang digunakan untuk memilih peralatan dari mesin pendingin.

Contoh perhitungan beban pendinginan

Contoh perhitungan beban pendinginan

*