Upload
atikadwi
View
248
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Penjelasan tentang ac central dan penerapannya dalam desain bangunan
Citation preview
FISIKA BANGUNAN
AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN
ANGGOTA KELOMPOK:
1. ABIDAH HUSNA (I0212002)
2. ANITA CAROLINE ANDREAS (I0212016)
3. ATIKA DWI HARJANTI (I0212023)
4. KARINA PUTRI PRATIWI (I0212042)
PRODI ARSITEKTUR
JURUSAN ARSITEKTUR
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 1
DAFTAR ISI
JUDUL……………………………………………………………………………………………………………………………. 1
DAFTAR ISI……………………………………………………………………………………………………………………… 2
A. PENDAHULUAN 3
1. Latar Belakang………………………………………………………………………………………… 3
2. Tujuan…………………………………………………………………………………………………….. 4
B. AC CENTRAL…………………………………………………………………………………………………………. 5
C. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN AC CENTRAL………………………………………………………… 9
D. PENERAPAN AC CENTRAL DALAM DESAIN……………………………………………………………. 11
KESIMPULAN………………………………………………………………………………………………………………….. 16
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………………………………………………… 17
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 2
A. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Penghawaan buatan (AC) di era globalisasi, sudah menjadi sebuah kebutuhan.
Hampir di setiap bangunan/gedung perkantoran, mall, hotel, rumah sakit bahkan
rumah tinggal, menggunakan AC ( air conditioner ). Semula, jendela sangat di
perlukan untuk memungkinkan masuknya cahaya matahari bagi penerangan
ruangan dan masuknya udara segar. Namun, seiring dengan kemajuan yang di
peroleh dalam bidang penghawaan buatan, jendela sudah tidak lagi menjadi
persyaratan rumit.
Perinsip penghawaan buatan adalah untuk menurunkan temperatur dan
kelembaban ruang, sehingga penyaluran/distribusi udara dalam ruangan
memperoleh keadaan yang diinginkan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut.
Temperatur udara di Indonesia sekitar 30-34ºC dan kelembaban sekitar 90 %
sehingga Indonesia masuk ke dalam katagori daerah Tropis. Padahal, untuk sebuah
ruang dengan iklim ideal, suhu ruangan berkisar antara 26-270 C dengan udara segar
30 m3 perjam tiap orangnya. Gerakan udara dalam ruang pun 0,25 m/detik. Ruang
juga tidak berbau, memiliki kualitas ventilasi dengan noise criteria antara 25-45.
Untuk menciptakan kondisi ruang yang ideal seperti di atas, penghawaan
secara alami sangat sulit untuk mencapai kriteria-kriteria di atas sehingga jalan yang
di tempuh untuk mendapatkan ruang dengan iklim ideal adalah penghawaan dengan
menggunakan AC.
Penggunaan Ac juga dapat di pengaruhi oleh beberapa factor, misalnya saja
ventilasi alami yang tidak memungkinkan untuk di gunakan (karena berada di
gedung tinggi, sehingga angin kencang, terlalu panas dan kering). Selain itu, kondisi
lingkungan yang tidak memenuhi syarat (karena polusi udara, polusi suara,dll) juga
sangat berpengaruh terhadap alasan menggunakan AC.
Terdapat beberapa sistem pemasangan AC yang umum di gunakan oleh
masyarakat. Sistem pemasangan tersebut adalah sistem AC Split dan sistem AC
Central.
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 3
Sistem pemasangan AC split adalah sistem yang paling umum di gunakan di
rumah, kantor maupun instalasi lain seperti sekolah maupun rumah sakit. Sistem AC
ini sangat mudah dalam hal perawatan dan biaya yang murah pada pemasangan dan
perawatannya. Sedangkan Sistem pemasangan AC Central adalah sistem AC yang
umum di gunakan di bangunan-bangunan tinggi dan luas seperti Mall, Stasiun,
Bandara dll.
Tedapat banyak perbedaan antara sistem pemasangan AC Split dan AC
Sentral. Namun dalam paper kali ini, kami akan lebih focus untuk menjelaskan
detail-detail mengenai Sistem pemasangan AC Central mulai dari pengertian,
komponen-komponen penyusunnya, kelebihan dan kelemahan, maupun penerapan
dalam desainnya.
2. Tujuan
Tujuan dari di buatnya paper ini adalah agar dapat mengetahui apa itu sistem
pemasangan AC Central, komponen-komponen penyusunnya, keebihan dan
kekurangan dari AC central sehingga dapat di gunakan sebagai landasan dalam
penerapan Desain bangunan yang menggunakan AC Central sebagai upaya
pengkondisian udara.
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 4
B. AC CENTRAL
AC Central adalah sistem pendinginan ruangan yang dikontrol dari satu titik atau
tempat dan di distribusikan secara terpusat ke seluruh isi gedung dengan kapasitas yang
sesuai dengan ukuran ruangan dan isinya dengan menggunakan saluran udara / ducting
ac.
Sistem AC Central terbagi atas beberapa komponen pembentuk utama yaitu :
1. Chiller / Condensing Unit / Outdoor AC
Chiller adalah mesin refrigerasi yang berfungsi untuk mendinginkan air pada sisi
evaporatornya. Air dingin yang dihasilkan selanjutnya didistribusikan ke mesin
penukar kalor ( FCU / Fan Coil Unit ).
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 5
Gambar 1. Ducting AC
Gambar 2. Chiller/ Condensing Unit/ outdoor AC
2. AHU (Air Handling Unit)
AHU Adalah suatu mesin penukar kalor, dimana
udara panas dari ruangan dihembuskan
melewati coil pendingin didalam AHU sehingga
menjadi udara dingin yang selanjutnya
didistribusikan ke ruangan.
3. Ducting AC / saluran ac
Ducting AC adalah saluran-saluran yang dibuat untuk mengalirkan udara yang
dikeluarkan AC menuju ruangan yang
diinginkan seperti halnya pipa yang menjadi
“jalan” air. Ducting diperlukan terutama pada
bangunan atau ruangan yang menggunakan AC
sentral, yaitu AC berkapasitas pendinginan
besar tapi hanya terdapat satu atau beberapa
buah dan terpusat. Ducting ini akan berfungsi
mendistribusikan udara dingin ke ruangan-
ruangan yang diinginkan.
4. Cooling Tower
Adalah suatu mesin yang berfungsi untuk
mendinginkan air yang dipakai pendinginan
condenssor chiller dengan cara melewat air panas
pada filamen didalam cooling tower yang
dihembus oleh udara sekitar dengan blower yang
suhunya lebih rendah.
5. Pompa Sirkulasi
Ada dua jenis pompa sirkulasi, yaitu :
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 6
Gambar 3. AHU (Air Handling Unit)
Gambar 4. Ducting AC/saluran Ac
Gambar 5. Cooling Tower
a. Pompa sirkulasi air dingin ( Chilled Water Pump ) berfungsi mensirkulasikan air
dingin dari Chiller ke Koil pendingin AHU / FCU.
b. Pompa Sirkulasi air pendingin ( Condenser Water Pump ).Pompa ini hanya
untuk Chiller jenis Water Cooled dan berfungsi untuk mensirkulasikan air
pendingin dari kondensor Chiller ke Cooling Tower dan seterusnya
Terdapat dua sistem AC Central yang ada di pasaran saat ini, yaitu sistem air dan
sistem freon. Pada sistem air, media pembawa dingin yang berjalan dalam pipa
distribusi adalah air. Sedangkan pada sistem freon, media yang dipakai untuk membawa
dingin adalah freon. Sistem air memiliki kelebihan dapat digunakan dalam skala yang
besar atau gedung bertingkat, misalnya mall yang berukuran besar. Sedangkan Sistem
freon hanya dapat dipakai dalam sistem yang tidak terlalu besar seperti mini market,
klinik, sekolah, kantor, dll.
Pada sistem freon, unit AC Central yang
dikenal biasa disebut dengan Split Duct. Prinsip
kerjanya hampir sama dengan sistem ac split
biasa, akan tetapi lubang udaranya menggunakan
sistem ducting atau pipa dan pada tiap-tiap
keluaran udaranya menggunakan diffuser. Untuk
mengatur besar kecilnya udara yang keluar
digunakan damper.
Kelebihan daripada sistem ac central split duct ini adalah pendistribusian
dinginnya merata pada setiap ruangan dan komponen yang dipakai tidak terlalu banyak
karena hanya menggunakan unit indoor, condensing unit / outdoor ac, dan ducting ac /
saluran ac.
Sedangkan sistem AC Central dengan menggunakan air adalah sebuah sistem ac
central yang menggunakan media air sebagai pembawa dinginnya. Biasanya pada skala
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 7
Gambar 6. Split Duct
kecil, unit indoor yang digunakannya adalah fan coil unit. Sedangkan pada skala yang
besar biasanya menggunakan AHU / Air Handling Unit.
Untuk mendinginkan air yang akan di distribusikan, maka digunakan Chiller.
Chiller bertugas memindahkan panas yang di dapat dari sirkulasi di dalam ruangan ke
sistem sirkulasi luar gedung. Lalu air yang panas itu kemudian di dinginkan dengan
menggunakan cooling tower.
Sistem AC Central yang menggunakan air ini biasanya lebih cocok digunakan
pada gedung-gedung bertingkat dan berskala besar seperti Mall, Stadion, Pabrik, Bandar
Udara dan terminal kereta.
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 8
Gambar 7. Chiller AC Central
Gambar 8. Cooling Tower
C. KELEBIHAN DAN KELEMAHAN AC CENTRAL
Setiap produk pasti memiliki kelebihan dan kekurangan dalam operasiolanalnya,
berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan dari sistem Ac Central serta solusi untuk
mengatasi kekurangan dari sistem ini.
Kelebihan AC Central adalah :
1. Suara getaran mesin pendingin dan kebisingan tidak terdengar
2. Perbaikan dan pemeliharaan AC lebih mudah
3. Seluruh beban pendingin semua ruangan dalam bangunan dapat dilayani oleh
satu system ( unit ) saja.
4. Kelembapan udara dapat diatur
5. Estetika ruangan terjaga karena tidak ada unit indoor
Kekurangan AC Central adalah :
1. Perencanaan, instalasi, operasi dan pemeliharaan membutuhkan tenaga yang
betul-betul terlatih.
2. Biaya investasi awal/ Initial cost serta biaya operasi dan pemeliharaan tinggi.
3. Butuh Ruang khusus untuk ducting, isolasi, shaft, AHU.
4. Perlu disiapkan unit tambahan pada saat service.
5. Apabila terjadi kerusakan pada waktu beroperasi, maka dampaknya dirasakan
pada seluruh ruangan.
6. Jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka pengaturannya harus
pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU.
7. Pengaturan temperatur udara hanya dapat dilakukan pada sentral cooling plant.
Untuk mengatasi kelemahan-kelemahan dari AC Central, berikut ini adalah
beberapa solusi yang mungkin dapat mengurangi kekurangan AC Central diatas :
1. AC Central lebih baik dipasang pada bangunan hotel / mall yang mempunyai
tempat yang luas untuk menghemat biaya.
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 9
2. Sebelum melakukan pemasangan AC Sentral,diperlukan perhitungan biaya dan
energi yang diperlukan sehingga pemasangan AC Sentral menjadi efektif dan
murah.
Jika di lihat dari dari sistem pendinginannya, berikut keuntungan dan kerugian yang
terdapat pada sistem pendinginan Air dan sistem pendinginan Udara :
Keterangan Keuntungan Kerugian
Sistem
Pendingin Air
1. Umur kompresor lebih
panjang
2. Diperlukan daya lebih rendah
utk setiap ton pendingin
3. Memberikan pendingin yang
sama untuk cuaca panas dan
dingin
1. Harga awal mahal.
2. Instalasi mahal dan perawatan tinggi.
3. Penambahan air
4. Ada cooling tower
Sistem
Pendingin
Udara
1. Perawatan ringan.
2. Soal instalasi relatif kecil
3. Harga awal lebih rendah
4. Tidak ada cooling tower.
1. Diperlukan daya lebih besar.
2. Umur kompresor lebih pendek.
3. Pendingin berkurang pada cuaca
panas.
D. PENERAPAN AC CENTRAL DALAM DESAIN
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 10
Dalam penerapannya di dalam bangunan, AC Sentral biasanya diaplikasikan pada tempat yang
sangat membutuhkan beban pendinginan yang tinggi
untuk setiap ruangannya. Tempat- tempat yang biasanya
menggunakan AC sentral ini yaitu gedung-gedung besar ,
rumah sakit, auditorium, area resepsi, bioskop , bandara,
pusat perbelanjaan dan juga mall karena pada tempat-
tempat ini, penggunaan AC sangat dibutuhkan di setiap
ruangannya sehingga penggunaan AC Sentral ini bersifat
praktis dan efisien untuk tempat- tempat seperti ini.
Pada bangunan yang menggunakan
AC Sentral, aliran udara dingin yang dihasilkan oleh AC ini akan disalurkan secara merata
ke semua ruangan. Sehingga semua ruangan akan mempunyai tingkat pendinginan yang
sama tidak seperti penggunaan AC yang lainnya.
1. SISTEM KERJA AC SENTRAL RUANGAN
Pada unit pendingin atau Chiller yang menganut system kompresi uap,
komponennya terdiri dari kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator. Pada
Chiller biasanya tipe kondensornya adalah water-cooled condenser. Air untuk
mendinginkan kondensor dialirkan melalui pipa yang kemudian outputnya didinginkan
kembali secara evaporative cooling pada cooling tower.
Pada komponen evaporator, jika sistemnya indirect cooling maka fluida yang
didinginkan tidak langsung udara melainkan air yang dialirkan melalui system
pemipaan. Air yang mengalami pendinginan pada evaporator dialirkan menuju system
penanganan udara (AHU) menuju koil pendingin.
Jika kita perhatikan komponen-komponen apa saja yang ada di dalamnya maka
setiap AHU akan memiliki :
1. Filter merupakan penyaring udara dari kotoran, debu, atau partikel-partikel
lainnya sehingga diharapkan udara yang dihasilkan lebih bersih. Filter ini
dibedakan berdasarkan kelas-kelasnya.
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 11
Gambar 9. Penerapan AC Central dalam Bangunan
2. Centrifugal fan merupakan kipas/blower sentrifugal yang berfungsi untuk
mendistribusikan udara melewati ducting menuju ruangan-ruangan.
3. Koil pendingin, merupakan komponen yang berfungsi menurunkan
temperatur udara.
Prinsip kerja secara sederhana pada unit penanganan udara ini adalah menyedot
udara dari ruangan (return air) yang kemudian dicampur dengan udara segar dari
lingkungan (fresh air) dengan komposisi yang bisa diubah-ubah sesuai keinginan.
Campuran udara tersebut masuk menuju AHU melewati filter, fan sentrifugal dan koil
pendingin. Setelah itu udara yang telah mengalami penurunan temperatur
didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati saluran udara (ducting) yang
telah dirancang terlebih dahulu sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa terjangkau.
Beberapa kelemahan dari sistem ini adalah jika satu komponen mengalami
kerusakan dan sistem AC sentral tidak hidup maka semua ruangan tidak akan
merasakan udara sejuk. Selain itu jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin
maka pengaturannya harus pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU.
2. PENGGUNAAN CHILLER DI DALAM GEDUNG
Chiller atau mesin refigerasi yang rerdapat pada AC Sentral ini sendiri terdapat 3
jenis, yaitu Air Cooled Chiller (ACC), Water Cooled Chiller, Absorption Chiller. Dalam
penerapannya di dalam gedung, Chiller ini mempunyai karakteristik masing- masing
yang dapat dibedakan fungsinya di dalam penggunaannya.
a. Air Cooled Chiller (ACC)
Dalam desain gedung, bila menggunakan Air Cooled Chiller perlu
diperhatikan lokasi dan luas atap betun untuk penempatan unit- unit
chillernya. Hal yang sering kurang diperhatiakan dalam desain atap untuk Air
Cooled Chilleradalah akses pemeliharaan unit tersebut. Ada kalanya terjadi
perubahan desain dari Water Cooled Chiller ke Air Cooled Chiller, karena
masalh waktu instalasi ataupun keadaan udara setempat. Tetapi perubahan
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 12
seperti itu pada akhirnya berakibat fatal terhadap konstruksi Air Cooled
Chiller yang mengambil ruang space apa adanya.
b. Water Cooled Chiller
Pendinginan air melalui cooling water, di dalam desain gedung perlu
diperhatikan aliran udara yang diperoleh dari kipas udara. Aliran udara dan
aliran air di dalam menarapendingin ini dapat berlawanan arah (counter
flow), arah melintang (cross flow), aliran parallel (parallel flow), aliran melaui
dek atau aliran pancar.
c. Absorption Chiller
Salah satu cara tertua untuk melakukan pendinginan suatu ruangan
secara mekanis adalah teknologi absorbsi 9 absorption technology).
Teknologi absorbs ini sebenarnya mudah pengoperasiannya maupun
pemeliharaannya, tapi pada masa kini teknologi ini mulai hampir tidak
digunakan karena tidak fleksibel penggunaanya.
Sistem ini sebenarnya sangat efisien dan pemeliharaannya mudah, tetapi
bila ada kerusakan pada peralatan ini, perbaikannya memerlukan waktu
lama dan biaya yang sangat besar. Bahkan untuk kerusakan tertentu saja,
semua unit tidak dapat difungsikan kembali. Ini menyebabkan penggunaan
peralatan pengkondisian udara dengan sistem absorsi ini kurang diminati.
3. PEMASANGAN DUCTING DALAM DESAIN BANGUNAN
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 13
Gambar 10. Mekanisme Absorption Chiller
Saluran udara/ ducting dapat di letakan di beberapa lokasi/tempat berdasarkan desain,
berikut ini merupakan contoh-contoh alternatif pemasangan saluran udara/ ducting di
dalam bangunan.
a. Pemasangan ducting dengan plat lantai
b. Pemasang Ducting di Lantai
c. Pemasangan Ducting di plafon
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 14
Gambar 11. Pemasangan ducting dengan plat lantai
Gambar 12. Pemasangan Ducting di lantai
KESIMPULANFISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 15
Gambar 13-14. Ducting yang di pasang di plafon/langit-langit
AC Central adalah sistem pendinginan ruangan yang dikontrol dari satu titik atau tempat
dan di distribusikan secara terpusat ke seluruh isi gedung dengan kapasitas yang sesuai dengan
ukuran ruangan dan isinya dengan menggunakan saluran udara / ducting ac.
Maksudnya adalah istilah yang diperuntukkan untuk instalasi AC di satu gedung yang
tidak memiliki pengatur suhu sendiri-sendiri (misalnya per ruang). Jadi, semua dikontrol di satu
titik dan kemudian hawa dinginnya didistribusikan dengan pipa ke ruangan-ruangan.
Dengan AC Central yang bisa dilakukan cuma mengecilkan dan membesarkan lubang
tempat hawa dingin AC untuk mengontrol seberapa banyak udara dingin yang masuk ke dalam
ruangan.
Contoh penggunaan sistem pemasangan AC Central adalah di gedung-gedung tinggi dab
berskala besar seperti Mall, Gedung Mimbar, Gedung Perkantoran yang luas atau di dalam bis
ber-AC.
DAFTAR PUSTAKA
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 16
http://www.brighthubengineering.com/hvac/906-central-air-conditioning-plants/
http://engineeringbuilding.blogspot.com/2011/02/prinsip-kerja-cooling-tower-pada-
sistem.html
http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2013/01/TATA-UDARA.doc
http://teknisi-elektro.blogspot.com/2012/10/pengenalan -dan-cara-kerja-ac-sentral.html
http://harisistanto.wordpress.com/2010/05/20/jenis-jenis-ac/accentral.info/ac-central/
FISIKA BANGUNAN |AC CENTRAL DAN PENERAPANNYA DALAM DESAIN 17