Makalah Sistem Tata Udara [PDF]

Citation preview

MAKALAH SISTEM TATA UDARA



Tugas Ini Diajukan Untuk Memenuhi Mata Kuliah Utilitas Bangunan Gedung Semester V tahun 2020 Dosen Pengampu : Rahmat Permana, SST., M.Eng



3A – TKGE Kelompok 6 : Favian Sheva Khristiawan



[ 181111012 ]



Kethlin Zaneta



[ 181111016 ]



Virda Iezma Al-Mayda



[ 181111030 ]



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KONTRUKSI GEDUNG JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2020



KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Mahakuasa karena telah memberikan kesempatan pada penulis untuk menyelesaikan makalah ini. Atas rahmat dan hidayahNya lah penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Sistem Tata Udara dengan tepat waktu. Makalah Sistem Tata Udara disusun guna memenuhi tugas dosen pada mata kuliah Utilitas Bangunan Gedung. Selain itu, penulis juga berharap agar makalah ini dapat menambah wawasan bagi pembaca tentang system tata udara. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Bapak selaku dosen mata kuliah Utilitas Bangunan Gedung. Tugas yang telah diberikan ini dapat menambah pengetahuan dan wawasan terkait bidang yang ditekuni penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih pada semua pihak yang telah membantu proses penyusunan makalah ini. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan penulis terima demi kesempurnaan makalah ini.



Bandung, Januari 2021



Penulis



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR..................................................................................................i DAFTAR ISI................................................................................................................ii DAFTAR GAMBAR..................................................................................................iii BAB I PENDAHULUAN............................................................................................1 1.1



Latar Belakang................................................................................................1



1.2



Rumusan Masalah...........................................................................................1



1.3



Tujuan.............................................................................................................1



BAB II PEMBAHASAN.............................................................................................2 2.1



Definisi, Tujuan, Fungsi Sistem Tata Udara...................................................2



2.2



Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perencanaan Sistem Tata Udara............3



2.3



Sistem Tata Udara...........................................................................................4



2.3.1



Sistem Ekspansi Langsung / Sistem Udara Penuh / Air to Air System. . .4



2.3.2



Sistem Tidak Langsung / Indirect Cooling / Water to Air System...........6



2.4



Sistem Distribusi AC......................................................................................7



2.5



Sistem Ducting (Sistem Saluran Udara).......................................................13



BAB III KESIMPULAN...........................................................................................16 3.1



Kesimpulan...................................................................................................16



3.2



Saran.............................................................................................................16



DAFTAR PUSTAKA................................................................................................16



ii



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Ekspansi….........................................................................5 Gambar 2.2 Mesin AC Langsung ................................................... ..5 Gambar 2.3 Mesin-mesin Langsung...............................................6 Gambar 2.4 Instalasi AC System………..................................8 Gambar 2.5 Instalasi AC System.........................................9



Sistem Sistem



Pada Unit Unit



dengan dengan



Ekspansi



Sistem



Tidak



Air



To



Air



Water



To



Air



Gambar 2.6 Bagian-bagian AC Unit……….............................................................. 10 Gambar 2.7 Skema Kerja AC Central…….....…........................................................ 11 Gambar 2.8 AC Central System.....................................................12



dengan



Air



To



Air



Gambar 2.9 AC Central dengan Water To Air System................................................ 12 Gambar 2.10 Skema Sistem Ducting Peti…………................................................... 14 Gambar 2.11 Skema Sistem Ducting Saluran Tunggal……...................................... 15 Gambar 2.12 Skema Sistem Ducting Saluran Melingkar…………………………… 15



iii



iv



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fungsi sistem tata udara pada bangunan yaitu untuk mengelola udara dan menghasilkan kualitas udara yang baik, sehat, serta nyaman untuk para penghuninya. Keberadaan sistem tata udara sangat menunjang aktivitas dan produktivitas manusia. Beberapa jenis sistem tata udara juga dapat digunakan untuk berbagai keperluan khusus, dengan kondisi perancangan tertentu, selain untuk tempat hunian manusia. Pada bangunan yang besar dan memiliki banyak ruangan biasanya memerlukan sistem tata udara yang cukup baik dan efektif. Hal tersebut dapat diperoleh dengan memasang air conditioner (AC). Sebagai pengondisi udara modern, AC memiliki banyak tipe dan jenis yang berbeda-beda. Selain dari segi harga yang bervariasi, teknologi dan kualitas bahan yang digunakan juga berbeda-beda. Makalah ini membahas tentang beberapa sistem yang digunakan pada tata udara beserta fungsinya dalam suatu bangunan gedung. Dengan sistem yang berbeda-beda tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda juga. 1.2 Rumusan Masalah



1



Apa fungsi dari sistem tata udara ?



2



Apa saja faktor yang mempengaruhi perencanaan sistem tata udara?



3



Apa saja jenis-jenis sistem tata udara ?



4



Bagaimana perencanaan sistem tata udara ?



1.3 Tujuan



1



Untuk mengetahui apa saja fungsi dari sistem tata udara.



2



Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi perencanaan sistem tata udara.



1



3



Untuk mengetahui jenis-jenis sistem tata udara.



4



Untuk mengetahui bagaimana perencanaan pada sistem tata udara.



BAB II



PEMBAHASAN 2.1 Definisi, Tujuan, Fungsi Sistem Tata Udara Sistem tata udara atau air conditioning system adalah perlakuan terhadap udara untuk mengatur suhu, kelembaban, kebersihan dan pendistribusiannya secara serentak guna tercapainya kondisi yang nyaman bagi pengguna yang berada di dalam suatu ruangan. Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah sebagai berikut : a. Suhu dan kelembaban = 20°C - 26°C dan 455 – 55% b. Kecepatan udara



= 0,25 m/s



Tujuan sistem tata udara adalah supaya temperatur, kelembaban, kebersihan, kesegaran, dan volume distribusi udara pada suatu ruangan dapat dicapai dan dipertahankan pada tingkat keamanan yang diinginkan sesuai dengan fungsi ruang tersebut. Sasaran AC system pada umumnya dibagi menjadi 2 golongan utama, yaitu : a. AC system untuk kenyamanan Dalam hal ini AC sytem memiliki sasaran agar penghuni atau manusia yang bekerja pada suatu ruangan dapat merasakan nyaman. b. AC system untuk kenyamanan industri Dalam hal ini AC system diperlukan untuk bahan, barang, atau peralatan yang ada pada suatu ruangan dengan tidak melupakan keberadaan manusia yang ada di dalam ruangan tersebut.



2



Fungsi dari AC system adalah sebagai pengatur suhu ruang sesuai dengan yang dikehendaki, sehingga tercipta kondisi udara yang nyaman. Karena itu, AC memberikan fasilitas bagi bangunan : a. Sebagai pengatur suhu – pendingin – pemanas b. Pengatur kelembaban c. Memperlancar distribusi O2 agar komposisinya ideal bagi pernapasan



2.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Perencanaan Sistem Tata Udara Sebelum melakukan perencanaan AC system pada bangunan gedung, perlu dipertimbangkannya beberapa faktor sebagai berikut : a. Fungsi ruang Fungsi penggunaan ruang sangat berpengaruh terhadap suhu suatu ruangan karena manusia yang mengisi suatu ruangan mengeluarkan kalor yang cukup tinggi. Sehingga semakin banyak manusia yang menempati suatu ruangan, maka kalo yang dikeluarkanpun semakin banyak. Perbedaan fungsi ruangan ini akan menentukan kapasitas suatu AC. b. Ukuran ruangan Ukuran ruangan menentukan banyak BTU (British Thermal Unit) atau kecepatan pendinginan. BTU adalah kecepatan pendinginan ruangan 1 m2 dengan tinggi standar (3 m). Semakin besar suatu ruangan, akan semakin besar pula BTU yang dibutuhkan. c. Beban kalor ruangan Beban kalor dibagi menjadi 2, yaitu :



3



a) Perimeter heat load, yaitu kalor yang masuk dari luar ke dalam ruangan. Contohnya adalah radiasi sinar matahari lewat jendela, induksi sinar matahari lewat dinding dan atap, dsb. b) Interior heat load, yaitu kalor yang bersumber dari dalam ruangan. Contohnya adalah panas tubuh manusia, panas alat/perlengkapan ruang, dsb. d. Beban kalor alat AC Beban kalor alat AC terdiri dari : a) Beban kalor udara luas yang masuk ke dalam alat AC b) Beban kalor blower dan motor AC c) Beban kalor kebocoran dari saluran ducting e. Banyaknya jendela kaca Penggunaan jendela kaca atau penggunaan glass block sangat mempengaruhi penggunaan kapasitas AC. Untuk ruangan yang menggunakan kaca sebanyak 70% atau lebih, sebaiknya menggunakan kaca film yang dapat menahan sinar ultraviolet untuk mengurangi beban kalor.



2.3 Sistem Tata Udara Pada prinsipnya terdapat 2 sistem pada AC, yaitu : 2.3.1 Sistem Ekspansi Langsung / Sistem Udara Penuh / Air to Air System Pada sistem ini, udara lua didinginkan secara langsung dilakukan oleh refrigerat / bahan pendingin lainnya yang diekspansikan melalui coil pendingin, dan udara disirkulasikan dengan cara mengembuskannya dengan menggunakan blower / dan melewati coil pendingin tersebut ke dalam ruangan. Gambar 2.1 menunjukan siklus pendinginan ekspansi langsung.



4



Gambar 2.1 Skema Sistem Ekspansi Langsung



Sistem ini biasanya digunakan untuk beban pendinginan udara yang tidak terlalu besar seperti untuk keperluan ruangan di rumah tinggal. Pada bangunan besar/bangunan tinggi, sistem ini jarang sekali digunakan karena dianggap tidak efisien karena ducting (pipa udara) harus dipasang sepanjang posisi vertikal maupun horizontal pada keseluruhan gedung. Gambar 2.2 menunjukan mesin AC jenis direct expansion.



5



2.3.2 Sistem Tidak Langsung / Indirect Cooling / Water to Air System Pada sistem ini, udara didinginkan dengan menggunakan media air dingin (cold water) dengan temperatur 5°C. Air es diproduksi di produksi dalam chiller, mesin pembuat es yang menggunakan refrigerant sebagai zat



pendingin. Udara diserempetkan pada coil dimana air es Gambar 2.2 Mesin AC Sistem Ekspansi Langsung disirkulasikan, mesin pengolah udara / Air Handling Unit (AHU) yang berisi coil, blower, dan filter udara. Disini ducting (pipa udara) terpisah pada setiap lantai berupa ducting horizontal. Sistem ini paling banyak digunakan padan bangunan-bangunan besar dan tinggi. AHU dapat ditempatkan di setiap lantai atau satu AHU melayani 2 – 3 lantai atau jika lantai tingkat sangat luas maka satu lantai dilayani 2 atau lebih AHU. Pada Gambar 2.3 terlihat mesin refrigerator, mesin AHU, dan cooling tower yang digunakan pada sistem tidak langsung.



(b) Mesin Refrigerator



(a) Mesin AHU



6



(c) Cooling Tower Gambar 2.3 Mesin-Mesin pada Sistem Tidak Langsung



2.4 Sistem Distribusi AC Distribusi pengkondisian udara dibagi menjadi 2 sistem yaitu AC unit dan AC central. Dijelaskan sebagai berikut : a. AC Unit Pada sistem ini jarak inlet (evaporator) dan outlet (condensor) cooling unit cukup dekat atau terdapat dalam satu wadah (container). Misalnya AC window (self contained AC unit) dan AC split (fan coil filter unit). Terdapat beberapa jenis AC yang diklasifikan berdasarkan media pendinginannya, yaitu sebagai berikut : 1) All Air System / Air to Air System Sistem AC ini menggunakan suplai udara olahan yang didistribusikan dari pendingin yang sudah berupa udara, bukan berupa cairan pendingin. Peralatan ditempatkan memusat pada suatu ruang yang dikondisikan, pemusatan



dengan



penyediaan



udara



dan



refrigerant



plants



memungkinkan operasi dan pemeliharaan tidak mengganggu ruang yang



7



lainnya. Gambar 2.4 menunjukkan contoh instalasi AC Unit dengan Air to Air System.



Keuntungan dari sistem ini adalah sebagai berikut : a) Ruang yang dikondisikan bebas dari pipa pembuangan, kabel daya listrik dan filter. b) Adanya kebebasan untuk distribusi udara yang optimal dan cocok untuk penggunaan exhaust dan make-up udara yang besar. Gambar 2.4 Instalasi AC Unit dengan Air to Air System c) Fleksibilitas dan kontrol kelembaban pada semua kondisi operasi yang mudah. Kerugian dari sistem ini adalah sebagai berikut : a) Balancing sulit sekali untuk daerah yang tidak serentak dihuni. b) Out clearance dapat mengganggu floor space untuk duct-riser dan fan. 2) All Water Sytem Sistem ini menggunakan media air atau cairan lain sebagai pendingin. Disirkulasikan lewat coil



dari suatu terminal udara ke



dalam ruang. Pada musim dingin dapat diubah menjadi penyediaan panas. Suhu ruang dikontrol oleh katup air / larutan lain yang teratur dalam coil. Pengatur suhu evaporator terdapat pada setiap tuang dari distribusi all water system. 3) Water to Air System



8



Water to air system adalah sistem yang menggunakan AHU. Peralatan pengatur udara dan refrigerant plant diletakkan terpisah dari ruang yang dikondisikan. Pengaturan temperatur untuk tiap ruang dapat semaksimal mungkin baik suhu maupun kecepatan udaranya dengan fan. Dari pendingin ke AHU berupa air / larutan pendingin, dari AHU ke ruang berupa udara. Gambar 2.5 menunjukkan contoh instalasi AC Unit dengan Water to Air System.



Gambar 2.5 Instalasi AC Unit dengan Water to Air System



4) Direct Expansion System Sistem AC ini mempunyai satu self compact unit, bisa diletakkan di dalam maupun dekat dengan ruang yang dikondisikan. Berikut adalah bagian-bagian AC (Air Conditioner) Unit beserta fungsinya yang ditunjukkan pada Gambar 2.6. a) Compressor (kompresor), berfungsi untuk memompa gas refrigerant. b) Evaporator (pengembunan), berfungsi untuk tempat pembuangan temperatur dingin.



9



c) Recervoir, yaitu berfungsi untuk menyimpan gas dari condensor sebelum dialirkan ke compressor. d) Condensor (penguapan), berfungsi untuk tempat pembuangan temperatur panas. e) Filter Dryer, berfungsi sebagai penyaring sisa-sisa kotoran gas dan oli. f) Motor Fan dan Blower, motor berfungsi untuk memutar kipas dan blower agar terjadi sirkulasi udara.



Gambar 2.6 Bagian-Bagian AC Unit



b. AC Central Sistem ini digunakan untuk seluruh bangunan. AC central diperuntukkan untuk instalasi AC di satu gedung yang tidak memiliki pengatur suhu sendirisendiri. Semua dikontrol di satu titik dan kemudian hawa dinginnya didistribusikan dengan pipa ke ruangan-ruangan. Dengan AC central yang



10



bisa digunakan hanya mengecilkan dan membesarkan lubang tempat hawa dingin AC masuk ke ruangan. Untuk gedung yang berlantai banyak dilengkapi dengan AHU (Air Handling Unit) di setiap lantai. Fungsi AHU adalah mengatur distribusi udara yang dikondisikan pada setiap lantai. Evaporator terdapat pada setiap AHU atau pada setiap ruangan bila dikehendaki untuk diatur suhunya. Unit pendingin utama digunakan 2 unit Water Cooled Water Chiller dimana satu unit beroperasi dan satu uni sebagai cadangan. Unit chiller beroperasi menggunakan “Primary Refrigerant” berupa refrigerant R123 pada unit chiller & R 134A pada unit purging yang sudah ramah lingkungan, nantinya akan mendinginkan “Secondary Refrigerant” berupa air dimana air yang sudah didinginkan ini disirkulasikan oleh chilled water pump ke AHU dan FCU di LQB. Skema kerja AC Central terlihat pada Gambar 2.7.



Gambar 2.7 Skema Kerja AC Central



Gambar 2.8 berikut adalah contoh skema instalasii AC central dengan Air to Air System dan Gambar 2.9 Adalah contoh skema instalasi AC Central dengan Water to Air System.



11



Gambar 2.8 AC central dengan Air to Air System



Gambar 2.9 AC Central dengan Water to Air System



12



Bagian-bagian dari AC central adalah berupa water cooled water chiller, chilled water dan condenser water pump, unit cooling tower, AHU, dan fan coil unit. Berikur adalah cara kerja AC central : 1. Air dari cooling tower masuk refrigerator melalui condensor,refrigerator ini difungsikan untuk mendinginkan air panas dari AHU. 2. Dalam refrigerator ini terjadi proses pendinginan air, air panas dari AHU masuk chiller dalam refrigerator diubah menjadi air dingin,yang kemudian air dingin tersebut disirkulasikan kembali ke dalam AHU yang mana AHU digunakan untuk mengkondisikan / mengubah udara panas dalam ruang menjadi dingin. 3. Udara panas dalam ruang akan dihisap kedalam AHU melalui lubang register yang kemudian diubah menjadi udara dingin dengan penambahan O2. 4. Udara segar dari AHU ini akan didistribusikan kembali pada setiapruangan dengan tekanan velocity yang cukup.



2.5 Sistem Ducting (Sistem Saluran Udara) Sistem ducting adalah sistem yang menyalurkan udara terkondisi dari Air Handling Unit (AHU) ke ruangan-ruangan yang menbutuhkan pengkondisian dan mengembalikan udara dari ruangan-ruangan ke AHU untuk diproses kembali. Jenis material yang digunakan untuk ducting beraneka ragam disesuaikan dengan udara yang akan disalurkan. Penggunaan material yang digunakan akan memperngaruhi suhu udara sepangang perjalanan menuju titik akhir keluarnya udara. Berikut adalah beberapa jenis material ducting : 1. Ducting BJLS (Baja Lapis Seng) Tanpa Isolasi



13



Ducting ini tidak mempertahankan kestabilan suhu udara yang disalurkan. 2. Ducting BJLS (Baja Lapis Seng) Isolasi Luar Isolasi yang dapat digunakan untuk menyelimuti ducting adalah glass wool. Jenis glass wool yang digunakan disesuaikan dengan suhu udara yang akan disalurkan. Semakin dingin suhu udara, semakan tebal isolasi yang dibutuhkan. 3. Ducting BJLS (Baja Lapis Seng) Isolasi Luar dan Dalam Ducting dengan isolasi luar dan dalam memungkinkan untuk mengurangi kebocoran udara dingin yang mengalir. Sistem ducting dibagi menjadi 3 jenis yaitu sistem ducting peti, sistem ducting saluran tunggal, dan sistem ducting saluran melingkar, sebagaimana dijelaskan di bawah ini. 1. Sistem Ducting Peti Pada sistem ini hanya terdapat satu ducting yang dihubungkan pada banyak diffuser ruang. Sistem ini lebih sederhana dibandingkan dengan sistem lain. Skema sistem ducting peti terlihat seperti pada Gambar 2.10.



Gambar 2.10 Skema Sistem Ducting Peti



14



2. Sistem Ducting Saluran Tunggal Pada sistem ini, setiap daru kelompok lubang diffuser dihubungkan dengan satu ducting ke mesin. Skema sistem ducting saluran tunggal terlihat seperti pada Gambar 2.11.



Gambar 2.11 Skema Sistem Ducting Saluran Tunggal 3. Sistem Ducting Saluran Melingkar Sistem ini memakai dua ducting utama yang terhubung melingkar. Sistem ini banyak digunakan pada industri dan rumah tinggal. Skema sistem ducting saluran melingkar terlihat seperti pada Gambar 2.12.



Gambar 2.12 Skema Sistem Ducting Saluran Melingkar



15



BAB III KESIMPULAN 3.1 Kesimpulan



Dari penjelasan diatas, selain digunakan untuk kenyamanan untuk penghuni



atau manusia, juga digunakan untuk kenyamanan bahan, barang , atau peralatan yang berada di suatu ruangan tertentu, dengan tidak melupakan keberadaan manusia yang ada di dalam ruangan tersebut. Terdapat juga beberapa sistem tata udara atau AC yang tentunya mempunyai kelebihan serta kekurangan yang berbeda-beda, namun memiliki satu tujuan yaitu agar temperature, kelembapan, kebersihan, kesegaran, dan volume distribusi udara pada suatu ruangan dapat dicapai dan dipertahankan pada tingkat keamanan yang diinginkan sesuai dengan fungsi ruang tersebut.



3.2 Saran



DAFTAR PUSTAKA



16