Sistem Pendingin

CARA MENGHITUNG & MENGENAL PENDINGIN UDARA

Ada satu cara sederhana untuk menghitung besarnya kapasitas pendinginan AC (dalam satuan Btu/hr atau pk) yang dibutuhkan untuk mengkondisikan suatu ruangan.

Langkah pertama adalah menghitung luasan ruang yang akan dipasangi AC. Selanjutnya kalikan dengan standar panas dalam ruangan seluas 1 meter persegi, 500 Btu/hr.
Misal, ruangan berukuran 3×4 meter. Untuk menghitung AC yang dibutuhkan luas ruangan (3×4 m2)x500 Btu/hr=6.000 Btu/hr.
Biasanya satuan daya AC yang dikenal di pasaran adalah pk. Untuk mengetahuinya, konversikan saja hitungan tadi ke dalam satuan pk.
Yaitu :

AC ½ PK = ± 5.000 BTU/h
AC ¾ PK = ± 7.000 BTU/h
AC 1 PK = ± 9.000 BTU/h
AC 1½ PK = ±12.000 BTU/h
AC 2 PK = ±18.000 BTU/h
AC 2,5 PK = ±24.000 BTU/h

Yang perlu diperhatikan, kapasitas AC harus lebih tinggi dari panas ruangan yang harus “ditangani.” Misal hasil hitungan diperoleh kebutuhan 6.000 Btu/hr, berarti kapasitas AC yang dibutuhkan 7.000 Btu/hr atau setara 3/4 pk.


Perhitungan kebutuhan AC dalam satuan BTU adalah :

(W x H x I x L x E) / 60 = kebutuhan BTU

Dimana :

 W = Panjang Ruang (dalam feet)
 H = Tinggi Ruang (dalam feet)
 I = Nilai 10 jika ruang berinsulasi (berada di lantai bawah, atau berhimpit dengan ruang lain).
Nilai 18 jika ruang tidak berinsulasi (di lantai atas).
 L = Lebar Ruang (dalam feet)
 E =Nilai 16 jika dinding terpanjang menghadap utara; nilai 17 jika menghadap timur;
Nilai 18 jika menghadap selatan; dan nilai 20 jika menghadap barat.

 1 Meter = 3,28 Feet

Contoh :
Ruang berukuran 9m x 4m atau (29 kaki x 13 kaki), tinggi ruangan 3m (10 kaki) tidak berinsulasi, dinding panjang menghadap ke timur. Kebutuhan BTU = (29 x 13 x 18 x 10 x 17) / 60 = 19.227 BTU alias cukup dengan AC 2 PK.

1. Pengenalan Jenis & Prinsip Kerja Ac Sentral

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.
Ducting AC secara garis besar, Sistem AC Central terbagi atas beberapa komponen yaitu :
a. Chiller / Condensing Unit / Outdoor AC
b. AHU (Air Handling Unit)
c. Ducting AC / saluran ac
d. Cooling Tower
e. Pompa Sirkulasi

Ada dua sistem AC Central yang ada di pasaran saat ini yaitu Sistem Air dan Sistem Freon.

1.1. Sistem Freon, media yang dipakai untuk membawa dingin adalah freon.

Sedangkan Sistem freon hanya dapat dipakai dalam sistem yang tidak terlalu besar / jauh jaraknya antara unit indoor dan outdoor.
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 / pipa dan pada tiap-tiap keluaran udaranya menggunakan diffuser. Untuk mengatur besar kecilnya udara yang keluar digunakan damper.
Split Duct
Sistem ini cocok digunakan untuk keperluan :
Mini market, Klinik, sekolah / universitas, ruangan kantor dll.
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.

1.2. Sistem Air, media pembawa dingin yang berjalan dalam pipa distribusi adalah air / water.

Sistem ini memiliki kelebihan dapat digunakan dalam skala yang besar / gedung bertingkat atau mall yang berukuran besar.

Sistem AC Central dengan menggunakan air adalah sebuah sistem ac central yang menggunakan media air sebagai pembawa dinginnya.
Biasanya pada skala 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 bertingkat, Mall yang besar, Stadium, Pabrik, Bandara udara, Terminal kereta dll.
Kelebihan dari sistem AC Central yang menggunakan media air ini adalah kemampuannya membawa kalor dari satu titik ke titik yang lain lebih tahan lama ketimbang menggunakan sistem freon.

Pendingin ( Chiller )

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.
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 temperature didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati saluran udara (ducting) yang telah dirancang terlebih dahulu sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa terjangkau.

Jika kita perhatikan komponen-komponen apa saja yang ada di dalamnya maka setiap AHU akan memiliki :
a. Filter merupakan penyaring udara dari kotoran, debu, atau partikel-partikel lainnya sehingga diharapkan udara yang dihasilkan lebih bersih. Filter ini dibedakan berdasarkan kelas-kelasnya.
b. Centrifugal fan merupakan kipas/blower sentrifugal yang berfungsi untuk mendistribusikan udara melewati ducting menuju ruangan-ruangan.
c. Koil pendingin, merupakan komponen yang berfungsi menurunkan temperatur udara.
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.

Cooling Tower

Salah satu komponen utama pada AC sentral selain chiller, AHU, dan ducting adalah cooling tower atau menara pendingin. Fungsi utamanya sebagai alat untuk mendinginkan air
panas dari kondensor dengan cara dikontakkan langsung dengan udara secara konveksi paksa menggunakan fan/kipas.Konstruksi cooling tower terdiri dari system pemipaan dengan banyak nozzle,fan/blower,bakpenampung,casing, ds.
Proses yang terjadi pada chiller atau unit pendingin untuk system AC sentral dengan system kompresi uap terdiri dari proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Proses ini terjadi dalam satu siklus tertutup yang menggunakan fluida kerja berupa refrigerant yang mengalir dalam system pemipaan yang terhubung dari satu komponen ke komponen lainnya. Kondensor pada chiller biasanya berbentuk water-cooled condenser yang menggunakan air untuk proses pendinginan refrigeran. Secara umum bentuk konstruksinya berupa shell & tube dimana air mengalir memasuki shell/ tabung dan uap refrigeran superheat mengalir dalam pipa yang berada di dalam tabung sehingga terjadi proses pertukaran kalor. Uap refrigeran superheat berubah fasa menjadi cair yang memiliki tekanan tinggi mengalir menuju alat ekspansi, sementara air yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi. Karena air ini akan digunakan lagi untuk proses pendinginan kondensor maka tentu saja temperaturnya harus diturunkan kembali atau didinginkan pada cooling tower. Langkah pertama adalah memompa air panas tersebut menuju cooling tower melewati system pemipaan yang pada ujungnya memiliki banyak nozzle untuk tahap spraying atau semburan. Air panas yang keluar dari nozzle secara langsung sementara itu udara atmosfer dialirkan melalui atau berlawanan dengan arah jatuhnya air panas karena pengaruh.fan/blower yang terpasang pada cooling tower. Untuk mengungkapkan 1 kg air diperlukan kira-kira 600 kcl dengan mengeluarkan kalor laten, dengan mengungkapkan sebagian dari air maka bagian besar dari air pendingin dapat didinginkan, jdi misalnya 1 % dari air dapat di uapkan , air dapat diturunkan temperaturnya sebanyak 6o Cdengan menara pendingin. Sistem ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet-bulb udara. Air yang sudah mengalami penurunan temperature ditampung dalam bak/basin untuk kemudian dipompa kembali menuju kondensor yang berada di dalam chiller. Pada cooling tower juga dipasang katup make up water yang dihubungkan ke sumber air terdekat untuk menambah kapasitas air pendingin jika terjadi kehilangan air ketika proses evaporative cooling tersebut.

Prestasi menara pendingin biasanya dinyatakan dalam “range” dan “approach”, dimana range adalah penurunan suhu air yang melewati cooling tower dan approach adalah selisih antara udara suhu udara wet-bulb dan suhu air yang keluar. Perpindahan kalor yang terjadi pada cooling tower berlangsung dari air ke udara tak jenuh. Ada dua penyebab terjadinya perpindahan kalor yaitu perbedaan suhu dan perbedaan tekanan parsial antara air dan udara. Suhu pengembunan yang rendah pada cooling tower membuat sistem ini lebih hemat energi jika digunakan untuk system refrigerasi pada skala besar seperti chiller. Salah satu kekurangannya adalah bahwa sistem ini tidak praktis karena jarak yang jauh antara chiller dan cooling tower sehingga memerlukan system pemipaan yang relative panjang. Selain itu juga biaya perawatan cooling tower cukup tinggi dibandingkan system lainnya.

Persyaratan Bagi Menara Pendingin ( Cooling Tower ):

Kondisi nominal dari menara pendingin
Kapasitas menara pendingin 1 ton refrigrasi di standarisasikan menurut The Jap Anese Cooling tower Industry Association, sebagai berikut :

1 ton refrigrasi 390 kcal/jam pada kondisi :

a. temperature bola basah 27o C
b. temperature air masuk 37o C
c. temperature air keluar 32o C
d. Vlomue aliran air 13 liter/menit.

Harga standard tersebut diatas menentukan prestasi menara pendingin.

Kelebihan Dan Kekurangan Sistem Ac Sentral

a. Kelebihan :

• Kebisingan dan getaran mesin pendingin hamper tidak mempengaruhi ruangan
• Perbaikan dan pemeliharaan lebih mudah
• Seluruh beban pendingin semua ruangan dalam bangunan dapat dilayani oleh satu system ( unit ) saja.
• Kelembapan udara dapat diatur

b. Kekurangan :

• Harga mula cukup tinggi
• Biaya operasional yang cukup mahal
• Unit sentral tidak dapat dipakai untuk rumah sakit, karena kuman- kuman dari ruangan untuk penderita penyakit menular ( melalui saluran udara balik ) dapat disebarkan ke ruangan – ruangan lain.
• Jika satu komponen mengalami kerusakan dan sistem AC sentral tidak hidup
• Jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka pengaturannya harus pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU