1. PENGUDARAAN Udara di sebagian kota-kota besar di Indonesia terutama daerah dengan ketiggian tidak jauh dari permukaan laut, kurang memberikan kenyamanan karena udara yang panas, berdebu/berasap/kotor, dan angin yang tidak menentu, khususnya pada bangunan tinggi. Dengan demikian perlu diadakan suatu cara untuk mendapatkan kenyamanan dengan menggunakan alat penyegaran udara (air condition). Penyegaran udara adalah suatu proses mendinginkan udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan yang diinginkan dan disyaratkan. Udara yang segar/dingin, kering dan mengandung O2, setelah dinikmati oleh penghuninya akan berubah menjadi panas, basah, dan berkurang kandungan O2-nya sehingga untuk mendapatkan udara yang segar perlu diberikan tambahan yang mengandung O2. Sistem penyegaran udara pada umumnya dibagi menjadi 2 golongan utama: 1. Penyegaran untuk kenyamanan kerja bagi orang yang melakukan kegiatan tertentu. 2. Penyegaran udara untuk industri; penyegaran udara di ruangan diperlukan oleh proses, bahan, peralatan, atau barang di dalamnya.
2. SISTEM PENGKONDISIAN UDARA (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. Secara singkat sistem Central Air Conditioning System ( Sistem Pengkondisian Udara secara sentral ), yang biasa dirancang pada bangunan dapat di jelaskan sebagai berikut : Evaporator (Penguap) Cairan refrigant yang tekanannya diturunkan pada katup expansi didistribusikan secara merata ke dalam pipa evaporator. Dalam hal ini refrigerant akan menguap dan menyerap kalor air yang dialirkan ke dalam tabung evaporator sehingga air yang keluar menjadi dingin dan dipompakan ke dalam coil pendingin di dalam AHU. Uap refrigerant yang bertekanan rendah yang terjadi dikumpulkan dalam penampung uap dan selanjutnya diisap oleh kompresor. Kompresor Digerakkan oleh motor listrik, di dalam kompresor, tekanan uap refrigerant yang diisap dari evaporator dinaikkan agar mudah mencair. Selama proses kompresi 1
berlangsung, temperatur dan tekanan uap refrigerant menjadi naik ditekan masuk ke dalam kondensor.
Kondensor Uap refrigeant yang bertekanan dan bersuhi tinggi pada akhir kompresi, dapat dengan mudag dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin (atau udara pendingin pada sistem air cooled). Dengan kata lain, uap refrigerant menyerahkan panasnya kepada air atau udara pendingin di dalam kondenson sehingga mengembun dan menjadi cair. Krena air atau udara pendingin menyerap panas dari refrigerant maka air atau udara tersebut akan menjadi panas pada waktu keluar dari kondensor. Uap air refrigerant yang sudah menjadi cair inim kemudian disalurkan ke dalam pipa-pipa evaporator melalui katup exparsi, kejadian ini akan berulang kembali seperti di atas. Katup Expansi Digunakan untuk menurunkan cairan refrigerant yang bertekanan tinggi supaya dapat mudah menguap. Katup expansi yang biasa digunakan ialah katup expansi termostalik yang dapat mengatur laju aliran refrigerant yang masuk ke dalam evaporator. Untuk mesin-mesin AC dengan kapasitas kecil, katup expansi ini diganti dengan pipa-pipa kapilar.
Koil Pendingin Jenis Expansi langsung; refrigerant yang menguap di dalam evaporato, akan menyerap panas dari udara yang akan didinginkan yang dilewatkan melalui permukaan luar dari pipa evaporator sehingga udara menjadi dingin dan selanjutanya ditarik dan disalurkan ke dalam ruangan oleh kipas udara (blower) Jenis expansi tak langsung; Air yang mudah menjadi dingin yang keluar dari evaporator, masuk ke dalam pipa-pipa koil pendingin di dalam AHU dan air dingin ini akan menyerap panas dari udara (campuran udara luar dan udara kembali ke ruangan) yanng melaluinya sehingga udara tersebut menjadi dingin dan kemudian ditarik dan disalurkan ke dalam ruangan oleh kipas udara (blower).
Cooling Tower Berfungsi sebagai pendingin refrigerant setelah dipakai untuk mendinginkan air atau membuat air es dalam chiller. Air dijatuhkan dalam bejana yang diberi ventilasi mekanis. 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 2
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. Air Handling Unit (AHU) dan Fan Coil Unit Baik Air Handling Unit maupun Fan Coil Unit memiliki kesamaan fungsi, Air Handling unit difokuskan untuk menangani kapasitas pendinginan yang lebih besar sedangkan Fan Coil Unit difokuskan untuk kapasitas pendinginan yang lebih kecil, dalam sistem ini AHU di gunakan untuk mengkondisikan fresh air (udara segar) dari udara luar yang akan didistribusikan sebagai tambahan udara segar untuk FCU dan kamar juga sebagai distribusi suplai udara dingin guna keperluan koridor di masingmasing lantai. Komponen – komponen dari AHU maupun FCU sebenarnya cukup sederhana yang terdiri dari : Casing, Koil, Filter Udara dan Motor Blower.
3
Skema pengkondisian udara ac central 4
3. PENEMPATAN RUANG AC DAN SISTEM DISTRIBUSI PENGUNDARAAN
1. 2.
3.
4.
Untuk merancang penempatan ruang AC diperlukan beberapa cara yaitu: Ruang AC terletak di tengah ruangan yang akan diberikan pengudaraan. Sistem ini paling efisien baik pemipaan maupun penyebaran udaranya, Ruang AC terletak langsung berhadapan dengan ruangan yang akan diberikan pengudaraan. Kerugiannya adalah pengurangan cahaya alam dan terhalangnya pandangan, Ruang AC berada di luar bangunan. Kerugiannya adalah pemipaan isolasi dari udara yang dingin banyak yang terbuang. Keuntungannya hanya untuk memudahkan servis dan kebutuhan air untuk AC, Ruang AC terletak diantara ruangan yang akan didistribusi penghawaan.
5
Penempatan Ruang AC
Dalam pendistribusian udara dingin dari ruang mesin AC ke ruangan yang memerlukan, terdapat 3 cara sistem pendistribusian. 1. Sistem Radial pattern, dapat memperpendek jangkauan/pemipaan pengudaraan. 2. Sistem perimeter loop, membuat pemipaan melingkar sehingga kekuaran pancaran udara dingin akan mempunyai nilai yang sama. 3. Sistem lateral, sistem yang paling praktis dengan menggunakan pemipaan utama dan cabang. 6
Untuk pemipaan yang kembali ke ruang mesin diperlukan sistem yang dama atau sistem planum (tanpa pipa).
Sistem pendistribusian udara
7
Contoh Aplikasi pada Perencanaan bangunan:
8
4. MESIN PENDINGIN PADA BANGUNAN BERTINGKAT Mesin pendingin yang digunakan untuk mendinginkan udara pada suatu banguan bertingkat tinggi yang berfungsi sebagai ruangan perkantoran, pertokoan, dan sarana kegiatan masyarakat umum, harus mempunyai kekuatan atau kapasitas yang besar. Mesin pendingin tersebut berisi kompresor, kondensor, evaporator, dan kipas udara yang diletakkan di suatu ruangan tertutup. Mesin tersebut diletakkan di atas lantai yang berpondasi kuat untuk mencegah getaran mesin terhadap bangunannya. Ruangan diberi lapisan untuk meredam suara sehingga suara mesin tidak terdengar di ruangan yang didinginkan. Ruangan ini dapat berisi 1 atau 2 mesin pendingin sesuai kebutuhan mesin tersebut. Syarat-syarat ruang mesin pendingin 1. Ruangan tersebut dapat dihubungkan dengan udara luar (udara yang segar) 2. Ruangan tersebut terletak segaris di atas/di bawah ruangan mesin pendingin yang dihubungkan dengan pipa-piapa pendingin. 3. Ruangan tersebut dihubungkan dengan pipa-pipa air (untuk pembersihan), dan daya/panel (untuk menghidupkan motornya). 4. Ruangan tersebut diletakkan sedekat mungkin (sentris) terhadap ruangan yang didinginkan. 5. Ruangan tersebut harus mampu menampung tenaga kerja untuk perawatan mesin pendingin, seperti membersihkan saringan udara dan komponen perawatannya.
9
5. PENEMPATAN MENARA PENDINGIN Menara pendingin dipasang di tempat yang memenuhi fungsinya dengan baik. Tempat tersebut terletak di atas atap bangunan atau di tempat lain, tetapi harus memenuhi persyaratan: 1. Tidak terhalang tembok di kiri/kanan. 2. Harus mendapatkan udara yang bebas, bersih tidak berdebu dan berasap, 3. Diletakkand di atap dengan pondasi sehingga getarannya tidak menjalar ke bagian-bagian lain. 4. Penempatanna sedekat mungkin terhadap tangki air dan daya listrik. 5. Penempatannya juga sedekat mungkin terhadap mesin-mesin pendingin di ruangan-ruangan. 6. Diletakkan pompa untuk membantu mengalirkan air dari mesin-mesin pendingin. 10
7. Untuk sistem pendingin dengan air, mesinnya kecil dan memerlukan air cukup banyak. Untuk sistem pendingin dengan udara, mesinnya besar sehinggga memerlukan tempat yang cukup luas, dan keperluan air tidak banyak.
11
12
REFERENSI
Hananto,Sidik.2010.Handout Mata Kuliah Fisika Bangunan. Universitas Indonesia: Jakarta Poerbo,Hartono.1992. Utilitas Bangunan, Buku Pintar untuk Mahasiswa ArsitekturSipil. Penerbit Djambatan: Jakarta. Tanggoro,Dwi.1999.Utilitas Bangunan.Penerbit Universitas Indonesia: Jakarta. www.keep-trying-9.blogspot.com/2011/12/ac-central.html
13
