HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM – Controlled Environment Engineering
10.1 PENDAHULUAN
Selain sistem Chilled Water, banyak aplikasi HVAC menggunakan sistem refrigerasi langsung atau Direct Expansion (DX).
Contoh:
Split Wall
Split Duct
Package Unit
Precision Air Conditioner
Rooftop Unit
Condensing Unit + AHU DX Coil
Pada sistem DX, refrigeran mengalir langsung ke cooling coil untuk menyerap panas dari udara.
Karena itu HVAC Engineer harus memahami:
✓ Refrigeration Capacity
✓ Ton Refrigeration (TR)
✓ PK
✓ Cooling Capacity
✓ Sensible Capacity
✓ Latent Capacity
10.2 APA ITU DX SYSTEM?
DX (Direct Expansion) adalah sistem pendinginan dimana refrigeran menguap langsung di dalam evaporator coil.
Panas dipindahkan melalui proses:
Udara → Cooling Coil → Refrigeran
Tidak menggunakan chilled water sebagai media perantara.
10.3 KELEBIHAN DX SYSTEM
✓ Instalasi lebih sederhana
✓ Biaya awal lebih rendah
✓ Cocok untuk kapasitas kecil hingga menengah
✓ Maintenance relatif mudah
✓ Banyak tersedia di pasaran
10.4 KEKURANGAN DX SYSTEM
✓ Jarak terbatas
✓ Sulit untuk sistem sangat besar
✓ Kontrol RH lebih terbatas
✓ Refrigeran berada dekat area proses
10.5 SATUAN KAPASITAS PENDINGINAN
Satuan yang umum digunakan:
| Satuan | Keterangan |
|---|---|
| kW | Kilowatt |
| TR | Ton Refrigeration |
| Btu/h | British Thermal Unit per Hour |
| PK | Horse Power (pasar Indonesia) |
10.6 KONVERSI KAPASITAS
Ton Refrigeration:
1TR=3.517kW
Btu/h:
1TR=12000BTU/h
10.7 PK DAN KAPASITAS PENDINGINAN
Di Indonesia sering digunakan istilah:
1 PK
2 PK
3 PK
5 PK
Namun PK bukan satuan kapasitas pendinginan yang akurat.
Pendekatan umum:
| PK | Cooling Capacity |
|---|---|
| 1 PK | ± 9.000 Btu/h |
| 1,5 PK | ± 12.000 Btu/h |
| 2 PK | ± 18.000 Btu/h |
| 2,5 PK | ± 24.000 Btu/h |
| 3 PK | ± 27.000 Btu/h |
| 5 PK | ± 48.000 Btu/h |
10.8 RUMUS KAPASITAS REFRIGERASI
Pendekatan sederhana:
Q=1.2\times Airflow\times \Delta T
Dimana:
Q = Cooling Capacity
Airflow = m³/s
ΔT = Temperatur Difference
10.9 CONTOH PERHITUNGAN DX CAPACITY
Data:
Airflow:
3.600 CMH
Return Air:
24°C
Supply Air:
14°C
ΔT:
10°C
Airflow:
3.600 ÷ 3.600
= 1 m³/s
Cooling Capacity:
1.2 × 1 × 10
= 12 kW
Konversi:
12 ÷ 3.517
≈ 3.4 TR
Hasil:
Kebutuhan refrigerasi:
≈ 3.5 TR
10.10 SENSIBLE DAN LATENT CAPACITY
Pada DX System terdapat:
Sensible Capacity
Menurunkan temperatur udara.
Latent Capacity
Menghilangkan uap air.
Total Capacity:
Q_t=Q_s+Q_l
10.11 SHR PADA DX SYSTEM
Sensible Heat Ratio:
SHR=\frac{Q_s}{Q_t}
Contoh:
Total Capacity:
20 kW
Sensible:
16 kW
Latent:
4 kW
SHR:
0.8
Artinya:
80% pendinginan untuk temperatur.
20% untuk kelembapan.
10.12 EVAPORATOR TEMPERATURE
Evaporator biasanya bekerja pada temperatur:
4°C – 10°C
Semakin rendah temperatur evaporator:
✓ Dehumidifikasi meningkat
✓ RH lebih mudah dikendalikan
Namun:
✓ Risiko icing meningkat
10.13 CONDENSING TEMPERATURE
Temperatur kondensasi dipengaruhi:
✓ Outdoor Temperature
✓ Airflow Condenser
✓ Kebersihan Condenser
Jika condenser kotor:
Tekanan refrigeran naik
Kapasitas turun
Konsumsi energi naik
10.14 AIRFLOW DAN DX SYSTEM
Banyak masalah DX bukan berasal dari refrigeran.
Melainkan airflow.
Contoh:
Filter kotor
Coil kotor
Fan rusak
Duct bocor
Akibat:
✓ Airflow turun
✓ Evaporator membeku
✓ Kapasitas turun
✓ Kompresor bekerja lebih berat
10.15 EVAPORATOR ICING
Penyebab umum:
✓ Airflow rendah
✓ Filter tersumbat
✓ Fan bermasalah
✓ Refrigeran kurang
✓ Expansion Valve bermasalah
Tanda-tanda:
Coil es
Airflow turun
Ruangan tidak dingin
10.16 DX SYSTEM DAN CLEANROOM
DX dapat digunakan pada:
Softwall Cleanroom
ISO 8
ISO 7
Small Pharmaceutical Room
Namun perlu perhatian pada:
✓ RH Control
✓ Airflow Stability
✓ Filtration
✓ Pressure Cascade
10.17 DX SYSTEM DAN MEDICAL HVAC
Pada Medical HVAC, DX banyak digunakan untuk:
✓ Isolasi Negatif
✓ Ruang Tindakan
✓ ICU Kecil
✓ Klinik
Untuk fasilitas besar biasanya digunakan:
Chilled Water System
Central Plant
10.18 STUDI KASUS
Kasus:
Split Duct 5 PK
Ruangan tidak dingin.
Investigasi:
Tekanan refrigeran normal.
Arus normal.
Ditemukan:
Filter sangat kotor.
Airflow turun drastis.
Akibat:
Cooling Capacity aktual turun.
Pelajaran:
Kapasitas refrigerasi tidak dapat dipisahkan dari airflow.
10.19 KESALAHAN UMUM
✗ Menentukan kapasitas hanya berdasarkan luas ruangan.
✗ Mengabaikan heat load.
✗ Mengabaikan RH.
✗ Mengabaikan infiltrasi.
✗ Mengabaikan airflow.
✗ Menganggap semua masalah berasal dari freon.
10.20 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika ruangan panas, banyak orang bertanya:
"Freonnya habis?"
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa airflow?
✓ Berapa ΔT coil?
✓ Berapa tekanan refrigeran?
✓ Berapa arus kompresor?
✓ Berapa beban aktual ruangan?
✓ Berapa RH ruangan?
Karena sistem refrigerasi hanyalah salah satu bagian dari HVAC.
10.21 RINGKASAN
DX System merupakan sistem pendinginan yang paling banyak digunakan dalam HVAC.
Prinsip penting:
✓ Kapasitas ditentukan oleh heat load.
✓ Airflow mempengaruhi performa evaporator.
✓ Refrigerasi harus dianalisis bersama airflow.
✓ Sensible dan latent load harus diperhitungkan.
✓ PK bukan dasar engineering yang akurat.
Engineer HVAC yang baik tidak memilih unit berdasarkan luas ruangan.
Engineer HVAC memilih unit berdasarkan kebutuhan proses dan perhitungan beban pendinginan.
