HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM
Controlled Environment Engineering
28.1 PENDAHULUAN
HEPA Filter merupakan komponen utama dalam sistem filtrasi udara untuk:
✓ Cleanroom
✓ Medical HVAC
✓ Biosafety Laboratory
✓ Farmasi
✓ Semiconductor
✓ Laboratorium
Berbeda dengan pre-filter atau medium filter, HEPA Filter dirancang untuk menangkap partikel berukuran sangat kecil dengan efisiensi sangat tinggi.
Karena harga dan pressure drop HEPA relatif tinggi, maka sizing yang tepat menjadi sangat penting.
28.2 APA ITU HEPA FILTER?
HEPA adalah singkatan dari:
High Efficiency Particulate Air Filter
Efisiensi umum:
✓ H13 ≥ 99,95%
✓ H14 ≥ 99,995%
Pengujian dilakukan pada:
Most Penetrating Particle Size (MPPS)
28.3 TUJUAN HEPA FILTER SIZING
Sizing dilakukan untuk menentukan:
✓ Luas filter
✓ Jumlah filter
✓ Face velocity
✓ Pressure drop
✓ Distribusi udara
Tujuan akhirnya:
Mencapai airflow desain dengan pressure drop yang masih dapat diterima.
28.4 DASAR PERHITUNGAN HEPA
Parameter utama:
✓ Airflow
✓ Face Velocity
✓ Luas Filter
Hubungan dasar:
Q=A\times V
Dimana:
Q = Airflow (m³/s)
A = Luas Filter (m²)
V = Face Velocity (m/s)
28.5 FACE VELOCITY HEPA
Nilai yang umum digunakan:
| Aplikasi | Face Velocity |
|---|---|
| Cleanroom ISO 8 | 0,35 – 0,45 m/s |
| Cleanroom ISO 7 | 0,35 – 0,45 m/s |
| Cleanroom ISO 5 | 0,30 – 0,45 m/s |
| Operating Room | 0,25 – 0,35 m/s |
| BSL Laboratory | 0,30 – 0,45 m/s |
Nilai aktual mengikuti standar proyek.
28.6 HEPA AREA CALCULATION
Rumus:
A=\frac{Q}{V}
Dimana:
A = Luas HEPA
Q = Airflow
V = Face Velocity
28.7 CONTOH PERHITUNGAN
Data:
Airflow
3.600 CMH
=
1 m³/s
Face Velocity
0,45 m/s
Perhitungan:
A=\frac{1}{0.45}
Hasil:
A = 2,22 m²
28.8 UKURAN HEPA STANDAR
Ukuran yang umum digunakan:
| Ukuran | Luas Nominal |
|---|---|
| 610 × 610 mm | 0,372 m² |
| 610 × 1220 mm | 0,744 m² |
| 305 × 610 mm | 0,186 m² |
Perhitungan harus menggunakan luas efektif filter.
28.9 MENENTUKAN JUMLAH HEPA
Rumus:
N=\frac{A_{required}}{A_{filter}}
Dimana:
N = Jumlah HEPA
28.10 CONTOH JUMLAH HEPA
Kebutuhan:
2,22 m²
HEPA:
610 × 1220 mm
=
0,744 m²
Perhitungan:
N=\frac{2.22}{0.744}
Hasil:
≈ 3 unit
28.11 HEPA AIRFLOW CAPACITY
Setiap HEPA memiliki kapasitas airflow maksimum.
Contoh:
HEPA 610 × 610 mm
pada 0,45 m/s
Q=0.372\times0.45
Hasil:
0,167 m³/s
≈ 600 CMH
28.12 HEPA CEILING COVERAGE
Untuk cleanroom, selain airflow diperlukan:
Coverage Ratio
Coverage Ratio adalah persentase luas plafon yang ditutupi HEPA.
28.13 COVERAGE RATIO
Rumus:
Coverage=\frac{A_{HEPA}}{A_{Ceiling}}\times100%
28.14 NILAI COVERAGE UMUM
| Kelas Ruangan | Coverage |
|---|---|
| ISO 8 | 5–15% |
| ISO 7 | 15–35% |
| ISO 6 | 35–60% |
| ISO 5 | 60–100% |
Nilai aktual tergantung konsep airflow.
28.15 TERMINAL HEPA SYSTEM
Pada banyak cleanroom modern:
HEPA dipasang pada terminal supply.
Keuntungan:
✓ Distribusi udara lebih baik
✓ Penggantian lebih mudah
✓ Risiko kontaminasi lebih rendah
28.16 HEPA DAN PRESSURE DROP
HEPA memiliki pressure drop tinggi.
Tipikal:
| Filter | Initial Resistance |
|---|---|
| H13 | 200–350 Pa |
| H14 | 250–450 Pa |
Karena itu fan harus dipilih dengan benar.
28.17 CLEANROOM APPLICATION
Pada cleanroom:
HEPA sizing mempengaruhi:
✓ ACH
✓ Recovery Time
✓ Particle Count
✓ Airflow Pattern
Sizing yang salah dapat menyebabkan cleanroom gagal memenuhi klasifikasi.
28.18 OPERATING ROOM APPLICATION
Pada ruang operasi:
HEPA digunakan untuk:
✓ Area operasi
✓ Laminar Flow Zone
✓ Infection Control
Face velocity dan distribusi udara harus dijaga secara ketat.
28.19 STUDI KASUS
Kasus:
Cleanroom ISO 7
Airflow desain:
7.200 CMH
Face Velocity:
0,45 m/s
Kebutuhan area:
A=\frac{2}{0.45}
Hasil:
4,44 m²
Menggunakan HEPA 610 × 1220 mm:
≈ 6 unit
28.20 KESALAHAN UMUM
✗ Menggunakan airflow tanpa menghitung face velocity.
✗ Menggunakan luas nominal tanpa luas efektif.
✗ Mengabaikan pressure drop.
✗ Mengabaikan ceiling coverage.
✗ Menggunakan terlalu sedikit HEPA.
28.21 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika mendesain cleanroom, banyak orang bertanya:
"Berapa jumlah HEPA yang dibutuhkan?"
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa airflow desain?
✓ Berapa face velocity?
✓ Berapa coverage ratio?
✓ Berapa pressure drop?
✓ Bagaimana pola distribusi udara?
Karena jumlah HEPA hanyalah hasil dari kebutuhan airflow dan performa sistem.
28.22 RINGKASAN
HEPA Filter Sizing didasarkan pada:
✓ Airflow
✓ Face Velocity
✓ Luas Filter
Rumus utama:
HEPA Airflow:
Q=A\times V
HEPA Area:
A=\frac{Q}{V}
Jumlah HEPA:
N=\frac{A_{required}}{A_{filter}}
Coverage Ratio:
Coverage=\frac{A_{HEPA}}{A_{Ceiling}}\times100%
Prinsip yang harus selalu diingat:
HEPA Filter tidak dipilih berdasarkan jumlah semata.
HEPA Filter dipilih berdasarkan airflow, face velocity, pressure drop, dan distribusi udara yang dibutuhkan oleh proses.
