HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM – Controlled Environment Engineering
3.1 PENDAHULUAN
Dalam sistem HVAC, airflow yang besar belum tentu menghasilkan performa yang baik.
Selain jumlah udara (airflow), engineer juga harus memahami bagaimana udara bergerak melewati filter, cooling coil, diffuser, dan HEPA filter.
Parameter yang digunakan untuk menggambarkan kecepatan udara yang melewati suatu permukaan disebut:
Face Velocity
Face Velocity merupakan salah satu parameter terpenting dalam desain HVAC karena mempengaruhi:
✓ Efisiensi filtrasi
✓ Pressure drop
✓ Performa cooling coil
✓ Distribusi udara
✓ Konsumsi energi
✓ Umur filter
3.2 APA ITU FACE VELOCITY?
Face Velocity adalah kecepatan udara yang melewati suatu area atau permukaan tertentu.
Satuan yang umum digunakan:
m/s (meter per detik)
fpm (feet per minute)
Contoh permukaan yang memiliki Face Velocity:
Pre Filter
Medium Filter
HEPA Filter
Cooling Coil
Heating Coil
Diffuser
Air Grille
3.3 RUMUS FACE VELOCITY
Rumus dasar Face Velocity:
V=\frac{Q}{A}
Keterangan:
V = Face Velocity (m/s)
Q = Airflow (m³/s)
A = Luas area efektif (m²)
3.4 CONTOH PERHITUNGAN FACE VELOCITY
Data:
Airflow = 3.600 CMH
Ukuran Filter = 600 mm × 600 mm
Luas Filter:
0,6 × 0,6
= 0,36 m²
Konversi Airflow:
3.600 ÷ 3.600
= 1 m³/s
Face Velocity:
1 ÷ 0,36
= 2,78 m/s
Hasil:
Face Velocity = 2,78 m/s
3.5 FACE VELOCITY PADA PRE FILTER
Pre Filter berfungsi menangkap partikel kasar sebelum udara melewati filter berikutnya.
Nilai umum:
| Jenis Filter | Face Velocity |
|---|---|
| G3 | 2 – 3 m/s |
| G4 | 2 – 3 m/s |
| M5 | 2 – 2,5 m/s |
Jika velocity terlalu tinggi:
Pressure drop meningkat
Efisiensi filtrasi menurun
Umur filter lebih pendek
3.6 FACE VELOCITY PADA MEDIUM FILTER
Medium Filter berfungsi melindungi HEPA Filter dan meningkatkan kualitas udara.
Nilai umum:
| Filter | Face Velocity |
|---|---|
| F7 | 1,5 – 2,5 m/s |
| F8 | 1,5 – 2,5 m/s |
| F9 | 1,0 – 2,0 m/s |
Semakin tinggi efisiensi filter, umumnya semakin rendah velocity yang direkomendasikan.
3.7 FACE VELOCITY PADA HEPA FILTER
HEPA Filter dirancang untuk menangkap partikel sangat halus.
Nilai umum:
| Filter | Face Velocity |
|---|---|
| H13 | 0,35 – 0,50 m/s |
| H14 | 0,35 – 0,50 m/s |
Nilai yang paling sering digunakan pada cleanroom:
0,45 m/s
Velocity yang terlalu tinggi dapat menyebabkan:
Pressure drop meningkat
Distribusi udara tidak merata
Umur HEPA lebih pendek
3.8 FACE VELOCITY PADA COOLING COIL
Cooling Coil juga memiliki batas velocity tertentu agar perpindahan panas tetap optimal.
Nilai umum:
| Aplikasi | Face Velocity |
|---|---|
| Comfort HVAC | 2,0 – 2,5 m/s |
| Cleanroom | 2,0 – 2,5 m/s |
| Farmasi | 1,8 – 2,5 m/s |
Jika velocity terlalu tinggi:
✓ Pressure drop meningkat
✓ Efisiensi coil menurun
✓ Risiko water carry-over meningkat
3.9 FACE VELOCITY PADA DIFFUSER
Diffuser berfungsi mendistribusikan udara ke ruangan.
Nilai umum:
| Aplikasi | Velocity |
|---|---|
| Office | 2 – 3 m/s |
| Rumah Sakit | 2 – 3 m/s |
| Cleanroom | Sesuai desain airflow |
Tujuan utama:
✓ Distribusi udara merata
✓ Menghindari draft
✓ Menjaga kenyamanan penghuni
3.10 HUBUNGAN FACE VELOCITY DAN PRESSURE DROP
Semakin tinggi Face Velocity:
✓ Pressure Drop meningkat
✓ Fan Power meningkat
✓ Konsumsi energi meningkat
✓ Noise meningkat
Karena itu pemilihan ukuran filter dan coil harus mempertimbangkan velocity yang sesuai.
3.11 HUBUNGAN FACE VELOCITY DAN UKURAN FILTER
Jika airflow tetap dan luas filter diperkecil:
Face Velocity meningkat.
Sebaliknya:
Jika luas filter diperbesar:
Face Velocity menurun.
Karena itu sering kali solusi terbaik bukan memperbesar fan, melainkan memperbesar area filter.
3.12 STUDI KASUS
Kasus:
AHU dengan airflow 5.000 CMH.
Filter yang digunakan:
600 mm × 600 mm.
Hasil:
Face Velocity terlalu tinggi.
Pressure Drop meningkat.
Filter cepat kotor.
Airflow aktual menurun.
Solusi:
Menambah jumlah filter atau memperbesar area filter.
Hasil:
✓ Face Velocity turun
✓ Pressure Drop turun
✓ Umur filter meningkat
3.13 KESALAHAN UMUM
✗ Menghitung airflow tanpa menghitung Face Velocity.
✗ Menggunakan filter terlalu kecil.
✗ Menggunakan cooling coil terlalu kecil.
✗ Mengabaikan pressure drop.
✗ Menganggap airflow besar selalu lebih baik.
3.14 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika memilih filter atau cooling coil, banyak orang hanya melihat kapasitas airflow.
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa Face Velocity?
✓ Berapa Pressure Drop?
✓ Apakah masih dalam batas rekomendasi?
✓ Bagaimana dampaknya terhadap energi dan maintenance?
Karena performa HVAC tidak hanya ditentukan oleh jumlah udara, tetapi juga oleh bagaimana udara tersebut bergerak melewati setiap komponen.
3.15 RINGKASAN
Face Velocity adalah kecepatan udara yang melewati suatu permukaan.
Rumus dasar:
V=\frac{Q}{A}
Prinsip penting:
✓ Face Velocity mempengaruhi performa filter.
✓ Face Velocity mempengaruhi performa cooling coil.
✓ Face Velocity mempengaruhi pressure drop.
✓ Face Velocity mempengaruhi konsumsi energi.
✓ Face Velocity yang tepat membantu menghasilkan sistem HVAC yang efisien dan stabil.
Dalam banyak kasus, masalah HVAC bukan karena airflow yang kurang.
Masalahnya adalah Face Velocity yang tidak sesuai dengan desain.
