HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM – Controlled Environment Engineering
5.1 PENDAHULUAN
Fan merupakan jantung dari sistem HVAC.
Jika cooling coil adalah komponen yang mendinginkan udara, maka fan adalah komponen yang menggerakkan udara tersebut ke seluruh sistem.
Tanpa fan yang sesuai:
Airflow tidak tercapai
ACH tidak tercapai
Tekanan ruangan gagal
Distribusi udara tidak merata
HEPA Filter tidak bekerja optimal
Karena itu setiap HVAC Engineer harus memahami hubungan antara:
Airflow
Static Pressure
Fan Speed
Fan Power
5.2 FUNGSI FAN DALAM HVAC
Fan digunakan untuk:
✓ Mengalirkan udara
✓ Mengatasi pressure drop
✓ Menjaga ACH
✓ Menjaga tekanan ruangan
✓ Mendukung sistem filtrasi
✓ Menjaga distribusi udara
5.3 PARAMETER UTAMA FAN
Saat memilih fan, terdapat tiga parameter utama:
Airflow
Satuan:
m³/jam
(CMH)
Static Pressure
Satuan:
Pa
(Pascal)
Motor Power
Satuan:
kW
atau
HP
Ketiga parameter ini selalu saling berhubungan.
5.4 APA ITU FAN LAW?
Fan Law adalah hubungan matematis antara:
Kecepatan putaran fan
Airflow
Pressure
Power
Fan Law digunakan untuk:
Fan selection
Fan troubleshooting
Fan optimization
Energy saving
5.5 FAN LAW 1
Airflow berbanding lurus dengan kecepatan fan.
\frac{Q_2}{Q_1}=\frac{N_2}{N_1}
Keterangan:
Q = Airflow
N = Fan Speed (RPM)
Contoh:
Fan:
1.000 RPM
Airflow:
5.000 CMH
Jika RPM dinaikkan menjadi:
1.200 RPM
Maka:
Airflow:
6.000 CMH
5.6 FAN LAW 2
Pressure berbanding dengan kuadrat kecepatan fan.
\frac{P_2}{P_1}=\left(\frac{N_2}{N_1}\right)^2
Keterangan:
P = Static Pressure
N = RPM
Contoh:
1.000 RPM
Pressure:
500 Pa
Jika RPM naik menjadi:
1.200 RPM
Pressure:
720 Pa
(aproksimasi)
5.7 FAN LAW 3
Power berbanding dengan pangkat tiga kecepatan fan.
\frac{W_2}{W_1}=\left(\frac{N_2}{N_1}\right)^3
Keterangan:
W = Power
N = RPM
Inilah hukum yang paling penting.
Sedikit kenaikan RPM dapat meningkatkan konsumsi energi secara signifikan.
5.8 CONTOH FAN LAW
Fan:
5.000 CMH
700 Pa
2,2 kW
RPM:
1.000
Jika RPM dinaikkan 20%
Menjadi:
1.200 RPM
Maka:
Airflow:
≈ 6.000 CMH
Pressure:
≈ 1.008 Pa
Power:
≈ 3,8 kW
Kenaikan airflow hanya 20%.
Tetapi daya meningkat lebih dari 70%.
5.9 RUMUS FAN POWER
Pendekatan sederhana:
Power=\frac{Q\times P}{3600\times \eta}
Keterangan:
Power = kW
Q = Airflow (m³/jam)
P = Static Pressure (Pa)
η = Efisiensi Fan
5.10 CONTOH PERHITUNGAN FAN POWER
Data:
Airflow:
5.000 m³/jam
Pressure:
700 Pa
Efisiensi:
60%
(0,60)
Maka:
Power
= (5000 × 700)
÷ (3600 × 0,60)
≈ 1,62 kW
Pilih motor di atas nilai tersebut.
Misalnya:
2,2 kW
5.11 FAN SELECTION
Saat memilih fan, engineer harus mengetahui:
✓ Airflow
✓ TSP
✓ Efisiensi
✓ Noise Requirement
✓ Space Available
✓ Maintenance Access
Fan tidak boleh dipilih hanya berdasarkan airflow.
5.12 JENIS FAN HVAC
Forward Curved Fan
Kelebihan:
Harga ekonomis
Cocok tekanan rendah
Kekurangan:
Efisiensi lebih rendah
Backward Curved Fan
Kelebihan:
Efisiensi tinggi
Tekanan lebih besar
Banyak digunakan pada AHU modern.
Plug Fan
Kelebihan:
Direct Drive
Maintenance rendah
Efisiensi tinggi
Umum digunakan pada cleanroom AHU.
EC Fan
Kelebihan:
Sangat hemat energi
Mudah dikontrol dengan BMS
Tidak memerlukan VFD eksternal
5.13 FAN DAN CLEANROOM
Pada cleanroom:
Fan harus mampu mengatasi:
Pre Filter
Medium Filter
HEPA Filter
Ducting
Diffuser
Jika fan kurang tekanan:
ACH turun
Recovery time gagal
ISO Class terganggu
5.14 FAN DAN MEDICAL HVAC
Pada rumah sakit:
Fan harus menjaga:
Tekanan positif
Tekanan negatif
ACH ruang operasi
ACH ruang isolasi
Kesalahan fan selection dapat menyebabkan kegagalan sistem pengendalian infeksi.
5.15 KESALAHAN UMUM
✗ Memilih fan berdasarkan airflow saja.
✗ Mengabaikan TSP.
✗ Tidak memperhitungkan filter kotor.
✗ Memilih motor terlalu kecil.
✗ Menganggap RPM tinggi selalu lebih baik.
5.16 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang isolasi negatif.
Desain:
3.000 CMH
800 Pa
Setelah commissioning:
Airflow hanya 2.100 CMH.
Investigasi:
✓ Fan benar
✓ Coil benar
✓ Refrigerasi normal
Ditemukan:
HEPA Filter pressure drop jauh lebih tinggi dari asumsi desain.
Akibat:
Fan tidak mampu mencapai airflow desain.
Pelajaran:
Fan harus dipilih berdasarkan kondisi aktual sistem.
5.17 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika airflow kurang, banyak orang langsung berpikir:
"Tambah RPM."
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa pressure drop sistem?
✓ Apakah filter kotor?
✓ Apakah duct terlalu kecil?
✓ Apakah damper terbuka?
✓ Apakah fan bekerja pada titik desain?
Karena solusi HVAC bukan selalu menambah daya.
Kadang justru mengurangi hambatan sistem.
5.18 RINGKASAN
Fan adalah komponen yang menggerakkan udara dalam sistem HVAC.
Prinsip utama Fan Law:
✓ Airflow berbanding lurus dengan RPM.
✓ Pressure berbanding kuadrat RPM.
✓ Power berbanding pangkat tiga RPM.
Artinya:
Kenaikan kecil RPM dapat menyebabkan kenaikan besar konsumsi energi.
Karena itu HVAC yang efisien bukan fan yang paling besar.
HVAC yang efisien adalah sistem dengan airflow yang tepat, pressure yang tepat, dan konsumsi energi yang terkendali.
Fan yang baik bukan yang paling kuat.
Fan yang baik adalah yang paling sesuai dengan kebutuhan sistem.
