HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM – Controlled Environment Engineering
6.1 PENDAHULUAN
Setelah memahami:
Airflow
ACH
Velocity
Static Pressure
Fan Selection
langkah berikutnya adalah memahami beban pendinginan (Cooling Load).
Cooling Load merupakan dasar untuk menentukan:
✓ Kapasitas Cooling Coil
✓ Kapasitas Chiller
✓ Kapasitas DX System
✓ Kapasitas AHU
✓ Kapasitas FCU
✓ Kebutuhan Dehumidifikasi
Kesalahan menghitung cooling load dapat menyebabkan:
Ruangan tidak dingin
RH tidak tercapai
Coil terlalu besar
Konsumsi energi berlebihan
6.2 APA ITU COOLING LOAD?
Cooling Load adalah jumlah panas yang harus dipindahkan dari ruangan agar kondisi desain dapat tercapai.
Panas tersebut berasal dari:
Manusia
Lampu
Mesin
Produk
Dinding
Atap
Udara luar
Infiltrasi
6.3 JENIS BEBAN PANAS
Dalam HVAC terdapat dua jenis panas utama:
Sensible Heat
Panas yang menyebabkan perubahan temperatur.
Latent Heat
Panas yang berhubungan dengan kandungan uap air.
Total keduanya disebut:
Total Heat
6.4 SENSIBLE HEAT
Sensible Heat adalah panas yang dapat diukur langsung dengan termometer.
Contoh:
Lampu
Motor
Mesin produksi
Radiasi matahari
Perpindahan panas dinding
Jika sensible heat meningkat:
Temperatur ruangan naik.
6.5 RUMUS SENSIBLE HEAT
Q_s=1.2\times Airflow\times \Delta T
Keterangan:
Qs = Sensible Heat (W)
Airflow = m³/s
ΔT = Perbedaan temperatur (°C)
1.2 = Konstanta pendekatan udara
6.6 CONTOH PERHITUNGAN SENSIBLE HEAT
Data:
Airflow = 1 m³/s
Temperatur Return Air = 24°C
Temperatur Supply Air = 14°C
ΔT = 10°C
Maka:
Qs
= 1.2 × 1 × 10
= 12 kW
Hasil:
Sensible Heat = 12 kW
6.7 LATENT HEAT
Latent Heat adalah panas yang terkait dengan kandungan uap air dalam udara.
Latent Heat tidak selalu menyebabkan perubahan temperatur.
Namun mempengaruhi:
✓ Relative Humidity
✓ Dew Point
✓ Moisture Content
6.8 SUMBER LATENT HEAT
Sumber umum:
Manusia
Produk basah
Proses pencucian
Udara luar
Infiltrasi
Kebocoran bangunan
6.9 LATENT HEAT DAN RH
Banyak ruangan gagal mencapai RH karena:
Masalah utama bukan temperatur.
Melainkan latent load yang terlalu besar.
Kasus umum:
Ruangan:
22°C
Target RH:
50%
Aktual:
75%
Temperatur sudah tercapai.
Tetapi latent load belum teratasi.
6.10 TOTAL HEAT
Total Heat merupakan gabungan:
Q_t=Q_s+Q_l
Keterangan:
Qt = Total Heat
Qs = Sensible Heat
Ql = Latent Heat
6.11 SENSIBLE HEAT RATIO (SHR)
Dalam HVAC dikenal istilah:
SHR
(Sensible Heat Ratio)
Rumus:
SHR=\frac{Q_s}{Q_t}
Contoh:
Sensible Heat = 80 kW
Latent Heat = 20 kW
Total Heat = 100 kW
SHR:
80 ÷ 100
= 0,80
Artinya:
80% beban berasal dari sensible heat.
20% berasal dari latent heat.
6.12 BEBAN DARI MANUSIA
Manusia menghasilkan:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Contoh pendekatan:
Aktivitas ringan:
100 – 150 Watt/orang
Contoh:
20 Orang
Beban:
20 × 120
= 2.400 Watt
= 2,4 kW
6.13 BEBAN DARI LAMPU
Hampir seluruh energi lampu berubah menjadi panas.
Pendekatan sederhana:
Q=P
Contoh:
20 Lampu
100 Watt
Total:
20 × 100
= 2.000 Watt
= 2 kW
6.14 BEBAN DARI PERALATAN
Peralatan seperti:
Mesin
Motor
Komputer
Oven
Filling Machine
Menghasilkan panas yang harus diperhitungkan.
Contoh:
Mesin:
5 kW
Maka beban panas:
≈ 5 kW
6.15 OUTDOOR AIR LOAD
Fresh Air memberikan manfaat:
✓ Oksigen
✓ Pengenceran kontaminan
Namun juga membawa:
✓ Panas
✓ Uap air
✓ Debu
✓ Kontaminan
Semakin besar Fresh Air:
Cooling Load semakin besar.
6.16 INFILTRATION LOAD
Infiltrasi adalah udara luar yang masuk tanpa kontrol.
Penyebab:
Celah pintu
Celah panel
Duct bocor
Airlock tidak efektif
Pada cleanroom dan BSL, infiltrasi dapat menjadi sumber latent load yang signifikan.
6.17 COOLING LOAD DAN CLEANROOM
Pada cleanroom:
Cooling load tidak hanya berasal dari:
Orang
Lampu
Tetapi juga:
Fan Filter Unit
AHU Fan
Motor
Process Equipment
Karena itu cooling load cleanroom sering lebih besar dibanding ruangan biasa.
6.18 COOLING LOAD DAN MEDICAL HVAC
Pada rumah sakit:
Cooling load dipengaruhi oleh:
✓ Dokter
✓ Perawat
✓ Pasien
✓ Lampu operasi
✓ Peralatan medis
✓ Outdoor Air Requirement
6.19 KESALAHAN UMUM
✗ Menghitung hanya temperatur.
✗ Mengabaikan RH.
✗ Mengabaikan latent load.
✗ Mengabaikan fresh air.
✗ Mengabaikan infiltrasi.
✗ Mengabaikan beban proses.
6.20 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang Farmasi
Target:
22°C
50% RH
Kondisi aktual:
22°C
75% RH
Investigasi:
✓ Kapasitas pendinginan cukup
✓ Temperatur tercapai
✓ Cooling coil normal
Masalah:
Latent load terlalu besar.
Solusi:
Kurangi infiltrasi
Tingkatkan dehumidifikasi
Evaluasi fresh air
6.21 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika ruangan tidak sesuai spesifikasi, banyak orang bertanya:
"Kurang dingin?"
Engineer akan bertanya:
✓ Temperatur berapa?
✓ RH berapa?
✓ Sensible load berapa?
✓ Latent load berapa?
✓ Ada infiltrasi?
✓ Ada moisture source?
Karena HVAC tidak hanya mengendalikan temperatur.
HVAC mengendalikan kondisi udara secara keseluruhan.
6.22 RINGKASAN
Cooling Load adalah jumlah panas yang harus dipindahkan dari ruangan.
Terdiri dari:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
✓ Total Heat
Rumus utama:
Q_t=Q_s+Q_l
Prinsip penting:
Temperatur yang tercapai belum tentu berarti sistem HVAC berhasil.
Pada banyak aplikasi seperti Cleanroom, Farmasi, Rumah Sakit, dan BSL, keberhasilan HVAC ditentukan oleh kombinasi:
✓ Temperatur
✓ Relative Humidity
✓ Pressure
✓ Airflow
✓ Filtration
Bukan temperatur saja.
