HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM
Controlled Environment Engineering
6.1 PENDAHULUAN
Dalam desain HVAC, kapasitas pendinginan tidak boleh ditentukan hanya berdasarkan temperatur ruangan.
Sistem HVAC harus mampu menangani seluruh beban panas yang masuk ke dalam ruangan, baik berupa:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Gabungan keduanya disebut:
Total Cooling Load
Perhitungan Total Cooling Load merupakan dasar untuk menentukan:
Kapasitas Cooling Coil
Kapasitas AHU
Kapasitas Chiller
Kapasitas DX System
Kapasitas Dehumidifier
Kebutuhan Airflow
6.2 APA ITU TOTAL HEAT?
Total Heat adalah jumlah seluruh panas yang harus dipindahkan dari ruangan.
Total Heat terdiri dari:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Hubungan keduanya:
Q_t=Q_s+Q_l
Keterangan:
Qt = Total Heat
Qs = Sensible Heat
Ql = Latent Heat
6.3 MEMAHAMI TOTAL HEAT
Contoh:
Sensible Heat
= 20 kW
Latent Heat
= 5 kW
Total Heat
= 25 kW
Artinya:
Sistem HVAC harus mampu menghilangkan panas sebesar 25 kW untuk mempertahankan kondisi desain.
6.4 SUMBER TOTAL COOLING LOAD
Beban pendinginan dapat berasal dari:
Internal Load
Manusia
Lampu
Mesin
Peralatan
External Load
Dinding
Atap
Kaca
Radiasi Matahari
Ventilation Load
Fresh Air
Outdoor Air
Infiltration Load
Kebocoran pintu
Celah panel
Celah konstruksi
6.5 KOMPONEN TOTAL COOLING LOAD
Secara umum:
| Komponen | Jenis Beban |
|---|---|
| Manusia | Sensible + Latent |
| Lampu | Sensible |
| Mesin | Sensible |
| Fresh Air | Sensible + Latent |
| Infiltrasi | Sensible + Latent |
| Produk | Sensible / Latent |
6.6 APA ITU SHR?
SHR adalah singkatan dari:
Sensible Heat Ratio
SHR menunjukkan perbandingan antara Sensible Heat terhadap Total Heat.
Rumus:
SHR=\frac{Q_s}{Q_t}
6.7 MEMAHAMI SHR
Nilai SHR selalu berada antara:
0 sampai 1
Jika SHR mendekati 1:
Mayoritas beban adalah Sensible Heat.
Jika SHR lebih rendah:
Latent Heat semakin dominan.
6.8 CONTOH PERHITUNGAN SHR
Data:
Sensible Heat
= 24 kW
Latent Heat
= 6 kW
Total Heat
= 30 kW
SHR:
24 ÷ 30
= 0,80
Hasil:
SHR = 0,80
Artinya:
80% beban berupa Sensible Heat.
20% beban berupa Latent Heat.
6.9 INTERPRETASI SHR
| SHR | Karakteristik |
|---|---|
| 0,95 – 1,00 | Dominan Sensible |
| 0,80 – 0,95 | HVAC Comfort |
| 0,60 – 0,80 | RH Mulai Dominan |
| <0,60 | Dehumidifikasi Dominan |
Nilai aktual bergantung pada jenis aplikasi dan kondisi operasi.
6.10 COOLING LOAD CALCULATION
Pendekatan dasar:
Total Cooling Load merupakan penjumlahan seluruh sumber panas.
Rumus umum:
Q_t=\sum Q
Dimana:
Qt = Total Cooling Load
ΣQ = Total seluruh heat gain
6.11 CONTOH COOLING LOAD
Data:
Manusia
= 3 kW
Lampu
= 2 kW
Mesin
= 10 kW
Fresh Air
= 5 kW
Infiltrasi
= 2 kW
Total:
3 + 2 + 10 + 5 + 2
= 22 kW
Hasil:
Total Cooling Load
= 22 kW
6.12 SAFETY FACTOR
Dalam praktik engineering sering digunakan safety factor yang wajar.
Namun safety factor tidak boleh berlebihan.
Contoh:
Cooling Load
22 kW
Safety Factor
10%
Kapasitas desain:
24,2 kW
6.13 OVERSIZING DAN UNDERSIZING
Undersizing
Kapasitas terlalu kecil.
Akibat:
✓ Ruangan tidak mencapai temperatur
✓ RH tidak tercapai
✓ Sistem bekerja terus menerus
Oversizing
Kapasitas terlalu besar.
Akibat:
✓ Short Cycling
✓ RH sulit dikontrol
✓ Energi boros
✓ Investasi meningkat
6.14 TOTAL COOLING LOAD DAN AHU
Pada AHU, Total Cooling Load digunakan untuk menentukan:
✓ Cooling Coil Capacity
✓ Airflow
✓ Chilled Water Flow
✓ Refrigeration Capacity
Karena itu Cooling Load menjadi dasar seluruh desain HVAC.
6.15 TOTAL COOLING LOAD DAN CLEANROOM
Pada cleanroom, sumber beban tambahan:
✓ FFU
✓ AHU Fan
✓ Process Equipment
✓ Operator
✓ Fresh Air
Cooling Load cleanroom sering lebih tinggi dibanding ruangan biasa.
6.16 TOTAL COOLING LOAD DAN FARMASI
Pada farmasi:
Selain temperatur, RH juga sangat penting.
Karena itu:
Latent Heat harus diperhitungkan secara serius.
Mengabaikan Latent Heat dapat menyebabkan:
✓ RH tinggi
✓ Produk terganggu
✓ Kegagalan proses
6.17 TOTAL COOLING LOAD DAN RUMAH SAKIT
Pada fasilitas kesehatan:
Cooling Load dipengaruhi oleh:
✓ Pasien
✓ Dokter
✓ Perawat
✓ Lampu operasi
✓ Peralatan medis
✓ Fresh Air Requirement
Karena itu perhitungan harus dilakukan secara menyeluruh.
6.18 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang Produksi.
Luas:
100 m²
AC dipilih berdasarkan luas ruangan.
Hasil:
Temperatur tercapai.
RH tetap tinggi.
Investigasi:
Latent Load tidak pernah dihitung.
Pelajaran:
Cooling Load bukan hanya tentang temperatur.
6.19 KESALAHAN UMUM
✗ Menghitung hanya Sensible Heat.
✗ Mengabaikan Latent Heat.
✗ Menggunakan pendekatan luas ruangan saja.
✗ Mengabaikan Fresh Air.
✗ Mengabaikan Infiltrasi.
✗ Menggunakan safety factor berlebihan.
6.20 CARA BERPIKIR ENGINEER
Banyak orang bertanya:
"Berapa PK AC yang dibutuhkan?"
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa Sensible Heat?
✓ Berapa Latent Heat?
✓ Berapa SHR?
✓ Berapa Total Cooling Load?
✓ Berapa Fresh Air?
✓ Berapa Moisture Load?
Karena kapasitas pendinginan harus ditentukan berdasarkan beban aktual.
6.21 RINGKASAN
Total Cooling Load adalah jumlah seluruh panas yang harus dipindahkan oleh sistem HVAC.
Terdiri dari:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Rumus utama:
Q_t=Q_s+Q_l
Sensible Heat Ratio:
SHR=\frac{Q_s}{Q_t}
Prinsip penting:
Sistem HVAC yang baik tidak hanya mampu mencapai temperatur yang diinginkan.
Sistem HVAC yang baik juga mampu mengendalikan kelembapan sesuai kebutuhan proses.
Karena itulah setiap desain HVAC harus selalu dimulai dengan perhitungan Total Cooling Load yang benar.
