HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM – Controlled Environment Engineering
9.1 PENDAHULUAN
Cooling Coil merupakan komponen utama dalam sistem HVAC yang berfungsi memindahkan panas dari udara ke media pendingin.
Media pendingin dapat berupa:
Refrigeran (DX Coil)
Chilled Water (CHW Coil)
Cooling Coil bertanggung jawab terhadap:
✓ Penurunan temperatur
✓ Pengurangan kelembapan
✓ Pengendalian Dew Point
✓ Pengendalian kondisi supply air
Karena itu pemilihan coil yang tepat menjadi salah satu faktor paling penting dalam desain HVAC.
9.2 APA ITU COOLING COIL CAPACITY?
Cooling Coil Capacity adalah kemampuan coil dalam menyerap panas dari udara.
Satuan yang umum digunakan:
kW
TR (Ton Refrigeration)
Btu/h
Konversi umum:
1TR=3.517kW
9.3 TOTAL COOLING CAPACITY
Cooling Coil harus mampu menangani:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Sehingga:
Q_t=Q_s+Q_l
Dimana:
Qt = Total Cooling Load
Qs = Sensible Heat
Ql = Latent Heat
9.4 RUMUS PRAKTIS COOLING CAPACITY
Pendekatan sederhana HVAC:
Q=1.2\times Airflow\times \Delta T
Keterangan:
Q = Cooling Capacity (kW)
Airflow = m³/s
ΔT = Temperatur Difference
9.5 CONTOH PERHITUNGAN
Data:
Airflow:
5.000 CMH
Supply Air:
14°C
Return Air:
24°C
ΔT:
10°C
Konversi Airflow:
5.000 ÷ 3.600
= 1,39 m³/s
Cooling Capacity:
1.2 × 1.39 × 10
= 16,7 kW
Hasil:
Cooling Coil minimum:
≈ 17 kW
9.6 AIR OFF TEMPERATURE
Air Off Temperature adalah temperatur udara setelah melewati coil.
Parameter ini sangat penting karena menentukan:
✓ Supply Air Temperature
✓ Dew Point
✓ RH Ruangan
✓ Kapasitas Dehumidifikasi
Contoh:
Return Air:
24°C
Air Off Coil:
12°C
Maka terjadi:
✓ Pendinginan
✓ Dehumidifikasi
9.7 APPARATUS DEW POINT (ADP)
ADP adalah temperatur teoritis permukaan coil yang menentukan kemampuan dehumidifikasi.
Semakin rendah ADP:
✓ Dew Point semakin rendah
✓ Dehumidifikasi semakin besar
Namun:
✓ Risiko kondensasi meningkat
✓ Konsumsi energi meningkat
9.8 CHILLED WATER SYSTEM
Pada CHW System, panas dipindahkan ke air dingin.
Temperatur umum:
Supply CHW:
7°C
Return CHW:
12°C
ΔT Air Dingin:
5°C
9.9 RUMUS CHILLED WATER FLOWRATE
Perhitungan dasar:
Q=4.186\times \dot m\times \Delta T
Keterangan:
Q = Cooling Capacity (kW)
ṁ = Mass Flow Water (kg/s)
ΔT = Chilled Water Temperature Difference
9.10 RUMUS FLOWRATE AIR DINGIN
Untuk menentukan debit air:
\dot m=\frac{Q}{4.186\times\Delta T}
9.11 CONTOH CHW FLOWRATE
Data:
Cooling Capacity:
50 kW
CHW:
7°C / 12°C
ΔT:
5°C
Flowrate:
50
÷ (4.186 × 5)
≈ 2.39 kg/s
≈ 8.6 m³/jam
Hasil:
Flowrate CHW:
8.6 m³/jam
9.12 FACE VELOCITY COIL
Face Velocity Coil sangat mempengaruhi performa.
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 |
Velocity terlalu tinggi menyebabkan:
✓ Pressure Drop tinggi
✓ Water Carry Over
✓ Efisiensi coil turun
9.13 COIL ROW SELECTION
Jumlah row umum:
| Coil | Jumlah Row |
|---|---|
| Comfort HVAC | 4 – 6 |
| Cleanroom | 6 – 8 |
| Farmasi | 6 – 8 |
| Low RH | 8 – 12 |
Semakin banyak row:
✓ Kapasitas meningkat
✓ Pressure Drop meningkat
9.14 COOLING COIL DAN DEHUMIDIFIKASI
Cooling Coil tidak hanya menurunkan temperatur.
Cooling Coil juga menghilangkan uap air.
Syaratnya:
Temperatur Coil harus lebih rendah dari Dew Point udara.
Contoh:
Udara:
24°C
50% RH
Dew Point:
13°C
Coil:
10°C
Hasil:
✓ Kondensasi
✓ Dehumidifikasi
✓ RH turun
9.15 COOLING COIL DAN CLEANROOM
Pada cleanroom:
Cooling Coil harus mampu:
✓ Menangani sensible load
✓ Menangani latent load
✓ Menjaga RH
✓ Menjaga supply air
✓ Menjaga recovery time
Kesalahan coil selection dapat menyebabkan:
RH gagal
ISO gagal
ACH gagal
9.16 COOLING COIL DAN FARMASI
Pada farmasi:
Coil sering didesain lebih agresif dibanding comfort HVAC.
Tujuannya:
✓ Mengontrol RH
✓ Mengontrol Dew Point
✓ Menjaga kualitas produk
9.17 KESALAHAN UMUM
✗ Memilih coil hanya berdasarkan PK.
✗ Mengabaikan RH.
✗ Mengabaikan latent load.
✗ Mengabaikan Air Off Temperature.
✗ Mengabaikan Dew Point.
✗ Menggunakan face velocity terlalu tinggi.
9.18 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang Produksi Farmasi
Target:
22°C
50% RH
Temperatur tercapai.
RH tetap tinggi.
Investigasi:
✓ Cooling Capacity cukup
✓ Airflow cukup
Ditemukan:
Air Off Coil terlalu tinggi.
Coil hanya mampu mendinginkan.
Tidak cukup untuk dehumidifikasi.
Pelajaran:
Cooling Capacity yang besar belum tentu menghasilkan RH yang baik.
9.19 CARA BERPIKIR ENGINEER
Banyak orang bertanya:
"Berapa PK AC yang dibutuhkan?"
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa Cooling Load?
✓ Berapa Airflow?
✓ Berapa Dew Point?
✓ Berapa Air Off Temperature?
✓ Berapa Moisture Load?
✓ Berapa Chilled Water Flowrate?
Karena Cooling Coil dipilih berdasarkan kebutuhan proses, bukan berdasarkan kebiasaan.
9.20 RINGKASAN
Cooling Coil merupakan komponen utama dalam proses pendinginan dan dehumidifikasi.
Prinsip penting:
✓ Cooling Coil harus menangani sensible dan latent heat.
✓ Air Off Temperature menentukan performa dehumidifikasi.
✓ Chilled Water Flowrate harus sesuai kapasitas coil.
✓ Face Velocity mempengaruhi efisiensi coil.
✓ Dew Point menentukan kemampuan penghilangan kelembapan.
Engineer HVAC yang memahami Cooling Coil akan lebih mudah mendesain:
AHU
Cleanroom
Medical HVAC
Farmasi
Biosafety Laboratory
Dehumidification System
Karena pada akhirnya sebagian besar proses HVAC terjadi di dalam Cooling Coil.
