HANDBOOK HVAC FORMULA
RIJOMAC SYSTEM
Controlled Environment Engineering
9.1 PENDAHULUAN
Pada banyak fasilitas industri, laboratorium, rumah sakit, maupun cleanroom, sumber panas terbesar sering kali bukan berasal dari manusia atau lampu.
Sumber panas terbesar justru berasal dari:
✓ Mesin
✓ Motor
✓ Peralatan proses
✓ Komputer
✓ Instrumen
✓ Peralatan laboratorium
Beban panas yang berasal dari peralatan disebut:
Equipment Load
Equipment Load harus diperhitungkan secara akurat karena dapat memberikan kontribusi yang sangat besar terhadap Total Cooling Load.
9.2 APA ITU EQUIPMENT LOAD?
Equipment Load adalah panas yang dihasilkan oleh peralatan yang berada di dalam ruangan.
Sebagian besar energi listrik yang digunakan peralatan pada akhirnya berubah menjadi panas.
Karena itu hampir seluruh konsumsi daya peralatan akan menjadi tambahan Cooling Load bagi sistem HVAC.
9.3 SUMBER EQUIPMENT LOAD
Peralatan yang umum menghasilkan heat gain:
Motor Listrik
Fan
Blower
Conveyor
Mixer
Peralatan Produksi
Mesin filling
Mesin packing
Mesin proses
Peralatan Elektronik
Komputer
Server
PLC
Panel kontrol
Peralatan Laboratorium
Incubator
Oven
Analyzer
Instrumen pengujian
9.4 KARAKTERISTIK EQUIPMENT LOAD
Equipment Load umumnya termasuk:
✓ Sensible Heat
Namun pada beberapa proses tertentu dapat menghasilkan:
✓ Sensible Heat
✓ Latent Heat
Contohnya:
Pengeringan
Pencucian
Proses uap
Proses basah
9.5 RUMUS DASAR EQUIPMENT LOAD
Pendekatan sederhana:
Q=P
Dimana:
Q = Heat Gain (W)
P = Daya Peralatan (W)
Artinya:
1 Watt listrik yang digunakan peralatan pada akhirnya akan menjadi sekitar 1 Watt panas di dalam ruangan.
9.6 CONTOH PERHITUNGAN
Data:
Mesin Produksi
2 kW
Mesin Packing
3 kW
Komputer
500 W
Total:
2 + 3 + 0,5
=
5,5 kW
Hasil:
Equipment Load
= 5,5 kW
9.7 MOTOR LOAD
Motor listrik merupakan salah satu sumber panas utama dalam banyak fasilitas.
Contoh:
✓ Fan
✓ Exhaust Fan
✓ Conveyor
✓ Pompa
✓ Mixer
Energi listrik yang digunakan motor akan berubah menjadi:
✓ Energi mekanik
✓ Panas
Pada akhirnya sebagian besar energi tersebut akan menjadi heat gain.
9.8 RUMUS MOTOR LOAD
Pendekatan praktis:
Q=P_{motor}\times LF
Dimana:
Q = Heat Gain
Pmotor = Daya Motor
LF = Load Factor
9.9 LOAD FACTOR
Tidak semua motor bekerja pada kapasitas penuh.
Contoh:
Motor
5 kW
Load Factor
80%
Heat Gain:
5 × 0,8
=
4 kW
Hasil:
Motor menghasilkan panas sekitar 4 kW.
9.10 PROCESS EQUIPMENT LOAD
Pada area produksi, beban terbesar sering berasal dari peralatan proses.
Contoh:
✓ Mesin Filling
✓ Mesin Mixing
✓ Oven
✓ Dryer
✓ Packaging Machine
Equipment Load harus diperoleh dari:
✓ Nameplate
✓ Data Manufacturer
✓ Pengukuran aktual
9.11 EQUIPMENT LOAD DAN CLEANROOM
Pada cleanroom:
Peralatan tidak hanya menghasilkan panas.
Tetapi juga dapat menghasilkan:
✓ Partikel
✓ Getaran
✓ Turbulensi udara
Karena itu Equipment Load harus dipertimbangkan sejak tahap desain.
9.12 EQUIPMENT LOAD DAN FARMASI
Pada industri farmasi:
Equipment Load sering berasal dari:
✓ Mixer
✓ Granulator
✓ Tablet Press
✓ Filling Machine
✓ Packaging Machine
Heat gain yang besar dapat mempengaruhi:
✓ Temperatur
✓ RH
✓ Stabilitas proses
9.13 EQUIPMENT LOAD DAN LABORATORIUM
Pada laboratorium:
Sumber Equipment Load:
✓ Incubator
✓ Oven
✓ Freezer
✓ Analyzer
✓ Instrumentasi
Jumlahnya mungkin kecil, namun harus tetap diperhitungkan.
9.14 EQUIPMENT LOAD DAN DATA CENTER
Pada Data Center:
Hampir seluruh Cooling Load berasal dari peralatan elektronik.
Rumus sederhana:
Total IT Load ≈ Cooling Load
Karena hampir seluruh energi listrik berubah menjadi panas.
9.15 DIVERSITY FACTOR
Tidak semua peralatan bekerja bersamaan.
Untuk beberapa aplikasi digunakan:
Diversity Factor
Rumus:
Q=\sum P\times DF
Dimana:
DF = Diversity Factor
9.16 CONTOH DIVERSITY FACTOR
Total Peralatan
20 kW
Diversity Factor
80%
Equipment Load:
20 × 0,8
=
16 kW
9.17 PERALATAN YANG TIDAK SELALU MENJADI HEAT GAIN
Beberapa peralatan membuang panas ke luar ruangan.
Contoh:
✓ Outdoor Unit AC
✓ Chiller Outdoor
✓ Cooling Tower
Heat gain yang masuk ke ruangan harus dihitung secara terpisah.
9.18 STUDI KASUS
Kasus:
Ruang Produksi Farmasi.
Keluhan:
Ruangan tidak mencapai temperatur desain.
Investigasi:
Cooling Capacity sesuai luas ruangan.
Ditemukan:
Mesin proses menghasilkan:
15 kW Heat Gain.
Perhitungan awal hanya memperhitungkan:
✓ Lampu
✓ Penghuni
Equipment Load terabaikan.
Hasil:
Cooling Capacity kurang.
9.19 KESALAHAN UMUM
✗ Mengabaikan peralatan proses.
✗ Menggunakan data perkiraan tanpa verifikasi.
✗ Tidak mempertimbangkan load factor.
✗ Tidak mempertimbangkan diversity factor.
✗ Menganggap semua ruangan memiliki Equipment Load yang sama.
9.20 CARA BERPIKIR ENGINEER
Ketika menghitung Cooling Load, banyak orang hanya melihat:
✓ Luas ruangan
✓ Jumlah orang
✓ Lampu
Engineer akan bertanya:
✓ Berapa daya mesin?
✓ Berapa load factor?
✓ Berapa diversity factor?
✓ Apakah panas dibuang ke dalam atau ke luar ruangan?
✓ Apakah ada proses yang menghasilkan panas tambahan?
Karena pada banyak fasilitas industri, Equipment Load merupakan komponen terbesar dari Total Cooling Load.
9.21 RINGKASAN
Equipment Load adalah beban panas yang berasal dari peralatan di dalam ruangan.
Komponen utama:
✓ Motor Load
✓ Process Equipment Load
✓ Electronic Equipment Load
Rumus dasar:
Q=P
Untuk motor:
Q=P_{motor}\times LF
Prinsip penting:
✓ Hampir seluruh energi listrik akan menjadi panas.
✓ Equipment Load harus masuk ke Cooling Load Calculation.
✓ Data nameplate harus diverifikasi.
✓ Load Factor dan Diversity Factor perlu dipertimbangkan.
Dalam banyak proyek HVAC industri, kesalahan terbesar bukan pada perhitungan AC.
Kesalahan terbesar adalah tidak menghitung panas yang dihasilkan oleh proses itu sendiri.
