JENIS SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

Tujuan pengkondisian udara adalah untuk mendapatkan kenyamanan bagi penghuni yang berada didalam ruangan. Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah berkisar antara :

Suhu dan kelembaban : 20⁰C hingga 26⁰C, 45% hingga 55%

Kecepatan udara : 0.25 m/s

Ada beberapa system pengkondisian udara yang dapat dilakukan, yaitu :

Sistim ekspansi langsung

Dengan sistim ini, pendinginan secara langsung dilakukan oleh refrigerant yang diekspansikan melalui koil pendingin, sedangkan udara disirkulasikan dengan cara menghembuskannya dengan menggunakan blower / fan melintasi koil pendingin tersebut. Sistim ini biasanya dipergunakan untuk beban pendinginan udara yang tidak terlalu besar seperti keperluan ruangan di rumah

Sistim Pengkondisian Udara secara Sentral

Secara singkat sistim Central Air Conditioning System ( Sistim Pengkondisian Udara secara sentral ), yang biasa di rancang pada bangunan dapat di jelaskan sebagai berikut : Unit pendingin utama di gunakan 2 unit Water Cooled Water Chiller dimana satu unit beroperasi dan satu unit sebagai cadangan, unit Chiller beroperasi dengan menggunakan “Primary Refrigerant” berupa refrigerant R123 pada unit Chiller & R 134A pada unit purging yang sudah ramah lingkungan, nantinya akan mendinginkan “Secondary Refrigerant” berupa air, dimana air yang sudah didinginkan ini di sirkulasikan oleh Chilled Water Pump ke AHU dan FCU di LQB.

Pada unit AHU air dingin akan mengkondisikan / mendinginkan udara segar dari luar gedung sehingga mencapai temperature dan kelembaban yang cukup dan untuk selanjutnya di distribusikan ke koridor – koridor di ruangan setiap lantainya dan kamar- kamar pada masing-masing lantai. Pada setiap lantai akan ditangani oleh 2 unit AHU yang memiliki kapasitas pendinginan yang sama, begitu pula dengan 2 lantai diatasnya memiliki masing-masing 2 unit AHU yang memiliki kapasitas pendinginan yang sama dengan lantai dasar. Sedangkan proses pertukaran kalor yang terjadi di masing-masing kamar akan ditangani oleh Fan Coil Unit yang telah mendapatkan distribusi udara segar yang telah didinginkan oleh AHU sehingga kerja FCU tidak terlalu berat. Dikarenakan lantai dasar, satu dan lantai dua memiliki kapasaitas pendinginan yang sama dan jenis bangunana yang sama pula, maka perhitungan luasan sistim ducting akan diwakilkan di salah satu lantai, yaitu lantai dasar.

Water Cooled Water Chiller

Unit Chiller yang digunakan pada sistim ini merupakan jenis Water Cooled Water Chiller dengan menggunakan kompresor jenis sentrifugal 3 tahap / 3 stage centrifugal compressor ( Kompresor sentrifugal 3 tingkat ), yang diproduksi oleh salah satu pabrikan unit AC yang cukup terkenal yaitu Trane Company. Unit ini berkapasitas 320 Ton Refrigerant / 320 TR, dengan menggunakan sistim negative pressure, dimana jika terjadi kebocoran pada unit Chiller maka refrigerant yang terdapat didalamnya tidak akan terbuangan ke udara, melainkan udara luar yang akan masuk kedalam sistim. Didalam sistim Chiller sendiri terdapat satu unit pembuang udara yang masuk saat terjadi kebocoran tadi yang dinamakan Purging Unit. cara kerja purging seperti ini : saat Chiller mengalami kebocoran, maka udara luar akan masuk kedalam sistim chiller sehingga refrigerant atau freon akan bercampur dengan udara luar yang mengandung uap air, sensor pada purging unit akan membaca perbedaan tekanan pada sistim dan kelembaban refrigerant pada sistim sehingga akan mengaktifkan purging unit tersebut.

Saat purging unit bekerja, Chiller tetap beroperasi sebagaimana mestinya tanpa terganggu. Udara yang terhisap masuk kedalam sistim akan di tekan keluar oleh purging unit, sehingga tekanan pada sistim mengalami kondisi stabil barulah unit Chiller dapat di perbaiki. Untuk media pendingin yang digunakan oleh unit Chiller yaitu refrigerant jenis R 123 dan untuk Purging unit berjenis R 134 A, kedua sudah ramah lingkungan.

Chilled Water & Condenser Water Pump

Guna keperluan mensirkulasikan air yang sudah didinginkan oleh unit Chiller ke AHU maupun air yang mendinginkan unit condenser di Chiller ke Cooling Tower, maka di gunakan masing-masing sistim satu paket Pompa sirkulasi air dingin dan Pompa sirkulasi air pendingin. Jenis kedua pompa ini adalah sama, yaitu digunakan jenis End Suction Centrifugal Pump dengan tekanan kerja pompa adalah 10 kg/cm2.

Pada sistim ini, sistim Chilled Water atau air yang didinginkan menggunakan 2 buah pompa yang beroperasi sekaligus, hal ini dirancang agar umur pompa dapat lebih lama mengingat jarak antara ruang pompa dan lokasi hotel cukup jauh. Sedangkan untuk sistim air pendinginan hanya di gunakan satu buah pompa sirkulasi, mengingat jarak ruang pompa dan unit Cooling Tower cukup dekat.

Cooling Tower Unit

Unit ini berfungsi sebagai pendingin unit condenser pada unit Chiller dengan media yang digunakan adalah air, dimana sistim kerja Cooling Tower dapat di jelaskan sebagai berikut : condenser di unit Chiller akan memiliki temperature dan tekanan yang tinggi akibat tekanan kerja dari Kompresor, sehingga diperlukan media pendingin untuk merubah fase refrigerant di condenser tersebut, untuk itu dibuat suatu sistim pendinginan dengan menggunakan media air yang disirkulasikan oleh pompa ke unit Cooling Tower, dimana air yang disirkulasikan tersebut akan membawa kalor dari condenser untuk kemudian di lepaskan kalornya ke udara di Cooling Tower, sehingga air akan mengalami penurunan temperature dan kembali disirkulasikan kembali ke unit condenser.

Unit Cooling Tower sendiri terdiri dari : satu unit casing Cooling Tower, Motor Blower, Basin dan Water Filler atau jika diartikan menjadi sirip – sirip pendingin air.

Air Handling Unit dan Fan Coil Unit

Baik Air Handling Unit maupun Fan Coil Unit memiliki kesamaan fungsi, Air Handiling unit di fokuskan untuk menangani kapasitas pendinginan yang lebih besar sedangkan Fan Coil Unit di fokuskan untuk kapasitas pendinginan yang lebih kecil, dalam sistim ini AHU di gunakan untuk mengkondisikan fresh air (udara segar) dari udara luar yang akan di distribusikan sebagai tambahan udara segar untuk FCU dan kamar juga sebagai distribusi suplai udara dingin guna keperluan koridor di masing-masing lantai.

Komponen – komponen dari AHU maupun FCU sebernanya cukup sederhana yang terdiri dari : Casing, Koil, Filter Udara dan Motor Blower.

Penggolongan Sistim Pengkondisian Udara

Jenis yang mendasari adalah sistim pengkondisian udara sentral. Untuk menjamin pengaturan pengkondisian udara ruangan yang di teliti, maka sesuai dengan kemajuan teknik pengkondisian udara yang telah dicapai sampai pada saat ini, dapat dikembangkan beberapa sistim. Hal tersebut terutama menyangkut perkembangan elemen pendinginnya.

Jenis – jenis sistim penghantar udara adalah sebagai berikut :

1. Sistim Udara Penuh

2. Sistim Saluran Tunggal

Sistim ini merupakan sistim penghantar udara yang paling banyak dipergunakan. campuran udara ruangan didinginkan dan dilembabkan, kemudian dialirkan kembali kedalam ruangan melalui saluran udara.

Keuntungan dari sistim ini adalah :

Sederhana, mudah perancangannya, pemasangan, pemakaian dan perawatannnya.

Biaya awal lebih rendah dan murah.

Kerugian dari sistim ini adalah :

Saluran utama berukuran besar, sehingga memerlukan tempat yang lebih besar.

Kesulitan dalam mengatur temperature dan kelembaban dari ruangan yang sedang dikondisikan, karena beban kalor dari ruangan yang berbeda satu dengan yang lainnya.

Pada dasarnya sistim pengaturan untuk sistim saluran tunggal menyangkut pengaturan temperature udara melalui bagian-bagian utama dari saluran. Dalam hal tersebut, laju aliran air dingin, laju aliran air panas atau uap ke koil udara, diatur sedemikian rupa sehingga temperature udara dapat diubah. Sistim ini dinamakan sistim volume konstan temperature variable, yang sudah banyak dipergunakan dalam sistim penghantar udara.

Dalam keadaan dimana beban kalor dari beberapa ruangan yang akan dilayani ini berbeda-beda, boleh dikatakan tidak mungkin mempertahankan udara ruangan pada suatu temperature tertentu, kecuali bagi beberapa ruangan utama saja. Jadi masalah tersebut dapat dipecahkan dengan melayani ruangan dengan beban kalor yang sama oleh satu pengolah udara secara sentral.

Sistim saluran udara tunggal yang lain adalah sistim pemanasan ulang, dimana udara segar yang mengalir didalam saluran utama tersebut dapat dipertahankan konstan, pada temperature yang rendah. Kemudian udara tersebut masuk kedalam ruangan melalui alat pemanas yang dipasang pada saluran- saluran cabang masing-masing. Pemanas tersebut memanaskan udara dan diatur sedemikian rupa sehingga diperoleh temperature udara tang sesuai dengan temperature udara ruangan yang di inginkan. Sistim ini dinamakan sistim pemanasaan ulang terminal dan banyak digunakan untuk melayani beberapa ruangan pribadi yang ada didalam gedung perkantoran umum.

Ada pula sistim saluran tunggal yang bekerja dengan volume variable dimana jumlah aliran udara dapat diubah sesuai dengan beban kalornya, jadi, volume aliran udara akan berkurang dengan turunnya beban kalor dari ruangan yang harus dilayani.pengaturab volume aliran udara dilakukan dengan mengatur posisi damper atau dengan unit volume variable damper. Ada beberapa macam unit volume variable damper. Salash satu diantaranya seperti gambar dibawah ini

Pada hal tersebut terakhir terdapat dua saluran; satu saluran menyalurkan jumlah udara yang minimal diperlukan, sedangkan saluran lainnya menyalurkan jumlah udara sesuai dengan pembukaan katup udara yang diatur oleh thermostat. Pemasukan udara diatur oleh tekanan udara yang bekerja pada tirai dari alat pengatur volume konstan dan gaya pegas. Pemasukan udara minimum harus diatur supaya distribusi udara didalam ruangan dapat berlangsung sebaik-baiknya, dengan jumlah ventilasi udara yang minimal. Jumlah udara masuk akan berkurang dengan turunnya beban kalor, sehingga apabila jumlah udara masuk menjadi lebih kecil daripada jumlah udara masuk yang minimal, maka temperature udara masuk akan berubah.

Dalam sistim volume variable, putaran atau sudu isap dari kipas udara dapat diatus sesuai dengan perubahan pemasukan udara yang diinginkan. Sistim pengaturan kipas udara tersebut diatas memungkinkan penghematan daya listrik yang diperlukan untuk menggerakan kipas udara pada beban parsial.

Sistim Dua Saluran

Selain sistim saluran tunggal, terdapat pula sistim dua saluran yang dapat menutupi kekurangan daru sistim saluran tunggal. Sistim ini kebanyakan digunakan di gedung-gedung besar, dalam hal tersebut udara panas dan udara dingin dihasilkan secara terpisah oleh mesin penyegar udara yang bersangkutan. Kedua jenis udara itupun disalurkan melalui saluran yang terpisah satu sama lain. Tetapi kemudian dicampur sedemikian rupa sehingga tercapai tingkat keadaan yang sesuai dengan beban kalor dari ruangan yang akan disegarkan. Sesudah itu disalurkan kedalam ruangan yang bersangkutan. Sistim ini dinamakan sistim dua saluran.

Dalam sistim ini, alat yang diperlukan untuk mencampur udara panas dan udara dingin dalam perbandingan jumlah aliran yang ditetapkan untuk memperoleh kondisi akhir yang diinginkan, dinamai alat pencampur. Sistim dua saluran dapat memberikan hasil pengaturan yang lebih teliti. Tetapi memerlukan lebih banyak energi kalor dan lebih tinggi harga awalnya. Ada dua jenis sistim dua saluran, yaitu sistim volume konstan dan sistim volume variabel.

Sistim Air Udara

Ciri-ciri Sistim Air Udara

Dalam sistim air udara, unit koil kipas udara atau unit induksi dipasang didalam ruagan yang akan dikondisikan. Air dingin dialirkan kedalam unit tersebut, sedangkan udara ruangan dialirkan melalui unit tersebut sehingga menjadi dingin. Selanjutnya udara tersebut bersirkulasi didalam ruangan. Demikian pula untuk keperluan ventilasi, udara luar yang telah didinginkan dan dikeringkan atau udara luar yang telah dipanaskan dan dilembabkan dialirkan dari mesin pengolah udara jenis sentral keruangan yang akan di kondisikan.

Oleh karena berat jenis dan kalor spesifik air lebih besar dari pada udara, maka baik daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor yang sama adalah lebih kecil. Dengan demikian, untuk mengatasi beban kalor dari ruangan yang akan di kondisikan, banyaknya udara yang mengalir dari mesin pengolah udara jenis sentral adalah lebih kecil. Disamping itu, ukuran mesin pengolah udara maupun daya yang diperlukan adalah lebih kecil jika dibandingkan dengan yang diperlukan oleh sistim udara penuh.

Unit Koil Kipas Udara dan Unit Induksi

Unit ini dinamakan unit terminal dan dipasang didalam ruangan. Semua unit tersebut merupakan bagian dari sistim penghantar udara yang berfungsi sama. Didalam unit tersebut Koil udara ditempatkan didalam kabinet kecil, dimana dialirkan air dingin. Pada unit koil kipas udara, udara dialirkan oleh kipas udara yang dipasang didalam unit tersebut. Pada unit induksi, udara primer berkecepatan tinggi di alirkan melalui beberapa nosel. Selanjutnya dengan efek induksi secara primer, udara ruangan terisap masuk kedalam unit dan didinginkanoleh koil udara, kemudian disirkulasikan kembali kedalam ruangan.