refrijeran

1. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini, penggunaan mesin pengkondisian udara semakin marak sejak
pertama kali ditemukan oleh Carrier pada tahun 1902. Teknologi mesin
pengkondisian udara telah berkembang pesat sejak saat itu, dan mengalami
perbaikan dari waktu ke waktu. Berbagai sistem pengkondisian udara telah
dikembangkan mulai dari direct ekspansion sampai water chiller dan telah
menjadi bagian yang tidak terpisahkan dalam kehidupan mausia saat ini. Mesin
pendingin menjadi kebutuhan utama untuk tempat-tempat umum seperti gedung
perkantoran, hotel, rumah sakit, mal, supermarket, restoran, bar, dsb yang
ditempati banyak orang dimana kenyamanan udara menjadi sangat penting.
Pada beberapa tahun terakhir ini, kurang lebih setengah dari seluruh biaya
pembangunan sarana yang diperlukan suatu bangunan, misalnya untuk sistem
mekanikal dan elektrik dan sebagainya, kira-kira 30 sampai 50 persen dihabiskan
untuk sistem penyegaran udara saja. Dan seorang ahli kesehatan Frugge pada
tahunn 1905 mengatakan jika seseorang berada di dalam suatu ruangan tertutup
untuk jangka waktu yang lama, maka pada suatu ketika ia akan merasa kurang
nyaman. Manusia dapat diibaratkan seperti sebuah motor bakar. Manusia harus
mengeluarkan panas yang dihasilkannya sebagai akibat dari kerja yang
dilakukannya. Jika panas tersebut tidak dapat keluar dari badan manusia, misalnya
Madi Margoyungan: Perencanaan Unit Mesin Pendingin Untuk Kebutuhan
Pengkondisian Udara Pada Banguna Ruang di Universitas Muhammaddiyah Riau
©2016 karena temperatur dan kondisi udara di sekelilingnya tidak memungkinkan
hal tersebut untuk terjadi dengan baik, maka ia akan merasakan suatu keadaan
yang tidak menyenangkan. Dan hasil penelitian tentang lingkungan kerja
menunjukkan bahwa didalam ruang kerja yang berudara segar, karyawan dapat
bekerja lebih baik dan jumlah kesalahan dapat dikurangi, sehingga efisiensi kerja
dapat ditingkatkan. Sesuai dengan judul tugas sarjana ini, perencanaan mesin
pendingin yang akan dibahas adalah pada bidang ruang kelas.

2. 2
1.2 Batasan Masalah
Adapun pembatasan masalah pada tugas kuliah ini adalah hanya pada
perhitungan termodinamika dan perpindahan panas yang diasumsikan dalam
keadaan steady state. Untuk perhitungan termodinamika hanya dibatasi dengan
siklus kompresi uap ideal dimana semua penurunan tekanan yang terjadi pada
siklus diabaikan karena keterbatasan data survey dan referensi pendukung.
Perhitungan perpindahan panas didasarkan pada metode empiris berdasarkan
korelasi zhukaukas dan pethukov. Perhitungan perpindahan panas dengan metode
beda hingga maupun metode elemin hingga tidak dibahas karena factor
keterbatasan.
Perencanaan mesin pendingin dibatasi pada komponen utama yaitu
evaporator, kompresor, kondesor, katup ekspansi dan colling tower. Adapun
komponen pendukung seperti alat control tidak dibahas karena keterbatasan.
Khusus untuk kondensor, perhitungan dibatasi pada dimensi utama yaitu ukuran
sirip, tube dan susunannya. Untuk evaporator, perhitungan dibatasi pada dimensi
utama yaitu ukuran sirip, tube dan susunannya. Untuk kompresor, perhitungan
dibatasi sampai daya kompresor dan volume displacement. Sedangkan untuk
cooling tower, Madi Margoyungan: Perencanaan Unit Mesin PendinginUntuk
Kebutuhan Pengkondisian Udara Pada ruang kelas di Universitas
Muhammaddiyah Riau © 2016 perhitungan meliputi dimensi utama yaitu
diameter dan tinggi menara, luas dan tinggi lubang udara, diameter kepala, pipa
dan lubang sprinkle. Perhitungan dimensi lain dari kompresor dan analisa
kinematika serta dinamika pada kompresor tidak diuraikan lagi. Untuk sistem
pemipaan air dingin dibatasi pada perencanaan jalur pemipaan, perencanaan
diameter pipa berdasarkan kerugian head dan kapasitasnya, perencanaan pompa
berdasarkan kerugian head.Perencanaan package unit didasarkan pada pemilihan
package unit berdasarkan katalog Carrier. Satuan yang digunakan dalam tugas
sarjana ini terdiri dari satuan British, metrik, dan SI. Penggunaan satuan yang
bervariasi dalam tugas sarjana ini disebabkan bervariasinya satuan yang

3. 3
digunakan pada literatur, grafik, dan tabel empiris yan menjadi dasar perhitungan
penulis.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah penelitian diatas, maka rumusan masalah
penelitian ini adalah :
1. Berapakah daya yang dibutuhkan untuk mendinginkan ruangan G.A.R 08?
2. Seberapa efisienkah perancangan system pendingin yang akan buat ?
3. Bagaimanakah proses perancangannya?
1.4 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah diatas, tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk memperoleh temperatur serta kelembaban yang nyaman didalam
ruangan G.A.R 08.
2. Agar mahasiswa dapat belajar semaksimal mungkin dengan membuat
suasana ruangan yang nyaman.
1.5 Manfaat
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi serta
membantu mahasiswa lain pada perancangan system pendingin dan diharapkan
penelitian ini sampai proses penerapan atau pembangunan untuk penelitian yang
lebih lanjut.

4. 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin Refrigerasi
Mesin refrigerasi merupakan mesin yang mempunyai fungsi utama untuk
mendinginkan zat sehingga temperaturnya lebih rendah dari temperature
lingkungan. Pendinginan dilakukan sesuai tujuan masing-masing orang yang akan
melakukan proses pendinginan tersebut. Komponen utama dari mesin refrigerasi
terdiri atas kompresor, kondesor, katup ekspansi, dan evaporator.
 Kompresor
Kompresor berfungsi untuk mengkompresi refrigerasi dari fasa uap
tekanan rendah evaporator hingga ke tekanan tinggi kekondesor.
Kerja kompresor dinyatakan dalam persamaan :
=ℎ -ℎ ………………………….(2.1)
Atau dalam bentuk daya energy :
= (ℎ - ℎ ) ……………………(2.2)
dimana : = laju aliran massa refrigerasi (kg/s)
ℎ = entalpi pada titik 2 kondisi panas lanjut (kj/kg)
ℎ = entalpi pada titik 1 kondisi uap jenuh (kj/kg)
 Condenser
Condenser merupakan salah satu alat penukar yang berfungsi
sebagai tempat kondensasi. Uap yang bertekanan dan temperature
tinggi pada akhir kompresi dapat dengan mudah dicairkan dengan
cara mendinginkannya dengan media pendingin. Secara garis besar
condenser untuk mengkondensaikan uap refrigeran panas lanjut
yang keluar dari compressor.
Qc = (ℎ - ℎ ) ………………………(2.3)
Untuk sisi media pendingin :
= . ( - ) …………………….(2.4)

5. 5
Dimana : = laju aliran massa air pendingin (kg/s)
= kalor spesifik air pendingin (kJ/kg)
= temperature air pendingin air keluar kondensor (°C)
= temperature air pendingin masuk kondensor (°C)
 Katup ekspansi
Katup ekspansi berfungsi untuk mengekspansikan secara adiabatic
cairan refrigerant yang bertekanan temperature tinggi sampai
mencapai temperature dan tekanan rendah, serta mengatur
pemasukan refrigerant yang disesuaikan dengan beban pendingin
yang akan dilayani oleh evaporator.
 Evaporator
Evaporator merupakan alat penukar kalor yang memegang peranan
penting didalam siklus yaitu mendinginkan media sekitar.
Besarnya kalor yang dimasukkan atau yang digunakan untuk
meguapkan refrijeran pada evaporator dapat ditentukan dengan
persamaan keseimbangan kalor pada evaporator yaitu :
Untuk sisi media evaporator :
= . ( - ) …………………….(2.5)
Untuk sisi refrigeran :
Qe = (ℎ - ℎ ) ………………………(2.6)
Dimana : = laju aliran massa air pendingin (kg/s)
= kalor spesifik air pendingin (kJ/kg)
= temperature air pendingin air keluar kondensor (°C)
= temperature air pendingin masuk kondensor (°C)
 Refrigeran
Refrigeran adalah salah satu unsur yang menentukan tingkat
pendinginan dalam sebuah system refrigeran.

6. 6
Secara garis besar, diagram alir dan diagram P-h untk siklus kompresi uap
dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah.
Gambar 2.1 A. diagram alir siklus kompresi uap
B. diagram p-h
Proses-proses yang membentuk siklus kompresi uap antara lain :
1-2 penambahan kalor reversible pada tekanan tetap di evaporator, yang
menyebabkan penguapa menuju uap jenuh.
2-3 kompresi adiabatic dan reversible di kompresor, dari uap jenuh menuju
tekanan kondensor.
3-4 pelepasan kalor reversible pada tekanan konstan di kondensor,
menyebabkan penurunan panas – lanjut (desuperheating) dan penembunan
refrigeran.
4-1 ekspansi tidak reversible pada entalpi konstan di katup ekspansi, dari
cairan jenuh menuju tekanan epavorator.
Besaran – besaran yang penting untuk diketahui dari suatu siklus kompresi uap
antara lain:
 Kerja kompresi yaitu perubahan entalpi pada proses 2-3 yaitu ℎ -ℎ .
 Dampak refrigerasi (refrigerating effect) atau RE yaitu kalor yang
dipindahkan pada proses 1-2 atau ℎ -ℎ yang dapat dirumuskan:
RE = ℎ -ℎ ………………..(2.7)
(literatur : Jordan, Richard C.. “refrigeneration and Air conditioning” hal 69)

7. 7
 Koefisien prestasi (COP) dari siklus kompresi uap ideal adalah dampak
refrigerasi dibagi dengan kerja kompresi:
COP = ……………….. (2.8)
(literatur : Jordan, Richard C.. “refrigeneration and Air conditioning” hal 71)
 Laju aliran massa refrigerant ( ̇ ) dapat dihitung dengan membagi
kapasitas refrigerasi dengan dampak refrigerasi :
̇ = = (kg/s)……………...(2.9)
(literatur : Stocker, Wilbert F.,and William C. Jerold “Air conditioning and refrigeration”
hal 189)
 Daya per kilowatt Refrigerasi ( ) yaitu daya untuk setiap kilowatt
refrijerasi merupakan kebalikan dari koefisien prestasi dan dapat dihitung
sebagai berikut :
ֿ =
(ℎ2−ℎ1)
(kW/kW)….. (3.0)
(literatur : Stocker, Wilbert F.,and William C. Jerold “Air conditioning and refrigeration”
hal 189)
Sistem refrijerasi berdasarkan siklus kompresi uap kadang-kadang
dilengkapi dengan penukar kalor jalur cair-ke-hisap (liquid-to-suction), yang
menurunkan suhu Madi Margoyungan: Perencanaan Unit Mesin Pendingin Untuk
Kebutuhan Pengkondisian Udara Pada ruang kelas Universitas Muhammaddiyah
Riau © 2016 (subcools) cairan dari kondensor dengan uap isap (Suction vapor)
yang datang dari evaporator yang dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah..
Membawahdinginkan (subcooling) cairan dari kondensor dilakukan untuk
menjamin bahwa seluruh refrijeran yang memasuki alat ekspansi dalam keadaan
100 persen cair. Pemanasan lanjut uap dari evaporator disarankan sebagai
pencegah cairan agar tidak memasuki kompressor.

8. 8
2.2 Klasifikas system pengkondisian Udara
Secara umum, sistem pengkondisian udara dapat diklasifikasikan menjadi
3 bagian yaitu:
1. All Air systems
2. All Water Systems
3. Air – Water systems
2.2.1. All Air Systems
Sistem ini merupakan sistem pengkondisian udara yang paling banyak
dipergunakan. Di dalam sistem ini yang menjadi media pendingin adalah udara
yang bertukar panas langsung dengan coil yang didalamnya mengalir refrijeran.
Campuran udara luar dan udara ruangan difilter dengan saringan udara, lalu
didinginkan dengan koil pendingin dan dilembabkan (udara dapat juga dipanaskan
dengan koil pemanas) melalui mesin pendingin, kemudian dialirkan kembali ke
dalam ruangan dengan kipas atau blower melalui saluran udara (duct) menuju
beberapa bagian ruangan. Adapun keuntungan dari system ini adalah :
1. Sederhana, mudah perancangan, pemasangan, pemakaian dan
perawatannya.
2. Biaya awalnya relatif murah.
Madi Margoyungan : Perencanaan Unit Mesin Pendingin Untuk Kebutuhan
Pengkondisian Udar Pada ruang kelas Universitas Muhammaddiyah Riau © 2016
Sedangkan kerugian dari sistem ini adalah:
1. Kesulitan pengaturan temperatur dan kelembaban dari ruangan yang
dikondisikan, karena beban kalor dari setiap ruangan tersebut mungkin
berbeda satu sama lain.
2. Saluran utama berukuran besar sehingga makan tempat.
Adapun jenis dari All Air Systems adalah.
1. Window System Pada window system kondensor, kompresor dan
evaporator terletak pada satu unit mesin. Dimana letak dari evaporator akan

9. 9
dihadapkan pada ruangan yang dikondisikan, sedangkan letak kondensor dan
kompresor akan dihadapkan keluar ruangan yang tidak dikondisikan.
2. Split System Unit ini hampir sama seperti halnya windo w system, hanya
saja pada split system ini unit kondensor beserta kompresor dan unit evaporator
dan katup ekspansi diletakkan secara terpisah, dimana evaporator dan katup
ekspansi diletakkan dalam ruangan dan kondensor serta kompresor diletakkan di
luar ruangan yang dikondisikan.

10. 10
BAB III
ESTIMASI BEBAN PENDINGIN DAN SIKLUS
PENGKONDISIAN UDARA
3.1 Definisi Beban Pendingin dan Perencanaan
Beban pendingin adalah total sluruh kalor yang harus dikeluarkan dari
sebuah ruangan agar temperature dan kelembaban udara dalam ruangan dapat
dipertahankan pada tingkat kenyamanan tertentu.
Komponen – komponen yang mengkonstribusikan kalor yang diserap oleh
ruangan dapat dituliskan sebagai berikut:
a. Transmisi kalor melalui struktur bangunan.
b. Radiasi panas matahari.
c. Infiltrasi atau kebocoran udara yang masuk ke dalam ruangan.
d. Kalor yang masuk dikarenakan oleh kebutuhan ventilasi.
e. Emisi kalor dari manusia yang berada didalam ruangan.
f. Kalor dari lampu dan barang elektronik.
g. Kalor yang bersumber dari dalam ruanagan, seperti halnya proyektor,
laptop dosen, dan sebangainya.
h. Kalor yang berasal dari material atau barang yang dibawa masuk kedalam
ruangan yang dikondisikan, yang berasal dari temperature yang lebih
tinggi.
Kondisi perencanaan meliputi:
 Kondisi suhu dalam ruangan direncanakan (T,r) adalah 68°F
(20°C) dengan kelembaban relative (RH) berdasarkan perhitungan
grafik psychometric chart.
 Suhu udara luar direncanakan dari suhu udara maksimum
berdasarkan table data ststistik suhu dan kelembaban udara kota
Medan pada Lampiran [L.1] yaitu T,o = 35,6 °C DB dengan RH =

11. 11
77%. Hal ini didasarkan atas Badan Metrologi Dan Geofisika
(BMG).
3.2 Perhitungan Cooling load
3.2.1 Perhitungan colling load dari dinding
Besarnya panas yang diserap oleh diding bangunan karena radiasi matahari
dihitung dengan :
= U x A TETD ………………….(3.1)
(literature : Jordan, Richard C.,”refrigeration and air conditioning”, hal 225)
Dimana : U = koefisien perpindahan panas menyeluruh dari dinding.
A = luas permukaan dinding luar yaitu dinding yang menerima
sinar matahari secara langsung.
TETD = Total Equivalent Temperature Difference adalah total
perbedaan temperature ekivalen yang ditampilkan pada table 3.1 berikut
yang terdapat dari table 3.1 berikut yang terdapat pada lampiran [L.4]
Table 3.1 TETD untuk dinding $ in Brick, warna terang
Arah Waktu
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
N -4 -3 -2 1 4 5 6 5 10 11 12
E 0 7 14 15 15 15 14 13 12 13 14
S -4 -3 -2 5 12 14 15 17 15 17 15
W -2 -1 0 3 6 7 5 13 15 23 25
Sumber : Jordan, Richard C.,Refrigeration and Air Conditioning, hal 224
Adapun material dinding pada bangunan kampus 2 UMRI Ruangan G.A.R
08 dengan tahanan panasnya masing – masing berdasarkan table 3.1.1
adalah sbb :
 4 in common brick dengan tahanan termal (R1) adalah 0,8
°F.hr.ft²/Btu.
 1 in cemment plaster dengan tahanan termal (R2=R3) adalah 0,2 °F
hr ft²/Btu.

12. 12
 Tahanan konveksi diluar ruangan untuk udara bergerak menurut
Jordan [L.4] dengan kecepatan angin berkisar 7,5 – 15 mph.
sedangkan dari hasil pengukuran yang diperoleh kecepatan angin
pekanbaru berkisar antara 10 – 12 km/jam dan dipilih kecepatan
maksimumnya yaitu 12 km/jam atau sekitar 7,5 mph. sehingga
tahanan konveksi di luar ruangan (Ro) adalah 0.25 °F hr ft²/Btu.
 Maka U = =
, , , , ,
= 0.469484 Btu/ ft²hr°F
` Gambar (3.1) kontruksi dinding
Menurut Jordan, nilai TETD pada table 3.1 harus dikoreksi terlebih dahulu
dengan factor pertimbangan koreksi berikut :
 Berdasarkan perbedaan temperature udara luar dengan temperature
udara rungan yang dikondisikan.
a. Jika perbedaan temperature lebih besar dari 15 derajat,
tambahkan kelebihannya nilai TETD pada table 3.1
b. Jika perbedaan temperature lebih kecil dari 15 derajat,
kurangkan kekurangannya ke nilai TETD pada table 3.1
c.

13. 13
 Berdasarkan daily range temperature udara luar.
a. Jika daily range lebih kecil dari 20 derajat, tambahkan 1
derajat setiap penurunan 2 derajat daily range ke nilai
TETD pada tabel 3.1
b. Jika daily range lebih besar dari 20 derajat, kurangkan 1
derajat setiap naiknya 2 derajat daily range ,ke nilai TETD
pada table 3.1.
Sehingga factor koreksi dapat dihitung sbb:
 Daily range yang diperoleh dari hasil pengolahan data temperature
dan kelembaban pekanbaru secara statistic pada lampiran [l.2]
yaitu 8,12 °F < 20 °F, maka koreksi yang perlu ditambahkan
adalah :
= (20°F - 8,12°F) / 2 = 5,94 ≈ 6 °F
 Perbedaan temperature udara luar maksimum dengan temperature
udara ruangan yang dikondisikan adalah:
To – Tr = 96,08°F – 76°F = 20,08°F > 15°F
Maka koreksi yang temperature yang perlu ditambah adalah :
= 20,08°F - 15°F = 5,08°F
Maka total koreksi yang perlu ditambahkan adalah
= 5,94 + 5,08 = 11,02°F
Adapun nilai TETD yang telah dikoreksi dapat dilihat pada table 3.3
berikut ini.
Tabel 3.3 Nilai TETD setelah dikoreksi
Arah waktu
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
N 8.04 9.04 9.02 12.02 15.02 16.02 17.02 19.02 21.02 22.02 23.02
E 12.04 19.04 25.02 26.02 27.02 26.02 25.02 24.02 23.02 24.02 27.02
S 8.04 9.04 9.02 16.02 23.02 25.02 27.02 28.02 29.02 28.02 27.02
W 10.04 11.04 11.02 14.02 17.02 18.02 19.02 24.02 29.02 34.02 39.02
Berdasarkan gambar 3.3, luas dinding arah lantai 1 dapat dihitung sbb:

14. 14
Qdinding = U x A TETD
= 0.469484 x 344,44512 x (8,04) = 1300,159
Dengan cara yang sama, arah dan luas dinding luas dinding G.A.R 08
ditampilkan pada table 3.4 berikut ini.
Table 3.4 Arah dan luas dinding luar pada ruangan G.A.R 08
Dinding M² ft²
Ruang G.A.R 08
Luas sebelah TIMUR 20 215.2782
Luas sebelah BARAT 20 215.2782
Luas sebelah UTARA 32 344.44512
Luas sebelah SELATAN 32 344.44512
TOTAL Lt.1 104 1119.44664
Tabel 3.4 Arah dan luas Ruang G.A.R 08.
Dengan cara yang sama, cooling load dari dinding untuk tiap arah di
ruangan G.A.R 08 mulai pukul 08.00 – 18.00 dapat dihitung dan ditampilkan pada
table 3.5 berikut. Adapun besar cooling load dari dinding untuk ruangan tersebut
yang diperhitungkan adalah cooling load maksimum yaitu yang ditandai dengan
tulisan cetak tebal.
Table 3.5. cooling load dari dinding untuk ruangan G.A.R 08 Mulai pukul 08.00 -
18.00
Arah
Dinding
Waktu
8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00
N 1301 1463 1460 1945 2431 2593 2755 3079 3402 3564 3726
S 1301 1463 1460 2593 3726 4050 4374 4536 4698 4536 4374
E 1218 1926 2534 2632 2733 2632 2531 2430 2329 2430 2531
W 1015 1117 1115 1418 1722 1823 1924 2430 2936 3442 3948
Total 4837 5970 6570 8590 10614 11099 11585 12475 13366 13973 14580

15. 15
Sehingga dapat disimpulkan bahwa untuk cooling load dinding yang terbesar
(maksimum) adalah pada waktu pukul 18:00 dengan total cooling load dinding
sebesar 14580 Btu/Hour.
3.2.2 Perhitungan cooling load dari Atap
Besarnya panas yang diserap oleh atap bangunan Karena radiasi matahari
dihitung dengan:
= U x A x TETD …………………(3.2)
(literature : Jordan, Richard C.,”refrigenaration and air conditioning”,hal 222)
Dimana : U = koefisien perpindahan panas menyeluruh dari atap
A = luas proyeksi horizontal dari atap.
TETD = Total Equivalent temperature difference adalah total
perbedaan temperature ekivalen atap.
Gambar (3.2). konstruksi atap
Adapun jenis material atap untuk bangunan kantor ini berdasarkan gambar
3.2 yaitu untuk ruangan yang dikondisikan beserta tahanan panasnya
masing – masing berdasarkan lampiran [L.4] adalah sbb:
 Concrete 6 inci dengan R1 = 0,91°F.hr.ft²/Btu
 Air space 40 inci dengan C = 1,1°F.hr.ft²/Btu
 Gypsum 3/8 inci dengan = 0,32°F.hr.ft²/Btu
 Tahanan konveksi diluar ruangan untuk udara bergerak
berdasarkan lampiran [L.4] dengan kecepatan angin berkisar antara
7,7 – 15 mph. sedangkan dari hasil pengukuran diperoleh
kecepatan angin antara 10 – 12 km/jam dan dipilih kecepatan

16. 16
maksimumnya yaitu 12 km/jam atau sekitar 7,5 mph. sehingga
tahanan konveksi diluar ruangan (Ro) = 0,25°F.hr.ft²/Btu
 Tahan konveksi didalam ruangan untuk udara diam (Ri) adalah
0,92 °F.hr.ft²/Btu.
Maka U = = , , , , ,
=0,285
Btu/ ft².hr.°F
Perbedaan temperature ekivalen total untuk atap dapat dilihat pada table
3.5 berikut berdasarkan table 10.6 jordan pada lampiran [L.5]
Table 3.6 total ekivalent temperature differentials untuk atap konstruksi berat
dengan bahan beton 6 inci, terbuka ke matahari.
Deskripsi
kontruksi
atap
Waktu
8 9 10 11 12 13 14 15 15 17 18
6”
conerete
6 6 6 13 20 27 34 38 42 43 44
Sumber : Jordan, Richard C., Refrigerasi and air conditioning. Hal 222
Adapun faktok koreksinya adalah sama dengan factor koreksi seperti table
3.7 sehingga memberikan hasil yang sama yaitu 11,02°F. Dengan penambahan
factor koreksi tersebut, perbedaan temperature ekivalen totalnya dapat
ditampilkan sbb:
Table 3.7 Total Ekivalent Temperature Differentials setelah dikoreksi
Deskripsi
kontruksi
atap
Waktu
8 9 10 11 12 13 14 15 15 17 18
6”
conerete
17.02 17.02 17.02 24.02 31.02 38.02 45.02 45.02 49.02 53.02 55.02
Berdasarkan gambar 2.12, luas proyeksi horizontal atap dapat dihitung dan
diperoleh sbb:

17. 17
= 40 m² = 430,556 ft²
Maka cooling load atap pada pukul 08:00 dapat dihitung dengan cara sbb:
= U x A x TETD
= 0,285 x 430,556 x (17,02) = 2088,5 Btu/Hour
Dengan cara yang sama, cooling load untuk atap dari pukul 08:00 sampai pukul
18:00 dapat ditabelkan pada table 3.8 berikut:
Table 3.8. Perhitungan Cooling Load Atap
Ruangan 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
2088,5 2088,4 2088,5 2947,4 3806,4 4665,4 5524 6015 6505 6630,2 6751
Total 2088,5 2088,4 2088,5 2947,4 3806,4 4665,4 5524 6015 6505 6630,2 6751
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa cooling load atap paling besar
(maksimum) adalah pada pukul 18:00 sebesar 6751 Btu/Hour.
3.2.3 Perhitungan cooling load dari kaca
Energi radiasi matahari yang dipantulkan dan juga yang diserap oleh kaca
jendela atau pun pintu akan masuk kedalam ruangan dan menjadi beban mesin
pendingin. Besarnya panas yang diserap oleh kaca dapat dihitung dengan rumus :
= SHGF x A x SC x CLF ………………(3.3)
(Literature : pita,Edward G.,”Air conditioning systems”,hal 102)
Dimana : SHGF = solar heat gain Factor yaitu panas matahari maksimum yang
diserap pada waktu, orientasi, dan garis lintang tertentu dalam
satuan Btu/hr-ft².
A = luas permukaan kaca, ft²
SC = shade coefficient yaitu suatu koefisien untuk factor koreksi
yang bergantung pada jenis kaca.

18. 18
CLF = Cooling Load Factor yaitu factor koreksi beban pendingin dari
kaca yang bergantung pada waktu.
SHGF untuk daerah pekanbaru pada posisi 4°LU. Dari interpolesi nilai
SHGF untuk 0°LU dan 8°LU, diperoleh nilai SHGF untuk berbagai arah yang
ditampilkan pada table 3.9 berikut:
Tabel 3.9. SHGF maksimum untuk kaca pada garis lintang 4°LU
Arah 0°LU 8°LU 4°LU
N 75 47 61
E 212 216 214
S 38 41 39,5
W 212 216 214
Sumber : pita, Edward G., Air Conditioning systems, hal 102
Untuk harga cooling factor (CLF) dapat diambil dari table 3.11 untuk tipe
konstruksi kaca medium berdasarkan lampiran [L.7]
Table 3.11. CLF untuk kaca tanpa interior shade (termasuk reflective glass) untuk
tipe konstruksi kaca medium.
Arah 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
N 0.46 0.52 0.59 0.65 0.7 0.73 0.75 0.75 0.74 0.75 0.79
E 0.44 0.5 0.51 0.45 0.39 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21
S 0.14 0.21 0.31 0.42 0.52 0.57 0.58 0.53 0.47 0.41 0.36
W 0.1 00.11 0.12 0.13 0.14 0.19 0.29 0.4 0.5 0.56 0.55
(sumber : pita, Edward G.,Air Conditioning systems, hal 105)
Luas dan arah ruangan tersebut dapat dihitung dan ditabelkan pada table 3.12 sbb:

19. 19
Table 3.12. perhitungan Luas Kaca pada berbagai arah.
kaca m² ft²
Ruangan G.A.R 08
Luas sebelah TIMUR 3,6 38,7501
Luas sebelah BARAT 1,8 19,375
Luas sebelah UTARA -
Luas sebelah SELATAN -
Total Ruangan tsb 5,4 58,1251
Table 3.13. cooling load dari kaca ruangan G.A.R 08 mulai pukul 08:00 – 18:00
3.2.4 Perhitungan cooling load dari lantai
Besarnya panas yang diserap oleh lantai bangunan dari tanah dapat
dihitung dengan rumus:
= U x A x TD ……………….. (3.4)
(literature : pita,Edward G.,”Air conditioning systems”.,hal 101)
Dimana : U = koefisien perpindahan panas menyeluruh dari lantai
A = luas lantai. ft²
TD = temperature difference : -
= 28 °C = 82,4 °F
TD = (82,4 – 75 ) °F
TD = 7,4 °F
Arah
waktu
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
N 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
E 1459.5 1658.6 1691.7 1492.7 1293.6 1160.9 1061.4 961.9 862.4 762.9 696.6
W 165.85 182.4 199.02 215.6 232.19 315.1 480.9 663.4 829.25 928.8 912.2
total 1625.3 1840.9 1890.7 1708.2 1525.8 1476 1542.4 1625.3 1691.7 1691.7 1608.7

20. 20
Adapun material lantai ruangan G.A.R 08 beserta tahanan panasnya
masing – masing berdasarkan table 3.2 sadalah sbb :
- Ceramic tile 1 inci memiliki R1 = 0,08 hr.ft².°F/Btu
- Concrete 5 inci memiliki R2 = 0,81 hr.ft².°F/Btu
- Cement plaster 2 inci memiliki R3 = 0,4 hr.ft².°F/Btu
Berdasarkan gambar 2.10, luas lantai dapat dihitung dengan hasil
sebagi berikut :
= 40 m² = 430,56 ft²
Adapun cooling load dari ruangan tersebut dapat dihitun sbb :
= U x x TD
= 0,77 x 430,56 x 7,4 = 2453.331 Btu/hr
3.2.5 Perhitungan Cooling Load Dari Lampu / Penerangan Dan Alat
Elektronik.
Besarnya beban pendingin yang dihasilkan oleh penerangan /lampu dapat
dihitung dengan rumus :
= 3,4 x W x BF ......... (3.5)
(literatur: pita, Edward G.,”Air Conditioning System”,hal 108)
Dimana : W = total daya lampu keseluruhan
BF = Balast Factor
Untuk lampu fluorescent BF = 1,25
Untuk lampu incandescent BF = 1,0
Adapun daya lampu yang dibutuhkan untuk penerangan pada bagunan

21. 21
kantor dipilih sebesar 30 Watt/ untuk daya lampu daerah komputer .
Dengan cara tabulasi sebagai berikut, cooling load dari lampu dan
alatelektronikuntuk tiap ruangan dapat dilihat pada tabel 3.15
3.2.6 Perhitungan Colling load Manusia
Total kalor yang dilepas oleh tubuh manusia sangat tergantung kepada
kegiatan yang dilakukan oleh manusia tersebut. Untung menghitung besarnya
kalor yang di lepas oleh tubuh manusia dapat digunakan rumus sebagai berikut :
= x n.....(3.6)
= x n...........(3.7)
(Literatur : Pita,Edward G,”Air Conditioning Systems”,hal 111)
3.2.7 Perhitungan Colling Load dari Inflitrasi
Biasanya kebutuhan udara luar sangat cukup untuk. Menghasilkan tekanan
yang sedikit berbeda dari ruangan dan menyeimbangkan infiltrasi. Tidak perlu
untuk memikirkan infiltrasi hanya jika volume udara luar dapat ditangani oleh
peralatan yang mampu untuk menyeimbangkan besar nya total infilterasi yang
terlalu besar, maka infiltrasi perlu diperhitungkan sebagai beban total pendigin.
Besarnya infiltrasi dalam ruangan yang terjadi dapat di hitung degan
mengngukur rumus:
) = = …………..…(3.8)
(literatur : Jordan, Richard C.,” Refrigeration and Air Conditioning”,hal 234)
Dimana : H = tinggi gedung (ft) L= panjang gedung (ft)
W= lebar gedung (ft) G= faktor dinding
G = 1, jika ruangan memiliki satu dinding luar
G = 1,5, jika ruangan memiliki dua dinding luar
G = 2, jika ruangan memiliki tiga buah atau lebihn dinding luar

22. 22
Yang di maksud degan dinding luar adalah dinding yang berhubungan
degan bagian ruangan gedung yang tak dikondisikan yaitu dinding yang emiliki
jendela ataupun pintu yang memungkinkan terjadinya infiltrasi yang terjadi adalah
setengah diri besarnya infiltrasi yang diperoleh dari persamaan 3.8.
Adapun perhitungn infiltrasi pada lantai yaitu perhitungan infiltrasi untuk
lobby yang memiliki pintu depan dan ruangan serbaguna yang memiliki pntu
samping serta ruangan lain yang memiliki ruangan kotak degan udara luar.
maka ) lobby dapat dihitung sbb:
) =
, ,
x50%
) = 2629.16684cfm =2629 cfm
Udara infiltrasi yang masuk kedalam ruangan ini memiliki nili kalor
sensibel dan kalor laten. Besarnya kalor sensibel dan kalor laten inilah yang akan
menjadi beban pendinginan yang selanjut nya akan dibuang oleh mesin pendingin
ke lingkungan. Besarnya kalor sensible dan laten udara luar infiltrasi dihitung
dengan persamaan:
= 0,68 x ) x ( ‘- )........(3.10)
(literatur : jordan, richard C., “Refrigeration and Air Conditioning”,hal 234)
Dimana , – , = perbedaan temperatur udra luar dengan temperatur ruang yaitu
96,08°F dan 75°F.
= 0,68 ) − ′)........(3.10)
(literatur : jordan,Refrigerationing and air conditioning”,hal 234)
Dimana − ′ = perbedaan rasio kelembaban udara luar dengan udara
ruang Nilai dan ini didapat dari grafik psikometrik berdasarkan , =
96,08°F dan , = 76 °F, diperoleh 200 lb/lb dry air dan 65 lb/lb dry air.
Maka Rumus untuk mencari Cooling Load Infiltrasi tital adalah:

23. 23
= +
3.2.8 Perhitungan Cooling Load dari Ventilasi
Untuk tetap menjaga agar ruangan tetap segar, maka udara luarjugk harus
dimasukan ke dalam ruangan yang di kondisikan untuk menghilangkan atau
mengurangi kadar konsentrasi dari asap rokok,bau badan,karbon,dioksida,dan
yang lainnya. Dalam aplikasi kantor ini, kebutuhan udaran ventilasi ruangan
kantor disuplai dari koridor sebagai udara infiltrasi yang masuk lewat celah pintu.
Udara ventilasi tersebut menjadi Cooling load Koridor karena udara tersebut telah
dikondisikan di koridor sebelum disuplai ke tiap ruangn kantor. Adapun besar
ventilasi ini akan dibandingkan dengan besar infiltasi, jika ventilasi lebih besar
dari infiltrasi, maka infiltrasi dapat diabaikan dan besar Cooling load dari ventilasi
inilah yang akan di perhitungkan untuk Cooling load total.
Dengan cara yang sama seperti menghitung Cooling load dari infiltrasi,
Cooling load dari ventilasi dapat dihitung sebai berikut :
= 1,08x ) x( , - , )
= 0,68 x ) x( o – ’)
= +
3.2.9 Total Cooling Load
Besarnya Cooling load secara keseluruhan yang menjadi beban dari
mesin pendingin dapat dihitung dengan:
= + + + +
+ +
Adapun Cooling load secara keseluruhan ini dapat dibagi menjandi 2 bagian
yaitu:
 Beban laten, yaitu beban yang harus dibebankan kepada mesin pendingin
untuk menurunkan kelembaban dalam ruangan. Beban ini berasal dari
manusia dan infiltrasi atau ventilas.

24. 24
 Beban sensible, yaitu beban yang harus dibebankan kepada mesin
pendingin untuk menurunkan suatu ruangan. Beban ini berasal dari
sektruktur bangunan yang mencakup dinding kaca,lantai,atap dan juga
beban manusia,penerangan, alat elektronik, dan infiltrasi/ventilasi.
Tabel 3.21 Cooling load total tiap kamar dari lantai
Ruangan
G.A.R
08
(Btu/
hr)
(Btu/hr) (Btu/hr) (Btu/hr) (Btu/hr) (Btu/hr) (Btu/hr) Qtotal
(Btu/hr)
Qsensible
(Btu/hr)
1194
33
41354 94453 192291 14450 14450 - 1012199 378560
total 1675
61
31266 94453 429846 107600 579447 206159 1675402 1224310
3.2.10 Siklus Pengkondisian Udara
Adapun siklus pemgkondisian udara yang akan di uraikan dalam subbab
ini adalah pada semua ruangan pada lantai 1 dimana terdapat beban pendingin dari
udara luar yaitu udara ventilasi bagi manusia di dalamnya sehingga siklus
pengkondisian udara yang terjadi dapat dianalisa secara lengkap.
Dari gerafik psikrometrik, siklus pendingin udara dapat dilihat dimana
udara luar dan udara ruangan yang di kondisikan dan di balikan lagi ke kondensor.
Di alam coil kondensor mengalir air bersuhu sekitar 37,4°F(3°C) yang berasal
dari evaporator. Udara yang melewati coil inilah yang akan di hembus dengan
blower ke dalam ruangan.

25. 25
Gambar 3.4. Siklus Pengkondisian udara
3.2.11 Analisa Grafik Psikometrik (Psychometric Chart)
Pertama-tama, siklus pengkndisian udara pada koridor lantai 1 yang akan
di analisa. Adapun kondisi perencanaan seperti yang teah di uraikan pada subbab
sebelumnya yaitu:
 Suhu dalam ruangan yang direncanakan T,r = 24°C(76°F) DB dan RH =
50%
 Suhu udara T, = 35,6°C(96,08°F) DB dengan RH = 77%
Dengan mengacu pada gambar 3.4, langakh untuk menganalisa psychrometric
chart adalah:
1. Karna pencampuran udara (titik 3) terjadi di dalam ruangan, maka kondisi
udara campuran inilah yang harus di perhitungkan sebagai kondisi udara
perencanaan pada ruangan terebut yaitu T,r = 76°F dan RH yang akan
dicari. Dengan kondisi udara luar (titik 1 ) yang telah di ketahui yitu T,o =

26. 26
96,08°F dan RH =77%, maka dapat ditarik satu garis lurus penghubung
antara titik 1 dengan titik 3.
2. Pada titik perpotongan suhu 80°F dan RH = 50%,terdapat sebuahn titik yang
disebut” titik setan”. Dari titik ini ditarik garis lurus ke sumbu GSHF
(Global Senible Heat Factor) yang dapat di hitung dengan rumus:
Dari titik 3 kemudian ditarik garis sejajar dengan geratis GSHF hingga ke
garis saturasi pada psychrometric chart.
3. Temperatur coil didapat dariperpotongan garis tersebut pada garis saturasi
yaitu pada suhu 37,8°F yang untuk selanjutnya disebut .
4. Ketika udara campuran tersebut melewati coil pendingin,ternyata tidak
semua udara tersebut mengalami penurunan suhu dan terkondensasi.
Sebagian kecil udara ada yang lolos melewati coil tanpa mengalami
penurunan suhu. Perbandingan antara jumlah udara yang lolos tanpa
mengalami penurunan suhu dengan jumlah udara total yang melewati coil
disebut dengan Bypass Factor(BF). Untuk kecepatan udara melewati coil
yang tidak melebihi 500 fpm,dan 2 baris coil, Bypass Factor direncanakan
0.313.
5. Kemudian titik 4 yaitu kondisi udarasetelah melewati coil dapat dicari
berdasarkan harga By-pass Factor dengan mengunakan rumus:
BF = ⟺ t = 0.313 x (75,2 – 37,4) + 37,4
= 49,2° F
6. Selanjutnya pada titik 4 tarik garis luus dengan kemiringan garis
RSHF(Room Sensible Heat Factor) yaitu garis dengan kemiringan SHF

27. 27
yang didpat dengan tanpa memperhitungkan udara ventilasi atau infiltrasi
hinga memotong perpotongan garis yang menghubungkan titik. Adapun titik
yang di dapat dari perpotongan kedua garis tersebut merupaka kondisi udara
setelah menyerap panas dari cooling load ruangan sebelum bercampur udara
luar.
7. Dari psychrometric chart, diperbolehkan ℎ = 19 Btu/ib udara dan ℎ = 30
Btu/ib udara.
8. kualitas udara suplai yang diperlukan (cfm) dapat di cari rumus:
Cfm =
, (
=
. ( , , )
= 19607,2
9. Beban mesin pendingin dilantai 1 dapat di cari dengan persamaan:
= 4,55. . (ℎ - ℎ )
= 4,55.19607,2(30 – 19)
= 981340,36 Btu/h
Ternyata perhitungan Q lantai 1 gerafik pisikometrik memberikan hasil
yang hampir sama dengan perhitungan Q lantai 1 dari cooling load
sebelumnya yaitu 1052170 Btu/hr.