Sistem Tata Udara dan Refrigerasi pada Ruang Fitness

Kapal Tanker

Disusun Oleh:

Ekaprana Daniswara :1106054523

Usman Munandar :1106054536

TEKNIK PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

2014

Sistem Udara dan Refrigerasi pada Ruang Fitness Kapal Tanker

Untuk mendesain sistem udara dan refrigerasi pada suatu ruangan, diperlukan:

1. Perhitungan Cooling Load pada ruangan tersebut

2. Penentuan siklus udara pada Psychrometric Chart

3. Penentuan siklus refrigerasi menggunakan p-h diagram

4. Penentuan desain ducting ruangan dan friction loss nya

1. Cooling Load

Untuk menentukan cooling load diperlukan data-data mengenai ruangan yang akan

didesain, seperti:

Ukuran Ruangan:

o Panjang = 68.8 feet

o Lebar = 32.8 feet

o Tinggi = 14.76 feet

Temperatur Outdoor:

o Dry bulb = 102 F

o Wet bulb = 82 F

o Humidity = 58%

o Moisture = 145 gr/lb

Temperatur Desain:

o Dry bulb = 77 F

o Wet bulb = 65 F

o Humidity = 50%

o Moisture = 72 gr/lb

Luas Daerah Pembatas:

o Dinding 1 = 213.08 ft2

o Dinding 2 = 451.84 ft2

o Dinding 3 = 309.96 ft2

o Dinding 4 = 484.13 ft2

o Kaca 1 = 96.88 ft2

o Kaca 2 = 32.29 ft2

Berikut adalah layout desain ruangan fitness kami:

Gambar 1: Desain Layout Ruang Fitness.

A. Sensible Heat

Setelah mendapatkan data awal ruangan, kita dapat menghitung internal heat dari solar

gain terhadap daerah pembatas pada ruangan sesuai dengan table references di halaman awal

buku pedoman STU. Untuk menghitung solar gain tersebut dapat menggunakan rumus:

𝑄 = 𝐴 × ∆𝑇 × 𝑈

Dimana: Q = Solar gain (Btu/h)

A = Luas dinding/kaca

∆𝑇 = Selisih dry bulb antara outside dengan design

U = Transmission Coefficient

Untuk menentukan U dapat dilihat berdasarkan literature, disini kami memakai material

mild steel ½” dan rockwool untuk dinding 1, plywood ½” dan mildsteel ½” untuk dinding 2,

mildsteel ½” dan rockwool untuk dinding 3, dan mildsteel ½” dan hardwood untuk dinding 4

serta memakai ordinary glass untuk kedua kaca. Maka masing-masing U yang didapat adalah:

Mild steel ½” = 0.06, Rockwool = 0.25, plywood ½” = 0.05, Hardwood = 0.08 dan ordinary

glass = 1. Maka Solar Gain melalui dinding dan kaca yang didapat adalah:

Dinding 1

Luas wall 1 = 213.08 ft2

Sun gain or temperature difference (F) = 102 – 77 = 25 F

Factor dari material (mild steel + rockwool) = 0,12 + 0,25 = 0,37

Total solar gain dari wall 1 = 213.08 ft2 x 25 F x 0,37 = 1965.81 Btu/hr

Dinding 2

Luas wall 2 = 451.84 ft2

Sun gain or temperature difference (F) = 102 – 77 = 25 F

Factor dari material (plywood ½” + mild steel ½”) = 0,05 + 0,06 = 0,11

Total solar gain dari wall 2 = 451.84 ft2 x 25 x 0,11 = 1251.46 Btu/hr

Dinding 3 dan Dinding 4

Jumlah solar transmission gainnya adalah 0, dikarenakan perbedaan suhu dari luar

ruangan yang menghadap wall 3 dan wall 4 adalah 0.

Kaca pada dinding 1

Luas area = 96,88 ft2

Sun gain = 167 (peak solar heat gain thru ordinary glass)

Factor = 1

Total solar & transmission gain dari glass pada wall 1 = 96.88 ft2 x 167 x 1 = 16178.16

Btu/hr

Kaca pada dinding 2

Luas area = 32.29 ft2

Sun gain = 167 (peak solar heat gain thru ordinary glass)

Factor = 1

Total solar & transmission gain dari glass pada wall 1 = 32.29 ft2 x 167 x 1 = 5329.72

Btu/hr

Total solar gain dari kaca dan dinding adalah:

1965.81 Btu/hr + 1251.46 Btu/hr + 0 + 0 + 16178.16 Btu/hr + 5329.72 Btu/hr =

24788.15 Btu/hr

Setelah mendapat internal heat dari solar gain dari dinding dan kaca, kita dapat menghitung

internal heat yang dihasilkan oleh orang-orang yang beraktivitas dalam ruangan tersebut

menggunakan rumus:

𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎𝑙 ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑝𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑜𝑟𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑟𝑢𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 × ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑖𝑛 (𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒 48)

Dengan jumlah orang maksimal dalam ruangan tersebut adalah 20 orang, dan aktivitas yang

dilakukan adalah athletics, yang berdasarkan tabel 48 buku pedoman menghasilkan sensible heat

sebesar 210 Btu/Hr, maka internal heat yang dihasilkan dari orang dalam ruangan tersebut adalah :

20 X 210 Btu/Hr = 4200 Btu/Hr

Selanjutnya kita dapat menentukan sensible heat yang dihasilkan dari motor listrik dengan

rumus:

𝑄𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑠 =

(𝑁𝑜.𝑜𝑓 𝑀𝑜𝑡𝑜𝑟𝑠) × �̇�𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 × 𝑓𝑙𝑜𝑎𝑑 × 𝑓𝑢𝑠𝑎𝑔𝑒

Motor Efficiency

Dengan demikian, perhitungan peralatan yang menghasilkan panas dari motor listrik:

Treadmill

Jumlah = 9 buah

Daya motor = 2 HP

Load Factor = 0.6

Usage Factor = 1

Efficiency = 0.75

Sensible heat = 𝟗 ×(𝟐 ×𝟕𝟒𝟔) ×𝟎.𝟔 × 𝟏

𝟎.𝟕𝟓 = 10742.4 Btu/Hr

Training Bycycle

Jumlah = 5 buah

Daya motor = 1.5 HP

Load factor = 0.5

Usage factor = 1

Efficiency = 0.80

Sensible Heat = 𝟓 ×(𝟏.𝟓 ×𝟕𝟒𝟔) ×𝟎.𝟓 × 𝟏

𝟎.𝟖 = 3496.88 Btu/Hr

Elliptical Trainer

Jumlah = 5 buah

Daya motor = 2 HP

Load factor = 0.6

Usage factor = 1

Efficiency = 0.7

Sensible heat = 𝟓 ×(𝟐 ×𝟕𝟒𝟔) ×𝟎.𝟔 × 𝟏

𝟎.𝟕 = 6394.29 Btu/Hr

Total Heat gain from Electric Motors:

10742.4 Btu/Hr + 3496.88 Btu/Hr + 6394.29 Btu/Hr = 20633.56 Btu/Hr

Setelah itu kita dapat mencari sensible heat yang dikeluarkan lampu menggunakan tabel

49 buku pedoman STU. Karena kami menggunakan lampu fluorescent, maka rumus yang

digunakan dalam perhitungan ini:

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡𝑠 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡 𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠 × 1.25 × 3.4

Sensible heat gain dari lampu:

Jumlah lampu = 4

Daya lampu = 20 Watts

Factor = 1.25 X 3.4

Sensible Heat = 𝟒 × 𝟐𝟎 𝑾𝒂𝒕𝒕𝒔 × 𝟏. 𝟐𝟓 × 𝟑.𝟒 = 𝟏𝟏𝟓𝟔 𝑩𝒕𝒖/𝑯𝒓

Setelah mendapat sensible heat dari lampu, kita dapat melanjutkan perhitungan cooling

load kita dengan menghitung sensible heat yang dikeluarkan oleh peralatan dalam ruangan.

Rumus yang dipakai adalah:

𝐻𝑒𝑎𝑡 𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝐴𝑝𝑝𝑙𝑖𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 = 𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑦 × 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑖𝑛 (𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒 52)

Karena beberapa Appliances tidak tercantum pada buku pedoman STU, kami

mendapatkan heat gain peralatan tersebut dari tabel 8 ASHRAE Fundamentals Handbook

1997, sehingga didapat:

Refigerator

Jumlah = 1

Sensible heat (tabel8 ASHRAE Fundamentals Handbook 1997) = 1057.76

Btu/Hr

Heat gain = 1 X 1057.76 Btu/Hr = 1057.76 Btu/Hr

Dispenser

Jumlah = 2

Sensible heat (tabel9 ASHRAE Fundamentals Handbook 1997) = 3582.75

Btu/Hr

Heat gain = 2 X 3582.75 Btu/Hr = 7165.50 Btu/Hr

Total Heat Gain:

1057.76 Btu/Hr + 7165.50 Btu/Hr = 8223.26 Btu/Hr

Setelah itu kita dapat menghitung Outdoor Air untuk menghitung effective Sensible

Heat dari ruangan dengan rumus:

𝑂𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝐴𝑖𝑟 = 𝑅𝑜𝑜𝑚 𝐼𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 + 𝑃𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 𝐼𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 + 𝐷𝑜𝑜𝑟 𝐼𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

Room Infiltration:

Volume Ruangan = 945 ft2

Air change = 0.3

Waktu = 60 detik

Room infiltration = 𝟗𝟒𝟓 𝒇𝒕𝟐 ×𝟎.𝟑

𝟔𝟎 𝒅𝒆𝒕𝒊𝒌 = 4.73 cfm

People Infiltration:

Jumlah People = 20

Factor = 12

People Infiltration = 𝟐𝟎 × 𝟏𝟐 = 𝟐𝟒𝟎 𝒄𝒇𝒎

Door Infiltration:

Luas Pintu = 20.91 ft

Average Use = 10

Door Infiltration = 𝟐𝟎.𝟗𝟏 𝒇𝒕 × 𝟏𝟎 = 𝟐𝟎𝟗.𝟏 𝒄𝒇𝒎

Total Infiltration:

4.73 cfm + 240 cfm + 20.91 cfm = 513.83 cfm

Internal heat total yang di dapat adalah:

24788.15 Btu/Hr + 34212.82 Btu/Hr = 59000.97 Btu/Hr

Dikalikan dengan safety factor sebesar 0.2 sehingga didapat 1180.02 Btu/Hr

Maka Room Sensible Heat yang didapat adalah 60180.99 Btu/Hr

Effective Room Sensible Heat:

Rumus didapat pada tabel referensi awal buku pedoman STU:

(𝑅𝑆𝐻 × 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑙𝑦 𝑑𝑢𝑐𝑡 ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠) + (𝑂𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 × 𝑚𝑜𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡

× 1.08 × 𝐵𝐹

ERSH yang didapat = (60180.99 Btu/Hr X 0.2) + (513.83 cfm X 25 Gr/Ls X

1.08 X 0.05 = 6711.76 Btu/Hr

B. Latent Heat

Latent Heat adalah Energi yang dilepaskan atau diserap oleh suatu struktur atau sistem

termodinamika saat proses mengalami temperatur yang konstan, contohnya adalah

mencairnya es pada titik 0o C dan juga proses mendidihnya air pada 100o C. Kita dapat

mengawali proses penghitungan dari latent heat pada ruangan ini dengan menghitung Latent

heat yang dihasilkan oleh orang-orang yang berada di ruangan dengan rumus:

𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑝𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 = 𝑁𝑜. 𝑜𝑓 𝑃𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 × 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑔𝑎𝑖𝑛 (𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒 48)

*Nilai Heat gain dari people dapat dilihat dari table 48 buku pedoman STU

Latent Heat from People:

Jumlah = 20

Heat gain (table 48) = 315 Btu/hr

Latent heat from people = 𝟐𝟎 × 𝟑𝟏𝟓 = 𝟔𝟑𝟎𝟎 𝑩𝒕𝒖/𝑯𝒓

Setelah itu kita dapat menghitung latent heat yang didapat dari peralatan yang ada

didalam ruangan tersebut dengan menggunakan rumus:

𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝐴𝑝𝑝𝑙𝑖𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 = 𝑁𝑜. 𝑜𝑓 𝐴𝑝𝑝𝑙𝑖𝑎𝑛𝑐𝑒𝑠 × 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝐺𝑎𝑖𝑛 (𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒 52)

*Nilai Heat gain dari people dapat dilihat dari table 52 buku pedoman STU

Karena beberapa Appliances tidak tercantum pada buku pedoman STU, kami

mendapatkan heat gain peralatan tersebut dari tabel 8 ASHRAE Fundamentals Handbook

1997, sehingga didapat:

Refrigerator:

Jumlah = 1

Sensible heat (tabel8 ASHRAE Fundamentals Handbook 1997) = 0 Btu/Hr

Heat gain = 1 X 0 Btu/Hr = 0 Btu/Hr

Dispenser:

Jumlah = 2

Sensible heat (tabel8 ASHRAE Fundamentals Handbook 1997) = 1535.46

Btu/Hr

Heat gain = 2 X 1535.46 Btu/Hr = 3070.93 Btu/Hr

Heat Gain from Appliances:

0 Btu/Hr + 3070.93 Btu/Hr = 3070.93 Btu/Hr

Setelah mendapatkan Latent Heat from Appliances, maka kita dapat mencari dan

menghitung Latent heat dari infiltrasi, yang dapat dihitung dengan rumus:

𝐿𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝑂𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 × 𝑚𝑜𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡 × 0.68

Latent Heat from Infiltration:

𝟓𝟏𝟑.𝟖𝟑 𝒄𝒇𝒎 × 𝟏𝟓𝟎 × 𝟎. 𝟔𝟖 = 𝟖𝟕𝟑𝟓.𝟎𝟑 𝑩𝒕𝒖/𝑯𝒓

Subtotal Latent Heat:

6300 Btu/Hr + 3070.93 Btu/Hr + 8735.03 Btu/Hr = 14365.49 Btu/Hr

Safety Factor:

External piping factor = 0.2

Safety factor = 14365.39 Btu/Hr X 0.2 = 287.31 Btu/Hr

Room Latent Heat:

Subtotal + Safety Factor

= 14365.49 Btu/Hr + 287.31 Btu/Hr = 14652.80 Btu/Hr

Effective Room Latent Heat

Rumus didapat pada tabel referensi awal buku pedoman STU:

(𝑅𝐿𝐻 × 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑙𝑦 𝑑𝑢𝑐𝑡 ℎ𝑒𝑎𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠) + (𝑂𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 × 𝑚𝑜𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡

× 0.68 × 𝐵𝐹

ERLH yang didapat = (14652.80 Btu/Hr X 0.2) + (513.83 cfm X 25 Gr/Ls X

0.68 X 0.05) = 8591.33 Btu/Hr

C. Outdoor Air Heat

Sensible:

𝑜𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 × ∆𝑇 × (1 − 𝐵𝐹) × 1.08

Rumus 1 – BF didapat pada halaman 121 Buku pedoman STU:

1 − 𝐵𝐹 = 𝑡𝑒𝑑𝑏 − 𝑡𝑙𝑑𝑏

𝑡𝑒𝑑𝑏 − 𝑡𝑎𝑑𝑝

1 – BF = 0.44

Maka Sensible Outdoor Air Heat yang didapat:

513.83 cfm X (102 F – 75 F) X 1.08 X 0.44 = 6165.90 Btu/Hr

Latent:

𝑜𝑢𝑡𝑑𝑜𝑜𝑟 𝑎𝑖𝑟 × ∆𝑀𝑜𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑡 × (1 − 𝐵𝐹) × 0.68

Maka Latent Outdoor Air Heat yang didapat:

513.83 cfm X (145 Gr/Ls – 72 Gr/Ls) X 0.44 X 0.68 = 11336.12 Btu/Hr

Total Outdoor Air Heat:

6165.90 Btu/Hr + 11336.12 Btu/Hr = 17502.02 Btu/Hr

D. Grand Total Heat

Grand Total Heat adalah jumlah dari Room Sensible Heat + Room Latent Heat +

Outdoor Air Heat, yang didapatkan dari perhitungan sebelumnya. Maka Grand Total Heat

yang diperoleh pada perhitungan ruang fitness ini adalah:

Room Sensible Heat = 60180.99 Btu/Hr

Room Latent Heat = 14652.80 Btu/Hr

Outdoor Air Heat = 17502.02 Btu/Hr

Grand Total Heat = 92335.81 Btu/Hr

2. PSYCHROMETRIC CHART

RSHF = 𝑅𝑆𝐻

𝑅𝑆𝐻 +𝑅𝐿𝐻 =

60180,99

60180,99+14652,80 = 0,80

GSHF = 𝑇𝑆𝐻

𝑇𝐿𝐻 +𝑇𝑆𝐻 =

66892,75

22951,07+66892,75 = 0,62

ESHF = 𝐸𝑅𝑆𝐻

𝐸𝑅𝑆𝐻+𝐸𝑅𝐿𝐻 =

66892,75

66892,75+22951,07 = 0,74

Summer design : dry bulb = 102 F ; wet bulb = 77 F

Room design : dry bulb = 70 F ; web bulb = 58,5

Dari tabel 65 chapter 6, diketahui untuk room condition db 70 F dan wb 58,5, relative

humidity 50%, ESHF 0,74, maka apparatus dewpoint-nya adalah 41. Sehingga diperoleh

grafik psychrometric sebagai berikut,

Gambar 2: Psychrometric Chart Desain Ruangan

3. P-H Diagram

Gambar 3: P-h Diagram Desain

Q evaporator dari beban refrigerasi = 107345,85 Btu/hr = 31,46 kW

Nilai properties yang diperoleh dari coolpack:

h1 = 405,64

h2 = 417,30

h3 = h4 = 253,18

Perhitungan �̇� dari persamaan evaporator

Qevap = �̇� . (ℎ1 − ℎ4)

�̇� = 𝑄𝑒𝑣𝑎𝑝

(ℎ1−ℎ4) =

31,46𝑘𝑊

(405,64 − 253,18) = 0,206 kg/s

Wkom = �̇� . (ℎ2 − ℎ1)

= 0,206 . (417,30 – 405,64) = 2,406 kW = 2406 W

Menghitung daya condenser dapat dihitung dengan menjumlahkan daya compressor

yang dibutuhkan dengan Qevap atau dapat dihitung dengan mengalikan laju aliran refrigerant

dengan perbedaan enthalpy yang terjadi di condenser yakni titik 2-3.

Qcon = �̇� . (ℎ2 − ℎ3)

= �̇� . (ℎ1 − ℎ4) + �̇�. (ℎ2 − ℎ1)

= Q evap + Wkom

= 31,46 kW + 2,406 kW = 33,866 kW

Menghitung COP (Coefficient of Performance) yakni

COP = output tujuan / kerja yang dibutuhkan

= Qevap/Wkom

= 31,46/2,406 = 13,07

4. Air Duct Design

Dalam menentukan Duct Design, kita memerlukan total air quantity yang berasal dari

perhitungan cooling load. Total air quantity yang didapat dari perhitungan cooling load

adalah 513.83 cfm. Setelah itu, kita dapat mencari duct velocity dari table 7 chapter 2 buku

pedoman STU. Didapat Duct velocity dari ruang fitness adalah sebesar 2000 FPM.

Setelah duct velocity didapat, maka kita dapat menentukan duct area yang diinginkan

dengan menggunakan rumus:

Duct area = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑦

𝐷𝑢𝑐𝑡 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑦

= 513.83 𝑐𝑓𝑚

2000 𝑓𝑝𝑚 = 0.26 sq ft.

Karena disini duct area terlalu kecil, maka kami menggunakan duct dengan bentuk

round, yang dapat ditentukan diameternya dengan rumus:

Duct area = 𝜋 𝑟2

0.26 = 3.14 × 𝑟2

𝑟2 = 0.26

3.14

r = 0.29 ft

maka diameter yang didapat adalah 2 × 𝑟 = 0.57 ft, yang harus di konversi menjadi

satuan inch agar sesuai dengan satuan yang ada di table, sehingga didapat diameter duct 6.86

inch.

Setelah didapat diameter duct, kita dapat mencari initial friction dari sistem duct ruang

fitness dengan cara melihat Chart 7 – Friction Loss for Round Duct pada buku pedoman STU,

sehingga didapat friction loss sebesar 0.94 in wg per 100 feet.

Chart 1 : Friction Loss for Round Duct

Setelah itu kita menentukan desain dari terminalnya, karena ruang fitness ini tidak

terlalu besar, kami mendesain sistem duct dengan menggunakan 8 terminal. Berikut adalah

skema sederhana sebelum perhitungan desain duct ruangan kami:

Gambar 1: skema sederhana sistem ducting ruangan

Duct section Air quantity cfm capacity duct area area Duct size feet Duct Size (inch)

to A 513.83 100% 100% 0.26 0.57 6.86

a-5 256.91 50% 58% 0.15 0.44 5.23

5-6 192.69 38% 46% 0.12 0.39 4.66

6-7 128.46 25% 33% 0.08 0.33 3.91

7-8 64.23 13% 20% 0.05 0.25 3.03

Duct area dapat dihitung menggunakan Table 13 dan duct size dapat ditentukan dengan

melihat table 6 pada buku pedoman STU. Berikut hasil perhitungan pada sistem duct kami:

*percent of cfm = 𝑎𝑖𝑟 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑦 𝑖𝑛 𝑑𝑢𝑐𝑡 𝑠𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑖𝑟 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑦

*duct area = percent of area times initial duct area (fan to duct A)

*duct size didapat dengan menggunakan rumus luas lingkaran yang akan menghasilkan

diameter dari duct.

Setelah menentukan luas dari duct tersebut, kita dapat menentukan panjang dari

masing-masing duct dan panjang dari elbow dengan melihat tab le 9 dan 11, karena kami

memakai round duct. Berikut adalah hasil perhitungan kami:

duct section item length (feet) add equivalent length

to A duct 6.86

elbow 6.86

A-5 duct 6.86

elbow 5.23

5-6 duct 6.86

6-7 duct 6.86

7-8 duct 6.86

total 34.30 12.09 46.39

Setelah mendapat panjang total dari ducting, maka total friction loss dapat dihitung

dengan rumus berikut:

𝑙𝑜𝑠𝑠 = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ × 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑎𝑡𝑒

= 46.39 𝑓𝑡 ×145 𝑖𝑛.𝑤𝑔

100 𝑓𝑡= 0.44 𝑖𝑛. 𝑤𝑔

Sehingga dapat ditentukan desain dari duct kami sebagai berikut:

Gambar 2: Desain Layout Ducting

Setelah itu kita dapat menentukan total static pressure dengan mencari besar regain

yang dihasilkan, dengan rumus:

𝑅𝑒𝑔𝑎𝑖𝑛 = 𝑟𝑒𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 × [(𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑦 𝑖𝑛 𝑖𝑛𝑖𝑡𝑖𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛

4000)

2

− (𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑦 𝑖𝑛 𝑙𝑎𝑠𝑡 𝑠𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛

4000)

2

]

dengan menggunakan regain coefficient 75%, maka didapat =

𝑅𝑒𝑔𝑎𝑖𝑛 = 0.75 × [(2000

4000)

2

− (1282.09

4000)

2

] = 0.11 𝑖𝑛 𝑤𝑔

Sehingga dapat dihitung total static pressure dengan rumus:

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑡𝑎𝑡𝑖𝑐 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑒 = 𝑑𝑢𝑐𝑡 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 + 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑒 − 𝑟𝑒𝑔𝑎𝑖𝑛

= 0.44 + 0.15 – 0.11

= 0.48 in. wg

= 119.56 pa

KESIMPULAN

Ruang fitness memerlukan suhu udara yang sejuk untuk kenyamanan orang yang ada di

dalamnya ketika berolahraga. Oleh karena itu, diperlukan perhitungan beban pendinginan

untuk mendinginkan ruangan. Sistem refrigerasi menggunakan R-134a sebagai refrigeran.

Menurut perhitungan yang telah kami lakukan, beban pendinginan yang diperoleh adalah

sebesar 31,46 kW. Daya kompressor yang dibutuhkan untuk sistem ini adalah 2,406 kW dan

COP sebesar 13,07

DAFTAR PUSTAKA

2006 ASHRAE HANDBOOK REFRIGERATION (SI)

1997 ASHRAE FUNDAMENTALS HANDBOOK (SI)

Moran, Michael J and Howard N. Shapiro. 2006. Fundamentals of Engineering

Thermodynamics Fifth Edition. England: John Wiley & Sons Ltd