Abstrak — Sistem  pengkondisian  udara  menggunakan Air conditioner tidak  hanya berfungsi sebagai pendingin,  melainkan dituntut untuk dapat menghasilkan suatu kondisi udara nyaman. Perencanaan ulang yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui kondisi  peralatan  yang  digunakan  apakah  telah  sesuai  dengan kebutuhan atau tidak.  Perencanaan  ulang  ini dilakukan dengan perhitungan  beban  pendinginan  dari  setiap  ruangan  dan penurunan tekanan pada saluran ducting dengan  menggunakan metode  CLTD  ( Cooling  Load  Temperature  Difference )  dengan memperhatikan letak geografis, dimensi, konstruksi dan kondisi luar  bangunan.  Desain  temperatur  ruangan  didasarkan  pada ASHRAE  ( American  Society  of  Heating,  Refrigerating  and  Air- Conditioning Engineers ) standard comfort zone sedangkan desain di luar gedung didasarkan pada data dari BMKG Juanda. Dari hasil  perhitungan  beban  pendinginan  dan  kapasitas  udara, didapatkan peralatan pengkondisian udara yakni AHU dan FCU yang mengalami  kelebihan  kapasitas pendinginan dan kapasitas udara suplai menyebabkan ruangan yang dikondisikan nantinya tidak berada pada kondisi nyaman dikarenakan temperatur yang dihasilkan  lebih  rendah  dari  temperatur  ruangan  pada  kondisi nyaman.  Dari  hasil  perhitungan,  juga  didapatkan  peralatan pengkondisian  udara  dengan  kapasitas  yang  lebih  rendah  dari kapasitas perencanaan ulang pada kondisi nyaman menyebabkan kondisi  ruangan  tidak  lagi  pada  kondisi  nyaman.  Dari  hasil perhitungan perencanaan ulang juga didapatkan besar fan static pressure yang  dibutuhkan  oleh  tiap  peralatan  pengkondisian udara  untuk  mensirkulasikan  udara  didalam  system  termasuk menyalurkan udara suplai keruangan yang dikondisikan dimana kebutuhan fan static pressure terbesar ialah pada FCU 1-6 sebesar 318,33 Pa dan terkecil pada FCU 206 sebesar 1,08 Pa.
Kata  Kunci — beban  pendinginan ,  fan  static  pressure, pengkondisian udara

## I. PENDAHULUAN
ISTEM  pengkondisian  udara  dewasa  ini  memegang peranan  penting.  Hal  tersebut  terlihat  dengan  semakin banyak digunakannya perlengkapan ini secara luas di berbagai bidang  kegiatan  manusia  dikarenakan  manusia  dapat melakukan  aktivitasnya  secara  maksimal  jika  Ia  merasa nyaman  dengan  lingkungan  disekitarnya.  Suatu  sistem pengkondisian  udara  dalam  penggunaannya  memerlukan energi  yang  besar  dalam  bentuk  energi  listrik.  Disisi  lain ketersediaan  akan  energi  semakin  menipis,  ditambah  lagi dengan  jumlah  populasi  manusia  yang  semakin  hari  semakin meningkat  menyebabkan  konsumsi  energi  semakin  besar. Tanpa  adanya  peralatan  ini  banyak  kegiatan  yang tidak  dapat dilakukan  dengan  baik,  utamanya  kegiatan  yang  dilakukan
dalam  ruangan,  misalnya  didalam  gedung  bertingkat,  pabrik, rumah  sakit,  dan  gedung  perkantoran.  Salah  satu  gedung bertingkat  yang  memerlukan  sistem  pengkondisian  udara adalah hotel.
Pada  dasarnya  prinsip  kerja  dari Air  Conditioner (AC) hampir sama dengan refrigerasi, namun Air Conditioner (AC) sendiri  tidak  hanya  berfungsi  sebagai  pendingin,  tetapi  juga dituntut  untuk  dapat  menghasilkan  suatu  kondisi  udara  yang nyaman.  Untuk  mendapatkan  keadaan  tersebut  dilakukan dengan  jalan  pengontrolan  terhadap  kondisi  udara  yang meliputi suhu, kelembaban, gerakan udara, tekanan udara, pada sistem tata udara ‘Gedung Surabaya Suite Hotel di Surabaya’.
Sistem  pengkondisian  udara  pada  bangunan  yang  besar sangat  membutuhkan  efisiensi  dalam  penggunaan  energi. Dengan  sistem  pengkondisian  udara  yang  benar  dan  sesuai dengan  spesifikasinya  serta  perhitungan cooling  load yang benar  akan  berkaitan  dengan  kenyamanan  pekerja  dan pengunjung.  Dengan  melakukan  analisa  energi  pada  ‘ ’Air Handling  Unit  (AHU)  dan  Fan  Coil  Unit  (FCU) ’’  yang digunakan dalam sistem tata udara pada gedung Surabaya Suite Hotel  di  Surabaya,  memungkinkan  kita  untuk  dapat mengetahui  apakah  kondisi  ruangan  yang  dikondisikan  telah mencapai  tingkat  kenyamanan  yang  baik  serta  untuk mengetahui sumber pemborosan energi yang mungkin terjadi. Oleh  karena  itu,  penulis  tertarik  untuk  mengambil  bahasan tentang  pengkondisian  udara  ini  sebagai  bahan  Tugas  Akhir dengan  objek  perancangan  pada  area  Gedung  Surabaya  Suite Hotel di Surabaya.

## II. METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  pada  setiap  peralatan  pengkondisian udara  beserta  ruangan  yang  disuplai  dengan  mengumpulkan data primer dan sekunder. Data primer diperoleh dengan cara pengukuran  langsung  sesuai  dengan  kondisi  di  lapangan. Pengumpulan data sekunder seperti kapasitas pendinginan dan kapasitas  udara  desain  awal,  denah  bangunan,  denah  saluran udara,  bahan  dinding,  dan  luasan  tiap  ruangan  diperoleh  dari pihak pengelola gedung hotel.
Perencanaan  ulang  sistem  pengkondisian  udara  dengan metode CLTD (cooling  load  temperature  difference) didasarkan  pada ASHRAE-Handbook-1997  Fundamental [1]. Perhitungan  besar  kebutuhan fan  static  pressure untuk  tiap peralatan  pengkondisian  udara  didasarkan  pada  perhitungan pumps, fans, and blowers in fluid systems [2].

## Perencanaan Ulang Sistem Pengkondisian Udara pada Lantai 1 dan 2 Gedung Surabaya Suite Hotel di

## Surabaya
Wahyu Priatna dan Ary Bachtiar Krishna Putra Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : arybach@me.its.ac.id
S
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)                                A635

## A. Beban Penghuni
Beban penghuni dan pengunjung adalah beban pendinginan yang diakibatkan oleh adanya heat  gain yang dihasilkan oleh tubuh manusia. Besarnya heat gain yang dihasilkan oleh tubuh manusia dapat diperoleh dengan persamaan:
𝑄 𝑠 = 𝑞 𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛 × 𝑛𝑜. 𝑜𝑓 𝑝𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 × 𝐶𝐿𝐹 (1)
𝑄 1 = 𝑞 1 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛 × 𝑛𝑜. 𝑜𝑓 𝑝𝑒𝑜𝑝𝑙𝑒 × 𝐶𝐿𝐹 (2)
𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄 𝑠 + 𝑄 1 (3)

## B. Beban Penerangan
Beban  penerangan  lampu  adalah  beban  yang  disebabkan oleh  adanya heat  gain yang  dihasilkan  oleh  lampu  yang menyala.  Untuk  memperoleh  beban  penerangan  digunakan persamaan:
𝑄 = 3,41 × 𝑞 𝑖 × 𝐹 𝑢 × 𝐹 𝑠 × 𝐶𝐿𝐹 (4)

## C. Beban Peralatan
Semua peralatan listrik yang digunakan dalam gedung akan menghasilkan  panas.  Untuk  memperoleh  besarnya heat  gain yang dihasilkan oleh peralatan, digunakan persamaan:
𝑄 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑙𝑎𝑡𝑎𝑛 = 3,41 × 0,16 × 𝑃 × 𝐶𝐿𝐹
(5)

## D. Beban Partisi
Beban  partisi  merupakan  penambahan  panas  yang disebabkan oleh adanya perbedaan temperatur antara ruangan yang dikondisikan terhadap ruangan  yang tidak dikondisikan. Besarnya penambahan kalor dapat diperoleh dari persamaan:
𝑄 = 𝑈 × 𝐴 × 𝑇𝐷
(6)

## E. Beban Radiasi Melalui Kaca
Beban  radiasi  melalui  kaca  merupakan  beban  pendinginan eksternal. Besarnya beban radiasi melalui kaca dapat dihitung dengan persamaan:
𝑄 = 𝑆𝐻𝐺𝐹 × 𝐴 × 𝑆𝐶 × 𝐶𝐿𝐹
(7)

## F. Beban Transmisi Melalui Dinding Luar dan Kaca
Beban  transmisi  dinding  luar  dan  kaca  merupakan  beban yang  diakibatkan  oleh  adanya  perpindahan  panas  secara konduksi dari luar ruangan kedalam ruangan yang dikondisikan melalui dinding luar dan kaca. Untuk memperoleh nilai beban transmisi dinding luar dan kaca, digunakan persamaan:
𝑄 = 𝑈 × 𝐴 × 𝐶𝐿𝑇𝐷𝑐
(8) dimana:
𝐶𝐿𝑇𝐷𝑐 𝑑𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔 = (𝐶𝐿𝑇𝐷 + 𝐿𝑀) × 𝐾 + (78 − 𝑇 𝑅 ) + (𝑇 𝑜 − 85) 𝐶𝐿𝑇𝐷𝑐 𝑘𝑎𝑐𝑎 = 𝐶𝐿𝑇𝐷 + (78 − 𝑇 𝑅 ) + (𝑇 𝑜 − 85)

## G. Beban Infiltrasi dan Ventilasi
Beban infiltrasi ialah laju aliran udara yang tidak terkendali dan tidak disengaja masuk ke dalam ruangan melalui celah dan bukaan lainnya akibat penggunaan pintu oleh penghuni. Beban ventilasi  sendiri  ialah  udara  yang  dibawa  masuk  kedalam
ruangan  dengan  sengaja  secara  mekanis.  Besarnya  beban infiltrasi dan ventilasi dapat dihitung menggunakan persamaan:
𝑄 𝑠 = 1,1 × ∆𝑇 × 𝑠𝑐𝑓𝑚
(9) 𝑄 𝑙 = 4840 × ∆𝑤 × 𝑠𝑐𝑓𝑚 (10) 𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄 𝑠 + 𝑄 𝑙 (11)

## H. Beban Pendinginan Saluran Udara
Ketika  saluran  udara  melewati  ruangan  yang  tidak dikondisikan,  maka  akan  terjadi  perpindahan  panas  antara permukaan ducting terhadap  udara  luar.  Berdasarkan  buku panduan Fundamental of Heat and Mass Transfer, by Frank P. Incropera [3], Besarnya perpindahan panas yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan:
𝑄 = 𝑈 × 𝐴 × 𝑇𝐷
(12)
I. Room Sensible Heat Factor (RSHF)
RSHF adalah  perbandingan  beban  kalor  sensibel  ruangan terhadap  keseluruhan  beban  kalor  ruangan.  Persamaan  yang digunakan untuk menghitung nilai RSHF adalah:
𝑅𝑆𝐻𝐹 = 𝑅𝑆𝐻𝐺 𝑅𝑇𝐻𝐺 (13)

## J. Grand Sensible Heat Factor (GSHF)
GSHF adalah perbandingan total kalor sensibel dengan total kalor  seluruhnya  yang  harus  ditanggung  oleh  peralatan pengkondisian  udara.  Persamaan  yang  digunakan  untuk menghitung nilai GSHF adalah:
𝐺𝑆𝐻𝐹 = 𝑇𝑆𝐻 𝐺𝑇𝐻 (14)

## K. Debit Udara Zona Hotel
Debit udara zona hotel adalah jumlah kebutuhan udara suplai kedalam ruangan sehingga  menjadikan ruangan suplai  berada pada  kondisi  nyaman.  Persamaan  yang  digunakan  untuk menghitung debit udara adalah:
Debit Udara = 𝑅𝑆𝐻𝐺 1.1 (𝑇 𝑟 − 𝑇 𝑠 ) (15)

## L. Kebutuhan Fan Static Pressure
Fan  static  pressure adalah  tekanan  statis  yang  dibutuhkan oleh  fan  untuk  melawan friction disepanjang  saluran  udara. Berdasarkan buku panduan Fluid Mechanics, by R.W. Fox [2], persamaan yang dapat digunakan untuk menghitung kebutuhan fan static pressure adalah:
( 𝑃 1 𝜌 + 𝛼 1 𝑉 1 2 2 + 𝑔𝑧 1 ) − ( 𝑃 2 𝜌 + 𝛼 2 𝑉 2 2 2 + 𝑔𝑧 2 ) = ℎ 𝑙𝑡 −△ ℎ 𝑓𝑎𝑛 (16)

## III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## A. Analisa Beban Pendinginan
Analisa beban pendinginan adalah dengan membandingkan kapasitas  pendinginan  desain  awal  (kapasitas  pendinginan peralatan yang terinstal) dengan kebutuhan beban pendinginan hasil  perhitungan  dengan  standar ASHRAE .  Kondisi  nyaman dapat  tercapai  jika  kapasitas  pendinginan  besarnya  sama dengan beban pendinginan.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)                                A636
Berdasarkan  tabel  perbandingan  kapasitas  pendinginan terhadap  beban  pendinginan  pada  lantai  1,  terdapat  peralatan yang mengalami over design dimana kapasitas pendinginannya jauh lebih besar dari beban pendinginan. Pada tabel yang sama juga  terdapat  peralatan  dengan  kapasitas  pendinginan  jauh lebih  kecil  dari  beban  pendinginan.  Sedangkan  peralatan pengkondisian udara dengan kapasitas pendinginan yang sama besar dengan beban pendinginantidak ditemukan. Hal tersebut mengindikasikan bahwa keseluruhan peralatan pengkondisian udara  pada  lantai  1  tidak  dapat  menghasilkan  ruangan  suplai dengan kondisi yang nyaman.
Tabel 1. Perbandingan Kapasitas Pendinginan Terhadap Beban Pendinginan Peralatan Pengkondisian Udara Pada Lantai 1
AHU & FCU Lt.1 Cooling Load (Btu/hr) Desain Awal Perencanaan Ulang AHU 1-1 180000 198316.94 AHU 1-2 180000 198313.75 FCU 1-1 36000 50886.69 FCU 1-2 36000 53937.44 FCU 1-3 43800 60051.42 FCU 1-4 13200 4998.51 FCU 1-6 108000 158627.85 FCU 1-7 36000 63478.94 FCU 1-8 36000 63503.47 FCU 1-9 36000 26135.72 FCU 1-10 24000 10902.84 FCU 1-11 36000 69078.68 Tabel 2.
Perbandingan Kapasitas Pendinginan Terhadap Beban Pendinginan Peralatan Pengkondisian Udara Pada Lantai 2
FCU Lt.2 Cooling Load (Btu/hr) Desain Awal Perencanaan Ulang FCU 201 6630 11117.25 FCU 202 13800 7463.87 FCU 203 6630 11117.25 FCU 204 13800 9263.59 FCU 205 26130 14755.85 FCU 206 28410 9942.54 FCU 207 16110 7828.84 FCU 208 17310 10573.91 FCU 209 6630 11118.92 FCU 210 13800 7463.87 FCU 211 6630 11118.92 FCU 212 13800 7463.87 FCU 214 13800 7463.87 FCU 215 6630 11118.92 FCU 216 17310 10965.75 FCU 217 13680 7413.95 FCU 218 13680 7413.95 FCU 219 13680 10453.97 FCU 220 22050 14903.43 FCU 221 6630 7817.46 FCU 222 13800 9807.50 FCU 223 6630 7817.46 FCU 224 13800 11985.15 FCU 225 15150 19324.51 FCU 226 16710 12518.12 FCU 227 13680 12519.38 FCU 228 13680 12519.38 FCU 229 13680 12519.38 FCU 230 16710 10949.65 FCU 231 6630 7819.13 FCU 232 13800 9807.50 FCU 233 6630 7819.13 FCU 234 13800 9807.50 FCU 235 6630 7819.13
FCU 236 13800 9807.50 FCU 237 21540 21872.40 FCU 238 13680 10453.97 FCU 239 13680 7413.95 FCU 240 13680 7413.95 FCU 241 16710 10822.03
Berdasarkan  tabel  perbandingan  kapasitas  pendinginan terhadap  beban  pendinginan    pada  lantai  2  diatas,  juga  tidak ditemukan peralatan dengan kapasitas pendinginan  yang sama besar  dengan  beban  pendinginan.  Hal  tersebut  juga mengindikasikan bahwa  keseluruhan peralatan pengkondisian udara  pada  lantai  1  tidak  dapat  menghasilkan  ruangan  suplai dengan kondisi yang nyaman.

## B. Analisa Debit Udara Suplai
Setelah nilai beban pendinginan didapatkan, maka dilakukan perhitungan  nilai  RSHF  dan  GSHF.  Selanjutnya  dilakukan pengeplotan  pada  bagan  psikrometrik  untuk  mengetahui kondisi  udara  suplai.  Data  awal  temperatur  lingkungan  dari BMKG Janda Surabaya sebesar 93.2 0 F dan RH sebesar 70%, sedangkan  temperature  ruang  desain  sebesar  73.4 0 F  dan  RH sebesar  50%.  Berdasarkan  buku  panduan Fundamental  of Engineering  Thermodinamics,  by  M.J.  Moran [4]  dengan mengasumsikan kondisi yang terjadi adalah adiabatik mixing , dengan perencanaan ulang udara campuran mengandung 10% fresh  air maka  kondisi  campuran  didapatkan  dengan persamaan:
Gambar 1. Skema Adiabatik Mixing
m 1 .h 1 + m 2 .h 2 = m 3 .h 3 Energi m 1 + m 2 = m 3 massa udara m 1. W 1 + m 2 .W 2 = m 3 .W 3 massa uap air
Sehingga didapatkan kondisi campuran pada h 3 sebesar 29.65 Btu/lb d.a. dengan W 3 sebesar 0.0105 lb/lb d.air. dengan nilai RSHF  sebesar  0.88  dan  GSHF  sebesar  0.78,  maka  dari  hasil pengeplotan pada bagan psikrometrik didapatkan kondisi udara suplai  dengan  temperatur  sebesar  53.5 0 F  dan  W  sebesar 0.00855  lb/lb  d.a.  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  gambar dibawah ini:
Gambar 2. Aplikasi Bagan Psikrometrik
Sistem  pengkondisian  udara  pada  AHU  dan  FCU  dapat digambarkan pada bagan psikrometrik seperti yang ditunjukkan  pada  gambar  diatas. Proses  pencampuran return air (R)  dengan fresh  air (O.A.)  diinterpretasikan  oleh  garis yang menghubungkan antara titik O.A. terhadap titik R. Proses pencampuran  ini  akan  menghasilkan  udara mixing  air yang dilambangkan  oleh  titik  M.  Udara  yang  telah  bercampur ( mixing  air )  kemudian  didinginkan  dan  akan  mengalami pengurangan  kelembaban  ketika  melewati  koil  pendingin ( cooling coil ). Ketika mixing air melewati koil pendingin, tidak keseluruhan  udara  akan  tepat  melintasi  permukaan  koil dikarenakan  adanya  jarak  antar  koil  menyebabkan  sebagian udara tidak tepat melintasi permukaan koil ( non ADP ). Udara yang tepat melintasi permukaan koil dan udara yang tidak tepat melintasi  permukaan  koil  akan  bercampur  kembali  setelah melewati koil pendingin sehingga udara yang keluar dari koil pendingin memiliki temperatur dan rasio humidity yang lebih besar  dari  kondisi apparatus  dew  point ( ADP ).  Proses  yang terjadi ketika mixing air melewati koil pendingin, diperlihatkan oleh gambar berikut:
Gambar 3. Proses Mixing Air Ketika Melalui Koil Pendingin
Proses  udara  yang  tepat  melalui  koil  pendinginan  di interpretasikan oleh garis yang menghubungkan antara titik M terhadap  titik  ADP  seperti  yang  ditunjukkan  pada  gambar  2. Sedangkan  proses  pencampuranan  antara  udara  yang  tepat melintasi permukaan koil pendingin dengan udara  yang tidak tepat  melintasi  permukaan  koil  pendingin  diinterpretasikan oleh garis yang menghubungkan antara titik ADP terhadap titik S.  Udara  yang  telah  didinginkan  dan  telah  mengalami pengurangan kelembaban tersebut ( Supply air from apparatus ), disalurkan  ke  ruangan  melalui supply  fan,  supply  duct, dan diffuser .  Selanjutnya  udara  tersebut  akan menyerap  beban pendinginan  baik  dari  ruangan  maupun  dari supply  fan dan supply ducting sehingga membentuk udara ruangan ( room air ). Proses tersebut diinterpretasikan oleh garis yang menghubungkan antara titik S terhadap titik R pada gambar 2.
Setelah  kondisi  udara  suplai  diketahui,  selanjutnya dilakukan  perhitungan  perencanaan  kebutuhan  debit  udara suplai.  Analisa  debit  udara  suplai  dilakukan  dengan membandingkan  debit  udara  desain  awal  dengan  debit  udara perencanaan ulang (hasil perhitungan pada kondisi nyaman).
Tabel 3.
Perbandingan Debit Udara Desain Awal terhadap Debit Udara Perencanaan
Ulang Pada Lantai 1 AHU & FCU Lt.1 Air flow (ft 3 /min) Desain Awal Perencanaan Ulang AHU 1-1 6000 6094.55 AHU 1-2 6000 6094.72 FCU 1-1 1200 1701.12 FCU 1-2 1200 1830.14 FCU 1-3 1460 1986.93 FCU 1-4 440 123.49 FCU 1-6 3600 5987.45 FCU 1-7 1200 2306.97 FCU 1-8 1200 2306.72 FCU 1-9 1200 857.66 FCU 1-10 800 325.49 FCU 1-11 1200 2379.84
Berdasarkan  tabel  perbandingan  debit  udara  desain  awal terhadap  debit  udara  perencanaan  ulang  pada  lantai  1  diatas, sebagian  besar  peralatan  mengalami  kekurangan  debit  udara suplai  dimana  akan  menghasilkan  kondisi  ruangan  dengan temperatur  lebih  tinggi  dari  kondisi  nyaman.  Sedangkan sisanya  mengalami  kelebihan  kapasitas  udara  suplai  yang nantinya  akan  menyebabkan  kondisi  ruangan  tidak  lagi  pada kondisi  nyaman  melainkan  temperatur  yang  dihasilkan  lebih rendah dari temperatur nyaman.
Tabel 4.
Perbandingan Debit Udara Desain Awal terhadap Debit Udara Perencanaan Ulang Pada Lantai 2
FCU Lt.2 Air flow (ft 3 /min) Desain Awal Perencanaan Ulang FCU 201 221 404.09 FCU 202 460 261.18 FCU 203 221 404.09 FCU 204 460 313.30 FCU 205 871 516.12 FCU 206 947 343.12 FCU 207 537 266.23 FCU 208 577 366.56 FCU 209 221 404.17 FCU 210 460 261.18 FCU 211 221 404.17 FCU 212 460 261.18 FCU 214 460 261.18 FCU 215 221 404.17 FCU 216 577 380.85 FCU 217 456 258.11 FCU 218 456 258.11 FCU 219 456 362.14 FCU 220 735 527.76 FCU 221 221 265.57 FCU 222 460 351.05 FCU 223 221 265.57 FCU 224 460 499.24 FCU 225 505 711.19 FCU 226 557 527.96 FCU 227 456 528.04 FCU 228 456 528.04 FCU 229 456 528.04
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)                                A638
FCU 230 577 437.48 FCU 231 221 265.67 FCU 232 460 351.05 FCU 233 221 265.67 FCU 234 460 351.05 FCU 235 221 265.67 FCU 236 460 351.05 FCU 237 718 847.70 FCU 238 456 380.18 FCU 239 456 258.11 FCU 240 456 258.11 FCU 241 577 379.12
Berdasarkan  tabel  perbandingan  debit  udara  desain  awal terhadap  debit  udara  perencanaan  ulang  pada  lantai  2  diatas, tidak ditemukan peralatan dengan kapasitas pendinginan yang sama besar dengan beban pendinginan melainkan keseluruhan peralatan  pengkondisian  udara  mengalami  kelebihan  dan kekurangan  debit  udara  suplai  yang  nantinya  menyebabkan kondisi  ruangan  terasa  panas  untuk  yang  mengalami kekurangan  debit  udara  suplai  sedangkan  yang  mengalami kelebihan  udara  suplai  justru  menghasilkan  ruangan  dengan temperatur yang terlalu dingin. Hal tersebut  mengindikasikan bahwa  keseluruhan  dari  peralatan  pengkondisian  udara  yang berada pada lantai 2 tidak dapat menghasilkan ruangan suplai dengan kondisi yang nyaman.

## C. Analisa Kebutuhan Fan Static Pressure
Perhitungan  kebutuhan fan  static  pressure ini  didasarkan pada kesamaan pressure drop pada setiap percabangan ( equal friction method ). Berdasarkan buku panduan Air Conditioning And  Systems  An  Energy  Approach,  by  Edward  G.  Pita [5], untuk equal friction method , pressure drop hanya dihitung pada saluran  terpanjang  saja . Pada  gedung  Surabaya  Suite  Hotel, Unit  pengkondsian  udara  yang  terpasang  (AHU  dan  FCU) mensirkulasikan  sebagian  besar  udara  yang  ada  didalam ruangan  dimana  terdapat  juga  udara  yang  dibuang  keluar ruangan  ( exhaust )  dan  digantikan  dengan  udara  segar  ( fresh air )  dengan  jumlah  yang  sama.  Sistem  pengkondisian  udara yang terpasang dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar 4.Model Sistem Pengkondisian Udara
besarnya fan  static  pressure yang  dibutuhkan  oleh fan untuk mensirkulasikan udara kedalam ruangan melalui saluran udara, dapat direpresentasikan oleh head kecepatan yang diakibatkan karena  adanya  perbedaan  antara  kecepatan  aliran  fluida  pada sisi hisap terhadap sisi tekan serta headloss atau pressure drop disepanjang saluran udara.
Tabel 5. Total Kebutuhan Fan Static Pressure Peralatan Pengkondisian Udara Pada Lantai 1
AHU & FCU Lt.1 Inlet (Pa) Exit (Pa) Head Kecepatan (Pa) Saluran Lurus (Pa)
Elbow 90 o (Pa) Diverging Wye (Pa) Static Pressure (Pa) AHU 1-1 21.23 34.33 15.24 88.56 13.33 138.66 311.35 AHU 1-2 21.23 34.33 15.24 87.75 12.75 138.76 310.05 FCU 1-1 13.05 21.92 6.46 139.92 19.13 71.30 271.79 FCU 1-2 14.63 24.46 7.71 121.03 22.86 62.97 253.66
FCU 1-6 28.05 45.58 13.49 53.25 9.15 168.82 318.33 FCU 1-7 18.75 44.24 8.45 71.62 21.02 130.89 294.98 FCU 1-8 17.53 39.22 10.26 86.93 10.18 139.63 303.75 FCU 1-9 19.29 36.97 3.47 105.41 9.65 51.99 226.78 FCU 1-10 4.61 9.54 4.06 54.85 0.92 17.91 91.89 FCU 1-11 15.18 25.02 4.13 106.57 15.24 75.18 241.33
Berdasarkan  tabel  total  kebutuhan fan  static  pressure peralatan  pengkondisian  udara  pada  lantai  1  diatas,  terlihat bahwa  kebutuhan fan  static  pressure terbesar  dialami  oleh FCU1-6.  Hal  ini  dikarenakan  debit  udara  yang  mengalir didalam saluran udara FCU 1-6 cukup besar sedangkan dimensi dari  saluran  udaranya  cukup  kecil  sehingga  menyebabkan pressure drop yang terjadi  disepanjang alirancukup besar dan menjadi  yang terbesar pada lantai 1. Sedangkan  yang terkecil terjadi  pada  FCU1-10  dimana  pada  peralatan  pengkondisian udara  ini  debit  udaranya  jauh  lebih  kecil  dari  yang  lain sedangkan  dimensi ducting nya  tergolong  besar  untuk  ukuran debit udara yang mengalir didalamnya sehingga pressure drop yangtimbul disepanjang aliran juga cukup kecil.
Tabel 6. Total Kebutuhan Fan Static Pressure Peralatan Pengkondisian Udara Pada Lantai 2
FCU Lt.2 Exit (Pa) Saluran Lurus (Pa) Elbow 90 o (Pa) Diverging Wye (Pa) Static Pressure (Pa) FCU 201 11.53 6.89 6.30 24.72 FCU 202 1.31 0.79 0.96 3.06 FCU 203 11.53 6.87 6.30 24.69 FCU 204 2.05 1.18 1.49 4.73 FCU 205 0.95 0.95 2.47 0.79 5.15 FCU 206 0.43 0.29 0.37 1.08 FCU 207 0.31 0.48 1.05 1.85 FCU 208 0.53 0.76 1.81 3.10 FCU 209 7.05 5.51 2.80 15.36 FCU 210 1.31 0.80 0.96 3.06 FCU 211 7.05 5.51 2.80 15.36 FCU 212 1.31 0.80 0.96 3.06 FCU 214 1.31 0.80 0.96 3.06 FCU 215 7.05 5.51 2.80 15.36 FCU 216 0.49 0.85 1.68 3.03 FCU 217 0.47 0.68 1.24 2.39 FCU 218 0.47 0.68 1.24 2.39 FCU 219 0.94 1.25 2.51 4.70 FCU 220 0.68 0.88 4.94 6.50 FCU 221 5.39 3.17 3.14 11.71 FCU 222 2.64 1.51 1.97 6.12 FCU 223 5.39 3.17 3.14 11.71 FCU 224 5.20 2.86 3.26 11.33 FCU 225 2.64 3.64 8.94 15.21 FCU 226 1.15 1.77 3.90 6.83 FCU 227 2.04 2.66 5.40 10.10 FCU 228 2.04 2.66 5.40 10.10 FCU 229 2.04 2.66 5.40 10.10 FCU 230 0.67 0.95 2.27 3.89 FCU 231 3.27 2.29 1.28 6.84 FCU 232 2.62 1.51 1.92 6.05 FCU 233 3.27 2.29 1.28 6.84 FCU 234 2.63 1.51 1.93 6.07 FCU 235 3.27 2.29 1.28 6.84 FCU 236 2.63 1.51 1.93 6.07 FCU 237 1.75 2.20 12.62 16.56 FCU 238 1.06 1.40 2.80 5.26 FCU 239 0.47 0.68 1.24 2.39 FCU 240 0.47 0.68 1.24 2.39 FCU 241 0.91 0.85 1.68 3.44
Sama  halnya  pada  lantai  1,  pada  tabel  total  kebutuhan fan static  pressure pada  lantai  2  diatas,  juga  ditemukan  peralatan pengkondisian  udara  dengan  kebutuhan fan  static  pressure terbesar yang dialami oleh  FCU 201. Hal ini juga disebabkan karena debit udara yang mengalir didalam saluran udara FCU 201  cukup  besar  sedangkan  dimensi  saluran  udaranya  cukup kecil  menyebabkan pressure  drop yang  terjadi  disepanjang
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)                                A639
aliran cukup besar. Sedangkan yang terkecil terjadi pada FCU 206  dikarenakan  debit  udara  yang  mengalir  didalam  saluran tergolong  cukup  kecil  untuk  dimensi  saluran  udaranya  yang tergolong besar.
Ketika kapasitas pendinginan berdasarkan perhitungan ulang ternyata lebih kecil dari desain awal, maka akan menyebabkan temperatur  udara  didalam  ruangan  yang  dikondisikan  lebih rendah  dari  temperatur  yang  direncanakan  sehingga  akan dijumpai kondisi yang kurang nyaman pada ruangan tersebut. Begitu  pula  ketika  kapasitas  pendinginan  berdasarkan perhitungan  ulang  lebih  besar  dari  desain  awal,  maka  akan menyebabkan  kondisi  yang  kurang  nyaman  pada  ruangan dikarenakan  temperatur  ruangan  yang  dihasilkan  lebih  besar dari temperatur ruangan yang direncanakan.
Sama halnya dengan kapasitas pendinginan, kelebihan debit udara  suplai  juga  akan  menyebabkan  kondisi  yang  kurang nyaman pada ruangan dikarenakan temperatur yang dihasilkan lebih  rendah  dari  temperatur  ruangan  yang  direncanakan. Begitupun sebaliknya, kekurangan debit udara suplai juga akan menyebabkan temperatur ruangan yang dihasilkan lebih besar dari  temperatur  ruangan  yang  direncanakan  menyebabkan ruangan  yang  dikondisikan  menjadi  kurang  nyaman.  Hal  ini dikarenakan  perhitungan  kebutuhan  debit  udara  didasarkan pada  beban  pendinginan  pada  ruangan  sehingga  ketika  debit udara  lebih  kecil  dari  hasil  perhitungan,  maka  tidak  mampu untuk  menanggulangi  beban  pendinginan  yang  terjadi  pada ruangan, akibatnya temperatur yang dihasilkan nantinya lebih besar dari yang direncanakan pada kondisi nyaman.
Pada  lantai  1  terdapat  beberapa  peralatan  pengkondisian udara yang mengalami kekurangan kapasitas pendinginan dan debit udara suplai yang cukup besar sehingga perlu dilakukan penambahan unit peralatan pengkondisian udara agar kapasitas pendinginan  serta  kapasitas  udara  suplai  dapat  disesuaikan dengan kebutuhan kapasitas pendinginan dan udara suplai hasil perencanaan ulang pada kondisi nyaman. Untuk lantai 2, tidak perlu  dilakukan  penambahan  unit  pengkondisian  udara.  Yang perlu  dilakukan  hanya  pengalihan  sebagian  udara  suplai  dari peralatan  pengkondisian  udara  yang  mengalami  kelebihan terhadap  peralatan  pengkondisian  yang  justru  mengalami kekurangan  kapasitas  pendinginan  serta  udara  suplai  agar nantinya  keseluruhan  ruangan  yang  dikondisikan  dapat mencapai ruangan dengan kondisi nyaman.
Selain  itu,  hal  yang  perlu  diperhatikan  ialah  pengaturan bukaan  damper  pada  saluran  udara.  Halini  bertujuan  untuk menjaga agar debit udara yang disuplai nantinya sesuai dengan kebutuhan  udara  suplai  untuk  tiap  ruangan  sekaligus  untuk menjaga agar debit udara suplai dapat disalurkan secara merata kedalam  ruangan  yang  dikondisikan.  Pengaturan  kecepatan putaran  kompresor  dengan  pemasangan  inverter  pada  unit pengkondisian  udara  juga  perlu  dilakukan  agar debit  chilled water dapat menyesuaikan dengan kapasitas pendinginan yang dibutuhkan sehingga penghematan energi dapat tercapai

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapatkan dari hasil penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1.  Dari perbandingan desain awal terhadap perencanaan ulang diketahui  terdapat  peralatan  pengkondisian  udara  dengan kapasitas  pendinginan  dan  debit  udara  suplai  lebih  besar
dari  perencanaan  ulang.  Hal  ini  menyebabkan  kondisi ruangan  menjadi  kurang  nyaman  dikarenakan  temperatur ruangan akan  menjadi  lebih kecil dari  yang direncanakan. Peralatan  pengkondisian  udara  yang  dimaksud  ialah  FCU 1-4,  FCU  1-9,  FCU  1-10,  FCU  202,  FCU  204,  FCU  205, FCU 206, FCU 207, FCU 208, FCU 210, FCU 212, FCU 214,  FCU  216,  FCU  217,  FCU  218,  FCU  219,  FCU  220, FCU 222, FCU 224, FCU 226, FCU 227, FCU 228, FCU 229,  FCU  230,  FCU  232,  FCU  234,  FCU  236,  FCU  238, FCU 239, FCU 240 dan FCU 241.
2. Dari perbandingan desain awal terhadap perencanaan ulang diketahui  terdapat  peralatan  pengkondisian  udara  dengan kapasitas pendinginan dan debit udara suplai lebih kecil dari perencanaan ulang. Hal  ini  menyebabkan kondisi  ruangan menjadi  kurang  nyaman  dikarenakan  temperatur  ruangan akan menjadi lebih besar dari yang direncanakan. Peralatan pengkondisian udara yang dimaksud ialah AHU 1-1, AHU 1-2, FCU 1-1, FCU 1-2, FCU 1-3, FCU 1-6, FCU 1-7, FCU 1-8, FCU 1-11, FCU 201, FCU 203, FCU 209, FCU 211, FCU 215, FCU 221, FCU 223, FCU 225, FCU 231, FCU 233, FCU 235 dan FCU 237.
3. Dari hasil perhitungan perencanaan ulang didapatkan besar kebutuhan fan static pressure tiap peralatan pengkondisian udara  untuk  mensirkulasikan  udara  didalam  system termasuk  menyalurkan  udara  suplai  keruangan  yang dikondisikan dimana kebutuhan static pressure fan terbesar ialah  pada  FCU  1-6  sebesar  318,33  Pa  dan  yang  terkecil pada FCU 206 sebesar 1,08 Pa.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  penulis  sampaikan  kepada  bapak Ary Bachtiar  K.P.,  ST,  MT,  Ph.D  selaku  pembimbing  penelitian tugas akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Jurusan  Teknik  Mesin  FTI-ITS  yang  telah  memberikan dukungan terhadap penelitian tugas akhir ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] ASHRAE.  ASHRAE-HANDBOOK-1997  Fundamental.  Atlanta: American  Society  of  Heating,  Refrigeration  and  Air  Conditioning Engineers.
[2] R.W.  Fox  and  A.T.  McDonald,  “SI  Version  Introducing  To  Fluid Mechanics Seventh Edition,” (2008)
[3] F.  P.  Incopera,  “Fundamental  of  Heat  and  Mass  Transfer,  Seventh Edition,” New York: John Willey & Sons, Inc (2011).
[4] M.J.  Moran  and  H.N.  Shapiro,  “Fundamental  of  Engineering Thermodynamics Third Edition,” New York: John Willey and Sons, inc (1998).
[5] Edward G. Pita, “Air Conditioning Principles and Systems An Energy Approach,” USA: John Willet & Sons (1981).