Beban pendinginan adalah jumlah panas yang harus dikeluarkan dalam suatu ruangan untuk menjaga suhu ruangan sesuai dengan hasil perencanaan. Klasifikasinya ditentukan dari dua jenis beban yaitu beban kalor dari yang datang dari lingkungan dan beban panas yang berasal dari dalam ruangan itu sendiri.
Menghitung beban pendinginan merupakan aspek penting dalam perancangan sistem MEP. Hal ini dikarenakan besar beban pendinginan mempengaruhi besar konsumsi listrik gedung sepanjang hari.
AC sentral pada gedung komersial bekerja dengan memakai sistem kompresi uap, yang mana hanya dapat bekerja kalau menggunakan tenaga listrik.
Semakin rendah temperatur AC sentral dalam suatu ruangan, semakin besar kapasitas listrik yang dibutuhkan. Apabila kapasitas listriknya besar, berdampak pada pengeluaran biaya listrik.
Sistem pendingin menghabiskan sampai 60% dari total konsumsi listrik gedung komersial. Data ini menunjukan jika ingin menyejukkan ruangan harus menghabiskan biaya cukup besar.
Walau konsumsi listriknya sangat besar, sistem pengkondisian udara tetap dibutuhkan untuk memberi udara segar bagi manusia yang ada di dalam gedung komersial.
JIka tidak ada sistem pengkondisian udara menyebabkan udara dalam ruangan tidak bersirkulasi, membuat orang di dalam merasa pengap sehingga mengurangi kenyamanan.
Lalu, apa faktor yang mempengaruhi nilai kapasitas beban pendinginan sehingga menyebabkan konsumsi listrik mencapai 60%.
Faktor yang mempengaruhi nilai beban pendinginan
Nilai beban pendinginan sangat dipengaruhi oleh tiga hal yaitu insulasi bangunan, ukuran dan material jendela, dan benda elektronik, dan aktivitas manusia di dalam ruangan.
Insulasi bangunan
Insulasi bangunan adalah material yang dipasang untuk menghambat laju perpindahan panas. Apabila laju perpindahan panas, maka panas dalam ruangan tidak mudah keluar sehingga mampu mengurangi biaya listrik gedung komersial.
Selain untuk efisiensi energi, tujuan insulasi adalah untuk menjaga suhu ruangan tetap sejuk walaupun suhu lingkungan (di luar gedung komersial) sedang panas. Kemudian, memberikan kenyamanan bagi manusia yang sedang beraktivitas di dalam gedung.
Ukuran jendela
Jendela berukuran besar dapat meningkatkan nilai beban pendinginan karena radiasi matahari langsung. Alhasil, dampak yang dirasakan adalah intensitas cahaya dan kenaikan suhu secara berlebihan.
Nilai beban pendinginan menjadi makin besar jika radiasi panas matahari masuk secara berlebihan. Untuk mengurangi jumlah radiasi panas dari matahari, pemakaian kaca film sangat dianjurkan supaya orang di dalam gedung tidak kepanasan.
Benda elektronik
Benda elektronik menghasilkan panas yang mana mempengaruhi nilai beban pendinginan. Penggunaan lampu, komputer, mesin printer, LCD, hingga perangkat mengeluarkan panas yang mana dapat dihitung sebagai beban pendinginan.
Semakin banyak benda elektronik yang digunakan dalam satu gedung komersial, semakin besar juga konsumsi listrik yang dihasilkan. Makin besar konsumsi listriknya, semakin besar kapasitas beban pendinginannya.
Aktivitas manusia
Manusia dapat mengeluarkan panas karena fenomena perbedaan suhu badan terhadap suhu lingkungan. Proses metabolisme, pembakaran lemak, perubahan suhu tubuh, hingga penguapan keringat membuat manusia memiliki panas sensibel dan panas laten.
Panas sensibel dan panas laten adalah faktor yang menentukan besarnya beban pendinginan pada perancangan sistem MEP. Makin banyak manusia di dalam ruangan dalam waktu bersamaan, makin banyak listrik yang dikeluarkan untuk menstabilkan suhu ruangan agar tetap sejuk.
Dimensi bangunan
Dimensi bangunan yang lahir dari hasil perancangan gambar teknik memiliki informasi tersembunyi. Dari gambar tersebut, Anda sudah bisa memperkirakan berapa besar beban pendinginan yang dihasilkan. Walaupun tidak dalam bentuk angka pasti, tetapi dari luas dan tinggi bangunan dapat tergambarkan bagaimana perhitungan sistem beban pendinginan. Apalagi kalau sudah menyangkut gedung komersil untuk tujuan bisnis.
Menghitung kapasitas beban pendinginan
Menghitung beban pendinginan gedung komersial bertujuan untuk mendapatkan besar kalor yang dihasilkan. Kemudian, hasil perhitungan menjadi dasar untuk memilih komponen sistem pengkondisian udara.
Rumus menghitung kapasitas beban pendinginan dengan pemakaian AC sentral dapat memakai persamaan panas sensibel (sensible heat) dan panas laten (latent heat).
Beban Pendinginan Total
Beban Transmisi Dinding/Atap
Beban Radiasi Kaca
Beban Manusia
Beban Lampu/Peralatan
Beban Ventilasi
Data tentang koefisien panas material, SGHC, beban panas yang dihasilkan dari perangkat elektronik dan lampu, serta beban panas yang dikeluarkan oleh manusia, entalpi, sampai laju aliran massa udara dapat diperoleh melalui informasi teknis melalui ASHRAE maupun buku tentag MEP.
Daya listrik perangkat elektronik sampai lampu dapat ditemukan dari spesifikasi komponen maupun tabel daya listrik berdasarkan komponennya.
Mengingat karena kompleksitas dalam menghitung kapasitas beban pendinginan, penggunaan software Carrier HAP atau TRACE 700 sangat direkomendasikan. Proses kalkulasi makin cepat untuk perancangan sistem pendinginan gedung komersial.
Apa yang terjadi jika MEP Engineer tidak menghitung kapasitas beban pendinginan
Apabila mengabaikan besar nilai beban pendinginan akan berdampak fatal pada bagunan dan penghuninya. Bentuk paling terlihat adalah pemborosan listrik, karena konsumsi listrik sistem HVAC (termasuk sistem pendingin) mencapai 60% dari total kapasitas listrik gedung.
Kapasitas beban pendinginan yang tidak sesuai menyebabkan beban kejut pada kompresor, yang membuatnya AC sentral sering on-off. Yang mana akan menaikkan biaya maintenance.
Selain kerugian ekonomi dari pemilik gedung, pengunjung merasa pengap karena kenaikan kelembaban di dalam ruangan. Saluran udara tumbuh jamur sehingga menurunkan kualitas udara. Ketidaknyamanan ini akan mempengaruhi masalah kesehatan penghuni gedung.
Kesimpulan
Menghitung kapasitas beban pendinginan merupakan tahapan krusial dalam perancangan sistem MEP untuk menentukan jumlah panas yang harus dikeluarkan agar suhu ruangan tetap ideal. Proses ini sangat berdampak pada efisiensi energi karena konsumsi sistem pendinginan (HVAC) mencapai 50% dari total konsumsi listrik gedung komersial.
Nilai beban pendinginan dipengaruhi oleh gabungan faktor eksternal dan internal, yang meliputi:
- Tingkat insulasi bangunan dan dimensi ruangan.
- Ukuran jendela yang menentukan besaran paparan radiasi matahari.
- Panas yang dihasilkan dari operasional benda elektronik dan lampu.
- Aktivitas manusia di dalam ruangan karena menghasilkan panas sensibel dan panas laten.
Mengingat kompleksitas dari variabel-variabel tersebut, perhitungan beban pendinginan menggunakan software Carrier HAP atau TRACE 700 untuk menghasilkan data untuk memilih komponen pengkondisian udara yang tepat.
Sebaliknya, mengabaikan perhitungan beban pendinginan akan menimbulkan dampak fatal. Dampak tersebut meliputi pemborosan listrik, kerusakan pada kompresor akibat beban kejut yang membuatnya sering on-off, hingga masalah kesehatan bagi penghuni karena udara yang pengap dan saluran udara yang ditumbuhi jamur.
Ilmu menghitung kapasitas beban pendinginan dijelaskan lebih dalam buku perancangan sistem pendinginan.