Sistem HVAC Untuk Kenyamanan Bagi Pengguna Gedung

Untuk menunjang pelayanan yang optimal, sistem HVAC (Heating, Ventilasi, Air Conditioning) sangat diperlukan untuk menjaga kelembaban udara dalam ruangan sehingga memberikan kenyamanan bagi para pengguna gedung.

Bangunan gedung bertingkat tinggi sangat tergantung pada keberadaan sistem HVAC karena dapat memberikan kenyamanan udara bagi pengguna gedung yang sedang beraktivitas.

Terlebih ruangan yang digunakan untuk proses produksi, sistem HVAC ini menjadi sangat penting  karena sistem ini dapat mempengaruhi dan menjaga kualitas mutu hasil produksi, produktivitas, persyaratan teknis dan keselamatan kerja. 

HVAC via Pixabay.com

Pengertian Sistem HVAC

Sistem HVAC (Heating, Ventilasi, Air Conditioning) atau juga disebut sistem tata udara sentral/sistem pengkondisian udara adalah suatu sistem fasilitas tata udara yang digunakan untuk mengontrol kondisi dan suhu lingkungan pada suatu ruangan atau area tertutup, baik itu bangunan, gudang, ataupun kendaraan komersial.

Tujuan Sistem HVAC

Tujuan dari sebuah sistem HVAC adalah untuk memberikan sebuah lingkungan yang nyaman untuk penghuninya dengan mengkondisikan variable dalam udara ruangan yang meliputi : temperatur, humidity, air velocity, dan cleanliness, dan menyebarkannya ke seluruh ruang.

Fungsi Sistem HVAC

Terdapat dua fungsi dari sistem HVAC, yaitu :

1. Penataan udara untuk kenyamanan
 

Mengkondisikan udara pada ruangan untuk memberikan kenyamanan kerja bagi orang yang melakukan kegiatan tertentu. Diterapkan pada bangunan atau ruangan dimana manusia merupakan faktor yang dominan dalam peruntukan huniannya seperti gedung perkantoran, pertokoan, rumah sakit , hotel, apartemen, kereta , mobil dan lain-lain.

2. Penataan udara untuk industri

Mengkondisikan udara pada ruangan karena kebutuhan pengkondisian suatu proses, bahan, peralatan atau barang yang ada didalamnya. Diterapkan pada bangunan atau ruangan dimana prosesing atau barang merupakan faktor yang dominan dalam huniannya, seperti pabrik obat-obatan, pengawetan makanan, ruang komputer, cold storage dan lain-lain.  

Variabel Udara Pada Sistem HVAC

Jika berbicara variabel, maka yang dibahas adalah faktor-faktor yang mampu mempengaruhi sistem HVAC. Berikut ini adalah variabel-variabel yang diatur pada sistem HVAC:
 

1. Temperatur

Derajat temperatur harian adalah cara yang digunakan untuk membantu mengindikasikan panas atau dingin yang diperlukan untuk setiap harinya. Kenyamanan temperatur menurut ASHRAE (the american Society Of Heating, Refrigerating, and Air Conditioner Engineers ) adalah 21ºC (70ºF) – 29,5ºC (85ºF). 

Di Indonesia juga terdapat standard umum yang digunakan untuk menentukan temperatur yang nyaman, yang digunakan dalam suatu ruangan. Di Indonesia standar ini dikeluarkan oleh SNI (Standar Nasional Indonesia) yaitu temperatur sebesar 25ºC ± 1ºC dengan kelembapan relatif 60% ± 10%.

2. Kelembapan (Humidity)

Menggambarkan rasio kelembapan yaitu istilah yang digunakan menunjukan presentasi kadar uap air di udara. Kelembapan udara ini bergantung pada temperatur udara. Udara yang panas atau hangat mengandung uap air lebih banyak dari pada udara dingin. 

Penghuni ruangan akan merasakan kenyamanan apabila kelembapan relatif di suatu ruangan adalah berkisar 40% - 60% dari jumlah total uap air di udara.

3. Kecepatan Udara (Air Velocity)

Menurut standard dari ASHRAE dan SNI, nilai air velocity yang normal adalah sebesar 0,15m/s. Sementara itu air flow yang terlalu cepat dapat menyebabkan gangguan thermal atau masalah body temperature control, dan ketika air flow terlalu lambat dapat menyebabkan pencemaran, atau temperatur ruang menjadi naik.

4. Kebersihan (Cleanliness)

Selama ruang udara tercemar oleh penguapan manusia, asap rokok, pembakaran, atau zat-zat yang tersebar dari material gedung, udara harus dicairkan melalui ventilasi. Zat-zat yang diatur dalam masa cleanliness yang meliputi partikel yang mengapung, carbon monoksida, karbon dioksida, dan formaldehyde.

Peralatan Utama Sistem HVAC

Sesuai dengan fungsinya peralatan sistem tata udara sentral (HVAC) dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
 

1. Peralatan Sistem plant
 

Peralatan sistem plant atau ditanam ini terdiri dari beberapa komponen yaitu sistem pembangkit kalor, mesin refrigrasi (chiller), menara pendingin dan sistem pemipaan (pipa air, refrigrasi, pompa).

Peralatan sistem plant ini akan menyediakan air dingin yang diperlukan oleh koil pendinginan pada mesin Air Handling Unit (AHU).

2. Peralatan sistem distribusi udara

Perangkat sistem distribusi udara terdiri dari : saringan udara (filter), koil pendingin, dan kipas udara. Ketiga alat tersebut dalam satu unit pengolah udara (AHU). Peralatan ini bertanggung jawab terhadap pengkondisian udara dalam ruangan.

Pada dasarnya pendistributian udara dingin dapat dibagi menjadi dua macam yaitu:

• Menghembuskan udara dingin dari AHU (Air Handling Unit) besar ke beberapa ruangan. Jenis ini cocok digunakan pada beberapa ruang yang sama atau sejenis, misalnya semua ruang temperatur udaranya sekitar 25⁰ C. Hal ini memudahkan karena pengendaliannya cukup dilakukan pada suatu tempat
• Masing-masing ruang mempunyai AHU kecil-kecil atau kombinasi dari sebuah AHU dan beberapa FCU (Fan Coil Unit). Jenis ini cocok digunakan pada ruangan-ruangan yang berbeda penggunannya, maka pengendaliannya tidak bisa dilakukan hanya di satu tempat.

Proses Pengkondisian Udara pada Sistem HVAC

Proses pengkondisian udara pada sistem HVAC berawal dari mesin chiller yang bekerja untuk menghasilkan air dingin. Kemudian air dingin tersebut didistribusikan oleh pompa ke air handling unit (AHU) atau Fan Coil Unit (FCU). 

Udara akan dialirkan melewati coil AHU dan FCU dimana di dalamnya mengalir air dingin yang dihasilkan oleh mesin chiller. Udara yang melewati coil AHU dan FCU temperaturnya akan menjadi lebih rendah setelah bertukar kalor dengan air dingin yang melewati coil AHU. Udara dengan temperatur yang rendah dan relatif humidity tertentu nantinya akan disalurkan ke ruangan-keruangan dan akan meningkatkan kenyamanan dari penggunaanya.

Prinsip AHU dan FCU

AHU merupakan suatu alat penukar panas udara. Pada gambar dibawah ini udara luar yang temperaturnya lebih tinggi masuk ke AHU yang di dalamnya terdapat rangkaian pipa air dingin dan kipas angin. 

Kemudian udara yang menjadi dingin ini dihembuskan oleh kipas angin ke dalam beberapa ruangan. 

Di dalam saluran air dingin dilengkapi dengan katup yang bekerja untuk mengendalikan temperatur udara kering. Ketika batas bawah temperatur ruangan telah tercapai, maka katup akan menutup yang membuat temperatur udara di dalam ruangan akan berangsur-angsur naik.

Demikian pula ketika temperatur udara di dalam ruangan telah mencapai batas atasnya, maka katup akan terbuka kembali, sehingga temperatur udara didalam ruangan berangsur-angsur dingin. 

Kombinasi penggunaan AHU dan FCU biasanya diperlukan pada suatu ruangan yang bebannya seringkali berubah-ubah, namun kenyamananya diharapkan tetap. Sehingga dalam kondisi beban berubah seperti ini FCU akan berperan untuk mengkondisikan udara di tiap bagian ruang dapat tercapai. Namun  FCU tidak bekerja ketika kondisi ruangan tersebut masih tetap.

Berikut ini adalah komponen utama dari FCU dan AHU:

• Motor listrik dan kipas udara (fan)
• Koil pendingin
• Saringan udara (filter)
• Damper (untuk pengaturan banyaknya udara catu ke FCU).