Download - Plambing 4 ( air panas ).pdf
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
1/37
PERANCANGAN SISTEM
PENYEDIAAN AIR PANAS
!"#"$%& ()*&+* ,+&-*"&-%&
.%*",(%$ ()*&+*
"&+/)#$+(%$ %&0%,%$
Oleh:
Ir. Suarni S. Abuzar, MS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
2/37
Kualitas Air Panas1. Sifat anomali air, volumenya akan mencapai
minimum pada temperatur 4 Celcius, dan
akan bertambah pada temperatur yang lebih
rendah atau lebih tinggi.2. Kerapatan (density) air!temp. 4OC dianggap 1,
kalau air dipanaskan dari 4 100OC volumenya
4,3%!tekanan bertambah ( perlu diperhatikan ).
Lihat Tabel 4.13. Dalam suatu bejana tertutup harus dipasang suatu
pipa ekspansi atau katup ekspansi unutk melepastekanan yang timbul akibat pertambahan volume
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
3/37
SATUAN KALOR
" Banyaknya ENERGI panas yang diperlukan 1 kgair agar temperaturnya naik sebesar 1oC padakondisi atsmosfir standar didefinisikan sebagai 1kilokalori (kcal). Kalor yang diperlukan untukpemanasan:
Q = W (t2-t1)
Ket: Q = Banyaknya kalor (kcal)
W = Berat air yang dipanaskan (kg)t1 = Temperatur awal (
oC)
t2 = Temperatur akhir (oC)
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
4/37
PENGARUH KUALITAS AIR DANTEMPERATUR
" Temperatur air berpengaruh pada intensitasproses perkaratan.
" Peningkatan temperatur, setiap 10oC, kecepatanproses pengkaratan berlipat 2x.
" Proses pengkaratan mencapai nilai maximal
pada temp. air panas 70oC (untuk pipa baja)oleh karena itu dihindarkan memanaskan air
lebih tinggi dari temperatur yang diperlukan.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
5/37
!Sistem penyediaan air panas adalah instalasiyang menyediakan air panas dengan
menggunakan sumber air bersih, dipanaskandengan berbagai cara, baik langsung dari alatpemanas ataupun melalui sistem perpipaan
!Hal-hal yang harus dipertimbangkan antaralain:
" Instalasi Penyediaan Air Panas yang digunakan;
" Cara Pemanasan;
" Sistem Pipa;
" Temperatur Air Panas.
SISTEM PENYEDIAAN AIR PANAS
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
6/37
INSTALASI AIR PANAS
1. Instalasi LokalPada jenis ini suatu pemanas air dipasang ditempat atau berdekatan dengan alat plambing yangmembutuhkan air panas. Pemanas dapat
menggunakan gas, listrik ataupun uap sebagaisumber kalor. Kelebihan dari cara ini adalah bahwaair panas dapat lebih cepat diperoleh, kehilangankalor pada pipa kecil sekali, pemasangan instalasidan perawatannya sederhana, dan harganya cukuprendah.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
7/37
Instalasi lokal dapat dibagi menjadi:
" Pemanasan sesaat (instantaneous)
" Pemanasan simpan (storage)
" Pencampuran uap panas dengan air
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
8/37
" Kalau dalam gedung sudah ada sumber uap panas(misalnya untuk pemanasan ruangan), maka dapat
juga uap panas tersebut langsung dicampurkandengan air dalam suatu tangki pemanas atau melalui
suatu katup ke dalam pipa air
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
9/37
2. Instalasi Sentral" Pada jenis ini, air panas dihasilkan di suatu tempat
dalam gedung. Dari pemanas biasanya air disimpandalam suatu tangki air panas, kemudian dengan pipa
distribusi dialirkan ke seluruh lokasi alat plambingyang membutuhkan air panas. Biasanya pemanas airjenis ini dipasang di atap rumah atau gedung dandilengkapi dengan tangki penyimpan air panas yangcukup besar.
" Sumber energi: Bahan bakar minyak/gas, listrik
(mahal)" Biasanya digunakan pada gedung yang besar seperti
Hotel, Rumah sakit, Apartemen.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
10/37
a. Ketel Pemanas Air (storage hot water boiler)
Proses pemanasan air seluruhnya terjadi secarakonveksi, air dipanaskan oleh dinding ruang bakarketel dan kemudian didistribusikan.
Kelebihan:"
Air langsung dipanaskan oleh ketel, sehinggapemanasan relatif cepat;
" Efisiensi tinggi.
Kelemahan:"
Dinding ketel mengalami perubahan temperatur yangbesar saat air panas didistribusikan sehingga umurketel relatif lebih pendek;
" Jika air pengisi ketel mempunyai kualitas yang kurangbaik, bisa menimbulkan kerak pada dinding ketel,
sehingga efisiensi menurun." Tekanan air masuk ketel berpengaruh langsung pada
kekuatan dinding ketel; tekanan kerja ketel harus lebih besardari tekanan air masuk tersebut.
CARA PEMANASAN LANGSUNG
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
11/37
Dalam cara ini uap air panas, air panas atau airsangat panas yang dihasilkan oleh suatu keteldialirkan ke dalam suatu jaringan pipa di dalamtangki penyimpan air panas, dan kemudian
dialirkan kembali ke dalam ketel. Gbr. 4.3
Kelebihan:"
Umur ketel lebih lama dibanding dengan carapemanasan langsung;
" Tidak mempunyai kelemahan seperti padapemanasan langsung.
" Kelemahan:"
Efisiensi pemanasan relatif lebih rendah jikadibanding dengan jenis pemanasan langsung.
CARA PEMANASAN TIDAK LANGSUNG
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
12/37
2. Pencampuran air panas dan air dingin
Temperatur air campuran dapat dihitung
dengan rumus berikut:
tm = Temp. campuran (oC)
tc = Temp. air dingin (oC)
th = Temp. Air Panas (oC)
Gc = Berat air dingin (kg)
Gh = Berat air panas (kg)
TEMPERATUR AIR PANAS(Lanjutan)
=mt
GhGc
thGhtcGc
+
+ ))(())((
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
13/37
" Berat air panas rumus:
" Persentase air panas (P) dalam campuran:
mh
cm
tt
ttP
!
!
=
)(100
mh
cm
h
tt
ttG
!
!
=
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
14/37
Kebutuhan air panas dapat ditentukan dengan:
1. Perhitungan berdasarkan jumlah orang
Untuk setiap jenis pemakaian gedung, jumlahkebutuhan air panas sehari dapat dihitung
berdasarkan jumlah orang dan kebutuhan air panas
setiap orang setiap harinya. Pemakaian air panasmenurut jenis penggunaan gedung ini dapat dilihat
pada Tabel 4.7
LAJU ALIRAN AIR PANAS
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
15/37
PERSAMAANYANGDIGUNAKANANTARALAIN
(MORIMURADANNOERBAMBANG, 2000):
dimana: Qd = Jumlah air panas per hari (l/hari)
N = Jumlah orang pemakai air panas
qd = Kebutuhan air panas orang perhari ( l/org/hari )*
Qh = Laju aliran air panas maksimum ( l/jam )
qh = Maksimum perjam untuk pemakaian sehari (l/jam)*
V = Volume tangki penyimpan (liter)
H = Kapasitas pemanas (kcal/jam)= Berat spesifik (kg/liter )
th = Temperatur air panas (oC ) (Tabel 4.4)
tc = Temperatur air dingin (oC )
v = Kapasitas tangki penyimpanan untuk pemakaian sehari
dd qNQ !=
hdh qQQ !=
vQV d !=
( )chd ttQH !""= #
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
16/37
2. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
" Jika frekuensi (per jam) pemakaian setiap jemis alat
plambing pada beban puncak dapat diperkirakan!
laju aliran per jam dapat dihitung (Tabel 4.8)"
Tabel 4.9 (Morimura & Sofyan) digunakan untuk
menentukan volume tangki penyimpan air panas"Angka yang diperoleh diartikan volume efektif, oleh
karena itu untuk mengkompensirvolume pipa-pipa pemnas
dalam tangki serta turunnya temperatur airpada waktu air
dingin masuk tangki!ditambah dengan 25 35%
LAJU ALIRAN AIR PANAS(Lanjutan)
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
17/37
Misal : Gedung apartemen yang berisi 50 unit.
30 unit apartemen dengan 1 kamar tidur; 2 penghuni20 unit apartemen dengan 2 kamar tidur; 4 penghuni
Setiap unit dilengkapi bathtub, shower, wastafel, sinkdapur danbak cuci pakaian.
# Jumlah orang dalam gedung: (30x2) + (20x4) = 140 org (N)
# Qd=N x qd ,
Qd = 140x150 ltr = 21.000 liter/ hari
# Qhmax = Qd x qd,
Qhmax = 21.000x(1/7) = 3.000 liter/ jam# V = Qd x v ,
V = 21.000x(1/5) = 4.200 liter
# Misalkan th = 60 dan tc = 5 ;
Maka H = 3.000x(60-5) = 16.5000 kcal/ jam
( )chd ttQH !""= #
Contoh Perhitungan berdasarkan
jumlah orang
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
18/37
CONTOHPERHITUNGANBERDASARKAN
JUMLAHALATPLAMBING" Data-data sama dengan contoh sebelumnya
" Dengan menggunakan Tabel 4.9:$ Bak Mandi 50 x 75 (l /jam) = 3750
$ Pancuran Mandi 50 x 110 (l /jam) = 5500
$
Bak Cuci Tangan 50 x 7,5 (l /jam) = 375$
Bak Cuci Dapur 50 x 38 (l /jam) = 1900
$ Bak Cuci Pakaian 50 x 75 (l /jam) = 3750 +
Jumlah = 15275 l/jam
$ Laju Aliran air panas maksimum
= 15275 l/jam x 0,3 = 4582,5 l/jam
$ Volume Tangki Penyimpan air panas
= 4582,5 l/jam x 1,25 = 5728 liter
$ Kapasitas Pemanas
= 4582,5 l/jam x (60 -5) = 252037,5 kcal/jam
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
19/37
SISTEMPIPAAIRPANAS
" Menurut sistem pipanya :
$ Sistem aliran ke atas : air panas dialirkan kepada
alat-alat plambing melalui pipa-pipa cabang dari
suatu pipa utama yang dipasang pada lantai
terbawah gedung
$ Sistem aliran kebawah : air dilarkan kepada alat-
alat plambing melalui pipa cabang dari suatu pipa
utama yang dipasang pada lantai paling atas gedung
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
20/37
1. Sistem pipa tunggal ( Sistem terbuka )
Tangki Pemanas
Alat Plambing
Kelemahan :
1. Kran jauh dari dari tangki memiliki temperatur lebih rendah
2. Jarang di gunakan untuk bangunan besar
Sistem pipa air panas (lanjutan)! Menurut cara penyediaannya :
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
21/37
2. Sistem Sirkulasi ( Sistem Tertutup )
Tangki Pemanas
Cara Gravitasi
Tangki Pemanas
Pompa
Cara di Pompa
Keuntungan :
1. Temperatur air mendekati air di tangki
2. Air selalu di sirkulasikan balik
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
22/37
1.
Sistem Distribusi Aliran Ke Atas ( Upfeed )
2.
Sistem Distribusi Aliran Ke Bawah ( Downfeed )
3.
Sistem distribusi Kombinasi aliran ke atas dan ke bawah
4.
Sistem sirkulasi dengan Pipa Tunggal
5.
Sistem Sirkulasi dengan pipa ganda / dua pipa
6.
Tangki pemanas yang di letakan di atap
7.
Tangki atas yang diletakan di bawah
VARIASIDALAMPEMASANGANSISTEMTERTUTUP:
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
23/37
SISTIMPENGALIRANKEATAS, TANGKIBAWAHDANPIPAGANDA;SIRKULASIPOMPA
Pipa Air Panas
Pipa Air Dingin
Pipa EkspansiPipa Sirkulasi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
24/37
Sistem aliran ke atas: a). Pipa ganda: b). Pipa Tunggal; Sirkulasi pompa
PIPAAIRPANAS
Pipa Air Dingin
Pipa EkspansiPipa Sirkulasi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
25/37
Sistim kombinasi aliran atas dan bawah; tangki bawah;pipa tunggal; sirkulasi pompa
PIPAAIRPANAS
Pipa Air Dingin
Pipa Sirkulasi
Pipa Ven
Pipa Ekspansi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
26/37
Sistem aliran ke bawah; pipa ganda; sirkulasi pompa
PIPAAIRPANAS
Pipa Air Dingin
Pipa Sirkulasi
Pipa Ven
Pipa Ekspansi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
27/37
a. Sistim aliran ke awah; tangki atas; pipa ganda; sirkulasi pompab. Sistimreverse return; tangki bawah, pipa ganda; sirkulasi pompa
PIPAAIRPANAS
Pipa Air Dingin
Pipa EkspansiPipa Sirkulasi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
28/37
a. Sistimreverse return; tangki bawah, pipa ganda; sirkulasi gravitasi
b. Sistim reverse return; tangki bawah; pipa tunggal; sirkulasi grafitasi
PIPAAIRPANAS
Pipa Air Dingin
Pipa Sirkulasi
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
29/37
HAL-HALPENTINGDALAMSISTEM
1.
Kemiringan Pipa
2. Perbandingan pipa sirkulasi tunggal dan ganda
3. Perbedaan sirkulasi gravitasi dan sirkulasi pompa
4. Reverse return untuk keseragaman temperatur
5.
Pipa dan tangki ekspansi
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
30/37
PEMASANGANKATUP
" Pemasangan katup pada pipa air panas samadengan pemasangan pada air dingin
" Katup pemisah biasanya juga dipasang pada
bagian bawah atau bagian atas setiap cabang
baik pipa hantar maupun pipa balik untukmemudahkan perawatan dan perbaikan
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
31/37
UKURAN PIPA
Penentuan ukuran pipa air panas dilakukandengan cara yang sama seperti penentuan ukuran
pipa air bersih. Laju aliran pada setiap bagian pipa
diperoleh dengan terlebih dahulu menghitung
jumlahfixture unitmasing-masing alat plambing
air panas dengan menggunakan Tabel 4.10.Hasilnya kemudian diplotkan ke kurva laju aliran
pada Gambar 4.10. Kalau jumlah alat plambing
belum dapat ditentukan dapat digunakan Tabel
4.11.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
32/37
TABEL4.11 UNITALATPAMBINGUNTUKAIRPANAS(UNTUKTAKSIRAN
KASAR)
Jenis Gedung Satuan Unit alat plambing airpanas
Rumah saki/Sanotorium Tempat tidur 2,50
Hotel, Penginapan Kamar 2,50(1)
Kantor Pegawai 0,15Sekolah dasar siswa 0,30(2)
Sekolah Lanjutan siswa 0,30(2)
Rumah Susun keluarga 3,00
Catatan:(1) Kalau tiap kamar masing-masing dilengkapi kamar mandi(2) Kalau dilengkapi dengan air panas. Pancuran mandi harusdihitung sendiri
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
33/37
PIPAEKSPANSIDANTANGKI
EKSPANSI
" Karena volume air akan berubah denganberubahnya temperatur air tersebut maka
diperlukan suatu bagian peralatan yang dapatmenampung perubahan volume tersebut
" Biasanya dipasang pipa ekspansi atau tangki
ekspansi pada tangki penyimpan/pemanas atauketel pemanas
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
34/37
JENISPIPAEKSPANSIDANTANGKIEKSPANSI
1. Jenis terbuka
berupa suatu pipa yang dipasang khusus daripemanas ke atas sampai ke suatu tangki diatap uyang terbuka ( tekanan udara dalam airsama dengan tekanan udara sekelilingnya).Lihat gambar 4.11
Pipa ekspansi tersebut harus dipasang khususdan terpisah dari pipa-pipa yang lain dantidak ada katup yang dipasang pada pipatersebut.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
35/37
Ketinggian pipa ekspansi harus cukup agar tdak terjadiair panas meluap dari pipa/ tangki diatas tadi. Untukmenghitung ketinggian digunakan rumus :
Ket: Hmin = Ketinggian minimum diatas tangki airdingin yang diatas (m)
h = Tekanan hidrostatik dari tangki airdingin terhadap pemanas (m)
Gd = Berat spesifik air dingin (kg/l)
Gp = Berat spesifik air panas (kg/l)
!
!#
$
$&
'( 1min
p
d
G
GhH
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
36/37
CONTOH PERHITUNGAN PIPA
EKSPANSI" h = 30 m
" Temperatur air dingin = 10oC
" Temperatur air panas = 60oC
" Dengan melihat Tabel 4.1 (morimura) serta rumus diatas
diperoleh Hmin= 0,5 m.
" Biasanya ketinggian ini cukup dibuat 5% atau lebihterhadap tekanan hidrostatik. Apabila dipasang suatutangki ekspansi!maka pada tangki tersebut perludilengkapi dengan pipa pengisi (air dingin), pipa peluap,pipa penguras dan ven.
" Kapasitas tangki ekspansi dihitung berdasarkan volumeseluruh air panas yang berada dalam sistem termasuktangki penyimpan, dan berdasarkan pemuaian akibatperubahan temperatu air dingin menjadi air panas!besarnya 10% dari tangki penyimpan atau pemanas.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS
-
7/26/2019 Plambing 4 ( air panas ).pdf
37/37
JENISPIPAEKSPANSIDANTANGKI
EKSPANSI(LANJUTAN)2. Tangki ekspansi jenis tertutup dan katup
pengaman
Pipa ekspansi sulit dipasang pada keadaan berikutini:!
Dalam sistem penyediaan air sambungan lansung! Dalam sistem tangki tekan
! Dalam sistem penyediaan air setelah melewati katupreducer tekanan
! Alat pemanas dipasang sangat jauh dari sumber air dinginseperti tangki atap yang cukup tinggi
Dalam keadaan tersebut diatas dipasang tangki ekspansitertutup dan udara dalam tangkitersebut akan menyerapperubahan volume air akibat perubahan temperatur. Perlupula dilengkapi dengan katup pengaman pada alatpemanas.
TEKNIK LINGKUNGAN UNIVERSITAS ANDALAS