Fan AHU merupakan salah satu komponen utama dalam Air Handling Unit yang bertugas menggerakkan udara melewati berbagai komponen pengolahan udara dan kemudian mendistribusikannya ke ruangan. Tanpa fan yang sesuai, AHU tidak akan mampu menghasilkan airflow sesuai kebutuhan sistem.

Pemilihan fan AHU tidak cukup hanya berdasarkan kapasitas udara seperti CFM atau CMH. Static pressure, efisiensi, jenis fan, kebutuhan kontrol, tingkat kebisingan, dan karakteristik sistem ducting juga perlu diperhitungkan.

Artikel ini membahas jenis fan yang umum digunakan pada AHU, fungsi, prinsip kerjanya, serta faktor yang perlu diperhatikan ketika memilih fan.

Apa Itu Fan AHU?

Fan AHU adalah komponen mekanis yang menghasilkan aliran udara di dalam Air Handling Unit.

Fan bekerja dengan mengubah energi mekanis dari motor menjadi energi pada aliran udara. Udara kemudian dapat melewati filter, cooling coil, heating coil, dan komponen lainnya sebelum didistribusikan melalui ducting.

Dalam sebuah AHU, fan dapat ditempatkan pada posisi tertentu sesuai desain. Konfigurasinya dapat berbeda antara satu unit dengan unit lainnya.

Secara sederhana:

Udara → Komponen AHU → Fan → Ducting → Ruangan

Namun, pada desain tertentu posisi fan dapat berada sebelum atau di antara komponen pengolahan udara.

Fungsi Fan pada AHU

Fan memiliki beberapa fungsi penting dalam sistem HVAC.

1. Menghasilkan Airflow

Fungsi utama fan adalah menghasilkan aliran udara sesuai kebutuhan sistem. Airflow biasanya dinyatakan dalam:

• CFM (Cubic Feet per Minute)
• CMH atau m³/h (Cubic Meter per Hour)

Besarnya airflow perlu disesuaikan dengan kebutuhan ruangan dan kapasitas AHU.

Baca juga: Mengenal Air Flow, CFM, dan CMH dalam Sistem HVAC

2. Mengatasi Static Pressure

Udara yang mengalir melalui sistem HVAC akan menghadapi hambatan. Hambatan tersebut dapat berasal dari:

• Filter.
• Cooling coil.
• Heating coil.
• Damper.
• Ducting.
• Elbow.
• Diffuser.
• Grille.
• Silencer.
• Komponen HVAC lainnya.

Fan harus mampu menghasilkan tekanan yang cukup untuk mengatasi seluruh tahanan tersebut. Inilah alasan static pressure menjadi salah satu parameter paling penting dalam pemilihan fan AHU.

3. Mendistribusikan Udara

Fan mendorong udara menuju ducting sehingga udara dapat didistribusikan ke berbagai ruangan. Untuk gedung atau fasilitas yang memiliki banyak zona, sistem ducting dan fan perlu dirancang agar distribusi airflow tetap sesuai kebutuhan setiap area.

4. Membantu Menjaga Kondisi Udara

Dengan airflow yang sesuai, fan membantu memastikan udara hasil pengolahan dari AHU dapat mencapai ruangan secara konsisten.

Airflow yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi dapat memengaruhi performa sistem HVAC.

Jenis Fan AHU

Ada beberapa jenis fan yang dapat digunakan pada Air Handling Unit. Pemilihannya bergantung pada kapasitas, tekanan, efisiensi, ruang pemasangan, dan kebutuhan aplikasi.

1. Centrifugal Fan

Centrifugal fan merupakan salah satu jenis fan yang umum digunakan pada AHU. Udara masuk ke bagian tengah impeller kemudian diarahkan ke luar secara radial akibat putaran impeller.

Fan jenis ini dapat digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan tekanan relatif tinggi dan cocok untuk sistem yang memiliki tahanan ducting serta komponen HVAC. Centrifugal fan dapat memiliki berbagai konfigurasi blade dan desain impeller.

Kelebihan centrifugal fan

• Cocok untuk berbagai kebutuhan static pressure.
• Tersedia dalam banyak kapasitas.
• Dapat digunakan pada sistem ducting yang kompleks.
• Pilihan konfigurasi impeller cukup beragam.

Centrifugal fan sering ditemukan pada AHU berkapasitas kecil hingga besar.

2. Plug Fan

Plug fan merupakan centrifugal fan yang biasanya dipasang langsung di dalam casing AHU tanpa housing volute konvensional seperti pada centrifugal fan tertentu. Desain ini memungkinkan udara bergerak langsung dari area fan menuju ruang discharge AHU.

Plug fan banyak digunakan pada AHU modern karena dapat dikombinasikan dengan motor direct drive dan sistem kontrol kecepatan.

Kelebihan plug fan

• Desain relatif compact.
• Dapat menggunakan direct drive.
• Tidak membutuhkan belt pada konfigurasi tertentu.
• Cocok untuk sistem dengan kebutuhan kontrol airflow yang dinamis.
• Maintenance mekanis dapat lebih sederhana pada konfigurasi direct drive.

3. Axial Fan

Axial fan menggerakkan udara sejajar dengan sumbu putaran impeller. Jenis fan ini umum digunakan ketika kebutuhan airflow besar dengan karakteristik pressure tertentu.

Namun, pemilihan axial fan untuk AHU harus mempertimbangkan karakteristik sistem secara keseluruhan karena performanya berbeda dengan centrifugal fan.

Baca juga: Heating Coil pada AHU, Ini Fungsi dan Cara Kerjanya

Direct Drive dan Belt Drive pada Fan AHU

Selain berdasarkan bentuk atau prinsip kerja, fan AHU juga dapat dibedakan berdasarkan sistem penggeraknya.

Direct Drive

Pada sistem direct drive, motor terhubung langsung dengan impeller fan. Artinya, tidak diperlukan belt dan pulley untuk meneruskan putaran motor ke fan.

Kelebihan direct drive

• Tidak membutuhkan penggantian belt.
• Komponen mekanis lebih sedikit.
• Maintenance relatif sederhana.
• Tidak ada kehilangan daya akibat transmisi belt.
• Cocok untuk sistem dengan kontrol kecepatan menggunakan VFD atau EC motor pada konfigurasi tertentu.

Belt Drive

Pada sistem belt drive, motor menggerakkan fan melalui pulley dan belt. Konfigurasi ini memungkinkan fleksibilitas tertentu dalam menentukan hubungan putaran motor dan fan.

Kelebihan belt drive

• Fleksibel dalam pengaturan rasio putaran.
• Dapat digunakan untuk berbagai konfigurasi fan.
• Cocok untuk kebutuhan tertentu dengan posisi motor yang tidak langsung terhubung ke impeller.

Namun, belt membutuhkan pemeriksaan dan perawatan berkala. Belt yang kendur, aus, atau rusak dapat menyebabkan performa fan menurun.

Apa Itu CFM pada Fan AHU?

CFM (Cubic Feet per Minute) merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan volume udara yang dapat dialirkan oleh fan dalam satu menit.

Misalnya sebuah fan memiliki kapasitas:

10.000 CFM

Artinya, secara nominal fan tersebut dirancang untuk menghasilkan aliran udara sebesar 10.000 cubic feet per minute pada kondisi operasi tertentu.

Namun, angka CFM tidak boleh dilihat sendirian.

Fan dengan kapasitas 10.000 CFM pada tekanan tertentu belum tentu menghasilkan 10.000 CFM ketika dipasang pada sistem dengan pressure drop yang berbeda.

Karena itu, airflow dan static pressure harus dilihat secara bersamaan.

Apa Itu Static Pressure pada Fan AHU?

Static pressure adalah tekanan yang perlu dihasilkan fan untuk mengatasi tahanan sistem terhadap aliran udara.

Misalnya udara melewati:

Filter + Cooling Coil + Damper + Ducting + Diffuser

Masing-masing komponen memiliki pressure drop.

Total tahanan tersebut kemudian menjadi salah satu dasar penentuan kebutuhan static pressure fan.

Secara sederhana:

Total Static Pressure ≈ Pressure Drop Filter + Coil + Ducting + Fitting + Terminal + Komponen Lain

Nilai aktual harus dihitung berdasarkan desain sistem.

Jika fan memiliki airflow yang cukup tetapi static pressure-nya tidak mencukupi, airflow aktual di sistem dapat berada di bawah target.

Hubungan CFM dan Static Pressure

Inilah salah satu hal yang paling penting dalam memilih fan AHU. Fan tidak bekerja hanya berdasarkan satu angka kapasitas. Performa fan biasanya ditampilkan dalam bentuk fan performance curve, yang menunjukkan hubungan antara airflow dan pressure.

Pada kondisi tertentu:

• Semakin tinggi pressure yang harus diatasi, airflow dapat menurun.
• Semakin besar airflow yang dibutuhkan, kebutuhan daya fan dapat meningkat.
• Titik operasi aktual ditentukan oleh interaksi antara kurva fan dan tahanan sistem.

Karena itu, fan sebaiknya dipilih berdasarkan operating point, bukan hanya kapasitas nominal.

Apa Itu Fan Performance Curve?

Fan performance curve merupakan grafik yang menunjukkan karakteristik performa fan pada berbagai kondisi operasi.

Parameter yang dapat ditampilkan antara lain:

• Airflow.
• Static pressure.
• Total pressure.
• Fan efficiency.
• Power.
• Fan speed.

Contohnya, sebuah fan mungkin mampu menghasilkan airflow tertentu pada static pressure rendah, tetapi kapasitas airflow tersebut berkurang ketika static pressure meningkat. Fan performance curve membantu engineer menentukan apakah fan sesuai dengan kebutuhan sistem.

Air Handling Unit Manufacturers and Suppliers

Fan AHU dengan VFD

Variable Frequency Drive (VFD) dapat digunakan untuk mengatur kecepatan motor fan. Dengan mengatur frekuensi motor, kecepatan putaran fan dapat disesuaikan dengan kebutuhan airflow.

Misalnya, ketika beban ruangan menurun, sistem kontrol dapat menurunkan kecepatan fan sehingga airflow dan konsumsi energi dapat dikurangi.

VFD banyak digunakan pada sistem AHU yang membutuhkan kontrol airflow secara dinamis. Namun, penerapan VFD harus disesuaikan dengan jenis motor, fan, sistem kontrol, serta karakteristik sistem HVAC.

Fan AHU dengan EC Motor

Pada konfigurasi tertentu, AHU juga dapat menggunakan EC motor (Electronically Commutated Motor). EC motor mengintegrasikan sistem elektronik untuk mengontrol operasi motor secara lebih fleksibel.

Salah satu keuntungannya adalah kemampuan pengaturan kecepatan yang baik dan efisiensi tinggi pada aplikasi tertentu. Pemilihan antara EC motor, motor AC konvensional dengan VFD, atau konfigurasi lainnya harus disesuaikan dengan kapasitas dan kebutuhan proyek.

Cara Memilih Fan AHU

Pemilihan fan sebaiknya dilakukan berdasarkan data teknis yang lengkap. Berikut beberapa parameter utama yang perlu diperhatikan.

1. Tentukan Airflow

Pertama, tentukan airflow yang dibutuhkan AHU. Airflow dapat dihitung berdasarkan kebutuhan ruangan, cooling load, air change, fresh air requirement, atau metode desain lainnya. Satuan yang umum digunakan adalah CFM atau CMH.

2. Hitung Static Pressure

Setelah airflow ditentukan, hitung pressure drop dari seluruh komponen sistem. Perhitungannya dapat mencakup:

• Filter.
• Cooling coil.
• Heating coil.
• Damper.
• Ducting.
• Elbow.
• Diffuser.
• Grille.
• Silencer.
• Komponen lainnya.

Total tersebut menjadi dasar kebutuhan external static pressure atau parameter tekanan yang relevan dalam pemilihan fan.

3. Tentukan Jenis Fan

Setelah mengetahui airflow dan pressure, pilih jenis fan yang sesuai.

Misalnya:

• Centrifugal fan.
• Plug fan.
• Axial fan.

Pilihan juga dipengaruhi oleh dimensi AHU, tingkat efisiensi, kebutuhan kontrol, dan karakteristik aplikasi.

4. Perhatikan Dimensi AHU

Fan harus dapat dipasang di dalam casing AHU dengan ruang yang cukup. Dimensi fan, motor, akses maintenance, dan clearance perlu diperhitungkan sejak awal desain.

5. Pertimbangkan Efisiensi

Untuk AHU yang bekerja terus-menerus, efisiensi fan dan motor dapat berpengaruh terhadap konsumsi energi. Karena itu, jangan hanya memilih fan berdasarkan harga awal. Pertimbangkan juga biaya energi dan maintenance selama masa operasi.

6. Perhatikan Tingkat Kebisingan

Fan dapat menghasilkan suara dan getaran. Untuk rumah sakit, hotel, perkantoran, laboratorium, atau area dengan persyaratan akustik tertentu, tingkat kebisingan menjadi faktor penting.

Pemilihan fan, kecepatan putaran, balancing, isolator getaran, serta konfigurasi ducting dapat memengaruhi tingkat kebisingan sistem.

Contoh Sederhana Pemilihan Fan AHU

Misalnya sebuah AHU membutuhkan:

Airflow: 20.000 CFM

Kemudian hasil perhitungan sistem menunjukkan kebutuhan tekanan tertentu akibat filter, coil, ducting, diffuser, dan komponen lainnya. Maka fan tidak cukup dipilih dengan mencari produk yang bertuliskan 20.000 CFM.

Fan harus mampu menghasilkan:

20.000 CFM pada static pressure yang dibutuhkan sistem.

Setelah operating point diketahui, engineer dapat melihat fan performance curve untuk menentukan:

• Jenis fan.
• Ukuran impeller.
• RPM.
• Motor power.
• Efisiensi.
• Tingkat kebisingan.

Inilah pendekatan yang lebih tepat dalam pemilihan fan AHU.

Masalah yang Sering Terjadi pada Fan AHU

Fan yang tidak sesuai atau kurang mendapatkan maintenance dapat menimbulkan berbagai masalah.

Airflow Rendah

Penyebabnya dapat berupa:

• Filter terlalu kotor.
• Ducting memiliki hambatan tinggi.
• Fan tidak sesuai dengan kebutuhan static pressure.
• Belt mengalami slip.
• Kecepatan fan terlalu rendah.
• Impeller mengalami masalah.

Fan Berisik

Suara berlebih dapat disebabkan oleh:

• RPM terlalu tinggi.
• Ketidakseimbangan impeller.
• Bearing bermasalah.
• Belt bermasalah.
• Getaran mekanis.
• Desain atau kondisi ducting.

Konsumsi Energi Tinggi

Penggunaan energi dapat meningkat ketika:

• Fan bekerja pada kondisi yang tidak efisien.
• Static pressure terlalu tinggi.
• Filter terlalu kotor.
• Ducting memiliki pressure drop berlebihan.
• Motor atau sistem transmisi mengalami masalah.

Maintenance Fan AHU

Maintenance fan penting untuk menjaga performa dan keandalan AHU.

Beberapa pemeriksaan yang dapat dilakukan antara lain:

• Membersihkan impeller.
• Memeriksa bearing.
• Memeriksa motor.
• Memeriksa belt dan pulley.
• Memeriksa alignment.
• Memeriksa getaran.
• Memeriksa baut dan mounting.
• Memeriksa kondisi isolator getaran.
• Memeriksa airflow.
• Memeriksa temperatur motor.

Untuk belt drive, kondisi belt perlu diperiksa secara berkala dan diganti apabila sudah mengalami keausan. Untuk direct drive, pemeriksaan dapat lebih berfokus pada motor, bearing, impeller, mounting, dan sistem kontrol.

Fan AHU Custom untuk Kebutuhan Industri

Setiap proyek HVAC memiliki karakteristik berbeda. Karena itu, konfigurasi fan pada AHU dapat disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

Untuk AHU custom, beberapa parameter yang dapat menjadi dasar desain antara lain:

• Kapasitas airflow.
• Static pressure.
• Dimensi unit.
• Jenis fan.
• Motor.
• Sistem direct drive atau belt drive.
• VFD atau sistem kontrol lainnya.
• Tingkat kebisingan.
• Kebutuhan efisiensi.
• Kondisi lingkungan.

Hal ini terutama penting untuk aplikasi seperti industri, rumah sakit, farmasi, clean room, dan fasilitas lain yang memiliki kebutuhan tata udara khusus.

Kesimpulan

Fan AHU merupakan komponen penting yang bertugas menghasilkan dan mengalirkan udara dalam sistem Air Handling Unit. Fan harus mampu memenuhi kebutuhan airflow sekaligus mengatasi static pressure dari filter, coil, ducting, damper, diffuser, dan komponen lainnya.

Jenis fan yang umum digunakan antara lain centrifugal fan, plug fan, dan axial fan, dengan pilihan sistem penggerak seperti direct drive maupun belt drive.

Dalam memilih fan AHU, jangan hanya melihat kapasitas CFM. Airflow, static pressure, fan performance curve, efisiensi, daya motor, tingkat kebisingan, dimensi, dan kebutuhan kontrol juga harus dipertimbangkan.

Dengan pemilihan fan yang tepat, AHU dapat bekerja lebih optimal dan mendistribusikan udara sesuai kebutuhan sistem HVAC.

Untuk kebutuhan AHU custom, pemilihan fan dapat disesuaikan dengan kapasitas airflow, static pressure, konfigurasi unit, dan karakteristik aplikasi yang dilayani.