Jumlah row cooling coil AHU merupakan salah satu parameter penting dalam desain dan pemilihan cooling coil. Jumlah row berhubungan dengan luas permukaan perpindahan panas, kemampuan coil menurunkan temperatur udara, pressure drop, serta kondisi udara yang ingin dicapai setelah melewati coil.

Dalam praktiknya, menentukan jumlah row tidak cukup hanya dengan mengatakan semakin banyak row semakin baik. Cooling coil dengan 4 row, 6 row, 8 row, atau lebih memiliki karakteristik performa yang berbeda.

Jumlah row harus ditentukan berdasarkan airflow, kondisi udara masuk, kondisi udara keluar, cooling capacity, chilled water atau refrigerant condition, face velocity, pressure drop, dan dimensi coil.

Apa Itu Row pada Cooling Coil?

Row cooling coil adalah jumlah baris tube yang dilewati udara ketika melewati coil. Jika dilihat dari arah aliran udara, tube pada cooling coil tersusun dalam beberapa baris. Contohnya:

• 4 row
• 6 row
• 8 row
• 10 row
• 12 row

Semakin banyak row, semakin banyak permukaan tube yang tersedia untuk proses perpindahan panas. Namun, penambahan row juga dapat meningkatkan air-side pressure drop dan tidak selalu menghasilkan peningkatan kapasitas yang proporsional.

Baca juga: Mengenal Lebih Dekat Komponen Coil Evaporator, Penjelasan Row, TH, FPI, dan FL

Apa Fungsi Jumlah Row Cooling Coil?

Secara umum, jumlah row berpengaruh terhadap kemampuan cooling coil dalam melakukan perpindahan panas. Misalnya, udara masuk ke cooling coil pada temperatur:

28°C

dan target supply air:

14°C

Cooling coil harus mampu memindahkan panas dari udara agar kondisi tersebut tercapai. Jumlah row merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan untuk mencapai target tersebut bersama dengan:

• Airflow
• Face area
• Fin spacing
• Tube diameter
• Chilled water temperature
• Chilled water flow
• Refrigerant condition
• Coil circuiting

Faktor yang Menentukan Jumlah Row Cooling Coil AHU

Ada beberapa faktor utama yang perlu dipertimbangkan.

1. Cooling Capacity

Ini merupakan salah satu parameter pertama yang harus diketahui. Misalnya kebutuhan sistem:

Cooling Capacity = 100 kW

Cooling coil harus mampu menyediakan kapasitas tersebut pada kondisi desain yang ditentukan. Jika target cooling capacity cukup tinggi, jumlah row dapat menjadi salah satu parameter yang perlu disesuaikan. Namun kapasitas tidak ditentukan oleh jumlah row saja.

2. Airflow

Airflow menunjukkan jumlah udara yang melewati coil. Misalnya:

Airflow = 10.000 CFM

Semakin besar airflow, semakin banyak udara yang harus diproses cooling coil. Airflow juga berpengaruh terhadap:

• Face velocity.
• Heat transfer.
• Pressure drop.

Karena itu, jumlah row harus dianalisis bersama airflow.

3. Entering Air Temperature

Temperatur udara sebelum memasuki cooling coil juga penting. Contohnya:

Entering Air Temperature = 26°C

Berbeda dengan:

Entering Air Temperature = 32°C

Pada airflow yang sama, kondisi udara masuk yang berbeda dapat menghasilkan kebutuhan kapasitas pendinginan yang berbeda.

4. Leaving Air Temperature

Target temperatur udara keluar cooling coil juga berpengaruh. Misalnya:

Entering Air = 26°C

Target:

Leaving Air = 14°C

Cooling coil harus memiliki kemampuan heat transfer yang cukup untuk mencapai kondisi tersebut. Jika target leaving air temperature semakin rendah, kebutuhan perpindahan panas dapat meningkat.

5. Relative Humidity

Kelembapan udara juga perlu diperhitungkan. Cooling coil tidak hanya menurunkan temperatur, tetapi pada kondisi tertentu juga dapat mengurangi moisture melalui proses kondensasi. Jika target sistem membutuhkan dehumidifikasi, jumlah row dan konfigurasi coil harus dianalisis berdasarkan kondisi psychrometric.

Jumlah Row dan Sensible Cooling

Sensible cooling berkaitan dengan penurunan temperatur udara. Secara sederhana:

Q = ṁ × Cp × ΔT

Keterangan:

• Q = sensible cooling capacity
• ṁ = mass flow rate udara
• Cp = specific heat udara
• ΔT = perbedaan temperatur

Jumlah row bukan bagian langsung dari rumus tersebut. Namun jumlah row memengaruhi kemampuan coil dalam melakukan heat transfer sehingga dapat membantu mencapai ΔT yang dibutuhkan pada kondisi desain tertentu.

Jumlah Row dan Latent Cooling

Ketika temperatur permukaan coil berada di bawah dew point udara, moisture dapat mengalami kondensasi. Dalam kondisi tersebut, cooling coil melakukan:

Sensible Cooling + Latent Cooling

Untuk sistem yang membutuhkan dehumidifikasi, desain coil menjadi lebih kompleks. Jumlah row, fin spacing, airflow, chilled water temperature, dan kondisi udara masuk perlu dianalisis bersama. Karena itu, memilih jumlah row berdasarkan temperatur saja dapat menghasilkan desain yang kurang tepat.

Hubungan Row dengan Cooling Capacity

Secara umum:

Jumlah row ↑ → luas permukaan heat transfer ↑

Tetapi hubungan tersebut tidak berarti:

Jumlah row 2× → kapasitas 2×

Performa coil dipengaruhi oleh banyak parameter lain. Misalnya:

• Fin density.
• Tube diameter.
• Tube arrangement.
• Coil depth.
• Air velocity.
• Water velocity.
• Circuiting.
• Temperature difference.
• Heat transfer coefficient.

Karena itu, kapasitas cooling coil harus dilihat sebagai hasil dari keseluruhan konfigurasi coil, bukan jumlah row saja.

Hubungan Row dengan Face Velocity

Face velocity merupakan kecepatan udara yang melewati permukaan coil. Rumus sederhananya:

Face Velocity = Airflow / Face Area

Misalnya airflow tetap:

10.000 CFM

Jika face area diperbesar, face velocity akan turun. Sebaliknya, jika face area diperkecil, face velocity meningkat. Face velocity memiliki pengaruh terhadap:

• Heat transfer.
• Air pressure drop.
• Risiko carryover condensate.
• Ukuran coil.

Karena itu, jumlah row tidak boleh ditentukan tanpa melihat face area dan face velocity.

Jumlah Row dan Pressure Drop

Salah satu konsekuensi penambahan row adalah meningkatnya tahanan terhadap aliran udara.

Misalnya:

4 Row → pressure drop tertentu

Kemudian coil diubah menjadi:

8 Row

Dengan airflow dan geometri lain yang sama, pressure drop dapat meningkat karena udara harus melewati coil yang lebih dalam. Akibatnya, fan AHU mungkin membutuhkan static pressure yang lebih tinggi.

Inilah hubungan penting:

Jumlah Row → Coil Depth → Pressure Drop → Fan Requirement

Contoh Sederhana

Misalnya terdapat dua pilihan cooling coil:

Coil A

• Airflow: 10.000 CFM
• 4 row
• Face velocity: 2,5 m/s
• Cooling capacity: sesuai kebutuhan desain
• Pressure drop: lebih rendah

Coil B

• Airflow: 10.000 CFM
• 8 row
• Face velocity: 2,5 m/s
• Cooling capacity: lebih tinggi pada kondisi tertentu
• Pressure drop: lebih tinggi

Tidak berarti Coil B otomatis lebih cocok. Jika kebutuhan cooling capacity sudah dapat dicapai oleh Coil A dengan pressure drop yang lebih rendah, konfigurasi tersebut dapat menjadi pilihan berdasarkan tujuan desain.

Berapa Jumlah Row Cooling Coil yang Umum Digunakan?

Dalam aplikasi HVAC, jumlah row dapat bervariasi. Contohnya:

2–4 Row

Dapat digunakan pada aplikasi dengan kebutuhan heat transfer yang relatif lebih ringan.

6 Row

Sering menjadi salah satu konfigurasi yang digunakan ketika dibutuhkan heat transfer lebih tinggi.

8 Row atau lebih

Dapat digunakan untuk kebutuhan kapasitas atau kondisi udara tertentu yang membutuhkan coil lebih dalam. Namun, angka tersebut bukan aturan baku. Jumlah row harus ditentukan berdasarkan hasil perhitungan dan kondisi desain.

Cara Menentukan Jumlah Row Cooling Coil

Secara umum, prosesnya dapat dilakukan seperti berikut.

Langkah 1 — Tentukan Airflow

Contoh:

Airflow = 10.000 CFM

Langkah 2 — Tentukan Kondisi Udara Masuk

Contoh:

Entering Air = 28°C

RH = 60%

Langkah 3 — Tentukan Kondisi Udara Keluar

Contoh:

Leaving Air = 14°C

dengan kondisi kelembapan sesuai kebutuhan desain.

Langkah 4 — Tentukan Cooling Capacity

Misalnya hasil cooling load menunjukkan:

Cooling Capacity = 100 kW

Langkah 5 — Tentukan Media Pendingin

Misalnya menggunakan chilled water:

CHW Inlet = 7°C
CHW Outlet = 12°C

Langkah 6 — Tentukan Face Area

Face area dipilih berdasarkan airflow dan face velocity yang diinginkan.

Rumus:

Face Area = Airflow / Face Velocity

Langkah 7 — Evaluasi Jumlah Row

Mulai dengan beberapa alternatif:

4 row → 6 row → 8 row

Kemudian lakukan evaluasi performa masing-masing.

Langkah 8 — Periksa Cooling Capacity

Pastikan coil mampu mencapai cooling capacity yang dibutuhkan.

Langkah 9 — Periksa Pressure Drop

Pastikan pressure drop coil masih sesuai dengan kemampuan fan dan batas desain.

Langkah 10 — Tentukan Konfigurasi Akhir

Pilih konfigurasi coil berdasarkan kombinasi:

Capacity + Pressure Drop + Dimensi + Biaya + Kondisi Operasi

Contoh Perbandingan 4, 6, dan 8 Row

Misalnya sebuah sistem membutuhkan cooling coil untuk:

Airflow = 10.000 CFM

Kemudian dilakukan evaluasi awal:

Tabel tersebut hanya menggambarkan kecenderungan umum. Nilai aktual tetap harus dihitung berdasarkan geometri dan kondisi operasi coil.

Jual Custom Coil Evaporator, AHU Coil, dan Coil HVAC

Jumlah Row untuk Chilled Water Coil

Pada chilled water coil, jumlah row berkaitan dengan kemampuan coil memindahkan panas dari udara ke chilled water. Contoh aliran:

Return Air

↓

Cooling Coil

↓

Supply Air

Sementara dari sisi water:

Chilled Water 7°C

↓

Cooling Coil

↓

Chilled Water 12°C

Panas dari udara ditransfer ke chilled water. Dalam kondisi seperti ini, jumlah row perlu disesuaikan dengan:

• Airflow.
• Cooling capacity.
• CHW temperature.
• Water flow.
• Air temperature.
• RH.
• Pressure drop.

Jumlah Row untuk DX Coil

Untuk DX coil, prinsipnya berbeda karena refrigerant mengalir langsung di dalam coil. Parameter yang perlu diperhatikan antara lain:

• Airflow.
• Refrigerant.
• Evaporating temperature.
• Superheat.
• Entering air condition.
• Leaving air condition.
• Cooling capacity.
• Circuiting.
• Pressure drop.

Jumlah row tetap berpengaruh terhadap heat transfer, tetapi desain juga harus mempertimbangkan refrigerant circuiting dan distribusi refrigeran di dalam coil.

Apa Hubungan Jumlah Row dengan Fin Spacing?

Jumlah row tidak dapat dipisahkan dari fin spacing. Fin merupakan permukaan yang memperluas area perpindahan panas. Contohnya:

• Fin spacing lebih rapat.
• Fin spacing lebih renggang.

Fin spacing yang berbeda dapat menghasilkan karakteristik:

• Heat transfer berbeda.
• Pressure drop berbeda.
• Kemampuan menghadapi fouling berbeda.

Pada lingkungan yang banyak debu, fin yang terlalu rapat dapat lebih mudah mengalami penyumbatan. Karena itu, desain cooling coil untuk industri perlu mempertimbangkan kondisi lingkungan.

Jumlah Row dan Tube Diameter

Tube cooling coil dapat menggunakan diameter yang berbeda. Contohnya:

• 5/16″
• 3/8″
• 1/2″
• 5/8″

Diameter tube memengaruhi karakteristik:

• Water/refrigerant flow.
• Pressure drop.
• Heat transfer.
• Circuiting.
• Konstruksi coil.

Jadi, dua cooling coil dengan jumlah row yang sama belum tentu memiliki performa yang sama.

Jumlah Row dan Circuiting

Circuiting merupakan cara tube coil disusun untuk mengatur jalur aliran media pendingin.

Pada chilled water coil, circuiting berpengaruh terhadap:

• Water velocity.
• Water pressure drop.
• Heat transfer.

Pada DX coil, circuiting menjadi semakin penting karena berkaitan dengan distribusi refrigeran. Oleh karena itu:

Row ≠ satu-satunya parameter performa coil.

Jumlah row harus dilihat bersama tube arrangement dan circuiting.

Bagaimana Jika Cooling Capacity Belum Tercapai?

Misalnya hasil perhitungan menunjukkan cooling coil 4 row belum mampu mencapai target. Ada beberapa parameter yang dapat dievaluasi:

• Menambah jumlah row.
• Mengubah face area.
• Mengubah fin spacing.
• Mengubah tube diameter.
• Mengoptimalkan circuiting.
• Mengubah chilled water flow.
• Mengubah chilled water temperature.
• Mengevaluasi airflow.
• Mengevaluasi kondisi supply air.

Jadi solusi tidak selalu harus:

“Tambah row.”

Desain coil harus dioptimalkan berdasarkan seluruh parameter.

Bagaimana Jika Pressure Drop Terlalu Tinggi?

Jika cooling capacity sudah tercapai tetapi pressure drop terlalu tinggi, beberapa parameter dapat dievaluasi. Misalnya:

• Memperbesar face area.
• Mengurangi face velocity.
• Mengubah fin spacing.
• Mengoptimalkan circuiting.
• Mengevaluasi jumlah row.
• Mengubah geometri coil.

Tujuannya adalah mendapatkan keseimbangan antara:

Cooling Capacity ↔ Pressure Drop ↔ Ukuran Coil

Pengaruh Jumlah Row terhadap Ukuran AHU

Jumlah row juga memengaruhi kedalaman cooling coil. Secara sederhana:

Jumlah Row ↑ → Coil Depth ↑

Cooling coil yang lebih dalam membutuhkan ruang lebih besar di dalam casing AHU. Hal tersebut perlu dipertimbangkan sejak tahap desain karena AHU harus menyediakan ruang untuk:

• Filter.
• Cooling coil.
• Heating coil.
• Fan.
• Damper.
• Humidifier.
• Maintenance access.

Untuk AHU custom, dimensi coil perlu disesuaikan dengan dimensi keseluruhan unit.

Jumlah Row dan Maintenance

Cooling coil dengan jumlah row lebih banyak memiliki konstruksi yang lebih dalam. Hal ini dapat memengaruhi akses pembersihan. Terutama pada AHU industri, coil harus dapat dibersihkan dan diperiksa secara berkala. Jika fin terlalu rapat dan coil terlalu dalam, pembersihan dapat menjadi lebih sulit. Karena itu, desain cooling coil sebaiknya mempertimbangkan:

Performance + Accessibility + Maintenance

Jumlah Row untuk AHU Industri

AHU industri dapat memiliki kebutuhan yang berbeda dari AHU gedung perkantoran. Misalnya:

• Airflow tinggi.
• Temperatur supply tertentu.
• Kondisi udara luar lebih ekstrem.
• Beban proses tinggi.
• Kelembapan terkontrol.
• Operasi terus-menerus.

Dalam kondisi tersebut, jumlah row harus dihitung berdasarkan data engineering, bukan menggunakan angka standar secara langsung.

Jumlah Row untuk AHU Farmasi dan Clean Room

Pada aplikasi farmasi dan clean room, cooling coil dapat menjadi bagian penting dari sistem kontrol temperatur dan kelembapan. Airflow biasanya juga cukup signifikan karena sistem membutuhkan distribusi udara dan filtrasi tertentu. Perhitungan cooling coil perlu mempertimbangkan:

• Airflow.
• Fresh air.
• Temperatur.
• RH.
• Cooling capacity.
• Dehumidification.
• Filter pressure drop.
• Fan static pressure.

Jumlah row kemudian ditentukan berdasarkan hasil desain coil.

Kesalahan Umum dalam Menentukan Jumlah Row
,

1. Menganggap Semakin Banyak Row Semakin Baik

Jumlah row yang terlalu banyak dapat meningkatkan pressure drop dan ukuran coil.

2. Menentukan Row Hanya Berdasarkan Cooling Capacity

Cooling capacity dipengaruhi banyak parameter lain.

3. Mengabaikan Airflow

Airflow merupakan parameter utama dalam menentukan performa coil.

4. Tidak Memperhatikan Pressure Drop

Cooling coil yang memiliki kapasitas tinggi tetapi pressure drop terlalu besar dapat memberikan beban tambahan pada fan.

5. Mengabaikan Face Velocity

Face velocity memengaruhi performa coil dan pressure drop.

6. Mengabaikan Kondisi Udara

Temperatur dan kelembapan udara masuk sangat berpengaruh terhadap kebutuhan cooling coil.

Data yang Dibutuhkan untuk Menentukan Row Cooling Coil

Jika ingin melakukan sizing cooling coil secara custom, data berikut sebaiknya tersedia:

Air Side

• Airflow.
• Entering air temperature.
• Entering air RH.
• Leaving air temperature.
• Leaving air RH atau target condition.
• Allowable air pressure drop.

Water Side

• Chilled water inlet temperature.
• Chilled water outlet temperature.
• Water flow.
• Allowable water pressure drop.

Coil

• Face area.
• Tube diameter.
• Fin material.
• Fin spacing.
• Number of rows.
• Circuiting.
• Tube material.

Dengan data tersebut, konfigurasi cooling coil dapat dihitung dan dibandingkan.

Cara Praktis Memilih Jumlah Row

Jika digunakan untuk kebutuhan awal, pendekatan praktisnya adalah:

1. Tentukan airflow

↓

2. Tentukan cooling capacity

↓

3. Tentukan entering dan leaving air condition

↓

4. Tentukan chilled water atau refrigerant condition

↓

5. Tentukan face velocity

↓

6. Buat beberapa opsi row

↓

7. Hitung performa masing-masing

↓

8. Bandingkan capacity dan pressure drop

↓

9. Periksa dimensi coil

↓

10. Pilih konfigurasi yang memenuhi kebutuhan desain

Dengan metode ini, jumlah row ditentukan berdasarkan hasil perhitungan, bukan sekadar kebiasaan menggunakan 4, 6, atau 8 row.

Kesimpulan

Cara menentukan jumlah row cooling coil AHU tidak bisa hanya berdasarkan jumlah baris tube. Jumlah row merupakan salah satu bagian dari keseluruhan desain cooling coil. Beberapa parameter utama yang harus diperhatikan adalah:

• Airflow
• Cooling capacity
• Entering air condition
• Leaving air condition
• Relative humidity
• Chilled water atau refrigerant condition
• Face velocity
• Fin spacing
• Tube diameter
• Circuiting
• Pressure drop
• Dimensi coil

Secara umum, penambahan jumlah row dapat meningkatkan kemampuan heat transfer, tetapi juga dapat meningkatkan pressure drop, kedalaman coil, berat, dan biaya. Karena itu, konfigurasi seperti 4 row, 6 row, atau 8 row sebaiknya dipilih berdasarkan hasil sizing cooling coil dan kebutuhan sistem.

Untuk custom cooling coil AHU, jumlah row sebaiknya dihitung bersama parameter lainnya agar cooling coil mampu mencapai kapasitas yang dibutuhkan tanpa memberikan pressure drop yang tidak diperlukan.