Penyebab Airflow AHU Menurun dan Cara Memeriksanya

Airflow AHU yang menurun tidak selalu langsung terlihat dari kondisi unit. Fan masih berputar, motor tidak menunjukkan alarm, dan AHU tetap terdengar beroperasi. Namun, volume udara yang sampai ke ruangan bisa saja sudah lebih rendah daripada kondisi desain.

Dampaknya dapat berupa ruangan yang sulit mencapai suhu, distribusi udara tidak merata, perubahan tekanan ruang, hingga kebutuhan ventilasi yang tidak terpenuhi. Konsumsi energi juga dapat meningkat jika sistem terus menaikkan kecepatan fan untuk mengimbangi hambatan.

Penyebabnya bisa berasal dari filter, coil, fan, ducting, damper, sensor, atau sistem kontrol. Karena itu, pemeriksaan sebaiknya mengandalkan data pengukuran, bukan hanya kondisi visual atau kuat-lemahnya hembusan udara.

Apa yang Dimaksud dengan Airflow AHU Menurun?

Airflow AHU menurun berarti volume udara yang dialirkan sistem lebih rendah daripada kebutuhan desain atau kondisi normal sebelumnya. Penurunan tersebut dapat terjadi pada total supply air dari AHU, aliran di salah satu cabang ducting, jumlah outdoor air yang masuk, atau udara yang keluar dari diffuser tertentu.

Perbedaannya perlu dipastikan sejak awal. Jika seluruh ruangan yang dilayani satu AHU mengalami masalah, penyebabnya kemungkinan berada pada komponen utama seperti filter, coil, fan, inlet, atau sistem kontrol AHU.

Sebaliknya, jika hanya satu atau beberapa ruangan yang terdampak, pemeriksaan sebaiknya diarahkan pada VAV box, balancing damper, ducting cabang, flexible duct, atau diffuser di area tersebut.

Pada sistem variable air volume atau VAV, airflow yang lebih rendah juga belum tentu menandakan kerusakan. Sistem dapat mengurangi aliran udara ketika beban pendinginan rendah. Data airflow karena itu perlu dibandingkan dalam kondisi operasi yang sama, termasuk posisi damper, frekuensi VFD, setpoint tekanan statis, jadwal BAS, dan jumlah zona yang sedang aktif.

Penyebab Airflow AHU Menurun

Filter Udara Kotor atau Tidak Sesuai

Filter yang semakin kotor akan menambah hambatan terhadap aliran udara. Fan harus menghasilkan tekanan yang lebih besar agar volume udara tetap sama. Ketika kemampuan fan atau batas kecepatan VFD tidak lagi mencukupi, airflow akan menurun.

Kondisi filter tidak cukup dinilai dari warna atau tampilan permukaannya. Pemeriksaan yang lebih akurat dilakukan dengan mengukur tekanan diferensial sebelum dan sesudah filter menggunakan manometer.

Hasil pengukuran kemudian dibandingkan dengan data awal saat filter masih bersih, rekomendasi produsen, dan airflow aktual saat pemeriksaan. Tidak ada satu batas tekanan diferensial yang berlaku untuk semua AHU karena nilainya dipengaruhi oleh jenis filter, ukuran filter bank, face velocity, jumlah tahap filtrasi, dan kapasitas sistem.

Airflow juga dapat terganggu karena spesifikasi filter tidak sesuai, arah pemasangan terbalik, media filter rusak, frame tidak rapat, atau terdapat celah yang membuat udara melewati filter tanpa tersaring.

Cooling Coil Kotor atau Membeku

Debu, biofilm, minyak, dan kotoran lain yang menempel pada sirip cooling coil dapat mempersempit jalur udara. Kondisi ini meningkatkan pressure drop yang melewati coil dan mengurangi volume udara yang dapat dialirkan fan.

Sirip coil yang tertekuk juga dapat menambah hambatan. Kerusakan seperti ini dapat terjadi akibat benturan atau proses pembersihan yang menggunakan alat dan tekanan secara tidak tepat.

Pembentukan es pada coil juga dapat menutup sebagian jalur udara. Icing bisa dipicu oleh airflow yang sudah terlalu rendah, tetapi dapat pula berkaitan dengan gangguan refrigeran, temperatur coil, atau sistem kontrol. Setelah es terbentuk, hambatan udara bertambah dan airflow semakin menurun.

Penelitian Lawrence Berkeley National Laboratory menunjukkan bahwa coil yang kotor dapat mengalami peningkatan pressure drop yang cukup besar. Namun, besarnya kenaikan berbeda pada setiap sistem. Data penelitian tersebut tidak dapat langsung digunakan sebagai jadwal pembersihan universal. Kondisi coil tetap perlu dinilai berdasarkan tekanan diferensial, inspeksi fisik, dan data operasi AHU terkait.

Kecepatan atau Performa Fan Menurun

Fan yang berputar belum tentu menghasilkan airflow sesuai kapasitasnya. Pada AHU dengan belt drive, belt yang kendor, aus, mengilap, tidak sejajar, atau mengalami slip dapat membuat putaran fan lebih rendah daripada putaran motor.

Masalah juga dapat berasal dari pulley, sheave, coupling, bearing, motor, atau pengaturan VFD. Batas frekuensi yang terlalu rendah, perintah BAS yang keliru, atau perubahan setpoint dapat membuat fan bekerja di bawah RPM yang dibutuhkan.

Penumpukan debu pada fan wheel juga dapat menurunkan performa. Kotoran mengubah profil blade dan bisa menyebabkan ketidakseimbangan serta getaran saat fan berputar.

Arah putaran fan perlu diperiksa, terutama setelah pekerjaan kelistrikan atau penggantian motor. Menurut OSHA, centrifugal fan yang berputar terbalik masih dapat mengalirkan udara, tetapi kapasitasnya mungkin hanya sekitar 30 sampai 50 persen dari kondisi yang semestinya. Karena unit tetap terdengar beroperasi, masalah ini mudah terlewat jika teknisi hanya melakukan pemeriksaan visual.

Hambatan pada Ducting dan Damper

Hambatan tidak selalu berada di dalam AHU. Return grille yang tertutup barang, damper yang tidak terbuka penuh, flexible duct yang terjepit, ducting yang penyok, atau fire damper yang tidak kembali ke posisi normal dapat mengurangi aliran udara.

Posisi balancing damper juga dapat berubah setelah pekerjaan renovasi atau pemeliharaan. Penambahan cabang ducting tanpa penyesuaian kapasitas fan dan air balancing pun dapat mengubah hambatan keseluruhan sistem.

Pada sisi supply, kebocoran ducting dapat menyebabkan airflow di dekat fan tetap terlihat normal, tetapi volume udara yang sampai ke diffuser lebih rendah. Pada sisi return atau suction, access door yang terbuka dan kebocoran sambungan dapat mengganggu aliran udara yang masuk ke AHU.

Jika masalah hanya terjadi pada satu zona, pemeriksaan sebaiknya dimulai dari diffuser, VAV box, damper cabang, dan jalur ducting menuju zona tersebut.

Sensor atau Sistem Kontrol Bermasalah

Airflow yang terbaca rendah di BAS belum tentu sesuai dengan kondisi sebenarnya. Sensor tekanan statis, airflow station, sensor VAV, tubing, dan pressure tap dapat mengalami penyimpangan kalibrasi, kebocoran, sumbatan, atau kesalahan pemasangan.

Tubing yang tertekuk atau tersumbat dapat membuat sensor tekanan mengirimkan data yang keliru. BAS kemudian merespons data tersebut dengan mengubah kecepatan fan atau posisi damper secara tidak sesuai.

Selain kondisi sensor, periksa jadwal operasi, mode night setback, minimum frequency VFD, static pressure reset, freeze protection, economizer mode, dan interlock smoke control. Pengaturan tertentu dapat membatasi kecepatan fan atau menutup damper tanpa menimbulkan kerusakan mekanis pada AHU.

Salah satu pemeriksaan sederhana adalah membandingkan pembacaan sensor ketika fan benar-benar mati. Jika sensor masih menunjukkan airflow atau tekanan yang cukup besar, penyebabnya mungkin berupa zero offset, kalibrasi yang tidak tepat, kebocoran damper, atau aliran udara dari sistem lain.

Cara Memeriksa Penyebab Airflow AHU Menurun

Pastikan Penurunan Airflow Benar-Benar Terjadi

Jangan hanya menggunakan kuat-lemahnya hembusan di diffuser sebagai dasar diagnosis. Bandingkan hasil pengukuran dengan laporan testing, adjusting, and balancing (TAB), data commissioning, desain sistem, atau baseline ketika AHU masih bekerja normal.

Catat kondisi operasi saat pengukuran, antara lain:

• Frekuensi VFD dan RPM fan
• Posisi outdoor, return, dan supply damper
• Setpoint tekanan statis
• Jumlah zona atau VAV yang aktif
• Jadwal dan mode operasi BAS
• Kondisi filter dan cooling coil
• Temperatur udara sebelum dan sesudah coil

Perbandingan baru dapat memberikan gambaran yang tepat jika dilakukan dalam kondisi operasi yang relatif sama.

Ukur Airflow dengan Metode yang Tepat

Pengukuran airflow di ducting sebaiknya menggunakan metode duct traverse. Alat yang dapat digunakan meliputi pitot tube dan manometer, hot-wire anemometer, atau vane anemometer, tergantung kondisi dan ukuran ducting.

Pengukuran dilakukan pada beberapa titik agar profil kecepatan udara pada seluruh penampang duct terwakili. Panduan Fluke, misalnya, merekomendasikan minimal 25 titik untuk duct berbentuk persegi panjang dalam prosedur yang dijelaskannya.

Lokasi pengukuran sebaiknya berada pada bagian duct yang lurus dan cukup jauh dari elbow, fan, percabangan, atau transition. Komponen tersebut dapat menimbulkan turbulensi sehingga hasil pengukuran tidak mewakili kondisi aliran yang sebenarnya.

Balometer atau capture hood dapat digunakan untuk mengukur airflow pada diffuser. Namun, hasil dari satu diffuser tidak dapat dianggap mewakili total airflow AHU. Seluruh terminal yang relevan perlu diukur, lalu hasilnya dibandingkan dengan pengukuran di duct utama.

Buat Peta Tekanan di Sepanjang Sistem

Salah satu cara yang efisien untuk menemukan hambatan adalah mengukur tekanan di beberapa bagian sistem, bukan hanya pada fan discharge.

Titik pengukuran dapat mencakup:

• Return atau inlet AHU
• Sebelum dan sesudah filter
• Sebelum dan sesudah cooling coil
• Fan inlet
• Fan discharge
• Supply duct utama

Peningkatan pressure drop yang terkonsentrasi pada filter menunjukkan adanya hambatan pada filter bank. Pola yang sama pada cooling coil dapat mengarah pada coil yang kotor, fin tertekuk, kondisi terlalu basah, atau terbentuknya es.

Jika tekanan fan dan RPM lebih rendah daripada baseline, pemeriksaan perlu diarahkan ke belt, motor, fan wheel, VFD, dan perintah kontrol. Jika tekanan di fan discharge masih mendekati kondisi normal, tetapi airflow pada terminal rendah, masalah kemungkinan berada pada ducting setelah fan, damper, VAV, atau titik kebocoran.

Periksa Fan dan Sistem Penggeraknya

Ukur RPM fan menggunakan tachometer dan bandingkan dengan nilai desain atau data pengukuran sebelumnya. Jangan hanya mengandalkan frekuensi VFD karena slip pada belt dapat membuat RPM aktual berbeda dari perkiraan.

Periksa ketegangan dan kondisi permukaan belt, alignment pulley, bearing, fan wheel, arah putaran, getaran, dan suara yang tidak normal. Arus motor juga dapat dicatat sebagai data pendukung.

Namun, arus motor tidak boleh digunakan sebagai satu-satunya indikator airflow. Hubungan antara amperage, tekanan, dan airflow dipengaruhi oleh jenis fan serta titik operasinya pada fan curve.

Verifikasi Sensor dengan Alat Portabel

Bandingkan pembacaan tekanan statis, tekanan diferensial, atau airflow pada BAS dengan alat ukur portabel yang layak dan masih terkalibrasi.

Periksa pula tubing sensor, sambungan, pressure tap, dan posisi pemasangannya. Selisih yang besar antara data BAS dan hasil pengukuran lapangan dapat menunjukkan bahwa masalah berasal dari sensor atau sistem kontrol, bukan dari fan maupun ducting.

Membaca Hasil Pemeriksaan Awal

Tabel tersebut hanya membantu mempersempit area pemeriksaan. Diagnosis akhir tetap perlu mempertimbangkan desain sistem, fan curve, kondisi operasi, dan beberapa hasil pengukuran yang saling mendukung.

Kesalahan yang Sering Terjadi Saat Menangani Airflow Rendah

Kesalahan yang cukup sering dilakukan adalah langsung menaikkan frekuensi VFD tanpa mencari sumber hambatan. Langkah tersebut mungkin meningkatkan airflow untuk sementara, tetapi bisa menutupi filter atau coil yang sebenarnya sudah tersumbat.

Berdasarkan fan laws, airflow cenderung berubah sebanding dengan kecepatan fan. Tekanan berubah mendekati kuadrat kecepatan, sedangkan kebutuhan daya dapat berubah mendekati pangkat tiga kecepatan. Dengan demikian, kenaikan RPM yang terlihat kecil dapat meningkatkan kebutuhan daya secara jauh lebih besar.

Kesalahan lain adalah langsung mengganti filter hanya karena permukaannya terlihat kotor. Filter memang perlu diperiksa, tetapi keputusan penggantian sebaiknya didukung oleh data tekanan diferensial dan airflow. Sebaliknya, filter yang tidak terlihat terlalu kotor belum tentu memiliki hambatan yang rendah.

Pemeriksaan yang hanya dilakukan pada diffuser juga dapat menghasilkan kesimpulan keliru. Airflow rendah di satu diffuser tidak selalu berarti kapasitas AHU secara keseluruhan menurun. Masalahnya mungkin hanya berada pada damper, VAV, atau ducting cabang.

Acuan Airflow Harus Disesuaikan dengan Jenis Bangunan

Tidak ada satu nilai airflow atau air changes per hour yang berlaku untuk seluruh bangunan. Targetnya dipengaruhi oleh fungsi ruangan, kepadatan penghuni, proses yang berlangsung, kebutuhan kualitas udara, dan klasifikasi fasilitas.

Di Indonesia, BSN telah menetapkan SNI 6572-1:2024 untuk ventilasi dan kualitas udara dalam ruang pada bangunan gedung nonresidensial. Terdapat pula SNI 6572-3:2024 untuk fasilitas pelayanan kesehatan serta bagian lain yang mencakup bangunan residensial, pengendalian aerosol infeksius, dapur komersial, dan kondisi khusus lainnya.

Dampak airflow rendah di kantor tentu berbeda dengan rumah sakit, laboratorium, ruang produksi, cleanroom, atau data center. Pada ruang tertentu, airflow berkaitan dengan kenyamanan termal, tekanan diferensial, kebersihan, pelepasan panas, dan keselamatan operasional.

Acuan utama pemeriksaan tetap berupa dokumen desain, spesifikasi proyek, data TAB, kebutuhan proses, dan standar yang berlaku untuk setiap jenis fasilitas.

Pemeriksaan AHU Perlu Mengutamakan Keselamatan

Fan, belt, pulley, damper, dan bagian mekanis lain tidak boleh diperiksa ketika masih berpotensi bergerak tiba-tiba. AHU yang terhubung ke BAS dapat menyala secara otomatis berdasarkan jadwal, sensor, atau perintah jarak jauh.

Sebelum membuka bagian fan atau bekerja di dekat komponen berputar, personel yang berwenang perlu mengisolasi sumber energi sesuai prosedur keselamatan kerja. Pemeriksaan yang membutuhkan pembongkaran, pengujian kelistrikan, perubahan pengaturan VFD, atau air balancing sebaiknya dilakukan oleh teknisi HVAC yang memiliki alat dan kompetensi yang sesuai.

Kesimpulan

Airflow AHU dapat menurun karena filter atau coil menambah hambatan, fan tidak mencapai RPM yang dibutuhkan, ducting dan damper bermasalah, terjadi kebocoran, atau sensor dan sistem kontrol memberikan data yang tidak akurat.

Pemeriksaan sebaiknya dimulai dengan memastikan airflow aktual, mencatat kondisi operasi, mengukur tekanan pada beberapa titik, kemudian membandingkan hasilnya dengan data desain atau baseline. Cara ini membantu mencegah tindakan coba-coba, seperti mengganti komponen atau menaikkan frekuensi VFD tanpa mengetahui akar masalahnya.

Pada gedung komersial dan industri, pemeriksaan juga perlu mempertimbangkan desain HVAC, kebutuhan setiap ruangan, hasil TAB, dan keterkaitan AHU dengan sistem kontrol gedung. Kontraktor MEP yang memahami instalasi, pengujian, commissioning, dan pengoperasian sistem dapat membantu memastikan perbaikan tidak hanya mengembalikan airflow, tetapi juga menjaga keamanan dan efisiensi sistem dalam jangka panjang.

Referensi

• OSHA Technical Manual: Ventilation Investigation
• AMCA International: Straightening Out Fan Curves
• ASHRAE Terminology: Pressure Loss
• Lawrence Berkeley National Laboratory: Dirty Air Conditioners and Energy
• Siemens HVAC Fault Detection Documentation
• Fluke: Duct Traversal Airflow Measurement
• BSN: SNI 6572-1:2024