BAB IV ANALISA DATA
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menganalisa perhitungan efisiensi chiller dan kapasitas yang diperlukan pada sistem pendinginan terhadap chiller di gedung Universitas Bina Nusantara - Alam Sutera. Dibatasi pada analisis efisiensi chiller, penggunaan VSD atau inverter, dan daya listrik yang berpengaruh terhadap biaya listrik, dengan langkah – langkah sebagai berikut :
4.1 Pemilihan Chiller Pada analisa ini, data chiller dengan merk sebagai berikut : a. York b. Carrier c. Trane Tabel 4.1 Spesifikasi Chiller dari beberapa sumber York Carrier
No
Keterangan
1
Rated Net Capacity (TR)
400
400
400
2
Model
YKEDETQ65EIG
23XRV4040ERVAA90
RTHD-E3G2G1
3
Original
China
China
USA
4
Refrigerant
LB 134a : 1061 (LB) 482 kg
408 (Kg)
284 kg
5
Input Power ( KW )
227
227
239
6
380V/3 Ph/ 50 Hz
380V/3 Ph/ 50 Hz
380V/50Hz
7
Voltage /Phase /Hz Motor Rate Load Amps (RLA)
380
401
488
8
Full Load
0,567 kW/TR
0,567 kW/TR
9
Variable Speed Drive
Inverter
VFD = Inverter
0,599 kW/TR Non variable speed
harmonic filter <5% 10
Flow Rate
constant = 61.1 L/s
38
Trane
39
Tabel diatas merupakan data yang diperoleh dari masing-masing pabrikasi. Berdasarkan data yang diperoleh, dapat kapasitas dari chiller adalah 400 TR. Untuk masing – masing data yang dihasilkan berdasarkan masing – masing merk Chiller, bahwa nilai yang dihasilkan berbeda.
4.2 Efisiensi Chiller Berdasarkan data
dari masing – masing pabrikasi, efisiensi chiller
disederhanakan sebagai berikut : Tabel 4.2 Part Load Chiller dari beberapa sumber
Dari tabel diatas dapat diperlihatkan bahwa kapasitas chiller sama, pengaruh dari system menghasilkan nilai yang bersifat linear dan non linear. Secara garis besar, dapat disimpulkan bahwa bersifat linear memiliki daya listrik yang lebih baik dibanding dengan non linear. Dibawah ini akan dianalisa berdasarkan hasil yang diperoleh sebelumnya.
40
4.3 Menghitung Kapasitas Chiller yang dibutuhkan Bangunan pada Binus Alam Sutera di design dengan menggunakan Chiller = 400 TR sebanyak 1 unit. Data yang diperoleh adalah : Luas proyek = 7.000 Luas bangunan dengan 21 lantai = 40.320 Berdasarkan perhitungan dapat di analisa, seperti berikut : Rumus sederhana untuk perhitungan Chiller yaitu 500 BTU / 40.320
x 500 BTU = 20.160.000 BTU
20.160.000 BTU : 9.000 = 2.240 PK
Berdasarkan data, kapasitas 400 TR = 1.886,5 HP. Jika dilihat dari hasil perhitungan analisa dan data yang diperoleh, untuk luas bangunan membutuhkan 2.240 HP, sedangkan kapasitas 400 TR menghasilkan 1.886.5 HP, diperoleh selisih yang cukup besar.
4.4 Menghitung Arus Listrik Dalam penggunaan Chiller untuk gedung Binus Alam Sutera ini, secara umum kita harus mengetahui data yang diberikan dari masing-masing product Chiller seperti pada Tabel 4.1 a). Arus Listrik Data dari masing – masing product, dapat dilihat pada Tabel 4.2, dimana daya yang diberikan masih pada kapasitas dari Ton of Refrigeration tersebut. Oleh karena itu, akan dianalisa dari daya motor ke daya listrik.
41
Penggunaan kapasitas Chiller atau kapasitas maximal sebesar 400 Ton of Refrigeration (TR). Kapasitas Chiller yang diketahui dari kapasitas maximal sampai dengan minimal, yaitu dari kapasitas 100 % sampai dengan 20 %. Data tersebut dapat dilihat seperti dibawah ini, yang sudah diketahui juga daya masing-masing kapasitas.
Merk York Diketahui
: V = 380 V
dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing – masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.3 Perhitungan Arus pada Chiller Merk York YORK %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
TR
400
360
320
280
240
200
160
120
80
Daya
kW
227
201
179
158
143
122
105
88
69
Arus
A
344,89
305,39
271,96
240,00
217,27
185,36
159,53
133,7
104,8
Kapasitas
Merk Carrier Diketahui
: V = 380 V
dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing – masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.4 Perhitungan Arus pada Chiller Merk Carrier CARRIER %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
TR
400
360
320
280
240
200
160
120
80
Daya
kW
227
200
175
152
131
112
96
79
64
Arus
A
344,89
303,87
265,88
230,94
199,00
170,17
145,85
120,00
97,24
Kapasitas
42
Merk Trane Diketahui
: V = 380 V
dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing – masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.5 Perhitungan Arus pada Chiller Merk Trane TRANE %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
TR
400
360
320
280
240
200
160
120
80
Daya
kW
239,6
215,9
193,6
172,0
151,9
135,0
122,7
114,4
107,4
Arus
A
364,04
328,03
294,14
261,33
230,79
205,11
186,42
173,81
163,17
Kapasitas
Berdasarkan Chiller merk York, Carrier dan Trane, dapat diperhatikan bahwa daya dari masing – masing kapasitas Chiller, memiliki arus masing – masing. Daya yang telah diketahui, bernilai besar, maka arus yang didapatkan bernilai besar juga, dan sebaliknya. Daya yang telah diketahui, bernilai kecil, maka arus yang didapatkan bernilai kecil juga. Berdasarkan grafik dibawah, bahwa chiller dengan merk Carrier memiliki daya yang lebih kecil dibanding dengan merk York, dan chiller dengan merk York memiliki daya yang lebih kecil dibanding dengan merk Trane. Dari hasil yang diperoleh pada perhitungan di atas, yaitu chiller bermerk York, Carrier dan Trane, jika dibuat ke dalam bentuk grafik, sebagai berikut :
43
Grafik 4.1 a).Daya yang dihasilkan Chiller b). Arus yang dihasilkan Chiller
Daya pada Chiller 300 250 200 150 100 50 0
100
90
80
70
60
50
40
30
20
York - Daya (kW)
227
201
179
158
143
122
105
88
69
Carrier - Daya (kW)
227
200
175
152
131
112
96
79
64
Trane - Daya (kW)
239.6
215.9
193.6
122.7
114.4
107.4
172.0 151.9 135.0 Kapasitas Chiller (%)
Arus pada Chiller 400.00 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00
100
90
80
70
60
50
40
30
20
344.89
305.39
271.96
240.00
217.27
185.36
159.53
133.70
104.84
Carrier - Arus (A) 344.89
303.87
265.88
230.94
199.00
170.17
145.85
120.00
97.24
Trane - Arus (A)
328.03
294.14
261.33
230.79
205.11
186.42
173.81
163.17
York - Arus (A)
364.04
Kapasitas Chiller (%)
44
Berdasarkan grafik diatas, bahwa chiller dengan merk Carrier memiliki arus yang lebih kecil dibanding dengan merk York, dan chiller dengan merk York memiliki arus yang lebih kecil dibanding dengan merk Trane. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh antara daya terhadap arus, sangat berkaitan atau sebanding, sehingga hal ini memiliki kaitan dengan adanya penghematan listrik. b). Faktor Daya Pada sistem chiller, pengaruh faktor daya hampir tidak terlihat dikarenakan nilai nya rendah. Hal ini dapat diketahui, jika dilihat dari sistem chiller yang motor induksi. Berdasarkan pernyataan dari Bab III, sub 2, bahwa motor induksi merupakan salah satu faktor daya.
4.5 Menggunakan Inverter atau Variable Speed Drive Chiller dengan Merk York, Carrier dan Trane, memiliki output daya yang berbeda, dikarenakan system inverter atau Variable Speed Drive, terutama dipakai oleh merk York dan Carrier. Pengertian , prinsip kerja pada inverter telah dijelaskan pada Bab sebelumnya (Bab III.4). Oleh karena itu, daya yang dihasilkan dari merk York dan carrier hampir mendekati sama, disebakan adanya inverter pada sistem.
4.6 Menghitung Penghematan Biaya Listrik Penghematan dalam pemakaian listrik sekarang ini sangat disarankan oleh pihak pemerintahan, dengan slogan yang sering kita temui “Hemat Energi”. Pada
45
pemakaian Chiller di kampus Bina Nusantara Alam Sutera dapat dihasilkan penghematan listrik, dengan cara menghitung pemakaian listrik dari beberapa merk Chiller secara teoritis terlebih dahulu, sehingga bisa diketahui merk yang hemat energy. Chiller dengan kapasitas 400 TR, diumpakan pengunaannya setiap hari, selama ± 13 jam (07:00 – 20:00). Berdasarkan data dari beberapa sumber, yaitu PLN bahwa gedung kampus ini, termasuk dalam tarif dasar listrik golongan kegiatan sosial komersial. Untuk dapat menghitung biaya PLN, maka terlebih dahulu dapat dicari KWH dari masing – masing daya, dengan menggunakan persamaan 3.13, yaitu : KWH = daya x lama pemakaian dalam satuan jam, dimana lama pemakaian dianggap selama 13 jam. Dengan adanya sumber data yang sudah disiapkan terlebih dulu, maka dapat dihitung secara teoritis penghematan biaya listrik dari merk Chiller tersebut, sebagai berikut :
Merk York
Diketahui
: daya = 227 kW : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam
Maka KWH = 227 kW x 13 jam = 2951 KWH. Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 2951 KWH x Rp 1.352 = Rp 3.988.752. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini.
46
Tabel 4.6 Biaya PLN dengan Chiller Merk York Kapasitas
Daya (kW)
KWH
Biaya PLN (Rp)
100 90 80 70 60 50 40 30
227 201 179 158 143 122 105 88
2951 2613 2327 2054 1859 1586 1365 1144
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
3,989,752 3,532,776 3,146,104 2,777,008 2,513,368 2,144,272 1,845,480 1,546,688
20
69
897
Rp
1,212,744
Chiller (%)
Merk Carrier Diketahui : daya = 227 kW : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam Maka KWH = 227 kW x 13 jam = 2951 KWH.
Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 2951 KWH x Rp 1.352 = Rp 3.988.752. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini.
Kapasitas (%) 100 90 80 70
Tabel 4.7 Biaya PLN dengan Chiller Merk Carrier Daya (kW) KWH Biaya PLN (Rp) 227 200 175 152
2951 2600 2275 1976
Rp Rp Rp Rp
3,989,752 3,515,200 3,075,800 2,671,552
47
60 50 40 30
131 112 96 79
1703 1456 1248 1027
Rp Rp Rp Rp
2,302,456 1,968,512 1,687,296 1,388,504
20
64
832
Rp
1,124,864
Merk Trane Diketahui : daya = 239.6 kW : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam maka KWH = 239.6 kW x 13 jam = 3114.8 KWH.
Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 3114.8 KWH x Rp 1.352 = Rp 4.211.210. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini.
Kapasitas (%)
Tabel 4.8 Biaya PLN dengan Chiller Merk Trane Daya (kW) KWH Biaya PLN (Rp)
100 90 80 70 60 50 40 30
239.6 215.9 193.6 172 151.9 135 122.7 114.4
3114.8 2806.7 2516.8 2236 1974.7 1755 1595.1 1487.2
Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp Rp
4,211,210 3,794,658 3,402,714 3,023,072 2,669,794 2,372,760 2,156,575 2,010,694
20
107.4
1396.2
Rp
1,887,662
Berdasarkan tabel dari merk York, Chiller, dan Trane diatas, maka jika disederhanakan dalam bentuk grafik sebagai berikut :
48
Grafik 4.2 Perhitungan Biaya Listrik berdasarkan pemakaian Chiller
Perhitungan Biaya Listrik 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0
100
90
80
70
60
50
40
30
20
399.0
353.3
314.6
277.7
251.4
214.5
184.5
154.7
121.3
Carrier - (Rp) x 10.000 399.0
351.5
307.6
267.2
230.3
196.9
168.7
138.9
112.5
Trane - (Rp) x 10.000
379.5
340.3
302.3
266.9
237.3
215.7
201.1
188.8
York - (Rp) x 10.000
421.1
Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa di sumbu x merupakan kapasitas dari masing – masing Chiller, dan sumbu y merupakan nilai atau biaya listrik. Bahwa chiller dengan merk Carrier dapat dikatakan memiliki penghematan energi listrik sehingga biaya listrik relatif murah dibanding dengan York dan Trane. Grafik daya dan arus, merupakan dasar dari analisa chiller, yang dapat dilihat dari segi pemakaian chiller yang effisien dan hemat energi. Bila dihitung pemakaian chiller tehadap gedung kampus dalam 1 hari berdasarkan data diatas, penjumlahan nilai dari kapasitas daya 100% dan juga 60% lalu dirataratakan, maka diperoleh nilai sebagai berikut : York
berkisar Rp 3.251.560
Carrier
berkisar Rp 3.146.101
Trane
berkisar Rp 3.440.502
49
Setelah dihitung pemakaian dalam harian, maka dapat dihitung juga biaya listrik dalam pemakaian chiller tehadap gedung kampus, dengan menganggap 1 tahun memiliki waktu 261 hari, sebagai berikut : York
berkisar Rp 848.657.160
Carrier
berkisar Rp 821.132.361
Trane
berkisar Rp 897.971.022
Dengan adanya analisa ini, maka pengguna gedung maupun pemilik gedung dapat mengetahui chiller yang hemat energi sehingga gedung ini bisa dikategorikan dengan konsep yang diinginkan yaitu konsep go green buliding.
