Topik Utama PENGARUH PERUBAHAN PENGATURAN SUHU PENGKONDISI UDARA JENIS TERPISAH (AC SPLIT) TERHADAP RASIO EFISIENSI ENERGI Tri Anggono*), Arfie Ikhsan*), Nurwinda**) *)
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Ketenagalistirikan, Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi **) Universitas Gajah Mada, FakultasTeknik, Teknik Mesin
[email protected]
SARI Penerapan standar kinerja untuk pengkondisi udara masih belum ditetapkan di Indonesia. Salah satu acuan untuk menentukan tingkat efisiensi energi pengkondisi udara dipergunakan perhitungan rasio efisiensi energi (energy efficiency ratio - EER). Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan uji pengkondisi udara yang sudah terpasang pada suatu ruangan dengan menggunakan alat ukur portabel. Dari hasil perhitungan pada bahan uji 1 didapatkan nilai EER sebesar 12,46 pada pengaturan suhu 18 0C dan nilai EER sebesar 5,82 pada pengaturan suhu 25 0C. Sedangkan hasil pengukuran pada bahan uji 2 didapatkan nilai EER sebesar 15,39 pada pengaturan suhu 18 0C dan nilai EER sebesar 7,72 pada pengaturan suhu 25 0C. Kata kunci : AC, EER, kompresor, pengkondisi udara
1. PENDAHULUAN a. Latar Belakang Pengkondisi udara saat ini sudah berkembang luas di masyarakat terutama di daerah perkotaan seiring dengan laju perkembangan teknologi dan ekonomi. Pemakaian peralatan ini sudah dapat dipergunakan dengan konsumsi daya yang rendah sehingga batasan pemakai peralatan pengkondisi udara pada sektor rumah tangga sudah mencapai pelanggan dengan kapasitas daya terpasang 900 VA. Dewasa ini perkembangan teknologi pengkondisi udara serta produk yang beredar dipasaran saat ini belum terlindungi oleh acuan standar kinerja bagi peralatan tersebut. Hal ini memungkinkan beredarnya peralatan peng-
78
kondisi udara dengan tingkat kinerja yang rendah, peralatan ini banyak mengkonsumsi energi listrik. Pada saat ini, Pemerintah melalui Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral sedang menyiapkan standar nilai label untuk peralatan pengkondisi udara jenis split berdasarkan nilai Rasio Efisiensi Energi (Energy Efficiency Ratio - EER). EER merupakan unit satuan yang dapat mengindikasikan tingkat kinerja dari pengkondisi udara yang merupakan nilai perpindahan panas di evaporator dibagi dengan konsumsi daya kompresor. Semakin besar nilai EER suatu pengkondisi udara, maka semakin efisien pemakaian energi pada kondisi tersebut. b. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui
M&E, Vol. 12, No. 3, September 2014
Topik Utama efisiensi pengkondisi udara jenis tepisah (split) berdasarkan perubahan pengaturan suhu. Dengan diketahuinya tingkat efisiensi tesebut maka diharapkan masyarakat dapat mengerti serta memahami dalam pemilihan peralatan pengkondisi udara yang akan mereka pakai nantinya. 2. METODOLOGI Diagram alir penelitian ditunjukkan pada Gambar 1. Peralatan pengondisi udara jenis terpisah (split) menggunakan Sistem kompresi uap dimana kebalikan dari siklus carnot. Proses yang terjadi pada Gambar 2 sebagai berikut(2) : Proses C-D: Uap jenuh dari evaporator masuk menuju kompresor dimana tekanannya dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab sebagian energi yang menuju proses kompresi dipindahkan ke fluida kerja. proses D-A : Superheated gas bertekanan tinggi dari kompresor Gambar 1. Diagram alir penelitian
Gambar 2. Diagram P-H Kompresi uap(2)
Pengaruh Perubahan Pengaturan Suhu Pengkondisi Udara ... ; Tri Anggono, Arfie Ikhsan, Nurwinda
79
Topik Utama Kemudian pengambilan data dilakukan pada suhu pengatur pengondisi udara di posisi 18oC, 20oC,22oC dan 25oC. suhu udara yang keluar dari evaporator, dan kelembaban udara suplai dan return dengan menggunakan multimeter digital disajikan pada Tabel 2.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari data yang terdapat pada tabel diatas, maka didapatkan hasil perhitungan nilai rasio efisiensi energi (EER) untuk kedua bahan uji yang dipergunakan seperti terlihat pada Gambar 3.
Pada masing-masing pengaturan dilakukan pengambilan data suhu yang masuk menuju evaporator.Langkah terakhir pada pengambilan data adalah mengolah data menggunakan diagram P-H, diagram psikometrik dan perangkat lunak coolpack ver.1.5. disajikan Tabel 3. Tabel 2. Data pengukuran sampel uji Bahan Uji Pengaturan Suhu (o C)
1
2
Ts (oC)
RKs (%)
Ts (oC)
RHs (%)
18
14
74,6
14
70
20
20
71,5
16
68,5
22
20
71,5
18
66,5
25
23
66,2
22
65,5
Dimana : Ts : Suhu permukaan evaporator RHs : Kelembaban permukaan evaporator Tabel 3. Nilai entalpi spesifik dan suhu Bahan Uji Pengaturan Suhu (o C)
1
2
HS (kJ/kG)
Hr (kJ/kG)
Hs (kJ/kG)
Hr (kJ/kG)
18
32,81
70,06
32,81
58,51
20
46,62
70,06
36,8
58,51
22
46,62
70,06
41,32
58,51
25
52,66
70,06
50,88
58,51
Gambar 3. Perubahan nilai EER terhadap pengaturan suhu Nilai EER pada tiap sampel uji menurun dengan berubahnya suhu pengkondisian udara. Perubahan nilai EER dikarenakan perubahan nilai entalpi pada Persamaan 2. Penurunan EER menjadi indikasi menurunnya unjuk kerja pengondisian udara. Penurunan nilai EER dikarenakan terlalu besar kapasitas pendinginan pengkondisi udara dibandingkan dengan beban pendinginan di ruangan. Pada Gambar 2, nilai EER pada suhu operasi 18oC memiliki nilai lebih besar dibandingkan dengan suhu operasi 25oC pada proses X-C. Di sisi lain proses C-D pada suhu operasi 18oC dan 25oC memiliki nilai entalpi sama. Nilai EER pada persamaan 1 dipengaruhi proses X-C dan C-D. Penurunan nilai EER pada Gambar 3 secara linier karena penambahan suhu pada pengkondisi udara dari 18oC sampai dengan 25oC. Dengan demikian, penurunan nilai EER
Pengaruh Perubahan Pengaturan Suhu Pengkondisi Udara ... ; Tri Anggono, Arfie Ikhsan, Nurwinda
81
Topik Utama disebabkan oleh besarnya kapasitas pendinginan pengkondisi udara terhadap beban pendinginan. Berdasarkan Persamaan 1 nilai EER diperoleh dari beban pendinginan berbanding dengan daya kompresor. Kapasitas pendinginan suatu pengkondisi udara harus disesuaikan dengan beban pendinginan ruangan yang didinginkan (3). Pada bahan uji 2 yang dipergunakan, pabrik pembuat pengkondisi udara merancang suhu operasi maksimum 18oC dengan kapasitas ±9000 btu/h. Nilai EER yang lebih rendah pada pengaturan suhu 25 0C dibandingkan 18 0C (Gambar 3) diakibatkan kapasitas pendinginan kompresor tidak bekerja maksimum sehingga pada perhitungan menggunakan Persamaan 1 memiliki nilai yang rendah. Nilai EER yang rendah tidak berbanding lurus dengan konsumsi energi listrik yang digunakan. Konsumsi energi listrik dipengaruhi oleh kerja kompresor untuk mencapai suhu yang diinginkan(1). Pencapaian nilai suhu ruangan yang diinginkan bergantung pada beban pendinginan di ruangan itu sendiri. Beban pendinginan diantaranya beban selubung bangunan, beban listrik pencahayaan, beban penghuni, beban udara luar sebagai ventilasi serta infiltrasi, beban lain-lain dan beban sistem(4). Dengan mengambil data pengukuran pada bahan uji 2, asumsi Suhu pengkondisian udara di set pada 18oC, maka termometer yang berada di unit bagian dalam (Indoor) pengkondisi udara di set 18oC, maka kompresor pengkondisi udara akan bekerja secara kontinu untuk berusaha mendinginkan ruangan hingga tercapai suhu 18oC sedangkan bila kita gunakan pengondisi udara itu didaerah Jabotabek dengan suhu rata-rata 27,5oC(5). Dengan menggunakan persamaan 2, maka nilai kalor yang harus dipindahkan sebesar 8806,17 btu/h, dapat dipastikan kompresor akan lebih lama bekerja yang mengakibatkan konsumsi energi listrik menjadi besar, karena spesifikasi kapa-
82
sitas pendinginan pengkondisi udara tersebut ±9000 btu/hr. Berbeda hal jika pengondisi udara di atur pada suhu 25 oC atau kondisi suhu nyaman manusia pada saat di dalam ruangan(6). Pada suhu tersebut beban pendinginan yang perlu dipindahkan pengondisi udara relatif lebih kecil, dengan nilai kalor yang harus dipindahkan sebesar 2589,38 btu/h, sehingga kompresor akan cepat berhenti bekerja dan konsumsi energi listrik menjadi lebih sedikit. 4. KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa
• Dari hasil perhitungan pada bahan uji 1 didapatkan nilai EER sebesar 12,46 pada pengaturan suhu 18 0C dan nilai EER sebesar 5,82 pada pengaturan suhu 25 0C. Sedangkan Dari hasil pengukuran pada bahan uji 2 didapatkan nilai EER sebesar 15,39 pada pengaturan suhu 18 0C dan nilai EER sebesar 7,72 pada pengaturan suhu 25 0C.
• Penghematan energi listrik untuk pemakaian pengkondisi udara dapat dilakukan dengan mengatur suhu tinggi (diatas 25 0C) untuk mempercepat kerja kompresor dalam mengkondisikan udara dalam ruangan dengan selalu menjaga kondisi ruangan tertutup serta minim dari pengaruh panas luar dan dalam ruangan. Selain itu, pemilihan kapasitas pengkondisi udara harus tepat sesuai dengan beban pendinginan yang diinginkan untuk menjaga nilai EER tetap tinggi. Untuk lebih mempertajam hasil dari penelitian ini, selanjutnya akan dilakukan :
• pengujian peralatan pengkondisi udara dengan menggunakan peralatan laboratorium sesuai dengan standar pengujian kinerja yang berlaku untuk mendapatkan data konsumsi energi yang lebih akurat.
M&E, Vol. 12, No. 3, September 2014
Topik Utama DAFTAR PUSTAKA [1] ASHRAE, 2011, ASHRAE Handbook : HVAC Applications, ASHRAE Inc :1791 Tullie Circle, N.E., Atlanta, GA 30329. [2] Dossat, Roy., 1961, Principles of Refrigerations, John Wiley & Sons : singapore. [3] Stoeker, Wilbert F., 1998, Industrial Refrigeration Handbook, McGraw-Hill: New York.
[5] BMKG.Rata-Rata Klimatologi Propinsi Banten Wilayah Tangerang. Tersedia :http:/ /www.bmkg.go.id/bbmkg_wilayah_2/ Klimatologi/RataRataKlimatBanten. bmkg?Wil=Tangerang (Diakses tanggal 27 Januari 2014). [6] Harris, Norman C and David Conde,1974, Modern Air Conditioning Practice, McGrawHill: New York.
[4] BSN, 2011, SNI : Konservasi Energi Sistem Tata Udara Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional (BSN) : Jakarta.
Pengaruh Perubahan Pengaturan Suhu Pengkondisi Udara ... ; Tri Anggono, Arfie Ikhsan, Nurwinda
83
