2.5 Menjalankan Program Efisiensi Energi
2.5.1 Penyejuk Udara
Pengadaan suatu sistem pengkondisian udara adalah agar tercapai kondisi temperatur, kelembaban, kebersihan, dan distribusi udara dalam ruangan dapat dipertahankan pada tingkat keadaan yang diharapkan. Suatu sistem pengkondisian udara bisa berupa sebuah sistem pemanasan, pendinginan, dan ventilasi. Untuk kondisi iklim indonesia (tropis), untuk proses pengkondisian udara yang berupa pendinginan banyak sekali digunakan. Pendingin ini berfungsi untuk menciptakan kondisi nyaman bagi beberapa aktivitas manusia. Pada bangunan besar biasanya menggunakan sistem pengkondisian udara central. Sistem tersebut mungkin terdiri dari satu atau lebih mesin pendingin air (water-chiling plants) dan mesin pemanas air (secara tradisional berupa sebuah ketel) yang diletakkan di dalam suatu ruangan mesin. Ruangan yang dikondisikan mengunakan satu atau lebih sistem saluran udara segar dan udara balik atau dapat juga dalam bentuk aliran air panas atau dingin melalui pipa ke penukar kalor (heat exchangers) yang terdapat pada ruangan tersebut.
Faktor pemilihan sistem pengkondisian udara dapat dibedakan sebagai berikut : 1. Faktor kenyamanan
Faktor kenyamanan dalam ruangan sangat tergantung pada beberapa parameter yang bisa diatur oleh sistem pengkondisian udara. Parameter itu antara lain meliputi temperatur bola basah dan bola kering dari udara, aliran udara, kebersihan udara, bau, kualitas ventilasi maupun tingkat kebisingannya.
Semua parameter di atas diatur sesuai dengan kondisi kerja yang terjadi pada
ruangan yang dikondisikan. Dari sudut pandang kenyamanan, maka sistem pengkondisian udara yang baik adalah sistem yang mampu menciptakan kondisi nyaman yang merata pada semua komponen yang dikondisikan dalam ruangan.
2. Faktor ekonomi
Faktor ekonomi yang menjadi pertimbangan antara lain adalah biaya awal untuk pemasangan serta biaya operasi dan perawatan untuk sistem setelah peralatan itu difungsikan. Dari sudut pandang faktor ekonomi, suatu sistem pengkondisian udara yang baik adalah dengan biaya total serendah-rendahnya.
3. Faktor operasi dan perawatan
Faktor yang secara umum yang menjadi pertimbangan adalah faktor konstruksi yang mudah dimengerti susuanan dan cara menjalankannya.
Secara lebih detail hal ini terkait dengan beberapa kontruksi yang sederhana, tingkat efisiensi yang tinggi, mudah dalam perawatan, mudah direparasi jika terjadi kerusakan, dapat melayani perubahan kondisi operasi.
Untuk mencapai titik kenyamanan ini ada istilah yang disebut thermal comfort (kenyamanan terhadap kondisi udara sekitar). Pada titik ini suhu udara sirkulasi dan kebersihan udara tidak mengurangi kinerja manusia. Standar thermal comfort untuk Negara – Negara tropis berkisar diantara 24 – 26 0C, dengan kelembapan antara 50-60%.
AC bekerja dengan menghasilkan udara yang suhunya lebih rendah dari udara sekitarnya. Proses tersebut berjalan sebagai berikut:
- Kompresor menekan gas Freon, membuatnya menjadi gas yang panas dan bertekanan tinggi .
- Gas panas ini bergerak melalui kumparan sehingga perlahan panasnya hilang dan berubah menjadi bentuk cair.
- Freon cair tersebut bergerak melalui sebuah katup pengembang (expansion valve) dan dalam prosesnya berubah menjadi gas dingin dengan tekanan rendah.
- Gas dingin ini bergerak melalui satu set kumparan dan ditiup keluar oleh kipas sehingga gas tersebut menyerap panas dan mendinginkan suhu di dalam gedung.
Freon memainkan peran yang penting dalam efisiensi sebuah AC. Karena itu, efisiensi yang lebih tinggi dapat diraih dengan menggunakan kualitas Freon yag lebih baik seperti hidrokarbon, jenis Freon ini lebih ringan karena itu membutuhkan listrik yang lebih rendah ketika AC dioprasionalkan. Berdasarkan kapasitasnya penyejuk udara di bagi 5 tipe antara lain sebagai berikut :
1. AC Window
Evaporator, kondensor dan kipas dipasangan dalam satu unit. Kapasitas AC ini biasanya rendah, berkisar antara 0,5 – 1 PK.
Gambar 2.3 Ac Window
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005 2. AC Split
Evaporator dan kipasnya dipasang di area yang akan dikondisikan sementara kompresor, kondenser, dan kipas dipasang di luar gedung. Biasanya kapasitas dari jenis ini berkisar antara 0,5 – 3 PK.
3. Chiller Water Plant
Secara prinsip cara kerjanya sama, namun kondensernya didinginkan dengan air, bukan gas Freon. Secara umum AC tipe ini digunakan sebagai sistem penyejuk udara yang tersentralisasi di gedung – gedung besar. Sehingga evporatornya tidak secara langsung mengatur udara namun mendinginkan air.
Udara didinginkan evaporator kemudian mengalir ke FCU dan AHU untuk mengatur suhu di gedung. AC jenis ini umumnya dilengkapi dengan sebuah kompresor yang terpisah.
Gambar 2.4 Ac Split
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
Gambar 2.5 Chiller Water Plant
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
4. Rooftop liquid chiller
Serupa dengan AC floor mounted, namun pemasangan evaporatornya di plafon.
Gambar 2.6 Rooftop liquid chiller Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
5. AC floor mounted
Cara kerjanya serupa dengan AC split, namun kapasitasnya lebih besar berkisar antara 0,5 – 20 PK dan di tempatkan di lantai.
Gambar 2.7 AC Floor Mounted
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
Dalam memutuskan pemasangan tipe AC biasanya yang berkapasitas kecil (window, split). Hal – hal berikut perlu dipertimbangkan :
1. Luas ruangan dan jumlah jendela.
2. Bila ada banyak jendela, seberapa besar panas yang diserap oleh jendela.
3. Apakah ada penghalang sinar matahari, seperti pepohonan.
4. Apakah udara tetap mengalir ke dalam ruangan.
Harga setiap AC tergantung pada jenisnya, window atau split, dan kapasitas pendinginnya. Kapasitas pendingin ditunjukkan dalam BTU per jam atau yang biasa disebut dengan tonnage. Setiap 12.000 BTU/jam sama dengan 1 tonnage.
Seringkali kapasitas AC yang dipasang lebih dari keperluan sehingga membuang energi. Berikut beberapa saran memilih ukuran AC yang tepat :
1. Tentukan total area ruangan yang ingin dikondisikan. Kemudian total area dibagi 55 untuk mencapai kebutuhan minimal tonnage.
2. Tentukan jumlah orang yang biasanya ada di ruangan. Untuk setiap 10 orang yang hadir di waktu yang bersamaan di dalam ruangan tambahkan 0,5 tonnes dari kebutuhan minimal. Bila kurang dari 10 perlu ada penambahan tonnage.
3. Berapa banyak peralatan yang menggunakan listrik atau penerangan. Untuk setiap 1500 Watt listrik yang digunakan tambahkan 0,5 tonnes.
4. Perhitungkan jumlah total tonnage banyak perusahaan pembuat AC memproduksi berbagai jenis AC. Pastikan membeli ukuran yang tepat yang sesuai dengan kebutuhan ruangan.
Ada beberapa metode yang menentukan kinerja sebuah AC. Salah satunya adalah dengan menentukan koefisien kinerja, atau yang lazim dikenal dengan COP (Coefisien of performance). COP adalah rasio antara jumlah panas (dalam satuan kW) yang di pindahkan dari evaporator untuk setiap satuan energi yang dikonsumsi (kW). Dengan kata lain COP adalah rasio antara kapasitas dari kompresor (kW) dan setiap ton Freon yang dipanaskan (TR) yang bisa diserap oleh evaporator.
Metode lain yang biasa digunakan adalah dengan menguji rasio efisiensi energi (EER). EER adalah rasio antara kapasitas panas yang digunakan untuk mendinginkan (dalam BTU) per jam dan konsumsi energi (dalam Watt).
Tabel 2.5 Konversi PK ke BTU
No Motor Kompresor BTU/jam
1 ½ PK 5000 – 6000 BTU
2 ¾ PK 6000 – 9000 BTU
3 1 PK 9000 – 11000 BTU
4 1 ½ PK 16000 – 18000 BTU
5 2 PK 18000 – 21600 BTU
6 2 ½ PK 21600 – 25200 BTU
7 3 PK 25200 – 30000 BTU
Sebagai contoh:
Diketahui luas ruangan 3 x 4 = 12 m2 berapakah AC yang di butuhkan ? Beban pendinginan = luas ruangan x faktor konversi / luas ruangan = 12 m2 x 0,06 TR/m2
= 0,72 TR 1 TR = 200 BTU/menit = 4,72 PK
0,72 TR = 144 BTU/menit = 8640 BTU/jam dari tabel di dapat motor kompresor yang digunakan adalah ¾ PK = 559,5 watt
Maka 𝐸𝐸𝑅 = 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝐵𝑇𝑈 𝐷𝑎𝑦𝑎𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑤𝑎𝑡𝑡
= 8640 𝐵𝑇𝑈/𝑗𝑎𝑚
559,5 𝑤𝑎𝑡𝑡 = 15,44
Nilai EER dapat digunakan sebagai patokan untuk membandingkan dengan AC merk lain. Memiliki ERR yang paling tinggi merupakan AC dengan efisiensi yang paling tinggi pula.
Standar Nasional Indonesia (SNI), dengan mengacu pada Conditioning and refrigeration institute, telah memutuskan untuk menentukan batas minimum dari COP untuk setiap sistem AC. Untuk efisien sistem AC ada dua jenis metodologi berbeda yang dapat dijadikan acuan : menurunkan kapasitas pendingin atan meningkatkan kinerja dari peralatan.
Pemeliharaan rutin dibutuhkan untuk memaksimalkan kinerja AC. Dalam prakteknya banyak pemilik gedung yang menggunakan layanan professional
untuk merawat sistem pengaturan udara, khususnya untuk pengisian Freon.
Karena karakteristik dari peralatan – peralatannya mudah terbakar, pemeliharaan lebih baik dilakukan oleh tenaga professional. Namun beberapa pemeliharaan dapat dilakukan sendiri. Prinsip kerja dasar dari AC adalah pemidahan panas, ini berarti seluruh permukan AC harus bebas dari debu, tidak kotor dan lain – lain untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi, pembersihan filter kumparan dan kipas, merupakan perawatan rutin yang biasa dilakukan sendiri.
2.5.2 Penerangan
Melihat begitu pentingnya cahaya bagi manusia untuk beraktivitas, maka tidaklah mengherankan jika perencanaan cahaya pada bangunan juga memegang peranan penting bagi keberhasilan fungsi dari bangunan tersebut.
Dalam suatu bangunan, pencahayaan selalu menjadi pertimbangan bagi bangunan baik itu untuk pencahayaan alamiah siang hari (sun lighting) maupun untuk pencahayaan buatan (artificial lighting). Pada pencahayaan alamiah siang hari, sumber cahaya didapat dari sinar matahari sehingga keberadaannya sangat tergantung dari keadaan alam serta posisi suatu daerah di bumi. Sehingga pengendalian pencahayaan alamiah tidak sama antara daerah yang satu dengan daerah lainnya.
Sementara itu pencahayaan buatan tidak terpengaruh oleh perbedaan waktu, tempat, maupun musim. Hal mana tidak didapat pada pencahayaan alamiah. Pada umumnya pencahayaan buatan ini dipergunakan pada saat penerangan alamiah siang hari berada pada kekuatan minimum atau kurang memenuhi syarat. Untuk memenuhi fungsi pencahayaan buatan yang pada umumnya sebagai pencahayaan untuk menutupi kekurangan pencahayaan alamiah siang hari, tentunya setiap perencanaan suatu pencahayaan buatan sangat tergantung dari kondisi perencanaan alamiah siang hari yang ada.
Secara umum, sistem penerangan hotel dibuat untuk menciptakan situasi yang terang, nyaman, aman dan menyenangkan. Untuk menciptakan suasana yang nyaman bagi tamu. Kadang ini merupakan hal yang sulit. Ada kemungkinan sistem penerangan terlalu boros dan sia – sia atau justru kurang terang. Tentu saja
hal ini tidak diinginkan pada hotel. Tabel di bawah ini menunjukkan standar penerangan.
Tabel 2.6 Standart penerangan untuk sektor perhotelan
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
Cara yang paling umum digunakan untuk merancang penerangan buatan adalah menentukan tata letak lampu yang dapat memberikan kuat cahaya pada bidang datar yang letaknya berada di sebelah bawah dari letak sumber cahaya. Metode ini membutuhkan arus cahaya (dalam lumen) yang akan digunakan untuk menentukan kuat cahaya tertentu :
A M U E.N. .
... (2.3) Dimana adalah arus cahaya (lumen)
N adalah jumlah lampu yang dipasang U adalah faktor utilitas
U = 0,45 untuk distribusi cahaya langsung U = 0,20 untuk distribusi cahaya tidak langsung U = 0,30 untuk distribusi cahaya ‘difuse’
M adalah faktor perawatan
M = 0,9 untuk ruang dengan sistem tata udara M = 0,8 untuk ruang standar
M = 0,5 untuk ruang yang selalu kotor (industri) A adalah luas bidang datar (m2)
Untuk memperoleh tingkat kenyamanan dan kelancaran operasional bagi penghuni/pengguna bangunan dalam melakukan aktivitasnya, maka setiap kegiatan atau fungsi ruang mempunyai kuat penerangan yang berbeda.
Tabel 2.7 Rekomendasi untuk penerangan umum Aktivitas atau Area Lux (rata-rata)
Percakapan/relaks 50 – 100
- Kegiatan rumit/teliti 1000 – 2000
Pekerjaan di dapur:
Misalkan : diketahui suatu kamar dengan luas 3x4 = 12m2 akan di pasang 1 titik lampu berapakah arus cahaya yang di perlukan? Jika E = 200 Lux berdasarkan
Dimana 1 watt = 680 lumen sehingga 15000 lumen = 22,058 watt
Banyak hotel masih menggunakan lampu pijar dalam sistem peneranganya.
Dari segi keindahan warna yang dihasilkan oleh lampu pijar memang lebih
menarik. Banyak hotel masih menggunakannya di taman, kamar mandi, lampu tempat tidur dan lampu meja. Akan lebih baik bagi hotel – hotel untuk membuat sistem penerangannya serupa dengan standar yang di atas. Hal ini dapat dicapai dengan manfaat berbagai jenis lampu yang saat ini umum tersedia di pasar.
Berikut adalah berbagai macam jenis lampu uang sering digunakan pada umumnya.
1. Lampu Pijar
Bola lampu jenis ini hampa udara atau berisi gas, yang dapat menghentikan oksidasi dari kawat pijar tungsten, namun tidak akan menghentikan penguapan. Warna gelap bola lampu dikarenakan tungsten yang teruapkan mengembun pada permukaan lampu yang relatif dingin. Dengan adanya gas inert, akan menekan terjadinya penguapan, dan semakin besar berat molekulnya akan makin mudah menekan terjadinya penguapan. Untuk lampu biasa dengan harga yang murah, digunakan campuran argon nitrogen dengan perbandingan 9 : 1. Gas yang terdapat dalam bola pijar dapat menyalurkan panas dari kawat pijar, sehingga daya hantar yang rendah menjadi penting.
Lampu yang berisi gas biasanya memadukan sekering dalam kawat timah.
Gangguan kecil dapat menyebabkan pemutusan arus listrik, yang dapat menarik arus yang sangat tinggi. Jika patahnya kawat pijar merupakan akhir dari umur lampu, tetapi untuk kerusakan sekering tidak begitu halnya. Tapi perlu diperhatikan efisiensi yang rendah dari lampu ini hanya 10 – 20 lumens per watt . Ketahanan lampu ini hanya 750 jam.
Gambar 2.8 Lampu Pijar
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
2. Lampu fluorescent (lampu TL)
Lampu fluorescent (lampu TL), 3 hingga 5 kali lebih efisien daripada lampu pijar standar dan dapat bertahan 10 hingga 20 kali lebih awet. Dengan melewatkan listrik melalui uap gas atau logam akan menyebabkan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan komposisi kimia dan tekanan gasnya. Tabung neon memiliki uap merkuri bertekanan rendah, dan akan memancarkan sejumlah kecil radiasi biru/ hijau, namun kebanyakan akan berupa UV. Bagian dalam dinding kaca memiliki pelapis tipis fospor, hal ini dipilih untuk menyerap radiasi UV dan meneruskannya ke daerah nampak. Proses ini memiliki efisiensi sekitar 50%. Tabung neon merupakan lampu ‘katode panas’, sebab katode dipanaskan sebagai bagian dari proses awal. Katodenya berupa kawat pijar tungsten dengan sebuah lapisan barium karbonat. Jika dipanaskan, lapisan ini akan mengeluarkan elektron tambahan untuk membantu pelepasan. Lapisan ini tidak boleh diberi pemanasan berlebih sebab umur lampu akan berkurang. Lampu menggunakan kaca soda kapur yang merupakan pemancar UV yang buruk. Jumlah merkurinya sangat kecil, biasanya 12 mg. Lampu yang terbaru menggunakan amalgam merkuri, yang kandungannya sekitar 5 mg. Hal ini memungkinkan tekanan merkuri optimum berada pada kisaran suhu yang lebih luas. Lampu ini sangat berguna bagi pencahayaan luar ruangan karena memiliki fitting yang kompak. Belakangan ini penggunaan jenis lampu ini lebih populer dari pada lampu pijar. Lampu ini memiliki efisiensi yang tinggi dan ketahanan yang lebih lama hampir 20.000 jam, Efficacy – 80 lumens/Watt (gir HF menaikan nilai ini sebesar 10%). Sayangnya lampu ini membutuhkan alat ballasts yang memakan banyak daya . efisiensi dapat ditingkatkan dengan menggunakan ballasts elektronik.
Gambar 2.9 Lampu fluorescent (lampu TL) Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
3. CFL
Ini adalah lampu yang paling efisien yang tersedia di pasaran, dengan efisiensi tinggi sekitar 50 – 60 lpw dengan usia sampai 12.000 jam tersedia dalam ukuran yang kecil lampu ini sangat direkomendasikan untuk digunakan di hotel – hotel.
Gambar 2.10 CFL
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005 4. Halogen
Lampu halogen adalah sejenis lampu pijar. Lampu ini memiliki kawat pijar tungsten seperti lampu pijar biasa yang digunakan di rumah, tetapi bola lampunya diisi dengan gas halogen. Atom tungsten menguap dari kawat pijar panas dan bergerak naik ke dinding pendingin bola lampu. Atom tungsten, oksigen dan halogen bergabung pada dinding bola lampu membentuk molekul oksihalida tungsten. Suhu dinding bola lampu menjaga molekul oksihalida tungsten dalam keadaan uap. Molekul bergerak kearah kawat pijar panas dimana suhu tinggi memecahnya menjadi terpisah-pisah. Atom tungsten disimpan kembali pada daerah pendinginan dari kawat pijar – bukan ditempat yang sama dimana atom diuapkan. Pemecahan biasanya terjadi dekat sambungan antara kawat pijar tungsten dan kawat timah molibdenum dimana suhu turun secara tajam. Ketahanan yang lebih lama sampai 3000 jam dan
dengan Efficacy 50 - 90 lumens/Watt. Lampu ini menghasilkan warna khusus dan umumnya digunakan di tempat – tempat dimana aktivitas membutuhkan pencahayaan yang lebih terang dan warna khusus.
Gambar 2.11 Halogen
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
5. High Intensity Discharge (HID)
Tipe lampu ini digunakan untuk kebutuhan luar ruangan, seperti: area parkir, jalanan, gudang, dan lain – lain ketahanan berkisr antara 10.000 hingga 25.000 jam.
Gambar 2.12 High Intensity Discharge Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
Ingat watt adalah satuan daya lampu yang dikonsumsi, saat membeli lampu kita harus memperhatikan efiseinsinya dinyatakan dalam satuan lumen per Watt, lpw.
Lumen per Watt adalah lumen yang dihasilkan per watt listrik yang digunakan sebuah lampu. Aturan dalam pembelian lampu adalah: semakin tinggi tingkat efisiensinya maka lebih baik. Lampu pijar memiliki 10 – 20 lpw sementara CFL memilki 50 – 60 lpw.
Perbedaan efisiensi antara lampu bohlamp dengan CFL membuat CFL lebih efisien dalam hal konsumsi listrik. Sebagai contoh, untuk menghasilkan 500 lumen cahaya, lampu bohlam membutuhkan 40 Watt konsumsi listrik sementara CFL membutuhkan hanya 11 Watt. Meskipun lebih efisien orang lebih memilih untuk membeli lampu pijar dari pada CFL. Harga awal lampu pijar memang 20%
lebih murah. Namun CFL tetap lebih hemat
Tabel 2.8 Perbandingan biaya lampu pijar dengan lampu CFL
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
Pada lampu TL daya listrik yang dikonsumsi digunakan untuk menghasilkan cahaya (lumens) dan menghidupkan ballast. Ballast adalah alat electronik yang digunakan sebagai pengatur voltase. Ada dua jenis ballast : ballast konvensional yang arus menggunakan elektromagnetik, serta dan ballast elektronik.
Lampu yang menggunakan ballast konvensional bisa berkedip – kedip bahkan menghasilkan suara mendengung. Ketika suara dengungan mulai terdengar tandanya harus membeli lampu yang baru . jika hotel menggunakan banyak lampu flourestcent dan ingin mengurangi tagihan listrik, inilah saatnya untuk mengganti ballast konvensional dengan ballast elektronik.
Lampu fluorescent modern dilengkapi dengan ballast elektronik yang ringan tanpa suara dan tidak berkedip – kedip. Jenis lampu ini mampu mengurangi konsumsi listrik hingga 30%. Tidak seperti ballast konvensional, lampu flourestcent dilegkapi dengan penyeimbang elektronik dan dapat dimodifikasi dengan dimmer untuk menghemat yang lebih tinggi lagi.
Saat ini teknologi membantu kita megendalikan lampu. Perkembangan dan kemajuan teknologi ini seperti contoh – contoh bawah membantu penghematan energi dan pada saat yang bersamaan – memaksimalkan kegunaannya.
1. Timer
Alat ini digunakan untuk penerangan di luar ruangan seperti kebun, lapangan parkir, gazebo dan lain – lain
Gambar 2.13 Timer
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
2. Sensor Gerakan
Alat ini akan secara otomatis menghidup / mematikan lampu berdasarkan gerakan manusia. ini cocok untuk lampu di sepanjang koridor.
Gambar 2.14 Sensor Gerakan
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005
3. Photocell
Alat ini dapat mengukur atau mendeteksi cahaya alami. Ketika cahaya alami melemah alat ini akan secara otomatis menghidupkan lampu dan sebaliknya. Untuk efisiensi yang lebih tinggi kombinasikanlah alat ini dengan dimmer.
Gambar 2.15 Photocell
Sumber : Buku Panduan Efisiensi Pada Hotel, 2005