Bisnis perhotelan pada umumnya menyuplai keperluan air panasnya dengan menggunakan mesin boiler, yaitu dengan menghasilkan uap panas dan/atau air panas, kemudian didistribusikan ke dapur, laundry, dan penyimpanan air panas untuk suplai kamar tamu. Dua jenis boiler yang biasanya digunakan di hotel:
1. Firetube
Terdiri dari sebuah tangki air yang diberi lubang untuk dilalui pipa-pipa, dimana gas panas akan mengaliri pipa-pipa tersebut untuk memanaskan air di dalam tangki. Air yang dipanaskan akan menghasilkan uap panas, yang kemudian dapat digunakan untuk memanaskan air yang akan digunakan dikamar mandi dan untuk keperluan binatu.
2. Watertube.
Pada jenis ini, air dialirkan melalui susunan pipa yang terdapat didalam gas panas yang dihasilkan dari pembakaran. Pada boiler watertube, air panas tidak berubah menjadi uap, sehingga bias langsung digunakan untuk berbagai keperluan seperti air panas di kamar-kamar, binatu, dan untuk keperluan mencuci piring. Jenis ini lebih banyak digunakan di Indonesia.
Kedua jenis boiler memiliki sistem terbuka dan tertutup. Perbedaannya adalah pada sistem terbuka, uap panas dikeluarkan melalui lubang. Sedangkan pada sistem tertutup, uap panas disalurkan kembali untuk digunakan membantu pemanasan air.
Boiler menjadi salah satu target utama dalam program penghematan energi di hotel karena teknologi saat ini telah memberikan beragam alternatif alat dan cara pengadaan yang lebih hemat listrik/bahan bakar.
Kaitan Sistem Air Panas dengan Pemakaian Energi
Untuk mengoperasikan mesin boiler memerlukan bahan bakar (energi), dimana di Indonesia penggunaan minyak solar dan gas lebih sering ditemui. Tingkat eisiensi boiler sangat mempengaruhi besar kecilnya bahan bakar yang digunakan. Untuk teknologi boiler di Indonesia rata-rata memiliki tingkat eisiensi sebesar 75%- 85%. Selain itu, teknologi saat ini memungkinkan kebutuhan air panas terpenuhi/ disuplai tanpa menggunakan mesin boiler, sehingga penghematan energi dapat diperoleh dari berkurangnya pembelian bahan bakar untuk mesin boiler.
Ada beberapa macam satuan yang digunakan boiler, namun satuan dasar yang umum digunakan adalah the British Thermal Unit (BTU). Untuk penggunaan berskala seperti rumah tangga dan hotel, kapasitas yang digunakan berkisar antara 67.000 hingga 3,4 juta BTU. Sementara untuk penggunaan berskala besar seperti industri, kapasitasnya berkisar antara 10 juta hingga 33,5 juta BTU.
Sistem air panas terdiri dari beberapa komponen yang kesemuanya mempengaruhi penggunaan energi secara keseluruhan, yaitu steam piping, steam trap, Caloriier, deaerator, dan condensate return pipe. Kebocoran energi dapat terjadi di beberapa
tahapan proses pemanasan air dalam boiler, antara lain: • Proses pembakaran
Besarnya kehilangan dalam proses ini dipengaruhi oleh rasio pencampuran udara dan bahan bakar.
• Panas dalam lue gas.
Proses ini dipengaruhi oleh banyaknya kelebihan udara pembakaran dan keefektifan proses pemindahan panas.
• Blow-down
Proses pelepasan air panas dari boiler untuk mengontrol penumpukan partikel-partikel.
• Skin loss
Apakah Kinerja Sistem Air Panas di Hotel Anda Sudah Eisien?
Eisiensi energi di pemakaian air panas bertujuan untuk 1) menghemat pemakaian air panas, 2) mengurangi jumlah air buangan, 3) mengurangi pemakaian energi untuk pompa air, 4) mengurangi energi untuk memanaskan air. Eisiensi boiler pada umumnya dideinisikan dengan rasio antara energy yang dihasilkan dengan energy yang dipergunakan. Eisiensi tersebut dapat diukur dengan pengukuran jumlah bahan bakar yang digunakan dan efektiitas pemindahan panas menjadi air atau uap. Selain menghitung tingkat eisiensi tersebut, observasi terhadap kondisi mesin boiler, termasuk memastikan apakah perawatan terhadap mesin dilakukan secara rutin sangat mempengaruhi tingkat eisiensi mesin.
Sebuah boiler dapat menghabiskan sekitar 25 sampai 30% dari total energi yang digunakan (tidak diubah menjadi panas). Proses transfer panas yang maksimum dari pembakaran ke air adalah hal yang penting untuk menjaga eisiensi boiler. Masalah umum yang dapat menurunkan eisiensi boiler adalah friksi yang sebenarnya dapat dengan mudah diatasi dengan menambahkan bahan kimia anti kerak ke dalam system dan melakukan pembersihan secara rutin. Pembersihan secara rutin juga dapat mencegah penyumbatan yang diakibatkan oleh penumpukan partikel-partikel di bagian penahan uap yang dapat berpotensi mengurangi eisiensi boiler.
Beberapa checklist observasi dapat digunakan seperti di bawah ini: Tanggal Audit Energi Pelaksana Audit Energi
Boiler/Steam/Suplai Air Panas CEK Tindak Lanjut
• Apakah setting temperatur air panas terlalu tinggi
(diatas 50oC)?
• Apakah penggunaan steam untuk laundry cukup
efektif untuk dilakukan secara internal?
• Apakah memungkinkan untuk menerapkan sistem
cogen atau heat recovery untuk mengurangi biaya energi pada steam?
Alternatif Penghematan Energi pada Sistem Air Panas
1. Lakukan perawatan berkala tahunan.
Untuk boiler gas harus dilakukan perawatan minimal 1 tahun sekali dan untuk boiler menggunakan minyak solar harus dilakukan perawatan minimal 2 kali setahun. Perawatan boiler yang dilakukan secara rutin dapat mengoptimalkan eisiensi boiler, mengurangi emisi CO2, menghemat pemakaian bahan bakar, dan dapat menjaga kelancaran pengoperasian mesin boiler serta sistem pemanas. Boiler, tangki air panas, pipa dan katup air panas harus diinsulasi dengan baik untuk mencegah kebocoran panas.
2. Menggunakan peralatan pengendalian otomatis untuk mengoperasikan boiler sehingga pemanas dapat dikontrol dengan baik.
3. Pemeriksaan sistem pengendalian pada saat proses perawatan. Proses pengoperasian yang tidak tepat dapat menurunkan eisiensi boiler hingga 20%.
4. Memastikan bahan-bahan yang digunakan untuk pipa panas, saluran, dan penutup telah diinsulasi dengan baik. Seluruh sistem air panas harus diinsulasi dengan baik.
5. Gunakan tangki ekspansi yang diinsulasi dan alat penukar panas.
6. Cegah pembentukan akumulasi kerak di tabung pemanas yang menghalangi aliran dan perpindahan udara dengan merawat sistem pengolahan air umpan. Hal ini juga akan mengurangi potensi kerusakan boiler.
7. Lakukan pemeriksaan sistem distribusi uap. Kebocoran, kerusakan pada valve, steam trap, dan peralatan lainnya akan menurunkan kinerja sistem.
8. Bersihkan saringan aliran hulu dan steam traps secara rutin untuk mencegah akumulasi partikel.
9. Cegah kelebihan udara untuk pembakaran dengan menyesuaikan kipas, damper, seal dan meningkatkan pengawasan terhadap over-draft api.
10. Menurunkan suhu udara pada boiler sesuai dengan tingkat kebutuhan untuk mengurangi kehilangan panas siklus pendek, kenvektif, dan radiant. Pengaturan air panas untuk kamar tamu biasanya cukup pada suhu kurang lebih 50oC.
11. Pertimbangkan untuk mengganti boiler yang sudah berusia diatas 25 tahun. Boiler baru yang didesain dengan teknologi lebih baik memiliki eisiensi yang tinggi.
12. Membersihkan:
- Sisi api dari penukar panas.
- Sisi air dari kerak air dari penukar panas. . - Alat pembakar.
13. Untuk boiler bertekanan atmospheric, periksa dan sesuaikan tekanan gas didalam pipa.
14. Pada forced draft boiler yang melebihi daya muat, periksa dan sesuaikan udara dan tingkat aliran gas.
15. Untuk mengurangi pemakaian Uap/Air panas di laundry, dan kitchen, dapat dilakukan dengan:
• Keran yang dapat mematikan aliran air secara otomatis • Penggunaan keran dengan sensor pengendali
• Flush otomatis dengan sensor pengendali
• Peralatan dengan teknologi aliran air yang lebih eisien
16. Penggunaan Teknologi baru untuk menyuplai air panas:
1. Solar Water Heater. Penggunaan ini cocok untuk mengurangi kebutuhan air panas di kamar mandi
2. Aplikasi Heat Recovery System pada mesin chiller untuk mendapatkan fungsi pemanasan air:
Yaitu dengan memanfaatkan efek pendinginan udara buangan atau udara kondensat dari kumparan pendingin. Udara buangan dikumpulkan dan disalurkan ke heat wheel dimana efek pendinginan diperoleh dan dipindahkan ke udara segar yang masukkan, sehingga lebih menghemat energi. Udara kondensat dari cooling coils juga dapat dikumpulkan dan disalurkan melalui heat exchanger dimana efek pendinginan dipindahkan ke make-up water. Keefektifan/keekonomian sistem ini akan tergantung pada kemudahan udara buangan atau kondensat untuk dikumpulkan. Pada umumnya, investasi sistem heat recovery ini dapat mencapai pengembalian
(payback) dalam waktu antara 4 sampai 5 tahun.
Terdapat 2 pilihan untuk aplikasi sistem ini:
1. Low Temperature Heat Recovery: mencapai suhu 40ºC. Panas yang relatif rendah ini berasal dari refrigerant yang mengalami kondensasi. Pada temperatur yang lebih tinggi, panas akan lebih mudah untuk diperoleh kembali untuk kemudian digunakan, tetapi hanya memungkinkan untuk memperoleh sebesar 5% sampai 10% dari total panas yang ditolak/tidak digunakan oleh sistem.
2. High Temperature Heat Recovery: suhu antara 60ºC sampai 90ºC. Tingkat panas yang cukup tinggi ini berasal dari pemanasan kembali refrigerant antara kompresor dan condenser.
Penggunaan chiller dengan sistem heat recovery di hotel Bintang 4 dapat mengurangi konsumsi solar menjadi 1,4%-nya saja
Kartika Chandra, 2010. Berdasarkan analisis terhadap kinerja chiller yang ada, yaitu chiller centrifugal dengan kapasitas 400 TR yang telah berumur 14 tahun, ternyata chiller tersebut sudah tidak eisien karena hanya mampu bekerja sebesar 50% dari kapasitasnya. Hariyanto, Chief Engineer hotel yang sempat mempertimbangkan opsi penggantian chiller dengan sistem heat recovery atau heat pump, pada akhirnya memilih opsi pertama dengan pertimbangan penghematan dalam investasi.
Proposal tersebut diajukan oleh Chief Engineer ke pihak manajemen. Sistem heat recovery secara teknis memproduksi air dingin, dan air panas sebagai bonusnya, dimana hanya memerlukan investasi untuk 1 mesin chiller. Opsi kedua secara teknis menghasilkan air panas dengan bonus air dingin, sehingga dibutuhkan kombinasi 2 jenis mesin chiller yang menghasilkan air dingin dan air panas, selain kebutuhan lokasi yang cukup luas. Pemilihan jenis produk tersebut juga mempertimbangkan kemampuan sistem untuk menghasilkan air panas pada +/- 70 oC, sehingga tidak perlu lagi mengoperasionalkan
water heater yang bahan bakarnya adalah solar industry. Dengan perhitungan ROI (return of investment) dicapai hanya dalam kurun waktu 2 tahun, program tersebut disetujui oleh general manager pada saat itu.
Sebesar 98,6% penghematan konsumsi solar (216.000 liter pada 2010 menjadi 3.050 liter pada tahun 2011) atau penghematan sebesar Rp. 1.428.213.000,00 dapat dicapai setelah penggantian chiller tersebut. Biaya solar yang mencapai 28% dari biaya listrik pada tahun 2010, menurun hingga 2,1% pada tahun 2011.
Hotel Kartika Chandra merupakan hotel berbintang 4 yang dibangun pada tahun 1971 dengan total luas bangunan sebesar 32.000 m2. Pada tahun pelaksanaan program, Hotel tersebut memiliki 276 kamar tamu dengan tingkat okupansi rata-rata sebesar 70%.
Investasi Program Penghematan Energi Sistem Air Panas
Cara Penghematan Energi No Cost Low Cost
Medium & High
Cost
1. Lakukan perawatan berkala tahunan. X
2. Menggunakan peralatan pengendalian otomatis untuk mengoperasikan boiler sehingga pemanas dapat dikontrol dengan baik.
X
3. Pemeriksaan sistem pengendalian pada saat pros- es perawatan. Proses pengoperasian yang tidak te- pat dapat menurunkan eisiensi boiler hinga 20%.
X
4. Memastikan bahan-bahan yang digunakan untuk pipa panas, saluran dan penutup telah diinsulasi dengan baik. Seluruh system air panas harus diin- sulasi dengan baik.
X
5. Gunakan tangki ekspansi yang diinsulasi dan alat
penukar panas. X 6. Cegah pembentukan akumulasi kerak di tabung
pemanas yang menghalangi aliran dan perpinda- han udara, dengan merawat system pengolahan air umpan. Hal ini juga akan mengurangi potensi kerusakan boiler.
X
7. Lakukan pemeriksaan system distribusi uap. Ke- bocoran, kerusakan pada valve, steam trap, dan peralatan lainnya akan menurunkan kinerja sistem.
X
8. Bersihkan saringan aliran hulu dan steam traps
secara rutin untuk mencegah akumulasi partikel. X 9. Cegah kelebihan udara untuk pembakaran dengan
menyesuaikan kipas, damper, seal dan meningkat- kan pengawasan terhadap over-draft api.
X
10. Menurunkan suhu udara pada boiler sesuai den- gan tingkat kebutuhan untuk mengurangi kehil- angan panas siklus pendek, kenvektif dan radiant. Pengaturan air panas untuk kamar tamu biasanya cukup pada suhu kurang lebih 50oC.
X
11. Pertimbangkan untuk mengganti boiler yang sudah berusia diatas 25 tahun. Boiler baru yang didesain dengan teknologi lebih baik memiliki eisiensi yang tinggi.
X
12. Untuk boiler bertekanan atmospheric, periksa dan sesuaikan tekanan gas didalam pipa. X 13. Pada forced draft boiler yang melebihi daya muat,