PENGARUH SETTING TEMPERATUR TERHADAP KINERJA AC
SPLIT
Putri Hidayati
Jurusan Teknik Konversi Energi
Jl. Geger Kalong Hilir Desa Ciwaruga, Kotak Pos 1234, Bandung 40012
Email : [email protected]
ABSTRAK
Salah satu upaya dalam meningkatkan kinerja sistem dan menurunkan konsumsi energi adalah dengan melalui kegiatan konservasi energi. Kegiatan konservasi energi melalui sistem pengkondisian udara dapat dilakukan melalui setting temperatur ruang. Kapasitas AC digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah tiga kapasitas yaitu, 1 PK, 1,5 PK dan 2 PK. Metode pengkajian kinerja Air Conditioning (AC) meliputi perhitungan detail COP (Coeficient of Performance) dan efek refrigerasi yang ditinjau dari fluida eksternal yaitu udara. Terdapat hubungan yang linear antara temperatur setting dengan konsumsi energi, efek refrigerasi dan COP. Penurunan temperatur setting dari 25 oC ke 17 oC menyebabkan penurunan konsumsi energi secara linear, peningkatan efek refrigerasi dan peningkatan COP secara linear. Pada kapasitas AC 1 PK diperoleh penurunan konsumsi energi dari setting temperatur 25 oC ke 17 oC sebesar 37,13 %, kenaikan efek refrigerasi sebesar 9,34% dan kenaikan COP sebesar 38,14%. Untuk kapasitas AC 1,5 PK diperoleh penurunan konsumsi energi sebesar 38,59%, kenaikan efek refrigerasi sebesar 7,72% dan kenaikan COP sebesar 43,26%. Dan untuk kapasitas AC 2 PK diperoleh penurunan konsumsi energi sebesar 42,78%, kenaikan efek refrigerasi sebesar 9,65% dan kenaikan COP sebesar 43,2%.
Kata kunci : Konservasi energi, Air Conditioning, COP, Efek refrigerasi, Temperatur setting, Konsumsi energi
PENDAHULUAN
Pada Peraturan Pemerintah No. 70 Tahun 2009 disebutkan bahwa pengguna sumber energi dan pengguna energi yang menggunakan sumber energi dan/atau energi lebih besar atau sama dengan 6.000 (enam ribu) setara ton minyak per tahun wajib melakukan konservasi energi melalui manajemen energi. Untuk sistem tata udara adanya Peraturan Menteri ESDM No.14 Tahun 2012 Bab III tentang pelaksanaan penghematan energi, bahwa suhu ruang kerja diatur antara 24oC hingga
27oC dengan kelembaban relatif antara 55% hingga 65%.[4]
Perkembangan teknologi sistem pengkondisian udara, range setting
dari kapasitas AC yang berbeda sesuai kebutuhan pendinginanya.
METODELOGI
Studi eksperimen mengenai pengaruh efek temperatur ruang terhadap kinerja sistem pengkondisian udara telah banyak dilakukan. Elsayed dan Abdulrahman (2011) terjadi penurunan COP sebesar 35 % sebagai akibat perubahan temperatur inlet udara evaporator.
Siklus Kompresi Uap
Siklus refrigerasi kompresi-uap merupakan kebalikan siklus Carnot, di mana fluida kerja yaitu refigeran harus menguap seluruhnya sebelum dikompresi pada kompresor.
Gambar 1. Siklus Kompresi Uap
Proses-proses yang terjadi dalam sistem kompresi uap antara lain:
proses 1-2: Uap jenuh dari evaporator masuk menuju kompresor dimana tekanannya dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab sebagian energi yang menuju proses kompresi dipindahkan ke refrigeran.
proses 2-3 : Superheated gas bertekanan tinggi dari kompresor menuju kondensor. Pada tahap ini refrigeran bertekanan dan bersuhu tinggi dikondensasikan. Proses kondensasi pada tahap ini biasanya menggunakan udara atau air.
proses 3-4 : saturated liquid yang sudah dikondensasi dan bertekanan tinggi melewati peralatan ekspansi, dimana akan terjadi penurunan tekanan dan pengendalian laju aliran refrigeran menuju tahap 4-1.
proses 4’-1 : refrigeran cair dari proses ekspansi dalam evaporator akan menyerap panas dari lingkungan, biasanya udara atau air. Selama proses ini cairan merubah bentuknya dari cair menjadi gas.
Prestasi Air Conditioning dinyatakan dalam COP (Coefisient of Performance). [2]
Besarnya COP pada sistem kompresi uap dinyatakan dalam persamaan berikut:
COPR=
Qev = h1 – h4
QC = h2 – h1
dimana:
Qev = Efek pendinginan yang terjadi
dievaporator (kJ/kg)
Qc = Besarnya proses komresi pada
kompresor (kJ/kg)
h2 = Entalpi refrigeran keluaran
kompresor, (kJ/kg)
h1 = Entalpi refrigeran masukan
kompresor, (kJ/kg)
h4 = Entalpi refrigerant masuk
evaporator, (kJ/kg)
Besarnya efek refrigerasi/kapasitas pendinginan tergantung pada temperatur ruang, temperatur ambien dan kelembaban.
Kapasitas pendinginan dalam sistem refrigerasi berasal dari hukum termodinamika pertama dimana energi kinetik dan energi potensial diabaikan.[3] Besarnya efek refrigerasi/kapasitas pendinginan dihitungan menggunakan persamaan:
ER = ṁu (hu out – hin)
Sedangakan konsumsi energi input diperoleh berdasarkan pengukuran
tegangan, arus dan cos ф pada bagian outdoor, yaitu kompresor. Besarnya konsumsi energi input dapat dihitung menggunakan formula:
Win = V x I x cos ф
Sehingga besarnya COP adalah sebagai berikut:
COPR =
Secara matematis besarnya nilai ini sesuai dengan persamaan:
COPR=
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data dari hasil pengukuran utama yaitu temperatur dan kelembaban baik temperatur dan kelembapan ruang maupun ambient yang di plot pada software CAT-T3 (Computer Aided- Thermodynamic) sehingga diperoleh entalpi udara. Parameter-parameter data hasil kajian dan pengukuran ditunjukan sebagai berikut:
Gambar 2. Hubungan Setting temperatur terhadap COP
COP yang dihasilkan turun secara linear dengan peningkatan temperatur
setting. Pada AC 1 PK diperoleh COP sebesar 43,26%, begitu juga dengan AC 2 PK, COP terendah sebesar 2,01 dan tertinggi sebesar 3,53 maka diperoleh kenaikan COP sebesar 43,2%.
Sebagai akibat penurunan temperatur
setting, efek refrigerasi mengalami kenaikan sebagaimana yang diperilahatkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan Setting Temperatur terhadap Efek Refrigerasi
Efek refrigerasi naik secara linear dengan penurunan temperatur setting.
1
SettingTemperatur Ruang (oC) 1 PK
Temperatur Setting(oC)
1 PK
1.5 PK
Dengan penurunan temperatur setting diperoleh kenaikan efek refrigerasi sebesar 9,34% untuk AC 1 PK, 7,72 % untuk AC 1,5 PK dan 9,65% untuk AC 2 PK.
Perubahan temperatur setting
berdampak pada besarnya konsumsi energy sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Hubungan Setting Temperatur terhadap Konsumsi Energi
Dengan kenaikan temperatur setting
maka terjadi kenaikan konsumsi energi, Pada AC 1 PK diperoleh penurunan konsumsi sebesar 42,78%, Untuk AC 1,5 PK sebesar 38,59% dan AC 2 PK sebesar 37,13 %.
Sebagai dampak peningkatan konsumsi energi akibat dari peningkatan temperatur setting maka biaya operasi semakin meningkat, hal ini diperlihatkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Hubungan Temperatur Setting
Terhadap Biaya Operasi
Dengan peningkatan temperatur setting
diperoleh biaya operasi yang semakin besar. Hubungan tersebut naik secara linear.
Diperoleh penghematan seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Penghematan Pertahun
Kap. AC 1 PK 1,5 PK 2 PK
Var. temp Saving/tahun
o kecendrungan kenaikan COP dengan penurunan setting temperatur. Dengan penurunan setting temperatur diperoleh kenaikan COP sebesar 38,14 % untuk AC 1 PK, 43,26 % untuk AC 1,5 PK dan 43,2 % untuk AC 2 PK. 2) Untuk setiap kapasitas AC, diperoleh kecendrungan kenaikan efek refrigerasi dengan peurunan setting temperatur ruang. Dengan penurunan setting temperatur diperoleh kenaikan efek refrigerasi sebesar 7,72% untuk AC 1 PK, 9,34 % untuk AC 1,5 PK dan 9,65% untuk AC 2 PK.
3) Semakin meningkat setting
temperature ruang , konsumsi energi pada kompresor semakin meningkat. Semakin besar kapasitas AC, maka konsumsi energi semakin besar. diperoleh penurunan konsumsi sebesar 42,78%, Untuk AC 1,5 PK sebesar 38,59% dan AC 2 PK sebesar
Temperatur Setting(oC)
1 pK
Temperatur Setting(oC) 1 PK
1.5 PK
4) Untuk setiap AC diperoleh kecendrungan penurunan biaya operasi dengan penurunan temperatur setting. Diperoleh pengematan tertinggi pada AC 1 PK sebesar Rp 20.460, 1,5 PK sebesar Rp 84.480 dan untuk AC 2 PK sebesar Rp 148.800.
DAFTAR PUSTAKA
1) Amr.O. Elsayed dan Abdulrahman S. Hariri, 2011, Jurnal Low-Energy Architecture, World Renewable Energy, Saudi Arabia
2) ASHRAE Handbook. 2009.
Refrigeration-Chapter 30 Thermofisical Properties of Refrigeran. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc, Atlanta
3) Dossat, R.J. Principles of Refrigeration. 1978 second Edition, John Wiley & sons, New York 4) Lippsmeier Georg. 1994.
Bangunan Tropis. Jakarta. Erlangga
5) Peraturan Menteri Energi dan Sumber daya Mineral No 14 Tahun 2012
6) Piter Silitonga, Rio Jon. Peralatan Monitoring dan Instrumentasi Audit Energi, PT Energy Management Indonesia (Persero) 7) Soegijanto, 1999. Bangunan di
Indonesia dengan Iklim Tropis Lembab Ditinjau dari Aspek 8) Standar Nasional Indonesia (
SNI-03-6390-2000) “Konservasi energi sistem tata udara pada bangunan gedung
