Analisa Penghematan Energi Pada Pompa Chilled Water Pump

(1)

ANALISA

PENGHEMATAN

ENERGI

PADA

POMPA

CHILLED

WATER

PUMP

(CWP)

DENGAN

MENGGUNAKAN

INVERTER

DI

PLAZA

BII

JAKARTA

EkoIhsanto,HandreaEkaWardhana

ProgramStudiTeknikElektroFakultasTeknik UniversitasMercuBuana,Jakarta

.

ABSTRAK

Hampir semua gedung atau pabrik besar menggunakan motor AC sebagai penggerak utamanya, termasuk untuk sistem AC. Konsumsi daya motor-motor AC ini cukup besar dan tentu saja amat mempengaruhi besarnya tagihan listrik gedung yang bersangkutan. Dari beberapa audit energi listrik, besar tagihan yang terkait AC bisa mencapai 70% dari total tagihanlistrik.Untukituperludilakukanupayapenghematan.

Salah satu upaya penghematan konsumsi energi listrik motor AC adalah dengan modifikasi teknik pengendaliannya, yaitu menggunakan inverter atau Variable Speed Driver (VSD). Sebelum pemasangan inverter tersebut, harus dilakukan pengambilan data berupa konsumsi energi listrik. Setelah mendapatkan data mengenai konsumsi energi listrik, maka langkah selanjutnya adalah melihat apakah ada peluang untuk dilakukan penghematan energi pada motor – motor tersebut. Jika terdapat peluang, maka akan dipasangkan inverter (VSD) pada motorlistrik tersebut. Setelahdipasangkaninverter,makaselanjutnyaadalahmengambil data konsumsi energi listrik setelah motor dipasangkan inverter. Dari data tersebut, maka bisa dilihatdandianalisaseberapabesarpenghematanenergiyangbisadilakukan

Penelitian ini melakukan pengukuran dan analisa konsumsi energi listrik yang terkait penggunaan CWP (Chilled Water Pump) di Gedung Plaza BII Jakarta. Beberapa rekomendasi terkait penghematan energi dan BEP (Break Even Point) disebutkan di bagian laporan penelitianini.

Katakunci:VSD,CWP,AC,BEP. PENDAHULUAN

LatarBelakangMasalah

Saatini,banyakgedungdanpabrik yang menggunakan motor listrik sebagai

penggerak utama dalam sistem.

Penggunaan motor-motor listrik ini membutuhkan energi listrik yang cukup besar. Jika tanpa upaya penghematan, penggunaan motor-motor listrik tersebut

tanpa henti akan menyebabkan

pemborosan energi listrik dan pembayaran rekeninnya.

Dalam situasi di mana kebutuhan energi listrik naik dan persedian sumber

daya untuk menciptakannya semakin

menipis, satu cara yang jelas adalah menggunakan energi listrik secara efisien. Didalamperkembanganteknologi,Variable Speed Drive (VSD) atau lebih dikenal

inverter dapet membantu menghemat

konsumsienergilistrik termasukmembantu

mengurangi emisi gas buang dari bahan bakarfosil.

Penggunaan motor pompa dan kipas bisa menjadi contoh aplikasi motor listrik yang tidak efisien. Hampir setiap gedung bertingkat saat ini, menggunakan motor listik untuk Chilled Water Pump

(CWP), atau pompa pendingin yang menggunakan air. Biasanya pompa ini dijalankan dengan putaran maksimum dan umumnyateknikPenggunaanPompaCWP secara terus menerus dapat menyebabkan pemborosan energi listrik dan pembayaran rekeningnya.

Selain itu, pemasangan motor-motor listrik saat ini masih menggunakan cara konvensional, yaitu dengan menggunakan kontaktor. Penggunaan kontaktordanpemasangandenganmetode konvensioanl seperti ini bisa menimbulkan lonjakan arus start saat motor pertama kali dihidupkan. Lonjakan arus karena starting ini juga mempengaruhi pemborosan

(2)

konsumsi energi listrik. Beruntung lonjakan arus seperti ini bisa kita kurangi dengan mengganti kontaktor star-delta dan meninggalkan metode lama dengan cara pemasangan inverter (Variable Speed Drive).

Inverter (VSD) ini selain bisa mengurangi lonjakan arus starting, bisa juga kita manfaat kan untuk penghematan energi sepanjang pemakaian motor yang bersangkutan atau Saving Energi. Penghematan energi ini bisa kita lakukan

dengan mengatur kecepatan motor

menggunakan inverter (VSD) dengan cara mengatur frekuensi dari motor tersebut, sehinggasistemtersebutlebihefisien.

PERANCANGAN Gambar1.SistemACpadaGedung

Komersial.

GambaranUmum.

Sebuah pabrik atau gedung

bertingkat biasanya memiliki sistem penyejuk udara (air conditioning) yang terdiri dari beberapa unit, di antaranya pompa air dingin (chilled water), pompa condenser, menara pendingin (cooling tower),danalatpenghembusudara(AHU& FCU).

Dengan banyaknya sistem seperti di atas, maka saat ini banyak dilakukan perancangan sistem untuk melakukan penghematan energi pada motor pompa dengan menggunakan inverter (VSD). Sebelum pemasangan inverter (VSD) perlu

diketahui bahwa sistem lama masih

menggunakan sistem konvensional (Star-Delta).

Sistem penghematan energi yang menggunakan inverter ini dirancang dengan didahului penentuan rating motor yang digunakan, tegangan input dan output, serta besar arus listrik pada motor tersebut.

Pada pengujian ini, penghematan energi dilakukan pada sistem air conditioning di gedung komersial “PLAZA BIITower2”,jalanMH.Thamrin.Pengujian dilakukan pada pompa condenser di lantai 40,denganuraiansebagaiberikut:

1. Sistem air conditioning di Tower#2 Plaza BII dilayani oleh 5 unit chiller utama masing-masing 420 kW dan 1 unit baby chiller untuk keperluan overtimedengankapasitas300kW. 2. Jenis chiller ini dilayani oleh 6 unit

cooling tower lengkap dengan 7 unit pompa condencer (enam dengan kapasitas55KWdansatu30KW)dan7 unitpompachilledwater.

3. Dengan menggunakan pompa condenser water, air proses pendinginan dari colling tower di distribusikan kembali ke condenser

padaunitchiller.

4. Untuk

mendapatkan penghematan energi listrik dari pengoperasian sistem AC ini. Direncanakan akan menambahkan peralatan Inverter pada unit-unitpompacondenser.

Mengingat sistem AC ini sudah beroperasi, untuk menunjang pemasangan inverter perlu dilakukan pekerjaan survei pada sistem untuk mengetahui flow rate dari condenser water di lt.40, terkait dengan akan disesuaikannya frekuensi (Hz) dari motorpadapompatersebut.

URUTANPELAKSANAANPENGUJIAN. Prosedurpengambilandata.

(3)

Untuk memperoleh data - data sepertiyangsudahdijelaskandiatas,maka

perlu dilakukan beberapa metode

pelaksanaanantaralainsebagaiberikut: 1. Proses pengumpulan data dari pihak

pengelola bangunan dan selanjutnya dilakukan pengamatan langsung di lokasi agar didapat data yang cukup akurat.

2. Adapun data yang dimaksud adalah tekanan Chilled Water di lantai teratas (lt.40).

3. Dengan diketahuinya tekanan Chilled Water di lantai teratas (lt.40) dan tekanan minimal yang diperlukan berarti dapat dilakukan metode Trial, sampai

seberapa besar dapat dilakukan

penurunan kecepatan putar pompa

dengan catatan tidak lebih rendah dari tekananminimalnya.

4. Saat melakukan metode Trial diharapkan seluruh valve pada setiap lantai terbuka pada posisi normal. Dengan kondisi ini diharapkan hasil yangdidapatcukupakurat.

5. Selanjutnya adalah melakukan pengamatanterhadapsistempadaAHU

yang mencakup temperatur udara.

Setelah mendapatkan data yang cukup, dilakukanpemeriksaandanpengamatan terhadap operasional Motorized Valve yangadapadasetiapAHU.

6. Pada prinsipnya tutup/bukanya motorized valve harus selaras dengan sinyal dari perubahan temperatur ruang yangdikondisikan.

7. Jika semua data, pengamatan dan metodeTrial sudah didapat, selanjutnya diselaraskankan (synchronized) dengan karakteristik unit - unit inverter yang akandipasangpadaunitChilledWater. 8. Diprediksikan dengan dipasangnya unit

Inverter akan diperoleh hasil yang optimal.

9. Pengambilan data pemakaian energi listrikdilakukanbeberapatahap,yaitu 9.1. Pengumpulan data konsumsi

beban listrik dan waterflow rate tanpamenggunakaninverter.

9.2. Pengumpulan data konsumsi beben listrik dan waterflow rate denganmenggunakaninverter. 9.3. Saat trial dengan menggunakan

inverter, valve pada posisi

dischargepompadibuka100%. 9.4. Pengaturan penurunan frekuensi

output inverter berdasarkan

flowrate yang terukur masih

memenuhi6525l/m(sesuaidengan flowrate sebelum penggunaan inverter.

10. Jika semua data sudah didapat maka dilakukanlahanalisapemakaianenergi listrik saat belum menggunakan inverter dan ketika menggunakan invertersertaanalisaoutputinverter.

DataPeralatan

1.

WATERCOOLEDCHILLER.



Kapasitas :

5.040.000Btu/h



Jumlah :

5Unit

2.

WATERCOOLEDCHILLER.



Kapasitas

:3.600.000Btu/h



Jumlah

:1Unit

3.

POMPACONDENSERWATER.



Kapasitas:262m3/jam



Head

:42meter



Jumlah

:6Unit(1standby)

Datamotor

Merk

:Elektrimmotor Output

:55KW Poles

:4 Frequency:50Hz Current :98/89A Volt

:380/440V Conection :D–Y Speed

:1458rpm Frame :55K IP

:44

4.

Peralatan

Pengukur listrik model

HIOKI 3169ID (Ver1.05) Clamp-on

Power

Hitester

digunakan untuk

mengukur Parameter Utama (KVA,

kW, PF, Hertz, KVAr, Ampere dan Volt.

5.

Peralatan Pengukur Flowrate zat cair

“UNIFLOW” universal multifunction

flow meter tipe 1010 with ultrasonic sensor.

6.

INVERTER(VSD)  Merk

:FujiElectric  Tipe

:FRN55F1S-4A  Kapasitas

:55kW  Teganganinput

:400V  Frekuensiinput

:50/60Hz  Teganganoutput :400V  Frekuensioutput :0-120Hz CaraKerjaSistem.

Pompa

CWP akan bekerja berdasarkan output analog dari BAS. Di manaBASakanmendapatkananaloginput dari pressure yang terbaca/terdeteksi di lantai teratas (lt.40). Di lt.40 ini, pressure akan dipertahankan pada nilai minimal.

(4)

Perubahan pressure yang terbaca pada lantai teratas akan menjadi referensi bagi Inverter untuk mengatur kecepatan putar dari Pompa CWP. Berikut ini adalah

FlowChart

START gambarsketsasistemtersebut,

PengecekanKondisi

Lapangan

SamplingEnergi

ListrikTanpaInverter

PengolahanData

Gambar2.SketsaSistemPompaCWP.

Kemungkinan EnergiSaving

PersiapanTrial

SamplingEnergiListrik

DenganInverter

EstimasiEnergi

Listrik

Kesimpulan

STOP

(5)

DATADANANALISAHASILPENGUJIAN SISTEM.

TanpaInverter.

Pengambilan data dilakukan

dengan kondisi motor pompa CWP

dijalankan secara normal. Kondisi pompa dijalankan dengan menggunakan Y – Δ starter, dimana valve output motor pompa hanyadibuka60%dengankecepatanputar motor maksimal. Sebuah power analzer diletakan dibawah komponen pengaman

utama yaitu MCCB untuk merekam

pemakaian energi listrik, serta

menempatkan sebuah flow sensor pada pipa utama untuk mengetahui seberapa besar aliran zat cair yang disupply oleh motorpompa.

Tabel1.Datakonsumsidayalistrik sebelummengunakaninverter

Ave E Ave I Ave (P)

DATE TIME (V) (A) (Watt)

12/1/2012