Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
Lee, Y.S., Lim, S.S., Shin, K.H., Kim, Y.S., Ohuchi, K., Jung, S.H. (2006). Anti- angiogenic and antitumoractivities of 2- hydroxy-4- methoxychalcone. Biol.
Pharm. Bull. 29, 1028-1031.
Mathivadani, P., Shanthi, P., and Sachdanan- dam, P. (2007). Apoptotic effect of semecarpus anacardium nut extract on T47D cancer cell line. Cell. Biol. Int., 31, 1198-1206.
Sasayama, T.; Tanaka, K.; Mizukawa, K.;
Kawamura, A.; Kondoh, T.; Hosoda, K.;
Kohmura, E. (2007). Trans-4-lodo,4- boranyl-chalcone induces antitumor activity against malignant glioma cell lines in vitro and in vivo. J. Neu-Onc., 85, 123-132.
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
35 PERFORMANSI PEMAKAIAN ENERGI PADA SISTEM PENDINGIN BANGUNAN
MENGGUNAKAN KENDALI TERMOSTAT, ON/OFF DIGITAL DAN LOGIKA FUZZY
Henry Nasution
Fakultas Teknik Industri Universitas Bung Hatta Jl. Gadjah Mada, Gunung Pangilun Padang
Abstrak
Dalam studi ini, telah diusulkan dan diperkenalkan suatu alternatif penyelesaian untuk mengurangi konsumsi energi pada sistem pendingin bangunan. Sistem pengoperasian dan konsumsi energi sistem kendali yang diusulkan akan dibandingkan dengan sistem kendali tradisional on/off. Pengukuran dalam penelitian ini dilakukan dengan interval waktu setiap 1 menit untuk temperatur 22 dan 23oC. Analisa dilakukan pada temperatur ruangan, konsumsi energi dan penghematan energi. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk menentukan jumlah penghematan energi yang diperoleh dengan menggunakan kendali on/off digital dan kendali fuzzy pada sistem pendingin. Hasil percobaan menunjukkan bahwa penghematan energi yang signifikan diperoleh berkisar 24 sampai 43% untuk on/off digital dan 48 sampai 73% untuk kendali fuzzy. Secara signifikan hasil penelitian juga menunjukkan bahwa on/off digital dan kendali fuzzy dapat menghemat energi dan meningkatkan kenyamanan dalam ruangan untuk sistem pendingin bangunan jika dibandingkan dengan teknik kendali termostat.
Kata kunci: termostat, on/off digital, logika fuzzy, sistem pengkondisian udara, penghematan energi
Abstract
In this study, an alternative solution to reduce energy consumption in building air- conditioning system is proposed and introduced. The operation and energy consumption of the system operated as either with the new control system or with the traditional on/off control were compared. Measurements were taken during the experimental period at a time interval of one minute for a set point temperature of 22 and 23oC. The room temperature, energy consumption and energy-saving ware analyzed. The main objective is to determine the amount of energy saved when a digital on/off and fuzzy logic controller is applied to the air-conditioning system. The experimental results show that significant energy savings of approximately 24 to 43% for digital on/off and 48 to 73%
for fuzzy logic control were obtained. The results also indicated that the digital on/off and fuzzy logic control can save energy and improve indoor comfort significantly for building AC system compared to the thermostat control technique.
Keywords: thermostat, digital on/off, fuzzy logic, air conditioning, energy saving
PENDAHULUAN
Sistem pengkondisian udara komer- sial dan domestik sebagian besar beroperasi berdasarkan sistem kendali konvensional
atau on/off yang berimplikasi pada pengendalian temperatur yang kurang baik dan dengan kondisi operasi yang terbatas.
Kondisi seperti itu menyebabkan semakin
132
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
Lee, Y.S., Lim, S.S., Shin, K.H., Kim, Y.S., Ohuchi, K., Jung, S.H. (2006). Anti- angiogenic and antitumoractivities of 2- hydroxy-4- methoxychalcone. Biol.
Pharm. Bull. 29, 1028-1031.
Mathivadani, P., Shanthi, P., and Sachdanan- dam, P. (2007). Apoptotic effect of semecarpus anacardium nut extract on T47D cancer cell line. Cell. Biol. Int., 31, 1198-1206.
Sasayama, T.; Tanaka, K.; Mizukawa, K.;
Kawamura, A.; Kondoh, T.; Hosoda, K.;
Kohmura, E. (2007). Trans-4-lodo,4- boranyl-chalcone induces antitumor activity against malignant glioma cell
lines in vitro and in vivo. J. Neu-Onc., 85, 123-132.
Ye, C.L., Liu, J.W., Wei, D.Z., Lu, Y.H., Qian, F. (2004). In vitro antitumor acti- vity of 2, 4-dihydroxy-6-methoxy-3, 5- dimethylchalcone against six established human cancer cell lines. Pharmacol. Res., 50, 505-510.
________. (2005). In vivo antitumor activity by 2, 4-dihydroxy-6-methoxy-3, 5- dimethylchalcone in a solid human carcinoma xenograft model. Canc.
Chemo.Pharm., 55, 447-452.
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
36
berkurangnya umur peralatan dan mening- katnya pemakaian energi. Perusahaan- perusahaan di seluruh dunia mengakui bahwa sistem pengkondisian udara ini bertanggung jawab untuk pemakaian energi sebesar 30%
dari konsumsi energi total, oleh karena itu tidak diragukan lagi bahwa ini berdampak terhadap permintaan energi yang semakin besar (Buzelin et al., 2005). Keuntungan dari sistem kendali on/off adalah: lebih sederhana dan lebih murah dari sistem kendali konvensional lainnya, pengaturan kendali sangat mudah, sistem kendali banyak digunakan di industri dan sektor komersial, serta sistem kendali ini mudah untuk stabil.
Sedangkan kelemahan sistem kendali ini adalah: cyclic, overshoot dan differential gap (Gopal, 2002).
Dengan meningkatnya taraf hidup dan harapan untuk kenyamanan, sistem pengkondisian udara (AC) telah menjadi suatu keperluan sehari-hari. Konsekuensinya adalah semakin meningkat pemakaian AC dan akan menyebabkan semakin meningkat penggunaan energi listrik. Perencanaan standar untuk AC secara fundamental ber- dasarkan prinsip bagaimana mempertahan- kan tingkat kenyamaan penghuni didalam ruangan. Bagaimanapun, kenyataan yang terjadi adalah karena AC pada perencanaan awal selalu melebihi kapasitas sebesar 10- 15% berdasarkan atas pertimbangan untuk
pengembangan dimasa mendatang dan atas permintaan pemilik bangunan. Artinya, selain pemborosan energi juga terjadi pemborosan investasi karena AC dirancang melebihi kapasitas dari kebutuhan bangunan tersebut (Yu, 2001).
Secara umum, AC banyak digunakan dengan putaran motor kompresor konstan dan menggunakan sistem kendali on/off (sistem konvensional). Pada sistem konven- sional, motor hanya mengenal dua kondisi berdasarkan referensi temperatur. Apabila temperatur yang diinginkan lebih besar dari temperatur referensi maka motor akan beroperasi (On) dan sebaliknya akan Off, jika temperatur yang diinginkan lebih kecil dari temperatur referensi. Kelemahan sistem ini adalah motor tetap harus bekerja pada beban puncak (full load) walaupun pada saat AC tidak sedang menangani perubahan atau variasi beban pendinginan dan temperatur yang diinginkan tidak dapat dipertahankan.
Sehingga pada sistem ini penghematan energi diperoleh pada selang waktu motor tidak beroperasi. Semakin sering terjadinya fluktuasi akibat beban pendinginan akan semakin kecil kemampuan untuk menghemat energi (Nasution dan Hassan, 2006).
Banyak penelitian yang telah dilaku- kan untuk mengembangkan kekurangan kendali konvensional pada sistem peng- kondisian udara dengan aplikasi berbeda.
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
37 Pemakaian energi yang rasional merupakan
keprihatinan peneliti untuk mengurangi pemborosan energi. Upaya-upaya yang dilakukan tidak hanya optimalisasi sistem tetapi juga bagaimana mengurangkan pemakaian energi pada sistem pengkondisian udara. Selain itu, tujuan utama yang harus dipenuhi adalah tidak mengurangi tingkat kenyamanan dan tanpa mempengaruhi efisiensi dan kualitas instalasi sistem pengkondisian udara (Engdahl dan Svensson, 2003; Ozawa, 2003; Pan, 2003; Georges, 2004; Brodrick et al., 2004; Li. 2004; Shao, 2004; Alcala, 2005; Chen dan Deng, 2006;
Jin et al., 2006; Nasution, 2006; Zhen et al., 2006; Zhou, 2006; Rajagopalan et al., 2008).
Mengurangi pemakaian energi adalah signifikan terhadap perbaikan unjuk kerja kompresor atau coefficient of performance (COP) yang bergantung kepada kecepatan kompresor. Nilai COP akan besar pada kondisi putaran kompresor semakin rendah dan ini menyebabkan akan semakin kecil kosumsi energi yang diperlukan. Ketika konsumsi energi meningkat, nilai COP akan semakin kecil dengan meningkatnya putaran kompresor (Nasution, 2006). Dengan adanya teknologi inverter, putaran kompresor dapat divariasikan berdasarkan perubahan frekuen- si, sedangkan tegangan dan arus motor kompresor tidak mengalami perubahan.
Karena pada sistem inverter, frekuensi akan
sebanding perubahannya terhadap putaran, tegangan, arus dan daya listrik.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penghematan energi pada sistem AC dengan modifikasi sistem kendali termostat didalam ruangan air handling unit (AHU) kepada kendali on/off digital yang diletakkan diruangan yang dikondisikan serta mengaplikasikan sistem kendali fuzzy. Pada sistem kendali fuzzy, AC akan beroperasi sesuai dengan perubahan aktifitas, karena akan dipengaruhi oleh perubahan temperatur ruangan. Kendali fuzzy adalah model yang dipilih dan akan dibandingkan dengan sistem kendali konvensional (termostat dan on/off digital). Dasar pemilihan sistem kendali fuzzy adalah: perencanaan sistem kendali fuzzy tidak memerlukan persamaan matematika yang rumit, kendali fuzzy hanya memerlukan aturan (rule) dalam bentuk tabel keputusan, proses tuning mudah dan cepat jika dibandingkan dengan sistem konven- sional dan respon yang cepat untuk mencapai temperatur setting.
METODE PENELITIAN
Studi difokuskan pada sistem pen- dingin tipe terpusat (sentral unit) pada bangunan Laboratorium Industri FKM-UTM. Pada bangunan tersebut terdiri dari dua kompresor dengan daya yang berbeda (Kompresor 1 = 7 kW dan Kompresor 2 = 5 134
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
36
berkurangnya umur peralatan dan mening- katnya pemakaian energi. Perusahaan- perusahaan di seluruh dunia mengakui bahwa sistem pengkondisian udara ini bertanggung jawab untuk pemakaian energi sebesar 30%
dari konsumsi energi total, oleh karena itu tidak diragukan lagi bahwa ini berdampak terhadap permintaan energi yang semakin besar (Buzelin et al., 2005). Keuntungan dari sistem kendali on/off adalah: lebih sederhana dan lebih murah dari sistem kendali konvensional lainnya, pengaturan kendali sangat mudah, sistem kendali banyak digunakan di industri dan sektor komersial, serta sistem kendali ini mudah untuk stabil.
Sedangkan kelemahan sistem kendali ini adalah: cyclic, overshoot dan differential gap (Gopal, 2002).
Dengan meningkatnya taraf hidup dan harapan untuk kenyamanan, sistem pengkondisian udara (AC) telah menjadi suatu keperluan sehari-hari. Konsekuensinya adalah semakin meningkat pemakaian AC dan akan menyebabkan semakin meningkat penggunaan energi listrik. Perencanaan standar untuk AC secara fundamental ber- dasarkan prinsip bagaimana mempertahan- kan tingkat kenyamaan penghuni didalam ruangan. Bagaimanapun, kenyataan yang terjadi adalah karena AC pada perencanaan awal selalu melebihi kapasitas sebesar 10- 15% berdasarkan atas pertimbangan untuk
pengembangan dimasa mendatang dan atas permintaan pemilik bangunan. Artinya, selain pemborosan energi juga terjadi pemborosan investasi karena AC dirancang melebihi kapasitas dari kebutuhan bangunan tersebut (Yu, 2001).
Secara umum, AC banyak digunakan dengan putaran motor kompresor konstan dan menggunakan sistem kendali on/off (sistem konvensional). Pada sistem konven- sional, motor hanya mengenal dua kondisi berdasarkan referensi temperatur. Apabila temperatur yang diinginkan lebih besar dari temperatur referensi maka motor akan beroperasi (On) dan sebaliknya akan Off, jika temperatur yang diinginkan lebih kecil dari temperatur referensi. Kelemahan sistem ini adalah motor tetap harus bekerja pada beban puncak (full load) walaupun pada saat AC tidak sedang menangani perubahan atau variasi beban pendinginan dan temperatur yang diinginkan tidak dapat dipertahankan.
Sehingga pada sistem ini penghematan energi diperoleh pada selang waktu motor tidak beroperasi. Semakin sering terjadinya fluktuasi akibat beban pendinginan akan semakin kecil kemampuan untuk menghemat energi (Nasution dan Hassan, 2006).
Banyak penelitian yang telah dilaku- kan untuk mengembangkan kekurangan kendali konvensional pada sistem peng- kondisian udara dengan aplikasi berbeda.
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
37 Pemakaian energi yang rasional merupakan
keprihatinan peneliti untuk mengurangi pemborosan energi. Upaya-upaya yang dilakukan tidak hanya optimalisasi sistem tetapi juga bagaimana mengurangkan pemakaian energi pada sistem pengkondisian udara. Selain itu, tujuan utama yang harus dipenuhi adalah tidak mengurangi tingkat kenyamanan dan tanpa mempengaruhi efisiensi dan kualitas instalasi sistem pengkondisian udara (Engdahl dan Svensson, 2003; Ozawa, 2003; Pan, 2003; Georges, 2004; Brodrick et al., 2004; Li. 2004; Shao, 2004; Alcala, 2005; Chen dan Deng, 2006;
Jin et al., 2006; Nasution, 2006; Zhen et al., 2006; Zhou, 2006; Rajagopalan et al., 2008).
Mengurangi pemakaian energi adalah signifikan terhadap perbaikan unjuk kerja kompresor atau coefficient of performance (COP) yang bergantung kepada kecepatan kompresor. Nilai COP akan besar pada kondisi putaran kompresor semakin rendah dan ini menyebabkan akan semakin kecil kosumsi energi yang diperlukan. Ketika konsumsi energi meningkat, nilai COP akan semakin kecil dengan meningkatnya putaran kompresor (Nasution, 2006). Dengan adanya teknologi inverter, putaran kompresor dapat divariasikan berdasarkan perubahan frekuen- si, sedangkan tegangan dan arus motor kompresor tidak mengalami perubahan.
Karena pada sistem inverter, frekuensi akan
sebanding perubahannya terhadap putaran, tegangan, arus dan daya listrik.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penghematan energi pada sistem AC dengan modifikasi sistem kendali termostat didalam ruangan air handling unit (AHU) kepada kendali on/off digital yang diletakkan diruangan yang dikondisikan serta mengaplikasikan sistem kendali fuzzy. Pada sistem kendali fuzzy, AC akan beroperasi sesuai dengan perubahan aktifitas, karena akan dipengaruhi oleh perubahan temperatur ruangan. Kendali fuzzy adalah model yang dipilih dan akan dibandingkan dengan sistem kendali konvensional (termostat dan on/off digital). Dasar pemilihan sistem kendali fuzzy adalah: perencanaan sistem kendali fuzzy tidak memerlukan persamaan matematika yang rumit, kendali fuzzy hanya memerlukan aturan (rule) dalam bentuk tabel keputusan, proses tuning mudah dan cepat jika dibandingkan dengan sistem konven- sional dan respon yang cepat untuk mencapai temperatur setting.
METODE PENELITIAN
Studi difokuskan pada sistem pen- dingin tipe terpusat (sentral unit) pada bangunan Laboratorium Industri FKM-UTM.
Pada bangunan tersebut terdiri dari dua kompresor dengan daya yang berbeda (Kompresor 1 = 7 kW dan Kompresor 2 = 5 134
Jurrnal Penelitiian Saintek, VVol. 16, Nommor 2, Oktobeer 2011
kW be 1) ak pe ke jam int pe
W). Salah roperasi sec
dan komp kan berope ndinginan ndali termo m 8.00 pa terval peng
ngaturan
satu dari cara terus m
resor yang erasi terga
dengan m ostat. Pengu agi sampai gukuran seti
untuk p
kompresor menerus (K lain (Kom antung pad menggunaka ukuran dim jam 17.00 iap 1 meni putaran k
r tersebut Kompresor mpresor 2)
da beban an sistem mulai pada 0 dengan it. Sistem kompresor
berdas termok laborat kendal kompu membe melalu sistem mengg
arkan sign kopel yang
torium ind li fuzzy tel uter untuk m
erikan ump ui inverter.
AC yang gunakan inv
388
Gaambar 1. Insstalasi Peng
nal yang terletak di dustri, su lah diinstal merespon s an balik ke
Gambar telah di mo verter.
diperoleh i dalam rua uatu subro ll pada per seluruh data epada komp 1 menunju odifikasi de
dari angan outine rsonal a dan presor ukkan engan
gujian
Peerformansi PPemakaian (HHenry Nasutii
pene (titik (titik udara daya T (ti kelem di da UTM
Gambar mpatan lim k : A, C, F, k : B, H, da a (titik : E a (titik : J).
itik : T1, T2
mbaban (Rh alam ruanga M.
Gam
Ga 2 dan ma sensor t
G, dan I), s an D), senso E), dan tra
Lima senso
2, T3, T4, d h2) ditempa an laborator
mbar 2. Ins
ambar 3. Ins 3 menun termokopel sensor kelem or kecepatan
nsduser ala or termokop dan T5) dan atkan pada d
rium industr
talasi Senso
stalasi Sens njukkan
tipe T mbaban n aliran at ukur pel tipe n sensor dinding ri FKM
or dalam Ru
or dalam La P termokop logger Pengukur Transdus Elektroni Roline L TSI 8455 sebagai t an aliran
uangan AHU
aboratorium engukuran pel tipe T d
tipe TC-0 ran kelem ser kelemba ik tipe EE L12S/L13S
5 dengan ke transduser u
udara deng U
m
temperatur dan terkone 08 PicoLo mbaban ud
aban denga E23 dan R
dengan ket etelitian ±2. untuk meng gan range 0
menggunak eksi pada d
og Record dara deng an model E
Rotronik t elitian ±1.0 0% digunak gukur kecep 0.1 m/s sam
on)
39 kan data
der. gan E+E tipe 0%. kan pat- mpai
136
Jurrnal Penelitiian Saintek, VVol. 16, Nommor 2, Oktobeer 2011
kW be 1) ak pe ke jam int pe
W). Salah roperasi sec
dan komp kan berope ndinginan ndali termo m 8.00 pa terval peng
ngaturan
satu dari cara terus m
resor yang erasi terga
dengan m ostat. Pengu agi sampai gukuran seti
untuk p
kompresor menerus (K lain (Kom antung pad menggunaka ukuran dim jam 17.00 iap 1 meni putaran k
r tersebut Kompresor mpresor 2)
da beban an sistem mulai pada 0 dengan it. Sistem kompresor
berdas termok laborat kendal kompu membe melalu sistem mengg
arkan sign kopel yang
torium ind li fuzzy tel uter untuk m
erikan ump ui inverter.
AC yang gunakan inv
388
Gaambar 1. Insstalasi Peng
nal yang terletak di dustri, su lah diinstal merespon s an balik ke
Gambar telah di mo verter.
diperoleh i dalam rua uatu subro ll pada per seluruh data epada komp 1 menunju odifikasi de
dari angan outine rsonal a dan presor ukkan engan
gujian
Peerformansi PPemakaian (HHenry Nasutii
pene (titik (titik udara daya T (ti kelem di da UTM
Gambar mpatan lim k : A, C, F, k : B, H, da a (titik : E a (titik : J).
itik : T1, T2
mbaban (Rh alam ruanga M.
Gam
Ga 2 dan ma sensor t
G, dan I), s an D), senso E), dan tra
Lima senso
2, T3, T4, d h2) ditempa an laborator
mbar 2. Ins
ambar 3. Ins 3 menun termokopel sensor kelem or kecepatan
nsduser ala or termokop dan T5) dan atkan pada d
rium industr
talasi Senso
stalasi Sens njukkan
tipe T mbaban n aliran at ukur pel tipe n sensor dinding ri FKM
or dalam Ru
or dalam La P termokop logger Pengukur Transdus Elektroni Roline L TSI 8455 sebagai t an aliran
uangan AHU
aboratorium engukuran pel tipe T d
tipe TC-0 ran kelem ser kelemba ik tipe EE L12S/L13S
5 dengan ke transduser u
udara deng U
m
temperatur dan terkone 08 PicoLo mbaban ud
aban denga E23 dan R
dengan ket etelitian ±2.
untuk meng gan range 0
menggunak eksi pada d
og Record dara deng an model E
Rotronik t elitian ±1.0 0% digunak gukur kecep 0.1 m/s sam
on)
39 kan data
der.
gan E+E tipe 0%.
kan pat- mpai
136
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
40
50.0 m/s. Respon transduser 0.2 detik untuk pengukuran kecepatan aliran udara. Elkor ET3 adalah transduser daya, untuk aplikasi pada aliran listrik tiga fase dan penerapan pada automasi bangunan dan managemen energi. Transduser dipergunakan untuk mengukur tegangan dan arus untuk perhitungan parameter-parameter kelistrikan.
Transduser menghitung konsumsi energi (Watthours), dengan fasilitas empat signal analog output. Tipe data akuisisi adalah Advantech USB-4716, digunakan untuk mengirim, menerima dan menyimpan seluruh data-data pengukuran.
Pengujian pada penelitian ini dilaku- kan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Sistem pengaturan: termostat, on/off digital dan logika fuzzy.
2. Setting pengujian:
a. Temperatur ruang = 22 dan 23oC.
b. Beban pendingin = aktivitas laborato- rium dan proses perpindahan panas yang terjadi dalam ruangan selama penelitian.
Sasaran atau objektif dari penelitian ini adalah, untuk menentukan:
1. Distribusi temperatur ruang.
2. Pemakaian energi dengan sistem kendali termostat, on/off digital dan kendali fuzzy.
Proses kendali termostat dan on/off digital beroperasi dengan pernyataan ke-
putusan jika-maka (If-Then). Sistem kendali on/off digital memiliki dua pernyataan keputusan:
1. If temperatur ruangan d temperatur acuan Then kompresor Off
2. If temperatur ruangan t temperatur acuan Then kompresor On
Pernyataan keputusan 1 dan 2 diatas didefinisikan sebagai pengaturan batas atas dan batas bawah masing-masing temperatur, sebagai berikut:
1. Batas bawah temperatur d temperatur acuan
2. Batas atas temperatur t temperatur acuan + 1oC
Dimana 1oC adalah karakteristik diferensial temperatur pada on/off digital. Sistem kendali akan mengoperasikan kompresor pada saat temperatur ruangan mencapai batas atas temperatur, dan menghentikan pengoperasian kompresor pada batas bawah temperatur.
Tabel 1 menunjukkan aturan logika fuzzy yang dipergunakan sebagai variabel linguistik input dan output dengan label-label sebagai berikut: hot (H), normal (N), cool (C), negative (NE), normal (NO), positive (PO), slow (SL), normal (NM) dan fast (FT).
Semua variabel input dan output akan menghasilkan tiga variable fuzzy, sehingga aturan logika fuzzy akan menjadi matrik 3 x 3 yang berisi 9 kaedah.
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
41 Fungsi keanggotaan yang diperguna- kan adalah triangular (segitiga) dengan kriteria: sederhana, memberikan hasil perhitungan dan respon yang baik serta mudah digunakan (Eker dan Torun, 2006). Dengan nilai semesta pembicaraan (universe of discourse) yang diperbolehkan untuk dioperasikan dalam suatu variabel input dan output fuzzy: e dan 'e adalah -2oC sampai +2oC dan 'Z adalah 0 sampai 5 Vdc seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Penegasan (defuzzify) output kendali fuzzy kedalam nilai crisp menggunakan metoda centroid. Metoda ini secara praktis akan memberikan hasil pada keadaan yang stabil dan baik, 1. If e is H and 'e is NE Then 'Z is SL
2. If e is N and 'e is NE Then 'Z is SL 3. If e is C and 'e is NE Then 'Z is SL 4. If e is H and 'e is NO Then 'Z is SL 5. If e is N and 'e is NO Then 'Z is SL 6. If e is C and 'e is NO Then 'Z is SL 7. If e is H and 'e is PO Then 'Z is FT 8. If e is N and 'e is PO Then 'Z is NM 9. If e is C and 'e is PO Then 'Z is SL
Tabel 1. Aturan Logika Fuzzy
'Z e
H N C
'e
NE SL SL SL
NO SL SL SL
PO FT NM SL
(a) Input
(b) output
Gambar 4. Fungsi Keanggotaan Segitiga
138
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
40
50.0 m/s. Respon transduser 0.2 detik untuk pengukuran kecepatan aliran udara. Elkor ET3 adalah transduser daya, untuk aplikasi pada aliran listrik tiga fase dan penerapan pada automasi bangunan dan managemen energi. Transduser dipergunakan untuk mengukur tegangan dan arus untuk perhitungan parameter-parameter kelistrikan.
Transduser menghitung konsumsi energi (Watthours), dengan fasilitas empat signal analog output. Tipe data akuisisi adalah Advantech USB-4716, digunakan untuk mengirim, menerima dan menyimpan seluruh data-data pengukuran.
Pengujian pada penelitian ini dilaku- kan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Sistem pengaturan: termostat, on/off digital dan logika fuzzy.
2. Setting pengujian:
a. Temperatur ruang = 22 dan 23oC.
b. Beban pendingin = aktivitas laborato- rium dan proses perpindahan panas yang terjadi dalam ruangan selama penelitian.
Sasaran atau objektif dari penelitian ini adalah, untuk menentukan:
1. Distribusi temperatur ruang.
2. Pemakaian energi dengan sistem kendali termostat, on/off digital dan kendali fuzzy.
Proses kendali termostat dan on/off digital beroperasi dengan pernyataan ke-
putusan jika-maka (If-Then). Sistem kendali on/off digital memiliki dua pernyataan keputusan:
1. If temperatur ruangan d temperatur acuan Then kompresor Off
2. If temperatur ruangan t temperatur acuan Then kompresor On
Pernyataan keputusan 1 dan 2 diatas didefinisikan sebagai pengaturan batas atas dan batas bawah masing-masing temperatur, sebagai berikut:
1. Batas bawah temperatur d temperatur acuan
2. Batas atas temperatur t temperatur acuan + 1oC
Dimana 1oC adalah karakteristik diferensial temperatur pada on/off digital. Sistem kendali akan mengoperasikan kompresor pada saat temperatur ruangan mencapai batas atas temperatur, dan menghentikan pengoperasian kompresor pada batas bawah temperatur.
Tabel 1 menunjukkan aturan logika fuzzy yang dipergunakan sebagai variabel linguistik input dan output dengan label-label sebagai berikut: hot (H), normal (N), cool (C), negative (NE), normal (NO), positive (PO), slow (SL), normal (NM) dan fast (FT).
Semua variabel input dan output akan menghasilkan tiga variable fuzzy, sehingga aturan logika fuzzy akan menjadi matrik 3 x 3 yang berisi 9 kaedah.
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
41 Fungsi keanggotaan yang diperguna- kan adalah triangular (segitiga) dengan kriteria: sederhana, memberikan hasil perhitungan dan respon yang baik serta mudah digunakan (Eker dan Torun, 2006).
Dengan nilai semesta pembicaraan (universe of discourse) yang diperbolehkan untuk dioperasikan dalam suatu variabel input dan output fuzzy: e dan 'e adalah -2oC sampai +2oC dan 'Z adalah 0 sampai 5 Vdc seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Penegasan (defuzzify) output kendali fuzzy kedalam nilai crisp menggunakan metoda centroid.
Metoda ini secara praktis akan memberikan hasil pada keadaan yang stabil dan baik, 1. If e is H and 'e is NE Then 'Z is SL
2. If e is N and 'e is NE Then 'Z is SL 3. If e is C and 'e is NE Then 'Z is SL 4. If e is H and 'e is NO Then 'Z is SL 5. If e is N and 'e is NO Then 'Z is SL 6. If e is C and 'e is NO Then 'Z is SL 7. If e is H and 'e is PO Then 'Z is FT 8. If e is N and 'e is PO Then 'Z is NM 9. If e is C and 'e is PO Then 'Z is SL
Tabel 1. Aturan Logika Fuzzy
'Z e
H N C
'e
NE SL SL SL
NO SL SL SL
PO FT NM SL
(a) Input
(b) output
Gambar 4. Fungsi Keanggotaan Segitiga
138
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
pengolahan secara komputasi tidak komplek dan metoda ini dapat digunakan pada setiap kondisi (Eker dan Torun, 2006).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 5 dan 6 menunjukkan respon temperatur dengan variasi setting temperatur (RefTemp) dan beban pendingin adalah aktivitas laboratorium dan proses perpindah- an panas yang terjadi dalam ruangan selama penelitian. Sistem kendali akan memberikan respon terhadap kompresor untuk beroperasi (On) ketika temperatur ruangan telah mendekati batas atas setting temperatur, begitupula sebaliknya akan menghentikan (Off) kompresor apabila temperatur ruangan telah mendekati batas bawah setting temperatur. Semakin kecil setting temperatur dan beban pendinginan internal semakin besar maka waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur ruangan yang diingin-
kan akan semakin lama. Setelah sistem kendali menghentikan kompresor dan beban pendinginan semakin meningkat, maka waktu yang diperlukan untuk kompresor beroperasi akan semakin cepat.
Berdasarkan pengukuran temperatur terlihat bahwa dengan menggunakan termostat kecendrungan yang terjadi adalah temperatur ruang tidak dapat dikendalikan oleh termostat dan temperatur samakin menurun dengan kisaran 19 sampai 18oC.
Ketidakmampuan termostat untuk mengen- dalikan setting temperatur yang diharapkan adalah disebabkan letak sistem kendali tersebut di ruangan AHU. Pada ruangan AHU (Gambar 2) terjadi pencampuran udara dari luar ruangan (outside air) dan ruangan yang dikondisikan (return air) sehingga yang dikondisikan (return air) sehingga tempe- ratur pada ruangan tersebut semakin meningkat. Dengan kondisi tersebut, setting
Gambar 5. Distribusi Temperatur (T = 23oC) 42
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
Gambar 6. Distribusi Temperatur (T = 22oC)
temperatur pada termostat tidak akan pernah tercapai karena temperatur pada ruang AHU tidak sama dengan temperatur ruang yang dikondisikan (Laboratorium Industri FKM- UTM). Sedangkan dengan menggunakan on/off digital dan kendali fuzzy, temperatur yang dihasilkan akan lebih baik dibanding- kan dengan termostat.
Pada sistem kendali fuzzy, awalnya kompresor bekerja pada putaran nominal atau frekuensi maksimum (50 Hz). Dengan
semakin lama waktu kompresor beroperasi, maka akan semakin menurun temperatur ruangan. Mengacu kepada setting temperatur, kendali fuzzy akan memperkecil perbedaan antara temperatur ruang dan setting temperatur. Oleh karena itu, putaran kompresor akan berkurang apabila telah mendekati setting temperatur. Kondisi ini juga terjadi jika didalam ruangan ada atau tidaknya beban pendinginan. Beban pen- dingin internal berpengaruh terhadap putaran
Gambar 7. Perbandingan Konsumsi Energi 140 43
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
pengolahan secara komputasi tidak komplek dan metoda ini dapat digunakan pada setiap kondisi (Eker dan Torun, 2006).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 5 dan 6 menunjukkan respon temperatur dengan variasi setting temperatur (RefTemp) dan beban pendingin adalah aktivitas laboratorium dan proses perpindah- an panas yang terjadi dalam ruangan selama penelitian. Sistem kendali akan memberikan respon terhadap kompresor untuk beroperasi (On) ketika temperatur ruangan telah mendekati batas atas setting temperatur, begitupula sebaliknya akan menghentikan (Off) kompresor apabila temperatur ruangan telah mendekati batas bawah setting temperatur. Semakin kecil setting temperatur dan beban pendinginan internal semakin besar maka waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur ruangan yang diingin-
kan akan semakin lama. Setelah sistem kendali menghentikan kompresor dan beban pendinginan semakin meningkat, maka waktu yang diperlukan untuk kompresor beroperasi akan semakin cepat.
Berdasarkan pengukuran temperatur terlihat bahwa dengan menggunakan termostat kecendrungan yang terjadi adalah temperatur ruang tidak dapat dikendalikan oleh termostat dan temperatur samakin menurun dengan kisaran 19 sampai 18oC.
Ketidakmampuan termostat untuk mengen- dalikan setting temperatur yang diharapkan adalah disebabkan letak sistem kendali tersebut di ruangan AHU. Pada ruangan AHU (Gambar 2) terjadi pencampuran udara dari luar ruangan (outside air) dan ruangan yang dikondisikan (return air) sehingga yang dikondisikan (return air) sehingga tempe- ratur pada ruangan tersebut semakin meningkat. Dengan kondisi tersebut, setting
Gambar 5. Distribusi Temperatur (T = 23oC) 42
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
Gambar 6. Distribusi Temperatur (T = 22oC)
temperatur pada termostat tidak akan pernah tercapai karena temperatur pada ruang AHU tidak sama dengan temperatur ruang yang dikondisikan (Laboratorium Industri FKM- UTM). Sedangkan dengan menggunakan on/off digital dan kendali fuzzy, temperatur yang dihasilkan akan lebih baik dibanding- kan dengan termostat.
Pada sistem kendali fuzzy, awalnya kompresor bekerja pada putaran nominal atau frekuensi maksimum (50 Hz). Dengan
semakin lama waktu kompresor beroperasi, maka akan semakin menurun temperatur ruangan. Mengacu kepada setting temperatur, kendali fuzzy akan memperkecil perbedaan antara temperatur ruang dan setting temperatur. Oleh karena itu, putaran kompresor akan berkurang apabila telah mendekati setting temperatur. Kondisi ini juga terjadi jika didalam ruangan ada atau tidaknya beban pendinginan. Beban pen- dingin internal berpengaruh terhadap putaran
Gambar 7. Perbandingan Konsumsi Energi 140 43
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
Gambar 8. Penghematan Energi On/Off Digital dan Kendali Fuzzy Dibandingkan dengan Termostat kompresor untuk mencapai setting tempera-
tur sedekat mungkin. Semakin meningkat setting temperatur, semakin lama waktu yang diperlukan oleh kompresor untuk menurun- kan temperatur, dan ini akan menyebabkan akan semakin banyak energi yang di- konsumsi oleh kompresor.
Gambar 7 dan 8 menunjukkan perbandingan pemakaian dan penghematan energi menggunakan on/off digital dan kendali fuzzy jika dibandingan dengan sistem konvensional (termostat) pada kondisi setting temperatur ruangan 22 dan 23oC.
Waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur ruangan yang diinginkan akan mempengaruhi konsumsi energi. Semakin lama kompresor beroperasi, semakin besar konsumsi energi yang disebabkan oleh rendahnya setting temperatur dan besarnya beban pendingin internal. Energi yang
dikonsumsi dengan kendali termostat lebih besar jika dibandingkan pada sistem kendali on/off digital dan kendali fuzzy, sehingga menunjukkan bahwa kendali on/off digital dan kendali fuzzy memiliki potensi lebih besar untuk menghemat energi.
Sistem kendali on/off digital menun- jukkan hasil yang lebih baik jika dibandingan pada sistem konvensional (termostat). Hasil utama dari studi ini menunjukkan bahwa dengan merubah letak sistem kendali dari ruangan AHU ke ruangan yang akan dikondisikan adalah mampu untuk meng- hasilkan penghematan energi yang sig- nifikan.
KESIMPULAN
On/off digital dikembangkan agar mampu mengendalikan kompresor sehingga temperatur ruang tetap terjaga dan men- 44
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
45 On/off digital dikembangkan agar mampu
mengendalikan kompresor sehingga tempe- ratur ruang tetap terjaga dan mendekati setting temperatur. Sistem kendali on/off digital akan memperkecil selisih antara setting temperatur dan temperatur ruangan.
Ketika terjadi penambahan ataupun pe- ngurangan beban pendingin dalam ruangan, sistem kendali akan bertindak dengan cepat untuk mencapai kembali setting temperatur dengan atau tidak mengoperasikan kom- presor secara terus menerus. Fluktuasi pengoperasian kompresor akan terus berlangsung selama setting temperatur tetap dipertahankan untuk mencapai kenyamanan pada ruangan yang dikondisikan.
Beberapa percobaan pada sistem pendingin bangunan dengan kecepatan kompresor bervariasi menggunakan kendali fuzzy telah dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur ruangan dan konsumsi energi bergantung pada kecepatan kompresor. Temperatur ruangan akan semakin rendah dengan meningkatnya kecepatan kompresor dan konsumsi energi- nya juga akan meningkat. Dengan semakin meningkatnya pemakaian energi akan semakin kecil energi yang dapat dihemat dan begitu pula sebaliknya. Teknologi inverter dan aplikasi kendali fuzzy memungkinkan untuk mengendalikan temperatur berdasar- kan kecepatan kompresor. Ketika terjadi
penambahan ataupun pengurangan beban pendingin dalam ruangan, kendali fuzzy akan bertindak dengan cepat untuk mencapai kembali setting temperatur dengan me- nambah atau mengurangi putaran kompresor secara terus menerus. Fluktuasi putaran kompresor akan terus berlangsung selama setting temperatur tetap dipertahankan untuk mencapai kenyamanan pada ruangan yang dikondisikan.
Analisa energi menunjukkan bahwa sistem kendali on/off digital dan kendali fuzzy memberikan penghematan energi yang lebih besar jika dibandingkan terhadap sistem kendali termostat. Hasil utama dari penelitian ini menunjukkan bahwa dengan memvariasikan putaran motor kompresor dan pemilihan sistem kendali yang tepat, dimung- kinkan untuk mengendalikan temperatur ruang untuk memperoleh penghematan energi.
DAFTAR PUSTAKA
Alcala, R. (2005). “A genetic rule weighting and selection process for fuzzy control of heating, ventilation and air conditioning systems”. Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 18, No. 3, 279-296.
Brodrick, J., Roth, K.W., Goetzler, W. (2004). “Variable flow and volume refrigerant system”. ASHRAE Journal, Vol. 46, No. 1, S164-S165.
Buzelin, L.O.S., Amico, S.C., Vargas, J.V.C., Parise J.A.R. (2005). “Ex- perimental development of an intelligent 142
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
Gambar 8. Penghematan Energi On/Off Digital dan Kendali Fuzzy Dibandingkan dengan Termostat kompresor untuk mencapai setting tempera-
tur sedekat mungkin. Semakin meningkat setting temperatur, semakin lama waktu yang diperlukan oleh kompresor untuk menurun- kan temperatur, dan ini akan menyebabkan akan semakin banyak energi yang di- konsumsi oleh kompresor.
Gambar 7 dan 8 menunjukkan perbandingan pemakaian dan penghematan energi menggunakan on/off digital dan kendali fuzzy jika dibandingan dengan sistem konvensional (termostat) pada kondisi setting temperatur ruangan 22 dan 23oC.
Waktu yang diperlukan untuk mencapai temperatur ruangan yang diinginkan akan mempengaruhi konsumsi energi. Semakin lama kompresor beroperasi, semakin besar konsumsi energi yang disebabkan oleh rendahnya setting temperatur dan besarnya beban pendingin internal. Energi yang
dikonsumsi dengan kendali termostat lebih besar jika dibandingkan pada sistem kendali on/off digital dan kendali fuzzy, sehingga menunjukkan bahwa kendali on/off digital dan kendali fuzzy memiliki potensi lebih besar untuk menghemat energi.
Sistem kendali on/off digital menun- jukkan hasil yang lebih baik jika dibandingan pada sistem konvensional (termostat). Hasil utama dari studi ini menunjukkan bahwa dengan merubah letak sistem kendali dari ruangan AHU ke ruangan yang akan dikondisikan adalah mampu untuk meng- hasilkan penghematan energi yang sig- nifikan.
KESIMPULAN
On/off digital dikembangkan agar mampu mengendalikan kompresor sehingga temperatur ruang tetap terjaga dan men- 44
Performansi Pemakaian (Henry Nasution)
45 On/off digital dikembangkan agar mampu
mengendalikan kompresor sehingga tempe- ratur ruang tetap terjaga dan mendekati setting temperatur. Sistem kendali on/off digital akan memperkecil selisih antara setting temperatur dan temperatur ruangan.
Ketika terjadi penambahan ataupun pe- ngurangan beban pendingin dalam ruangan, sistem kendali akan bertindak dengan cepat untuk mencapai kembali setting temperatur dengan atau tidak mengoperasikan kom- presor secara terus menerus. Fluktuasi pengoperasian kompresor akan terus berlangsung selama setting temperatur tetap dipertahankan untuk mencapai kenyamanan pada ruangan yang dikondisikan.
Beberapa percobaan pada sistem pendingin bangunan dengan kecepatan kompresor bervariasi menggunakan kendali fuzzy telah dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur ruangan dan konsumsi energi bergantung pada kecepatan kompresor. Temperatur ruangan akan semakin rendah dengan meningkatnya kecepatan kompresor dan konsumsi energi- nya juga akan meningkat. Dengan semakin meningkatnya pemakaian energi akan semakin kecil energi yang dapat dihemat dan begitu pula sebaliknya. Teknologi inverter dan aplikasi kendali fuzzy memungkinkan untuk mengendalikan temperatur berdasar- kan kecepatan kompresor. Ketika terjadi
penambahan ataupun pengurangan beban pendingin dalam ruangan, kendali fuzzy akan bertindak dengan cepat untuk mencapai kembali setting temperatur dengan me- nambah atau mengurangi putaran kompresor secara terus menerus. Fluktuasi putaran kompresor akan terus berlangsung selama setting temperatur tetap dipertahankan untuk mencapai kenyamanan pada ruangan yang dikondisikan.
Analisa energi menunjukkan bahwa sistem kendali on/off digital dan kendali fuzzy memberikan penghematan energi yang lebih besar jika dibandingkan terhadap sistem kendali termostat. Hasil utama dari penelitian ini menunjukkan bahwa dengan memvariasikan putaran motor kompresor dan pemilihan sistem kendali yang tepat, dimung- kinkan untuk mengendalikan temperatur ruang untuk memperoleh penghematan energi.
DAFTAR PUSTAKA
Alcala, R. (2005). “A genetic rule weighting and selection process for fuzzy control of heating, ventilation and air conditioning systems”. Engineering Applications of Artificial Intelligence, Vol. 18, No. 3, 279-296.
Brodrick, J., Roth, K.W., Goetzler, W.
(2004). “Variable flow and volume refrigerant system”. ASHRAE Journal, Vol. 46, No. 1, S164-S165.
Buzelin, L.O.S., Amico, S.C., Vargas, J.V.C., Parise J.A.R. (2005). “Ex- perimental development of an intelligent 142
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
46
refrigeration system”, International Journal of Refrigeration, Vol. 28, 165- 175.
Chen, W., Deng, S. (2006). “Development of a dynamic model for a DX VAV air conditioing system”. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 18-19, 2900-2924.
Engdahl, F., Svensson, A. (2003). “Pressure controlled variable air volume system”.
Energy and Buildings, Vol. 35, No. 11, 1161-1172.
Georges, B. (2004). “Experimental analysis of the performances of variable refrigerant flow systems”. Building Service Engineering Research Techno- logy, Vol. 25, No. 1, 17-23.
Gopal, M. (2002). Control systems principles and design. New Delhi: Tata McGraw- Hill.
Jin, X., Ren, H., Xiao, X. (2005).
“Prediction-based online optimal control of outdoor air of multi-zone VAV air- conditioning systems”. Energy and Buildings, Vol. 37, No. 9, 939-944.
Li, X. (2004). “A new method for controlling refrigerant flow in automobile air con- ditioning”. Applied Thermal Engineer- ing, Vol. 24, No. 7, 1073-1085.
Nasution, H. (2006). “Energy analysis of an air conditioning system using PID and fuzzy logic control. PhD Thesis, Malay- sia: Universiti Teknologi Malaysia.
______, dan Hassan, M.N.M. (2006).
“Potential electricity savings by variable speed control of compressor for air conditioning systems”. Journal Clean
Technologies Environmental Policy, Vol.8, No.2, 105-111.
Ozawa, K. (2003). “A tuning method for PID controller using optimization subject to constraints on control input”. ASHRAE Transactions, Vol. 109, No. 2, 4638- 4648.
Pan, Y. (2003). “Measurement and simu- lation of indoor air quality and energy consumption in two shanghai office buildings with variable air volume systems”. Energy and Buildings, Vol.
35, No. 9, 877-891.
Rajagopalan, P., Rajasekaran, K., Alagar- samy, S., Iniyan, S., Lal, D.M. (2008).
“Experimental analysis of fuzzy con- trolled energy efficient demand controlled ventilation economizer cycle variable air volume air conditioning system”. Thermal Science, Vol. 12, No.
3, 15-32.
Shao S. (2004). “Performance representation of variable-speed compressor for inverter air conditioners based on ex- perimental data”. International Journal of Refrigeration, Vol. 27, No. 8, 805- 815.
Yu, P.C.H. (2001). “A study of energy use for ventilation and air-conditioning system in Hong Kong”. PhD Thesis.
Hongkong: The Hong Kong Politechnic University.
Zhen W., Huang, Zaheeruddin M., Cho S. H.
(2006). “Dynamic simulation of energy management control functions for HVAC systems in buildings. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 7-8, 926-943.
Zhou Y.P. (2006). “Energy simulation in the variable refrigerant flow air-conditioning system under cooling conditions”.
Energy and Buildings, Vol. 39, No. 2, 212-220.
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
refrigeration system”, International Journal of Refrigeration, Vol. 28, 165- 175.
Chen, W., Deng, S. (2006). “Development of a dynamic model for a DX VAV air conditioing system”. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 18-19, 2900-2924.
Engdahl, F., Svensson, A. (2003). “Pressure controlled variable air volume system”.
Energy and Buildings, Vol. 35, No. 11, 1161-1172.
Georges, B. (2004). “Experimental analysis of the performances of variable refrigerant flow systems”. Building Service Engineering Research Techno- logy, Vol. 25, No. 1, 17-23.
Gopal, M. (2002). Control systems principles and design. New Delhi: Tata McGraw- Hill.
Jin, X., Ren, H., Xiao, X. (2005).
“Prediction-based online optimal control of outdoor air of multi-zone VAV air- conditioning systems”. Energy and Buildings, Vol. 37, No. 9, 939-944.
Li, X. (2004). “A new method for controlling refrigerant flow in automobile air con- ditioning”. Applied Thermal Engineer- ing, Vol. 24, No. 7, 1073-1085.
Nasution, H. (2006). “Energy analysis of an air conditioning system using PID and fuzzy logic control. PhD Thesis, Malay- sia: Universiti Teknologi Malaysia.
______, dan Hassan, M.N.M. (2006).
“Potential electricity savings by variable speed control of compressor for air conditioning systems”. Journal Clean
Technologies Environmental Policy, Vol.8, No.2, 105-111.
Ozawa, K. (2003). “A tuning method for PID controller using optimization subject to constraints on control input”. ASHRAE Transactions, Vol. 109, No. 2, 4638- 4648.
Pan, Y. (2003). “Measurement and simu- lation of indoor air quality and energy consumption in two shanghai office buildings with variable air volume systems”. Energy and Buildings, Vol.
35, No. 9, 877-891.
Rajagopalan, P., Rajasekaran, K., Alagar- samy, S., Iniyan, S., Lal, D.M. (2008).
“Experimental analysis of fuzzy con- trolled energy efficient demand controlled ventilation economizer cycle variable air volume air conditioning system”. Thermal Science, Vol. 12, No.
3, 15-32.
Shao S. (2004). “Performance representation of variable-speed compressor for inverter air conditioners based on ex- perimental data”. International Journal of Refrigeration, Vol. 27, No. 8, 805- 815.
Yu, P.C.H. (2001). “A study of energy use for ventilation and air-conditioning system in Hong Kong”. PhD Thesis.
Hongkong: The Hong Kong Politechnic University.
Zhen W., Huang, Zaheeruddin M., Cho S. H.
(2006). “Dynamic simulation of energy management control functions for HVAC systems in buildings. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 7-8, 926-943.
Zhou Y.P. (2006). “Energy simulation in the variable refrigerant flow air-conditioning system under cooling conditions”.
Energy and Buildings, Vol. 39, No. 2, 212-220.
Jurnal Penelitian Saintek, Vol. 16, Nomor 2, Oktober 2011
46
refrigeration system”, International Journal of Refrigeration, Vol. 28, 165- 175.
Chen, W., Deng, S. (2006). “Development of a dynamic model for a DX VAV air conditioing system”. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 18-19, 2900-2924.
Engdahl, F., Svensson, A. (2003). “Pressure controlled variable air volume system”.
Energy and Buildings, Vol. 35, No. 11, 1161-1172.
Georges, B. (2004). “Experimental analysis of the performances of variable refrigerant flow systems”. Building Service Engineering Research Techno- logy, Vol. 25, No. 1, 17-23.
Gopal, M. (2002). Control systems principles and design. New Delhi: Tata McGraw- Hill.
Jin, X., Ren, H., Xiao, X. (2005).
“Prediction-based online optimal control of outdoor air of multi-zone VAV air- conditioning systems”. Energy and Buildings, Vol. 37, No. 9, 939-944.
Li, X. (2004). “A new method for controlling refrigerant flow in automobile air con- ditioning”. Applied Thermal Engineer- ing, Vol. 24, No. 7, 1073-1085.
Nasution, H. (2006). “Energy analysis of an air conditioning system using PID and fuzzy logic control. PhD Thesis, Malay- sia: Universiti Teknologi Malaysia.
______, dan Hassan, M.N.M. (2006).
“Potential electricity savings by variable speed control of compressor for air conditioning systems”. Journal Clean
Technologies Environmental Policy, Vol.8, No.2, 105-111.
Ozawa, K. (2003). “A tuning method for PID controller using optimization subject to constraints on control input”. ASHRAE Transactions, Vol. 109, No. 2, 4638- 4648.
Pan, Y. (2003). “Measurement and simu- lation of indoor air quality and energy consumption in two shanghai office buildings with variable air volume systems”. Energy and Buildings, Vol.
35, No. 9, 877-891.
Rajagopalan, P., Rajasekaran, K., Alagar- samy, S., Iniyan, S., Lal, D.M. (2008).
“Experimental analysis of fuzzy con- trolled energy efficient demand controlled ventilation economizer cycle variable air volume air conditioning system”. Thermal Science, Vol. 12, No.
3, 15-32.
Shao S. (2004). “Performance representation of variable-speed compressor for inverter air conditioners based on ex- perimental data”. International Journal of Refrigeration, Vol. 27, No. 8, 805- 815.
Yu, P.C.H. (2001). “A study of energy use for ventilation and air-conditioning system in Hong Kong”. PhD Thesis.
Hongkong: The Hong Kong Politechnic University.
Zhen W., Huang, Zaheeruddin M., Cho S. H.
(2006). “Dynamic simulation of energy management control functions for HVAC systems in buildings. Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 7-8, 926-943.
Zhou Y.P. (2006). “Energy simulation in the variable refrigerant flow air-conditioning system under cooling conditions”.
Energy and Buildings, Vol. 39, No. 2, 212-220.
Studi Kompleksasi (Suyanta dkk)
STUDI KOMPLEKSASI LANTANUM DENGAN SENYAWA MAKROSIKLIS DAN KARAKTERISASI SEBAGAI ELEKTRODA SELEKTIF ION LANTANUM
Suyanta, Sunarto, Lis Permana Sari
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta Jl. Colombo No. 1 Yogyakarta 55281
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk (1) menentukan konstanta kestabilan kompleks ion logam La(III) dengan ligan N,N’-dikarboksimetildiaza-18-crown-6 dan 3-methyl-2- benzothiazolinone-hydrazone hydrochloride pada penambahan konsentrasi KNO3 yang berbeda, dan (2) untuk mempelajari timbulnya respon potensial elektroda selektif ion lantanum(III) (ESI-La) yang mengikuti persamaan Nernst. Karakter yang ditentukan adalah waktu respon, lama pemakaian, limit deteksi, daerah linier, dan selektivitas.
Konstanta kestabilan kompleks ion logam La(III) dengan ligan N,N’- dikarboksimetildiaza-18-crown-6 ditentukan dengan cara titrasi potensiometri.
Konsentrasi elektrolit pendukung (KNO3) yang digunakan adalah 0,0005 M, 0,001 M, dan 0,005 M. Titrasi dilakukan dengan penambahan larutan KOH 0,00794 M hingga pH 7. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai konstanta hidrolisis (Kh) ligan N,N’- dikarboksimetildiaza-18-crown-6 pada penambahan KNO3 0,005 M, 0,001 M, dan 0,005 M berturut–turut adalah 10-1,61, 10-1,58, dan 10-1,58 dan untuk nilai konstanta kestabilan kompleks (Kf) ion logam La(III) dengan ligan N,N’-dikarboksimetildiaza-18-crown-6 pada penambahan KNO3 0,005 M, 0,001 M, dan 0,005 M berturut-turut adalah 101,02, 101,12, dan 101,32. Elektroda ini memiliki waktu respon 27,17r4,79 detik dan dapat digunakan selama 50 hari. Daerah linier elektroda antara 10-5 M sampai 10-1M dengan limit deteksi 3,92 x 10-6M.
Kata kunci: kompleks lantanum, ionofor makrosiklis, electroda selektif ion Abstract
The aim of this research are (1) to study the complexation constant of La(III) ion by N,N’-dikarboksimetildiaza-18-crown-6 ligant with difference concentration of KNO3, and (2) to study the lanthanum (III) ion selective electrode (La-ISE) potential response which follows the Nernst equation. The characters of the electrode studied are: response time, life time, detection limit, dynamic range and selectivity. The complexation constant of La(III) ion by N,N’- dikarboksimetildiaza-18-crown-6 ligant are finded by potentiometry titration with 0.0005 M, 0.001 M, dan 0.005 M KNO3 supported electrolite. The titration are doing by 0.00794 M KOH until pH 7. The result of constant complexation (Kf) La(III) ion with N,N’-dikarboksimetildiaza-18-crown-6 difference KNO3 0.005 M, 0.001 M, dan 0.005 M simultaniuesly are 101,02 , 101,12, dan 101,32. The electrode had a response time of 27.14 ± 4.79 seconds and could be used for 50 days. The linear range was between 10-5 M to 10-1 M and the detection limit is 3.92x10-6 M.
Key words: lanthanum complexs, macrocycle ionophor, ion selective electrode
144 14547
