STUDI SPESIFIKASI TEKNIK WATER CHILLER VAC IEBE

Transkripsi

1 ISSN Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 STUDI SPESIFIKASI TEKNIK WATER CHILLER VAC IEBE Tonny Siahaan ABSTRAK STUDI SPESIFIKASI TEKNIK WATER CHILLER VAC IEBE. Telah dilakukan studi terhadap spesifikasi teknis mesin pendingin air (water chiller) yang dapat menggantikan mesin yang terpasang di IEBE saat ini. Studi ini meliputi mempelajari spesifikasi mesin yang terpasang saat ini termasuk pompa resirkulasi dan rangkaian perpipaan di dalam gedung MES kemudian menetukan spesifikasi mesin pengganti. Mesin yang terpasang adalah merek Carrier dengan tipe pendingin air (water cooled), menggunakan refrigeran R11 dengan kapasitas pendinginan 377 TR. Jumlah mesin yang terpasang adalah 4 unit. Dari hasil studi diketahui bahwa refrigeran R11 tidak dapat disubsitusi tetapi R22 dapat disubsitusi dengan R407C ataupun jenis hidrokarbon. Mesin pendingin air jenis pendingin udara lebih sedikit peralatannya karena tidak memerlukan menara pendingin. Dari pertimbangan kedua hal tersebut disarankan memilih mesin jenis pendingin udara dengan refrigeran R22. Lokasi pemasangan dipilih di luar gedung MES sehingga tidak perlu membongkar mesin lama dan tidak memerlukan perubahan sistem perpipaan. Penyambungan mesin yang baru dengan sistem perpipaan yang ada dilakukan pada pompa primer dan header chiller lama. Penentuan spesifikasi yang lebih detail akan disesuaikan dengan sistem penganggaran yang berlaku di instansi pemerintah dan dilakukan secara bertahap setiap tahunnya. PENDAHULUAN Sistem Ventilasi dan Tata Udara (Sistem VAG) Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE) menggunakan air dingin yang diproduksi oleh water chiller sebagai media pendingin udara suplai. Mesin pendingin air (water chiller) yang terpasang di IEBE 'menggunakan refrigeran R11 sebagai media pendingin. Bahan pendingin tersebut termasuk dalam kelompok bahan perusak ozon. Berkaitan dengan hal tersebut maka Refrigeran R11 sudah tidak diproduksi. Di pihak lain, dewasa irii belum ditemukan bahan pendingin yang dapat mensubsitusi refrigerant R11. Untuk keberlangsungan pengoperasian Sistem VAC di IEBE maka water chiller tersebut harus diganti dengan unit yang baru. Studi ini dilakukan dengan cara mempelajari spesifikasi mesin yang terpasang serta mempelajari spesifikasi mesin pendingin pada katalog dari beberapa merek water chiller. Kegiatan ini bertujuan untuk mendapatkan spesifikasi teknis water chiller yang dapat menggantikan mesin yang terpasang saat ini. TEORI Mesin Pending in Air Mesin pendingin air (Water chiller) yang terpasang di IEBE termasuk dalam kelompok mesin refrigerasi kompresi uap. Peralatan utama mesin refrigerasi terdiri dari: kompresor, kondensor, evaporator dan katup ekspansi yang dirangkai dengan sistem perpipaan menjadi suatu sitem tertutup[1j Didalam rangkaian peralatan tersebut refrigeran bersirkulasi untuk mengambil kalor dari evaporator yang kemudian dilepaskan ke udara luar melalui kondensor. Ditinjau dari media pendingin untuk kondensor maka mesin pendingin air dibedakan menjadi jenis pendingin udara (air cooled) dan jenis pendingin air (water cooled). Mesin pendingin air jenis pending in udara, kondensor dilengkapi dengan kipas kondensor sehingga diperoleh pendinginan yang cukup untuk mengubah refrigeran dari fasa gas menjadi fasa cair. Sedangkan pada mesin pendingin air dengan kondensor didinginkan air, kondensor dilengkapi dengan menara pendingin (cooling tower) untuk memberikan suhu air pendingin yang cukup untuk mendinginkan refrigeran didalam kondensor. Pada Gambar 1 ditunjukkan diagram blok untuk mesin refrigerasi jenis pendingin air dan jenis pendingin udara 463

2 Hasil-hasil Penelitian ESN Tahun 2009 ISSN Evaporator 2. Kompresor 3. Kondensor 4. Katup Ekspansi 5. Kipas Kondenso 4 1. Evaporator 2. Kompresor 3. Kondensor 4. Katup Ekspansi 5. Cooling Tower 6. Pompa Kondensor (b) (a) Gambar 1. Diagram Siok Mesin Refrigerasi a. Jenis Pendingin Air (Water Cooled) b. Jenis Pendingin Udara (Air Cooled) Ditinjau dari komponen peralatan maka mesin refrigerasi jenis pendingin udara lebih sedikit, karena tidak memerlukan menara pendingin, cukup dengan kipas kondensor. Tetapi jika ditinjau dari kapasitas pendinginan mesin, mesin refrigerasi pendingin air lebih besar. Pada umumnya mesin pendingin jenis pendingin udara menggunakan refrigeran R22 sedangkan mesin pendingin air menggunakan R11 Refrigeran Refrigeran atau dikenal juga dengan nama freon berfungsi sebagai media pendingin yang memiliki temperatur penguapan yang rendah. Seperti diketahui menu rut ilmu termodinamika bahwa setiap proses penguapan membutuhkan panas sedangkan proses kondensasi akan melepaskan panas. Refrigeran yang menguap didalam evaporator akan menyerap kalor dan kemudian ketika mengembun didalam kondensor akan melepaskan kalor. Dengan karakteristik yang dimiliki refrigeran tersebut maka bahan tersebut dapat digunakan sebagai media pendingin dalam peralatan refrigerasi. Tabel1. Nomor Contoh beberapa jenis refrigeran[2] Trichloromonofluorom Monoch Dich Anorganik lorodifluorom HCFC Keterangan lorotrifl Nama Ammonia if]uorom Rumus Kimia ethanecci2f2 NH3 ethanecci3f Kimia neccif3 CHCIF2 464

3 ISSN Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 Mesin Pendingin Air lese Mesin pendingin air (water chiller ) yang terpasang di lese termasuk jenis mesin pendingin sentrifugal dengan pendingin air (water cooled) merk Carrier dengan kapasitas pendinginan terpasang 377 TR. Temperatur air dingin keluar mesin pendingin 6 C dan masuk kembali pada 12 C. Jenis evaporator 2 pass sedangkan kondensor 1 pass. DFltlt;ger.II'V'PCf ~R.h.,tf'_lliQ\lod ~;':_1Atfrigt.anf liq\l,dnu~f I Gambar 2. Mesin Pending in Carrier - Water Cooledl3] Air pending in kondensor dihasilkan dari menara pendingin (cooling tower). Mesin pendingin menggunakan refrigerant R11 sebagai media pendingin. Mesin pendingin yang terpasang terdapat em pat unit yaitu: CH.06, CH.07, CH.08 dan CH.09. Untuk mensirkulasikan air dingin dari mesin pendingin ke pengguna di gedung-65 (AHU dan HE) dilengkapi dengan pompa sirkulasi yaitu pompa primer dan pompa sekunder. Sesuai jumlah unit mesin pendingin maka pompa sirkulasi dan menara pendingin, masing-masing juga terdiri dari 4 unit yaitu:. menara pendingin: CT.06; CT.07, CT.08 dan CT.09 pompa kondensor: PK.06, PK.07, PK.08 dan PK.09 pompa primer: PP.06, PP.07, PP.08 dan PP.09 pompa sekunder: PS.06, PS.07, PS.08 dan PS.09 Mesin pendingin, pompa primer, pompa sekunder dan pompa kondensor dipasang didalam ruangan gedung MES sedangkan menara pendingin dipasang di atap gedung tersebut. Peralatan tersebut (mesin pendingin, pompa, menara pendingin, AHU dan HE) dihubungkan dengan sistem perpipaan. Sistem perpipaan didalam ruangan MES ( Gambar 3 ) dilengkapi dengan pipa header bypass, yang memungkinkan air dingin bersirkulasi sebagian di antara mesin pendingin dengan pompa primer atau di antara pompa sekunder dengan AHU. 465

4 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN Gamabr 3. Sistem Perpipaan dari Chiller ke Pompa di Gedung MES HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil survey terhadap beberapa merek water chiller diperoleh informasi bahwa mesin pendingin yang menggunakan refrigeran R11 tidak dapat disubsitusi, harus dilakukan penggantian mesin. Tetapi mesij')yang menggunakan refrigeran R22 dapat disubsitusi tanpa ada pergantian sukucadang pada mesin yaitu dengan menggunakan refrigeran R407C ataupun refrigeran jenis hidrokarbon. Ruangan mesin sa at ini didalam gedung MES sudah penuh sehingga tidak memungkinkan lagi dipasang mesin yang baru. Jika mesin pendingin yang lama dibongkar, selain mesin itu dibongkar maka sebagian besar sistem perpipaan juga harus dibongkar, sehingga pekerjaan pembongkaran akan memerlukan biaya yang besar. Dengan pertimbangan terhadap faktor-faktor tersebut disarankan untuk memilih jenis mesin pendingin air jenis pendingin udara (air cooled) dan dipasang di luar gedung MES. Mesin pendingin air jenis pendingin udara lebih sedikit komponen peralatannya karena tidak memerlukan menara pendingn. Refrigeran R22 dapat disubsitusi dengan R407C atau jenis hidrokarbon sehingga ketika refrigeran R22 dihapuskan mesin tetap dapat berfungsi. Dalam Gambar 4 ditunjukkan rencana pemasangan pipa dari mesin yang baru ke sistem perpipaan yang ada yaitu pad a pipa inlet mesin pendingin disambungkan dengan pipa discharge pompa primer, sedangkan pipa outlet mesin pendingin baru disambungkan ke pipa header chiller yang lama. Pemasangan mesin baru tidak banyak mengubah sistem perpipaan karena tidak perlu membongkar mesin lama. Untuk keputusan pemilihan spesifikasi mesin yang lebih detail yaitu kapasitas pendinginan, situasi perpipaan dan lain-lain tentu saja akan mcmpertimbangkan anggaran yang tersedia secara bertahap sesuai tahun anggaran yang berlaku di instansi pemerintah dan pembelian dapat dilakukan secara bertahap. 466

5 ISSN Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 UNIT CHILLER (Baru) Gambar 4. Rencana Pemasangan Mesin Baru KESIMPULAN 1. Jenis mesin pendingin yang disarankan untuk dipilih adalah mesin pendingin jenis pendingin udara (air cooled) dengan menggunakan refrigerant R Lokasi pemasangan mesin baru direncanakan di luar gedung MES dengan penyambungan perpipaan dilakukan pad a sisi discharge pompa primer menuju pipa masuk mesin pendingin, sedangkan pipa keluar mesin disambungkan dengan pipa header chiller yang lama. 3. Untuk keputusan pemilihan spesifikasi mesin yang lebih detail yaitu kapasitas pendinginan dan lain-lain tentu saja akan mempertimbangkan anggaran yang tersedia. DAFTAR PUSTAKA [1] WIRANTO ARISNUBABDAR, "Penyegar Udara", Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta [2] W.F.STOECKER, "Refrigeration & Air Conditioning", 2nd edition, Mc.Graw-Hili Book Company, Singapore 1982 [3] ANONIM, "Petunjuk Operasi Centrifugal Water Chiller", Carrier. Tanya Jawab: 1. Winter Dewayatna Beda karakteristik R11 dengan R12, mengapa system lama tidak bisa menggunakan R22? Mengapa memilih jenis pendingin memadai? udara? Apakah kapasitas pendinginan kondensor juga Budi Prayitno Beda karakteristik R11 dengan R12 diantaranya adalah pada temperatur evaporasi, temperatur kondensasi dan kompresi rasio. R22 tidak dapat menggantikan refrigeran R11 karena berbeda karakteristik termodinamika tersebut. Misalnya R12 dapat disubsitusi dengan R134a karena mempunyai karakteristik yang sama. Mesin pendingin jenis pendingin udara dipilih karena komponen peralatan utamanya lebih sedikit, misalnya tidak memerlukan menara pendingin, sehingga tempat pemasangan lebih sedikit. Kapasitas pendinginan kondensor dengan pendingin udara memang lebih kedl jika dibandingkan dengan jenis pendingin air. Pemilihan mesin pendingin di atas tentu saja dengan memperhatikan kapasitas pendingin total yang dibutuhkan. 467

6 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN Ngatijo Mesin lama dibongkar, kalau ditawarkan ke orang lain tetapi biaya bongkar gratis, bagaimana hal ini? Budi Prayitno Kalau biaya pembongkaran gratis dan mesin lama menjadi milik yang membongkar, hal itu akan melanggar aturan yang ada, karena mesin-mesin tersebut adalah milik pemerintah. Tentu saja kita harus memperhatikan syarat-syarat penjualan barang inventaris pemerintah. 468