BAB IV ANALISA DATA Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menganalisa perhitungan efisiensi chiller dan kapasitas yang diperlukan pada sistem pendinginan terhadap chiller di gedung Universitas Bina Nusantara - Alam Sutera. Dibatasi pada analisis efisiensi chiller, penggunaan VSD atau inverter, dan daya listrik yang berpengaruh terhadap biaya listrik, dengan langkah langkah sebagai berikut : 4.1 Pemilihan Chiller Pada analisa ini, data chiller dengan merk sebagai berikut : a. York b. Carrier c. Trane Tabel 4.1 Spesifikasi Chiller dari beberapa sumber No Keterangan York Carrier Trane 1 Rated Net Capacity (TR) 400 400 400 2 Model YKEDETQ65EIG 23XRV4040ERVAA90 RTHD-E3G2G1 3 Original China China USA 4 Refrigerant LB 134a : 1061 (LB) 482 kg 408 (Kg) 284 kg 5 Input Power ( KW ) 227 227 239 6 Voltage /Phase /Hz 380V/3 Ph/ 50 Hz 380V/3 Ph/ 50 Hz 380V/50Hz Motor Rate Load Amps 7 (RLA) 380 401 488 8 Full Load 0,567 kw/tr 0,567 kw/tr 0,599 kw/tr Non variable 9 Variable Speed Drive Inverter VFD = Inverter speed harmonic filter <5% 10 Flow Rate constant = 61.1 L/s 38
39 Tabel diatas merupakan data yang diperoleh dari masing-masing pabrikasi. Berdasarkan data yang diperoleh, dapat kapasitas dari chiller adalah 400 TR. Untuk masing masing data yang dihasilkan berdasarkan masing masing merk Chiller, bahwa nilai yang dihasilkan berbeda. 4.2 Efisiensi Chiller Berdasarkan data dari masing masing pabrikasi, efisiensi chiller disederhanakan sebagai berikut : Tabel 4.2 Part Load Chiller dari beberapa sumber Dari tabel diatas dapat diperlihatkan bahwa kapasitas chiller sama, pengaruh dari system menghasilkan nilai yang bersifat linear dan non linear. Secara garis besar, dapat disimpulkan bahwa bersifat linear memiliki daya listrik yang lebih baik dibanding dengan non linear. Dibawah ini akan dianalisa berdasarkan hasil yang diperoleh sebelumnya.
40 4.3 Menghitung Kapasitas Chiller yang dibutuhkan Bangunan pada Binus Alam Sutera di design dengan menggunakan Chiller = 400 TR sebanyak 1 unit. Data yang diperoleh adalah : Luas proyek = 7.000 Luas bangunan dengan 21 lantai = 40.320 Berdasarkan perhitungan dapat di analisa, seperti berikut : Rumus sederhana untuk perhitungan Chiller yaitu 500 BTU / 40.320 x 500 BTU = 20.160.000 BTU 20.160.000 BTU : 9.000 = 2.240 PK Berdasarkan data, kapasitas 400 TR = 1.886,5 HP. Jika dilihat dari hasil perhitungan analisa dan data yang diperoleh, untuk luas bangunan membutuhkan 2.240 HP, sedangkan kapasitas 400 TR menghasilkan 1.886.5 HP, diperoleh selisih yang cukup besar. 4.4 Menghitung Arus Listrik Dalam penggunaan Chiller untuk gedung Binus Alam Sutera ini, secara umum kita harus mengetahui data yang diberikan dari masing-masing product Chiller seperti pada Tabel 4.1 a). Arus Listrik Data dari masing masing product, dapat dilihat pada Tabel 4.2, dimana daya yang diberikan masih pada kapasitas dari Ton of Refrigeration tersebut. Oleh karena itu, akan dianalisa dari daya motor ke daya listrik.
41 Penggunaan kapasitas Chiller atau kapasitas maximal sebesar 400 Ton of Refrigeration (TR). Kapasitas Chiller yang diketahui dari kapasitas maximal sampai dengan minimal, yaitu dari kapasitas 100 % sampai dengan 20 %. Data tersebut dapat dilihat seperti dibawah ini, yang sudah diketahui juga daya masing-masing kapasitas. Merk York Diketahui : V = 380 V dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.3 Perhitungan Arus pada Chiller Merk York YORK Kapasitas % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 TR 400 360 320 280 240 200 160 120 80 Daya kw 227 201 179 158 143 122 105 88 69 Arus A 344,89 305,39 271,96 240,00 217,27 185,36 159,53 133,7 104,8 Merk Carrier Diketahui : V = 380 V dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.4 Perhitungan Arus pada Chiller Merk Carrier CARRIER Kapasitas % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 TR 400 360 320 280 240 200 160 120 80 Daya kw 227 200 175 152 131 112 96 79 64 Arus A 344,89 303,87 265,88 230,94 199,00 170,17 145,85 120,00 97,24
42 Merk Trane Diketahui : V = 380 V dengan menggunakan rumus 3.1, maka dapat dihitung arus dari masing masing kapasitas chiller sebagai berikut : Tabel 4.5 Perhitungan Arus pada Chiller Merk Trane TRANE Kapasitas % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 TR 400 360 320 280 240 200 160 120 80 Daya kw 239,6 215,9 193,6 172,0 151,9 135,0 122,7 114,4 107,4 Arus A 364,04 328,03 294,14 261,33 230,79 205,11 186,42 173,81 163,17 Berdasarkan Chiller merk York, Carrier dan Trane, dapat diperhatikan bahwa daya dari masing masing kapasitas Chiller, memiliki arus masing masing. Daya yang telah diketahui, bernilai besar, maka arus yang didapatkan bernilai besar juga, dan sebaliknya. Daya yang telah diketahui, bernilai kecil, maka arus yang didapatkan bernilai kecil juga. Berdasarkan grafik dibawah, bahwa chiller dengan merk Carrier memiliki daya yang lebih kecil dibanding dengan merk York, dan chiller dengan merk York memiliki daya yang lebih kecil dibanding dengan merk Trane. Dari hasil yang diperoleh pada perhitungan di atas, yaitu chiller bermerk York, Carrier dan Trane, jika dibuat ke dalam bentuk grafik, sebagai berikut :
43 Grafik 4.1 a).daya yang dihasilkan Chiller b). Arus yang dihasilkan Chiller Daya pada Chiller 300 250 200 150 100 50 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 York - Daya (kw) 227 201 179 158 143 122 105 88 69 Carrier - Daya (kw) 227 200 175 152 131 112 96 79 64 Trane - Daya (kw) 239.6 215.9 193.6 172.0 151.9 135.0 122.7 114.4 107.4 Kapasitas Chiller (%) Arus pada Chiller 400.00 350.00 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 100 90 80 70 60 50 40 30 20 York - Arus (A) 344.89 305.39 271.96 240.00 217.27 185.36 159.53 133.70 104.84 Carrier - Arus (A) 344.89 303.87 265.88 230.94 199.00 170.17 145.85 120.00 97.24 Trane - Arus (A) 364.04 328.03 294.14 261.33 230.79 205.11 186.42 173.81 163.17 Kapasitas Chiller (%)
44 Berdasarkan grafik diatas, bahwa chiller dengan merk Carrier memiliki arus yang lebih kecil dibanding dengan merk York, dan chiller dengan merk York memiliki arus yang lebih kecil dibanding dengan merk Trane. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh antara daya terhadap arus, sangat berkaitan atau sebanding, sehingga hal ini memiliki kaitan dengan adanya penghematan listrik. b). Faktor Daya Pada sistem chiller, pengaruh faktor daya hampir tidak terlihat dikarenakan nilai nya rendah. Hal ini dapat diketahui, jika dilihat dari sistem chiller yang motor induksi. Berdasarkan pernyataan dari Bab III, sub 2, bahwa motor induksi merupakan salah satu faktor daya. 4.5 Menggunakan Inverter atau Variable Speed Drive Chiller dengan Merk York, Carrier dan Trane, memiliki output daya yang berbeda, dikarenakan system inverter atau Variable Speed Drive, terutama dipakai oleh merk York dan Carrier. Pengertian, prinsip kerja pada inverter telah dijelaskan pada Bab sebelumnya (Bab III.4). Oleh karena itu, daya yang dihasilkan dari merk York dan carrier hampir mendekati sama, disebakan adanya inverter pada sistem. 4.6 Menghitung Penghematan Biaya Listrik Penghematan dalam pemakaian listrik sekarang ini sangat disarankan oleh pihak pemerintahan, dengan slogan yang sering kita temui Hemat Energi. Pada
45 pemakaian Chiller di kampus Bina Nusantara Alam Sutera dapat dihasilkan penghematan listrik, dengan cara menghitung pemakaian listrik dari beberapa merk Chiller secara teoritis terlebih dahulu, sehingga bisa diketahui merk yang hemat energy. Chiller dengan kapasitas 400 TR, diumpakan pengunaannya setiap hari, selama ± 13 jam (07:00 20:00). Berdasarkan data dari beberapa sumber, yaitu PLN bahwa gedung kampus ini, termasuk dalam tarif dasar listrik golongan kegiatan sosial komersial. Untuk dapat menghitung biaya PLN, maka terlebih dahulu dapat dicari KWH dari masing masing daya, dengan menggunakan persamaan 3.13, yaitu : KWH = daya x lama pemakaian dalam satuan jam, dimana lama pemakaian dianggap selama 13 jam. Dengan adanya sumber data yang sudah disiapkan terlebih dulu, maka dapat dihitung secara teoritis penghematan biaya listrik dari merk Chiller tersebut, sebagai berikut : Merk York Diketahui : daya = 227 kw : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam Maka KWH = 227 kw x 13 jam = 2951 KWH. Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 2951 KWH x Rp 1.352 = Rp 3.988.752. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini.
46 Kapasitas Chiller (%) Tabel 4.6 Biaya PLN dengan Chiller Merk York Daya (kw) KWH Biaya PLN (Rp) 100 227 2951 Rp 3,989,752 90 201 2613 Rp 3,532,776 80 179 2327 Rp 3,146,104 70 158 2054 Rp 2,777,008 60 143 1859 Rp 2,513,368 50 122 1586 Rp 2,144,272 40 105 1365 Rp 1,845,480 30 88 1144 Rp 1,546,688 20 69 897 Rp 1,212,744 Merk Carrier Diketahui : daya = 227 kw : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam Maka KWH = 227 kw x 13 jam = 2951 KWH. Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 2951 KWH x Rp 1.352 = Rp 3.988.752. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini. Tabel 4.7 Biaya PLN dengan Chiller Merk Carrier Kapasitas (%) Daya (kw) KWH Biaya PLN (Rp) 100 227 2951 Rp 3,989,752 90 200 2600 Rp 3,515,200 80 175 2275 Rp 3,075,800 70 152 1976 Rp 2,671,552
47 60 131 1703 Rp 2,302,456 50 112 1456 Rp 1,968,512 40 96 1248 Rp 1,687,296 30 79 1027 Rp 1,388,504 20 64 832 Rp 1,124,864 Merk Trane Diketahui : daya = 239.6 kw : lama pemakaian chiller dianggap 13 jam maka KWH = 239.6 kw x 13 jam = 3114.8 KWH. Setelah didapat nilai dalam satuan KWH, dapat dihitung biaya listrik, dengan tarif komersil berkisar Rp 1.352 per KWH. Sebagai contoh, dengan nilai 3114.8 KWH x Rp 1.352 = Rp 4.211.210. Dengan menggunakan persamaan yang sama, maka untuk menghitung KWH dan biaya dengan variasi daya yang berbeda, dapat dilihat tabel dibawah ini. Tabel 4.8 Biaya PLN dengan Chiller Merk Trane Kapasitas (%) Daya (kw) KWH Biaya PLN (Rp) 100 239.6 3114.8 Rp 4,211,210 90 215.9 2806.7 Rp 3,794,658 80 193.6 2516.8 Rp 3,402,714 70 172 2236 Rp 3,023,072 60 151.9 1974.7 Rp 2,669,794 50 135 1755 Rp 2,372,760 40 122.7 1595.1 Rp 2,156,575 30 114.4 1487.2 Rp 2,010,694 20 107.4 1396.2 Rp 1,887,662 Berdasarkan tabel dari merk York, Chiller, dan Trane diatas, maka jika disederhanakan dalam bentuk grafik sebagai berikut :
48 Grafik 4.2 Perhitungan Biaya Listrik berdasarkan pemakaian Chiller Perhitungan Biaya Listrik 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 York - (Rp) x 10.000 399.0 353.3 314.6 277.7 251.4 214.5 184.5 154.7 121.3 Carrier - (Rp) x 10.000 399.0 351.5 307.6 267.2 230.3 196.9 168.7 138.9 112.5 Trane - (Rp) x 10.000 421.1 379.5 340.3 302.3 266.9 237.3 215.7 201.1 188.8 Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa di sumbu x merupakan kapasitas dari masing masing Chiller, dan sumbu y merupakan nilai atau biaya listrik. Bahwa chiller dengan merk Carrier dapat dikatakan memiliki penghematan energi listrik sehingga biaya listrik relatif murah dibanding dengan York dan Trane. Grafik daya dan arus, merupakan dasar dari analisa chiller, yang dapat dilihat dari segi pemakaian chiller yang effisien dan hemat energi. Bila dihitung pemakaian chiller tehadap gedung kampus dalam 1 hari berdasarkan data diatas, penjumlahan nilai dari kapasitas daya 100% dan juga 60% lalu dirataratakan, maka diperoleh nilai sebagai berikut : York berkisar Rp 3.251.560 Carrier berkisar Rp 3.146.101 Trane berkisar Rp 3.440.502
49 Setelah dihitung pemakaian dalam harian, maka dapat dihitung juga biaya listrik dalam pemakaian chiller tehadap gedung kampus, dengan menganggap 1 tahun memiliki waktu 261 hari, sebagai berikut : York berkisar Rp 848.657.160 Carrier berkisar Rp 821.132.361 Trane berkisar Rp 897.971.022 Dengan adanya analisa ini, maka pengguna gedung maupun pemilik gedung dapat mengetahui chiller yang hemat energi sehingga gedung ini bisa dikategorikan dengan konsep yang diinginkan yaitu konsep go green buliding.