REFRIGRASI & SISTIM PENYEJUK AC

1. PENDAHULUAN

Bagian ini memberikan gambaran singkat mengenai ciri-ciri utama sistim refrigerasi dan
penyejuk AC.

1.1 Apakah Refrigerasi dan Penyejuk AC itu

Refrigerasi dan penyejuk AC digunakan untuk mendinginkan produk atau lingkungan
gedung. Sistim refrigerasi atau penyejuk AC (R) memindahkan panas dari tangki reservoir
rendah energi yang lebih dingin ke tangki reservoir energi tinggi yang lebih hangat (lihat
Gambar 1).

Gambar 1. Penggambaran skematik sistim refrigerasi


Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 2
Terdapat beberapa putaran/ loop perpindahan panas dalam sistim refrigerasi seperti terlihat
pada Gambar 2. Energi panas bergerak dari kiri kekanan yang diambil dari ruangan dan
dikeluarkan ke luar ruangan melalui lima putaran loops perpindahan panas:
ƒ Putaran/ loop udara dalam ruangan. Pada loop sebelah kiri, udara dalam ruangan
digerakkan oleh fan pemasok udara melalui kumparan pendingin, yang akan mentransfer
panasnya ke air dingin/ chilled water. Udara dingin kemudian mendinginkan ruangan
gedung.
ƒ Putaran/ loop air dingin. Digerakkan oleh pompa air dingin/ chilled water, air kembali
dari kumparan dingin ke penguap pendingin chiller untuk didinginkan ulang.
ƒ Putaran/ loop refrigeran. Dengan menggunakan refrigerant perubahan fase, kompresor
chiller memompa panas dari air dingin/ chilled water ke air kondenser.
ƒ Putaran/ loop air kondenser. Air menyerap panas dari kondenser pendingin, dan pompa
air kondenser mengirimkannya ke menara pendingin.
ƒ Putaran/ loop menara pendingin. Fan menara pendingin menggerakan udara melintasi
aliran terbuka air kondenser panas, memindahkan panas ke luar ruangan.

1.2 Sistim Penyejuk AC

Tergantung pada penerapannya, terdapat berbagai opsi/ kombinasi penyejuk udara AC yang
tersedia untuk penggunaannya:
ƒ Penyejuk udara (untuk ruangan atau mesin-mesin)
ƒ Penyejuk udara AC Split
ƒ Unit kumparan fan pada sistim yang lebih besar
ƒ Unit handling udara pada sistim yang lebih besar

1.3 Sistim Refrigerasi (untuk proses)

Sistim refrigerasi berikut tersedia untuk proses-proses industri (misal plant pendingin) dan
keperluan domestik (unit modul seperti kulkas):
ƒ Unit modul ekspansi langsung yang berkapasitas kecil sama dengan kulkas.
ƒ Plant air dingin/ chilled water yang terpusat dengan air dingin/ chilled water sebagai
refrigeran sekundernya untuk kisaran suhu diatas 5
o
C. Dapat juga digunakan sebagai
pembentuk gumpalan es.
ƒ Plant air garam, yang menggunakan air garam untuk suhu yang lebih rendah, refrigeran
sekunder untuk penerapan suhu sub-nol, yang kemudian menjadi kapasitas unit modul
dan kapasitas plant yang terpusat.
ƒ Kapasitas plant hingga 50 TR (ton refrigerasi) biasanya dianggap sebagai unit yang
berkapasitas kecil, 50 – 250 TR sebagai unit berkapasitas menengah dan diatas 250 TR
sebagai unit berkapasitas besar.

Sebuah perusahaan besar dapat dapat memiliki sekumpulan unit, seringkali dengan pompa air
dingin/ chilled water, pompa air kondenser, menara pendingin, sebagai utilitas diluar lokasi.
Perusahaan yang sama mungkin juga memiliki dua atau tiga tingkat refrigerasi dan penyejuk
AC seperti kombinasi antara:
ƒ Penyejuk udara AC yang nyaman (20 – 25
o
C)
ƒ Sistim chilled water (80
– 100
C)
ƒ Sistim air garam (penerapan sub-nol)
Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 3
2. JENIS-JENIS REFRIGERASI DAN PENYEJUK UDARA AC

Bagian ini menerangkan dua prinsip jenis plant refrigerasi yang ditemukan di industri:
Refrigerasi Kompresi Uap /Vapour Compression Refrigeration (VCR) dan Refrigerasi
Penyerap Uap/ Vapour Absorption Refrigeration (VAR). VCR menggunakan energi mekanis
sebagai energi penggerak untuk refrigerasinya, sementara itu VAR menggunakan energi
panas sebagai energi penggerak refrigerasinya.

2.1 Sistim Refrigerasi Kompresi Uap

2.1.1 Deskripsi
Siklus refrigerasi kompresi mengambil keuntungan dari kenyataan bahwa fluida yang
bertekanan tinggi pada suhu tertentu cenderung menjadi lebih dingin jika dibiarkan
mengembang. Jika perubahan tekanan cukup tinggi, maka gas yang ditekan akan menjadi
lebih panas daripada sumber dingin diluar (contoh udara diluar) dan gas yang mengembang
akan menjadi lebih dingin daripada suhu dingin yang dikehendaki. Dalam kasus ini, fluida
digunakan untuk mendinginkan lingkungan bersuhu rendah dan membuang panas ke
lingkungan yang bersuhu tinggi.

Siklus refrigerasi kompresi uap memiliki dua keuntungan. Pertama, sejumlah besar energi
panas diperlukan untuk merubah cairan menjadi uap, dan oleh karena itu banyak panas yang
dapat dibuang dari ruang yang disejukkan. Kedua, sifat-sifat isothermal penguapan
membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida kerja ke suhu berapapun
didinginkan. Hal ini berarti bahwa laju perpindahan panas menjadi tinggi, sebab semakin
dekat suhu fluida kerja mendekati suhu sekitarnya akan semakin rendah laju perpindahan
panasnya.

Siklus refrigerasi ditunjukkan dalam Gambar 3 dan 4 dan dapat dibagi menjadi tahapan-
tahapan berikut:
ƒ 1 – 2. Cairan refrigeran dalam evaporator menyerap panas dari sekitarnya, biasanya
udara, air atau cairan proses lain. Selama proses ini cairan merubah bentuknya dari cair
menjadi gas, dan pada keluaran evaporator gas ini diberi pemanasan berlebih/
superheated gas.
ƒ 2 – 3. Uap yang diberi panas berlebih masuk menuju kompresor dimana tekanannya
dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab bagian energi yang menuju proses kompresi
dipindahkan ke refrigeran.
ƒ 3 – 4. Superheated gas bertekanan tinggi lewat dari kompresor menuju kondenser. Bagian
awal proses refrigerasi (3-3a) menurunkan panas superheated gas sebelum gas ini
dikembalikan menjadi bentuk cairan (3a-3b). Refrigerasi untuk proses ini biasanya
dicapai dengan menggunakan udara atau air. Penurunan suhu lebih lanjut terjadi pada
pekerjaan pipa dan penerima cairan (3b - 4), sehingga cairan refrigeran didinginkan ke
tingkat lebih rendah ketika cairan ini menuju alat ekspansi.
ƒ 4 - 1 Cairan yang sudah didinginkan dan bertekanan tinggi melintas melalui peralatan
ekspansi, yang mana akan mengurangi tekanan dan mengendalikan aliran menuju Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 4


Gambar 3. Gambaran skematis siklus refrigerasi kompresi uap













Kondenser harus mampu membuang panas gabungan yang masuk evaporator dan kondenser.
Dengan kata lain: (1 - 2) + (2 - 3) harus sama dengan (3 - 4). Melalui alat ekspansi tidak
terdapat panas yang hilang maupun yang diperoleh.

2.1.2 Jenis-jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap
Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap. Suhu
refrigerasi yang dibutuhkan sangat menentukan dalam pemilihan fluida. Refrigeran yang
umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons (CFCs,
Kondenser
Evaporator
Sisi Tekanan
Tinggi
Sisi Tekanan
Rendah
Kompresor
Alat Ekspansi
1
2
3
4 Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 5
disebut juga Freons): R-11, R-12, R-21, R-22 dan R-502. Sifat-sifat bahan-refrigeran tersebut
diberikan dalam Tabel 2 dibawah:

Tabel 1. Sifat-sifat refrigeran yang biasa digunakan (diambil dari Arora, C.P., 2000)
Entalpi *
Refrigeran
Titik
Didih **
(
o
C)
Titik Beku
(
o
C)
Tekanan
Uap* (kPa)
Volume
Uap* (m3
/
kg)
Cair
(kJ / kg)
Uap
(kJ / kg)
R – 11 -23,82 -111,0 25,73 0,61170 191,40 385,43
R – 12 -29,79 -158,0 219,28 0,07702 190,72 347,96
R – 22 -40,76 -160,0 354,74 0,06513 188,55 400,83
R – 502 -45,40 --- 414,30 0,04234 188,87 342,31
R – 7
(Ammonia)
-33,30 -77,7 289,93 0,41949 808,71 487,76
* Pada -10
o
C
** Pada Standar Tekanan Atmosfir (101,325 kPa)

Tabel 2. Kinerja refrigeran yang biasa digunakan (diambil dari Arora, C.P., 2000)
Refrigeran
Tekanan
Penguapan
(kPa)
Tekanan
Kondensasi
(kPa)
Perbandingan
Tekanan
Entalpi Uap
(kJ / kg)
COP**
carnot
R – 11 20,4 125,5 6,15 155,4 5,03
R – 12 182,7 744,6 4,08 116,3 4,70
R – 22 295,8 1192,1 4,03 162,8 4,66
R - 502 349,6 1308,6 3,74 106,2 4,37
R - 717 236,5 1166,5 4,93 103,4 4,78
* Pada -15
o
C Suhu Penguapan, dan 30
o
C Suhu Kondenser
** COP carnot = Koefisien Kinerja =Suhu.Penguapan / (Suhu.Kondensasi. - Suhu.Penguapan.)

Pemilihan refrigeran dan suhu pendingin dan beban yang diperlukan menentukan pemilihan
kompresor, juga perancangan kondenser, evaporator, dan alat pembantu lainnya. Faktor
tambahan seperti kemudahan dalam perawatan, persyaratan fisik ruang dan ketersediaan
utilitas untuk peralatan pembantu (air, daya, dll.) juga mempengaruhi pemilihan komponen.

2.2 Sistim Refrigerasi Penyerapan Uap

2.2.1 Deskripsi

Sistim refrigerasi penyerapan uap terdiri dari:
ƒ Absorber: Penyerapan uap refrigeran oleh absorben atau adsorben yang cocok,
membentuk larutan refrigeran yang kuat atau kaya dalam absorben/ adsorben
ƒ Pompa: Pemompaan larutan yang kaya dan menaikan tekanannya ke tekanan kondenser
ƒ Generator: Destilasi uap dari larutan kaya menyisakan larutan miskin untuk pendaur
ulangan. Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 6




Chiller absorpsi merupakan sebuah mesin, yang menghasilkan chilled water dengan
menggunakan panas seperti steam, air panas, gas, minyak, dll. Chilled water diproduksi
berdasarkan prinsip bahwa cairan (yakni refrigeran, yang menguap pada suhu rendah)
menyerap panas dari sekitarnya apabila menguap. Air murni digunakan sebagai refrigeran
dan larutan lithium bromide digunakan sebagai absorben.
Panas untuk sistim refrigerasi absorpsi uap dapat diberikan oleh limbah panas yang diambil
dari proses, generator diesel, dll. Dalam kasus tersebut sistim absorpsi memerlukan listrik
hanya untuk menjalankan pompa. Tergantung pada suhu yang diperlukan dan biaya energi,
mungkin akan ekonomis apabila membangkitkan panas/steam untuk mengoperasikan sistim
absorpsi.

Gambaran konsep refrigerasi absorpsi diberikan dibawah ini (referensi untuk gambar-gambar
tidak diketahui).
Kondenser Generator
Evaporator
Absorber Sisi Dingin
Sisi Panas
Gambar 5: Skema sederhana sistim pendinginan absorpsi uap Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 7
Evaporator
Refrigeran (air) menguap pada suhu
sekitar 4o
C pada kondisi vakum
tinggi 754 mm Hg dalam evaporator.

Air dingin masuk menuju pipa-pipa
penukar panas dalam evaporator dan
memindahkannya ke refrigeran yang
menguap.

Refrigeran yang menguap (uap)
berubah menjadi cairan lagi,
sementara panas laten dari proses
penguapan ini mendinginkan air
dingin (pada diagram dari 12
o
C
hingga 7
o
C). Air dingin kemudian
digunakan untuk refrigerasi.

Absorber
Untuk menjaga penguapan, uap
refrigeran harus dibuang dari
evaporator dan refrigeran (air) harus
dipasok. Uap refrigeran diserap ke
larutan lithium bromide, yang sesuai
untuk menyerap uap refrigeran dalam
absorber. Panas yang dihasilkan
dalam proses absorpsi secara terus
menerus dikeluarkan dari sistim oleh
air pendingin. Absorpsi juga
mencapai vakum dibagian dalam
evaporator.

Generator Tekanan Tinggi
Ketika larutan lithium bromide
menjadi encer, kemampuan
menyerap uap refrigeran berkurang.
Untuk menjaga proses absorpsi
berlangsung, larutan lithium
bromide yang encer harus
dipekatkan lagi.

Chiller pengabsorpsi diberikan
dengan sistim pemekat larutan yang
disebut generator. Media pemanas
seperti steam, air panas, gas atau
minyak berfungsi sebagai larutan
pemekat.
Larutan pekat dikembalikan ke
absorber untuk menyerap kembali
uap refrigeran.

Kondenser
Untuk melengkapi siklus refrigerasi,
Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 8
dan dengan demikian menjamin
refrigerasi berlangsung terus
menerus, maka diperlukan dua fungsi
berikut
1. Memekatkan dan mencairkan uap
refrigeran yang teruapkan, yang
dihasilkan dalam generator
tekanan tinggi.
2. Memasok air yang terembunkan
ke evaporator sebagai refrigeran
(air)
Untuk dua fungsi tersebut maka
dipasang sebuah kondenser.

Sistim refrigerasi absorpsi yang menggunakan Li-Br-air sebagai refrigerannya memiliki
Koefisien Kinerja/ Coefficient of Performance (COP) dalam kisaran 0,65 – 0,70 dan dapat
menyediakan chilled water pada suhu 6,7
o
C dengan suhu air refrigerasi 30
o
C. Sistim yang
mampu memberikan chilled water pada suhu 3
o
C juga tersedia. Sistim yang berdasarkan
amoniak beroperasi diatas tekanan atmosfir dan mampu beroperasi pada suhu rendah
(dibawah 0o
C). Mesin absorpsi tersedia dengan kapasitas antara 10-1500 ton. Walaupun
biaya awal sistim absorpsi lebih tinggi daripada sistim kompresi namun biaya operasionalnya
lebih rendah jika digunakan limbah panas.

2.2.2 Refrigerasi evaporatif dalam sistim refrigerasi absorpsi uap
Terdapat banyak kejadian dimana penyejuk udara AC, yang menetapkan pengendalian
kelembaban hingga 50% untuk kenyamanan manusia atau untuk proses-proses, dapat
digantikan oleh pendingin evaporatif yang rendah energi dan lebih murah.



Konsepnya sangat sederhana dan sama dengan yang menggunakan menara pendingin. Udara
dibawa dan bersinggungan dekat dengan air untuk mendinginkan udara hingga suhu
mendekati suhu wet bulb. Udara dingin dapat digunakan untuk refrigerasi kenyamanan atau
Udara
Dingin
Udara
Panas
Percikan Air
Gambar 5. Skema pendinginan evaporatif
Diambil dari: Munters (2001) Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 9
proses. Kerugiannya adalah bahwa udara kaya akan kadar air. Udara dingin dapat digunakan
untuk kenyamanan atau untuk proses. Kerugiannya adalah udara akan kaya denganuap air.
Meskipun demikian, ini merupakan alat pendingin yang sangat efisien dengan biaya yang
sangat rendah. Sistim komersial yang besar menggunakan bantalan yang diisi selulosa
dimana air disemprotkan. Suhu dapat dikontrol dengan pengontrolan aliran udara dan laju
sirkulasi air. Kemungkinan refrigerasi evaporatif sangat menarik untuk refrigerasi bagi
kenyamanan di daerah kering. Prinsip ini dipraktekkan di industri tekstil untuk proses-proses
tertentu.

3. PENGKAJIAN REFRIGERASI DAN PENYEJUK UDARA AC

Bagian ini menjelaskan tentang bagaimana kinerja dan kajian plant refrigerasi/ penyejuk
udara AC.

3.1 Pengkajian Refrigerasi

3.1.1 TR
Kita mulai dengan definisi TR
ƒ TR: Efek refrigerasi yang dihasilkan ditentukan besarannya sebagai ton refrigerasi, juga
disebut sebagai “tonase chiller”.
ƒ TR = Q x⋅Cp x⋅ (Ti – To) / 3024
Dimana Q adalah laju aliran massa pendingin dalam kg/jam
Cp adalah panas jenis pendingin dalam kKal /kg derajat C
Ti adalah suhu masuk pendingin ke evaporator (chiller) dalam
0
C
To adalah suhu keluar pendingin dari evaporator (chiller) dalam
0
C
1 TR refrigerasi = 3024 kKal/jam panas yang dibuang

3.1.2 Pemakaian Daya Spesifik
ƒ Pemakaian daya spesifik kW/TR merupakan indikator yang bermanfaat dari kinerja sistim
refrigerasi. Dengan mengukur tugas refrigerasi yang ditampilkan dalam TR dan input
kW, kW/TR digunakan sebagai indikator kinerja energi.
ƒ Dalam sistim chilled water terpusat, terpisah dari unit kompresor, daya juga dipakai oleh
pompa refrigeran chilled water (sekunder), pompa air kondenser (untuk pembuangan
panas ke menara pendingin) dan fan pada menara pendingin. Secara efektif, pemakaian
energi keseluruhan merupakan penjumlahan dari:
− Kompresor kW
− Pompa air dingin kW
− Pompa air kondenser kW
− Fan menara pendingin kW, untuk menara induksi/ forced draft
ƒ kW/TR, atau pemakaian spesifik energi untuk keluaran tertentu TR adalah jumlah dari:
− Kompresor kW/TR
− Pompa chilled water kW/TR
− Pompa air kondenser kW/TR
− Fan menara pendingin kW/TR

3.1.3 Koefesien Kinerja/ Coefficient of Performance (COP)
ƒ Koefesien Kinerja teoritis (Carnot), (COPCarnot, ukuran standar efisiensi refrigerasi bagi
sistim refrigerasi yang ideal) tergantung pada dua kunci sistim suhu: suhu evaporator Te
dan suhu kondenser Tc. COP diberikan sebagai: Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 10

COPCarnot = Te / (Tc - Te)

Pernyataan diatas juga mengindikasikan bahwa COPCarnot yang tinggi dicapai dengan
suhu evaporator tinggi dan suhu kondenser yang rendah. Namun COPCarnot hanyalah
merupakan perbandingan suhu, dan tanpa mempedulikan jenis kompresornya. Jadi COP
yang biasanya digunakan di industri dihitung sebagai berikut:

Cooling effect (kW)
COP =
Power input to compressor (kW)


Dimana pengaruh refrigerasi merupakan perbedaan entalpi yang melintasi evaporator dan
dinyatakan dengan kW.



Gambar 6: Pengaruh suhu pengembunan dan suhu evaporator pada chiller (Biro Efisiensi
Energi, 2004)

3.2 Pengkajian terhadap Penyejuk Udara AC

Untuk unit penyejuk udara AC, aliran udara pada Unit Kumparan Fan/ Fan Coil Units (FCU)
atau Unit Handling Udara/ Air Handling Unit (AHU) dapat diukur dengan menggunakan
anemometer. Suhu dry bulb dan wet bulb diukur pada jalur masuk dan keluar di AHU atau di
FCU dan beban refrigerasi pada TR dikaji sebagai:
( )
3024
h h ρ Q TR out in − × ×
=
Dimana, Q merupakan aliran udara dalam m3
/jam
ρ adalah masa jenis udara kg/m3

hin entalpi udara masuk dalam kKal/kg
hout entalpi udara keluar dalam kKal/kg

Penggunaan grafik psychometric dapat membantu menghitung hin dan hout dari nilai suhu dry
bulb dan wet bulb yang diukur selama coba-coba dengan menggunakan psychometer. Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 11
Pengukuran energi pada kompresor, pompa, fan AHU, fan menara pendingin dapat dilakukan
dengan alat analisis beban portable.

Perkiraan beban penyejuk AC dapat dilakukan dengan penghitungan berbagai beban panas,
sensibel dan laten, berdasar pada parameter udara masuk dan keluar, faktor pemasukan udara,
aliran udara, jumlah orang dan jenis bahan yang disimpan.

Indikasi profil beban TR untuk penyejuk udara AC adalah sebagai berikut:
ƒ Kabin kantor ukuran kecil = 0,1 TR/m2

ƒ Kantor ukuran sedang, yang = 0,06 TR/m2

ditempati oleh 10 – 30 orang dengan
penyejuk AC terpusat
ƒ Komplek perkantoran gedung bertingkat = 0,04 TR/m2

yang besar dengan penyejuk AC terpusat

3.3 Berbagai Pertimbangan Ketika Melakukan Pengkajian terhadap Kinerja

3.3.1 Ketepatan pengukuran suhu dan aliran
Dalam pengkajian kinerja di lapangan, diperlukan peralatan yang teliti untuk mengukur suhu
masuk dan keluar chilled water dan air kondenser, lebih disukai yang menggunakan hitungan
paling kecil 0.1
o
C. Pengukuran aliran chilled water dapat dilakukan secara langsung dengan
pengukur aliran ultrasonik atau dapat ditentukan berdasarkan parameter-parameter fungsi
pompa. Pemeriksaan kecukupan air dingin kadangkala diperlukan dan hampir semua unit
dirancang khusus untuk aliran air dingin 0,68 m3
/jam per TR (3 gpm/TR). Aliran air
kondenser dapat juga diukur langsung dengan pengukur aliran tanpa sentuh (non-contact flow
meter) atau dapat ditentukan berdasarkan parameter-parameter fungsi pompa. Pemeriksaan
kecukupan air kondenser juga diperlukan dan hampir semua unit dirancang khusus untuk
aliran kondenser 0,91 m3
/jam per TR (4 gpm / TR).

3.3.2 Nilai Beban Sebagian yang Terintegrasi (IPLV)
Walaupun kW/ TR dapat melayani sebagai acuan awal, namun hal ini jangan diambil sebagai
nilai absolut karena nilai ini didasarkan pada kapasitas perancangan alat 100% dan pada
kondisi perancangan yang dianggap hampir kritis. Kondisi tersebut hanya mungkin terjadi
selama persen waktu total peralatan beroperasi sepanjang tahun. Untuk alasan ini, penting
untuk memiliki data yang mencerminkan bagaimana peralatan beroperasi dengan beban
parsial atau dibawah kondisi dimana permintaan kurang dari kapasitas 100%. Untuk
mengatasi hal ini, harus ditentukan kW/TR rata-rata dengan beban parsial yang dinamakan
Nilai Beban Bagian yang Terintegrasi/ Integrated Part Load Value (IPLV).

IPLV merupakan acuan yang paling cocok, walaupun tidak dianggap yang terbaik, sebab
IPLV hanya menangkap empat titik dalam siklus operasinya: 100%, 75%, 50% dan 25%.
Lagipula, IPLV memberikan berat yang sama terhadap masing-masing nilai, dan hampir
semua peralatan beroperasi antara kapasitas 50% dan 75%. Oleh sebab itu, hal ini sangat
penting untuk mempersiapkan analisis spesifik untuk setiap kasus yang ditujukan ke empat
titik yang disebutkan, juga pengembangan profil operasi penukar panas setiap tahunnya.

Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 12
4. PELUANG EFISIENSI ENERGI

Bagian ini menjelaskan tentang area penghematan energi pada plant refrigerasi.

4.1 Optimasi Alat Penukar Panas Proses
Terdapat suatu kecenderungan dalam menerapkan batas keselamatan yang tinggi bagi
operasi, yang mempengaruhi tekanan hisap kompresor/ titik penyetelan evaporator. Sebagai
contoh, persyaratan proses refrigerasi 15
o
C memerlukan air dingin pada suhu rendah, namun
kisarannya dapat bervariasi mulai dari 6
o
C hingga sekitar 10
o
C. Pada air dingin yang
bersuhu 10
o
C, suhu refrigerannya harus lebih rendah (sekitar –5o
C hingga +5o
C). Suhu
refrigeran menentukan tekanan hisap refrigeran, dimana pada gilirannya akan menentukan
kondisi masuk bagi kompresor refrigeran. Dengan demikian maka penerapan energi
penggerak optimal/minimal (perbedaan suhu) dapat mencapai tekanan hisap tertinggi pada
kompresor, sehingga meminimalkan pemakaian energi . Hal ini memerlukan ukuran area
perpindahan panas dan evaporator yang pantas juga rasionalisasi persyaratan suhu ke nilai
tertinggi yang memungkinkan. Kenaikan suhu evaporator sebesar 1o
C dapat menghemat
hampir 3 % energi yang dipakai. Kapasitas TR untuk mesin yang sama dapat juga meningkat
dengan suhu evaporator, seperti yang diberikan dalam tabel dibawah.

Tabel 3. Nilai-nilai yang menggambarkan pengaruhvariasi suhu evaporator pada
konsumsi energi kompresor (Badan Produktivitas Nasional, tidak diterbitkan)
Suhu Evaporator
(
0
C)
Kapasitas
Refrigerasi
*
(ton)
Konsumsi Energi
Spesifik

Kenaikan dalam
kW/ton (%)
5,0 67,58 0,81 -
0,0 56,07 0,94 16,0
-5,0 45,98 1,08 33,0
-10,0 37,20 1,25 54,0
-20,0 23,12 1,67 106,0
* Suhu kondenser 400
C

Dalam rangka merasionalkan area perpindahan panas, koefisien perpindahan panas refrigeran
dapat berkisar dari 1400 – 2800 watts /m2
K. Area perpindahan panas refrigeran dalam
evaporator berada pada 0,5 m2
/TR dan diatasnya.

Kondenser pada plant refrigerasi merupakan peralatan yang kritis yang mempengaruhi
kapasitas TR dan kebutuhan pemakaian energi. Untuk berbagai refrigeran, suhu
pengembunan dan tekanan kondenser tergantung pada area perpindahan panas, efektivitas
perpindahan panas dan jenis refrigerasi yang dipilih. Suhu pengembunan yang rendah berarti
bahwa kompresor harus bekerja antara perbedaan tekanan yang rendah dimana tekanan
pembuangan sudah ditetapkan oleh perancangan dan kinerja kondenser.

Pada prakteknya pemilihan kondenser ada diantara udara yang didinginkan, udara yang
didinginkan oleh semprotan air, dan penukar panas yang didinginkan. Penukar panas besar
jenis shell and tube yang digunakan sebagai kondenser dan yang dilengkapi dengan
pengoperasian menara pendingin yang baik mengijinkan operasi pada nilai tekanan
pembuangan yang rendah dan meningkatkan kapasitas TR plant refrigerasi.

Jika digunakan refrigeran R22 dalam kondenser pendingin air jenis shell and tube maka
tekanan pembuangannya adalah 15 kg/cm2
. Jika digunakan refrigeran yang sama dalam
kondenser pendingin udara maka tekanan buangannya sebesar 20 kg/cm2
. Hal ini menunjukan Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 13
berapa tugas kompresi tambahan yang diperlukan, yang menghasilkan hampir 30 %
tambahan pemakaian energi oleh pabrik.

Salah satu opsi terbaik pada tahapan perancangan adalah pemilihan kondenser shell and tube
berukuran besar (0,65 m2
/TR dan diatasnya) dengan pendingin air, daripada menggunakan
alternatif yang sedikit mahal seperti kondenser pendingin udara atau unit kondenser
atmosferik dengan semprotan air. Pengaruh suhu kondenser pada kebutuhan energi plant
refrigerasi diberikan dalam tabel dibawah.

Tabel 7. Nilai yang menggambarkan pengaruh variasi suhu evaporator pada konsumsi
daya kompresor (Badan Produktivitas Nasional, tidak diterbitkan)
Suhu Pengembunan (
0
C)
Kapasitas
Refrigerasi (ton)
Konsumsi Energi
Spesifik
(kW / TR)
Kenaikan dalam
kW/TR (%)
26,7 31,5 1,17 -
35,0 21,4 1,27 8,5
40,0 20,0 1,41 20,5
* Kompresor Reciprocating menggunakan refrigeran R-22.
Suhu evaporator -100
C

4.2 Pemeliharaan Permukaan Penukar Panas

Setelah kompresor dibeli, pemeliharaan yang effektif merupakan kunci bagi pengoptimalan
pemakaian energi. Perpindahan panas dapat juga diperbaiki dengan pemisahan minyak
pelumas dan refrigeran yang baik, defrosting kumparan tepat pada waktunya, dan
meningkatkan kecepatan pendingin sekunder (udara, air, dll.). Walau demikian,
meningkatnya kecepatan menghasilkan penurunan tekanan yang lebih besar dalam sistim
distribusinya dan lebih tingginya konsumsi energi pada pompa/ fan. Oleh karena itu
diperlukan analisis yang cermat untuk menentukan kecepatan yang optimum.

Adanya endapan pada pipa kondenser memaksa kondenser bekerja lebih keras untuk
mencapai kapasitas yang dikehendaki. Sebagai contoh, kerak setebal 0,8 mm yang terbentuk
didalam pipa kondenser (disebabkan oleh residu minyak pelumas atau penyusupan udara)
mengakibatkan peningkatan konsumsi daya. Hal yang sama pentingnya adalah pemilihan
yang sesuai, pengukuran, dan pemeliharaan menara pendingin. Penurunan suhu air sebesar
0,55o
C yang kembali dari menara pendingin akan mengurangi konsumsi daya kompreseor
sebesar 3%.

Tabel 8. Nilai yang menggambarkan pengaruh dari pemeliharaan yang buruk terhadap
konsumsi daya kompresor (Badan Produktivitas Nasional, tidak diterbitkan)

Kondisi
Suhu
Penguapan
(
0
C)
Suhu
Pengembunan
(
0
C)
Kapasitas
Refrigerasi
*
(ton)
Konsumsi Daya
Spesifik (kW/ton)
Kenaikan
dalam
kW/Ton (%)
Normal 7,2 40,5 17,0 0,69 -
Kondenser kotor 7,2 46,1 15,6 0,84 20,4
Evaporator kotor 1,7 40,5 13,8 0,82 18,3
Kondenser dan
evaporator kotor
1,7 46,1 12,7 0,96 38,7
* Sistim berdasarkan pada 15 ton kompresor reciprocating. Pemakaian energi lebih rendah
daripada untuk sistim yang sudah tersedia di India. Walau begitu, perubahan persentase dalam
pemakaian energi merupakan indikasi dari pengaruh pemeliharaan yang buruk. Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 14
4.3 Multi-Tahap untuk Efisiensi

Operasi kompresor yang efisien mensyaratkan bahwa perbandingan kompresi harus dijaga
rendah untuk mengurangi tekanan dan suhu buangan. Untuk penerapan suhu rendah yang
melibatkan perbandingan kompresi yang tinggi, dan untuk persyaratan kisaran suhu yang
lebih luas, maka lebih disukai (disebabkan keterbatasan perancangan) dan kadangkala
ekonomis apabila menggunakan mesin multi-tahap atau kompresor sentrifugal/ ulir.

Terdapat dua jenis sistim multi-tahap yang dapat diterapkan ke seluruh jenis kompresor:
compound dan cascade. Dengan kompresor reciprocating atau rotary, kompresor dua tahap
lebih diminati untuk suhu beban dari –20o
C hingga –58o
C, dan dengan mesin sentrifugal
untuk suhu sekitar – 43o
C.

Dalam operasi multi-tahap, kompresor tahap pertama yang ukurannya sesuai dengan beban
refrigerasi, diumpankan ke bagian pengisapan kompresor tahap kedua setelah gas melakukan
refrigerasi inter-cooling. Sebagian cairan bertekanan tinggi dari kondenser di-flash dan
digunakan untuk sub-refrigerasi cairan. Oleh karena itu, kompresor kedua harus memenuhi
beban evaporator dan gas yang diflash. Refrigeran tunggal digunakan dalam sistim, dan dua
buah kompresor berbagi tugas kompresi secara merata. Kombinasi dua buah kompresor
dengan perbandingan kompresi yang rendah dapat memberikan perbandingan kompresi yang
tinggi.

Untuk suhu dalam kisaran –46o
C hingga –101o
C, lebih baik digunakan sistim cascade. Dalam
sistim ini, dua sistim terpisah yang menggunakan refrigeran yang berbeda digabungkan
sehingga satu sistim membuang panas ke yang lainnya. Keuntungan utama dari sistim ini
adalah bahwa refrigerannya bersuhu rendah, yang memiliki suhu isapan tinggi dan volum
jenis yang rendah, dapat dipilih untuk tahapan rendah dalam rangka memenuhi kebutuhan
suhu yang sangat rendah.

4.4 Mencocokan Kapasitas terhadap Beban Sistim

Selama operasi beban sebagian, suhu evaporator naik dan suhu kondenser turun, secara
efektif meningkatkan COP. Namun pada saat yang bersamaan, penyimpangan dari titik
operasi perancangan dan kenyataan bahwa kehilangan mekanis membentuk bagian yang lebih
besar dari energi total meniadakan pengaruh COP yang sudah meningkat, menghasilkan
efisiensi sebagian beban lebih rendah.

Oleh karena itu, pertimbangan terhadap operasi beban sebagian adalah penting, sebab hampir
kebanyakan penerapan refrigerasi memiliki beban yang bervariasi. Beban dapat bervariasi
karena variasi suhu dan kebutuhan refrigerasi proses. Mencocokan kapasitas refrigerasi
terhadap beban merupakan latihan yang sulit, memerlukan pengetahuan mengenai kinerja
kompresor dan variasi dalam kondisi ambien, dan pengetahuan rinci tentang beban
pendinginan.

4.5 Pengendalian Kapasitas dan Efisiensi Energi

Kapasitas kompresor dikendalikan dengan berbagai macam cara. Pengendalian kapasitas
kompresor reciprocating melalui pembongkaran silinder menghasilkan modulasi tambahan
(tahap demi tahap). Sebaliknya, modulasi lanjutan terjadi dalam kompresor sentrifugal
melalui pengendalian baling-baling dan dalam kompresor ulir melalui kran penurun. Oleh
karena itu, pengendalian suhu memerlukan perancangan sistim yang teliti. Biasanya, jika Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 15
menggunakan kompresor reciprocating dalam penerapannya dengan beban yang bervariasi,
perlu dilakukan pengendalian kompresor dengan pemantauan suhu air yang kembali (atau
refrigeran sekunder lainnya), bukan suhu air yang meninggalkan chiller. Hal ini akan
mencegah siklus mati-hidup yang berlebihan atau loading/un-loading kompresor yang tidak
penting. Namun demikian, jika fluktuasi beban tidak tinggi, suhu air yang meninggalkan
chiller harus dipantau. Hal ini memiliki keuntungan mencegah operasi berjalan pada suhu air
yang sangat rendah, terutama jika aliran berkurang pada beban yang rendah. Suhu air yang
keluar harus dipantau untuk chiller sentrifugal dan ulir/ screw.

Pengaturan kapasitas melalui pengendali kecepatan merupakan opsi yang paling efisien.
Tetapi, ketika menggunakan pengendali kecepatan untuk kompresor reciprocating, harus
yakin bahwa sistim pelumasan tidak terpengaruh. Dalam hal kompresor sentrifugal, biasanya
dikehendaki untuk membatasi pengendalian kecepatan hingga sekitar 50 % dari kapasitasnya
untuk mencegah terjadinya goncangan. Dibawah 50%, pengendalian baling-baling atau
bypass gas panas dapat digunakan untuk modul kapasitas.

Efisiensi kompresor screw/ ulir yang beroperasi pada beban sebagian pada umumnya lebih
tinggi dari kompresor sentrifugal atau kompresor reciprocating, yang membuat menarik
dalam suasana dimana operasi beban sebagian adalah biasa. Kinerja kompresor ulir dapat
dioptimalkan dengan mengubah perbandingan volum. Pada beberapa kasus, hal ini dapat
menghasilkan efisiensi beban penuh yang lebih tinggi jika dibandingkan terhadap kompresor
reciprocating dan sentrifugal. Juga, kemampuan kompresor ulir untuk mentolelir minyak dan
lumpur cairan refrigeran membuat kompresor ini lebih disukai untuk berbagai keadaan.

4.6 Refrigerasi Bertingkat bagi Kebutuhan Pabrik

Pemilihan sistim refrigerasi juga tergantung pada kisaran suhu yang diperlukan oleh pabrik.
Untuk penerapan yang bervariasi memerlukan kisaran suhu yang luas, dan biasanya akan
lebih ekonomis menyediakan beberapa paket unit (beberapa unit didistribusikan ke seluruh
pabrik) daripada satu plant besar yang terpusat. Keuntungan lainnya adalah fleksibilitas dan
kehandalannya. Pemilihan unit paket dapat juga dibuat tergantung pada jarak dimana
kebutuhan beban pendinginan harus dipenuhi. Unit paket pada pusat beban mengurangi
kehilangan selama pendistribusian dalam sistim. Meskipun unit paket memiliki keuntungan,
plant terpusat umumnya memiliki pemakaian energi yang lebih rendah karena pada beban
yang berkurang maka pemakaian energi dapat berkurang secara signifikan karena permukaan
besar kondenser dan evaporator.
Banyak industri menggunakan banyak kompresor di pusat lokasinya untuk memenuhi
permintaan beban. Biasanya chillers memberi umpan ke header biasa dimana jalur cabang
diambil ke berbagai lokasi di pabrik. Dalam situasi semacam itu, operasi pada beban sebagian
memerlukann kehati-hatian yang tinggi. Untuk operasi yang efisien, beban pendinginan, dan
beban pada setiap chiller harus dipantau sedekat mungkin. Akan lebih efisien bila
mengoperasikan chiller tunggal pada beban penuh daripada mengoperasikan dua buah chiller
pada beban sebagian. Sistim distribusi harus dirancang supaya chiller tunggal dapat melayani
seluruh jalur cabang. Katup isolasi harus disediakan untuk menjamin bahwa air dingin (atau
pendingin lainnya) tidak mengalir ke chiller yang tidak sedang beroperasi. Katup juga harus
disediakan pada cabang jalur untuk mengisolasi bagian dimana pendinginan tidak diperlukan.
Hal ini akan mengurangi penurunan tekanan dalam sistim dan menurunkan pemakaian energi
pada sistim pemompaan. Kompresor tunggal harus diberi beban hingga mencapai kapasitas
penuh sebelum mengoperasikan kompresor kedua. Dalam beberapa kasus, akan ekonomis
bila menyediakan chiller tersendiri dengan kapasitas yang lebih kecil, yang dapat Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 16
dioperasikan dengan pengendali hidup-mati/ on-off untuk memenuhi permintaan puncak,
dengan chiller yang lebih besar memenuhi beban dasar.

Pengendali aliran juga biasa digunakan untuk memenuhi permintaan yang bervariasi. Dalam
kasus tersebut penghematan dalam pemompaan pada aliran yang lebih rendah harus diukur
terhadap penurunan perpindahan panas dalam kumparan yang diakibatkan oleh berkurangnya
kecepatan. Dalam beberapa kasus, operasi pada laju alir yang normal, dengan periode operasi
kompresor tanpa beban (atau mati) yang lebih lama, dapat menghasilkan penghematan lebih
besar.

4.7 Penyimpan Air Dingin/ Chilled water

Tergantung pada sifat beban, akan ekonomis bila menyediakan fasilitas penyimpan air dingin
dengan isolasi dingin yang baik. Juga, fasilitas penyimpanan dapat sepenuhnya diisi untuk
memenuhi permintaan proses sehingga chillers tidak perlu dioperasikan terus menerus.
Sistim ini biasanya ekonomis jika variasi kecil suhu dapat diterima. Sistim ini memiliki
manfaat tambahan supaya chiller dapat dioperasikan pada periode konsumsi listrik yang
rendah untuk mengurangi biaya permintaan puncak. Ongkos rendah yang ditawarkan oleh
penyedia listrik untuk operasi di malam hari dapat juga diambil sebagai keuntungan dengan
menggunakan fasilitas penyimpanan. Keuntungan tambahannya adalah bahwa suhu
lingkungan yang rendah pada malam hari merendahkan suhu kondenser sehingga
meningkatkan COP.

Jika variasi suhu tidak dapat ditolelir, mungkin tidak lagi ekonomis bila memberikan fasilitas
penyimpanan karena pendingin sekunder harus disimpan pada suhu yang lebih rendah dari
pada yang diperlukan untuk memberikan pencapaian panas. Biaya tambahan terhadap
pendinginan ke suhu yang lebih rendah mungkin akan mengimbangi keuntungan-keuntungan.
Penyelesaiannya berupa kasus yang spesifik. Contoh, dalam beberapa kasus, memungkinkan
untuk menggunakan penukar panas yang besar, pada biaya beban yang lebih rendah daripada
operasi chiller bersuhu rendah, untuk mengambil keuntungan dari fasilitas penyimpanan
bahkan jika variasi suhu tidak dapat diterima sekalipun. Sistim pengumpulan es, yang
menyimpan es (bukan air) sering lebih ekonomis.

4.8 Fitur Perancangan Sistim

Pada perancangan pabrik keseluruhan, pelaksanaan praktek yang baik dapat meningkatkan
efisiensi energi secara signifikan. Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan adalah:
ƒ Perancangan menara pendingin dengan impeler FRP dan bahan pengisi film, drift
eliminator PVC,dll.
ƒ Penggunaan air lunak sebagai pengganti air baku untuk kondenser.
ƒ Penggunaan ketebalan isolasi yang ekonomis pada jalur dingin, penukar panas,
mempertimbangkan biaya terhadap panas yang diperoleh dan mengadopsi hal yang
praktis seperti thermography untuk pemantauan – dapat diterapkan terutama pada industri
besar kimia/ pupuk/ proses.
ƒ Penggunaan pelapis atap/ sistim pendinginan, langit-langit palsu/ jika dapat diterapkan,
untuk meminimalkan beban pendinginan.
ƒ Pemadangan peralatan pemanfaatan kembali panas yang efisien energinya seperti penukar
panas udara ke udara untuk mendinginkan awal udara segar dengan pertukaran panas
tidak langsung daripada penggunaan saluran pemanas setelah pendinginan.
ƒ Pemasangan sistim variabel volum udara, menggunakan film matahari untuk pemantulan
panas; pengoptimalan beban penerangan di area udara yang disejukkan; pengoptimalan Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 17
jumlah perubahan udara di area udara yang disejukkan merupakan beberapa contoh
lainnya.

5. DAFTAR PERIKSA OPSI

Bagian ini melibatkan opsi-opsi efisiensi energi yang paling penting.
ƒ Isolasi Dingin: Isolasi seluruh jalur dingin/ bejana dengan menggunakan ketebalan isolasi
yang ekonomis untuk meminimalkan kehilangan panas; dan pilihlah bahan isolasi yang
cocok (benar).
ƒ Pembungkus Gedung: Mengoptimalkan volum penyejukan udara (AC) dengan
pengukuran seperti penggunaan atap-atap palsu dan pemisahan area kritis untuk
penyejukan udara AC dengan tabir udara.
ƒ Meminimalkan Beban Panas Gedung: meminimalkan beban penyejuk udara (AC) dengan
cara seperti pendinginan atap, pengecatan atap, penerangan yang efisien, pendinginan
awal udara segar dengan penukar panas udara ke udara, sistim variabel volum udara,
penyetelan optimal suhu thermo-static ruang ber AC, penerapan lapisan matahari, dll.
ƒ Minimisasi Beban Panas Proses: Meminimalkan beban panas proses untuk kapasitas TR
dan juga tingkat refrigerasi, misalnya suhu yang diperlukan, dengan cara:
− Optimalisasi aliran
− Peningkatan luas perpindahan panas untuk menerima pendinginan yang
bersuhu tinggi
− Hindarkan pemborosan seperti peningkatan panas, kehilangan chilled water,
aliran yang diam.
− Pembersihan/ pembuangan kerak secara teratur untuk seluruh alat penukar
panas
ƒ Pada Refrigerasi AC di Area Pabrik:
− Pastikan perawatan secara teratur untuk seluruh komponen A/C pabrik sesuai
panduan pabrik pembuatnya.
− Pastikan jumlah chilled water dan aliran air pendingin yang cukup serta
hindarkan aliran bypass dengan menutup kran peralatan yang diam.
− Minimalkan operasi beban sebagian dengan menyesuaikan beban dan
kapasitas pabrik secara on line dan gunakan variable speed drives/ VSD untuk
beban proses yang bervariasi.
− Berupayalah mengoptimalkan secara terus menerus parameter kondenser dan
evaporator untuk meminimalkan konsumsi energi spesifik dan
memaksimalkan kapasitas.
− Gunakan sistim VAR dimana secara ekonomis dapat menggunakan larutan
yang non- CFC.
ƒ Yakinkan bahwa penyejuk udara AC tidak kelebihan beban dan periksa sikring atau
pemutus arus jika AC tidak beroperasi.
ƒ Ganti atau bersihkan penyaring dan bersihkan secara teratur kumparan evaporator dan
kondenser AC untuk mendinginkan secara efisien.
ƒ Bersihkan secara teratur termostat dan ganti jika perlu.
ƒ Jika kompresor tidak bekerja sebagaimana mestinya, telepon segera tukang servis
ƒ Perlu pemeriksaan oleh seorang mekanik jika terjadi suara berisik pada AC.
ƒ Penyaring udara yang baik akan memperpanjang umur AC sebab alat terpenting seperti
perakitan blower, kumparan pendingin, dan bagian dalam lainnya akan tetap bersih,
beroperasi lebih efisien dan tahan lebih lama. Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 18
ƒ Hindarkan keseringan membuka pintu/jendela. Pintu yang terbuka dapat menyebabkan
pemakaian energi AC anda jadi berlipat.
ƒ Yakinkan sinar matahari dan panas langsung tidak masuk ke ruang udara yang
disejukkan, terutama pada siang hari.
ƒ Hampir semua orang percaya bahwa penyetelan termostat ke suhu yang lebih rendah dari
yang dikehendaki akan memaksa AC anda untuk mendinginkan secara cepat , ini tidak
benar, bahkan akan membuat AC beroperasi lebih lama. Kecuali itu, akan mendapatkan
ruang dingin yang tidak penting dan memboroskan energi. Setiap derajat yang lebih
rendah dari suhu yang sudah disetel mengakibatkan pemakaian energi ekstra 3-4%. Jadi,
jika sudah memperoleh suhu kenyamanan dan kemudian menyetel termostat pada tingkat
suhu tersebut, hindarkan untuk merubah penyetelan termostat.
ƒ Begitu sistim AC telah dirancang dan dipasang hindari perubahan beban panas pada AC.
Hal ini akan menambah pemborosan energi.
ƒ Jalur saluran yang tersumbat biasanya diakibatkan oleh pertumbuhan alga (bahan hijau
seperti lumut !!) dibagian dalam jalur saluran. Penanganan udara memberikan lingkungan
yang sejuk dan lembab untuk perkembangan jamur dan lumut dan jika dibiarkan tanpa
perlakuan maka pertumbuhan tersebut dapat menyebar ke saluran pekerjaan anda.
Buanglah lumut tersebut dengan menggunakan desinfektan (konsultasikan dengan
dealer). Pastikan bahwa permukaan kumparan pendingin atau evaporator bersih sehingga
udara dapat melewatinya dengan bebas.
ƒ Jika anda memiliki saluran balik udara di area panas seperti loteng atau garasi, pastikan
bahwa saluran ini tidak rusak, pecah, atau terlepas sambungannya dan menyedot udara
panas.
ƒ Jendela harus sedikit miring kebawah dibagian luarnya. Bagian yang membuang
kelembaban (dimana air terakumulasi) merupakan kumparan bagian depan, dimana
bagian dalamnya adalah rumah anda. Biasanya, terdapat suatu cekungan dan/atau pipa
saluran yang mengalirkan air kebagian belakang. Jika salurannya tersumbat, air akan
kembali dan terjadi kebocoran dibagian dalam. Mintalah mekanik anda untuk
membersihkan rangka dan yakinkan seluruh sekrupnya terpasang kencang.
ƒ Beban panas dapat dikurangi dengan menjaga atap palsu di perkantoran. Tirai/gorden/
lapisan film pada jendela mengurangi panas masuk ke ruangan. Mengisolasi atap, yang
terbuka ke matahari dengan 50-mm thermocole akan secara drastis mengurangi panas
masuk ke ruangan.
ƒ Periksa kebocoran saluran dan saluran yang hancur. Seluruh kebocoran udara harus
ditutupi oleh pelapis berkualitas baik (bukan selotip saluran).
ƒ Periksa chiller sebagaimana yang direkomendasikan oleh pabrik pembuat chiller.
Biasanya hal ini harus dilakukan paling tidak setiap tiga bulan sekali.
ƒ Periksa secara rutin kebocoran refrigeran.
ƒ Periksa tekanan operasi kompresor.
ƒ Periksa seluruh tekanan dan keadaan minyak pelumas.
ƒ Uji seluruh tegangan dan amper motor.
ƒ Periksa seluruh starter listrik, contactors, dan riley.
ƒ Periksa seluruh gas panas dan operasi pembongkaran.
ƒ Gunakan pembacaan suhu lewat panas dan sub-dingin untuk mencapai efisiensi chiller
maksimum.
ƒ Lakukan pembacaan suhu jalur pembuangan.

Beberapa aturan “Rules of Thumb” adalah:
ƒ Kapasitas refrigerasi berkurang 6 persen untuk setiap kenaikan 3,5 °C pada suhu
pengembunan. Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 19
ƒ Penurunan suhu pengembunan sebesar 5,5 °C menyebabkan penurunan 20–25 persen
dalam pemakaian energi kompresor.
ƒ Penurunan 0,55 °C dalam suhu air pendingin pada pemasukan kondenser mengurangi
pemakaian energi kompresor 3 persen.
ƒ Pembentukan kerak 1 mm pada pipa kondenser dapat meningkatkan pemakaian energi
sebesar 40 persen.
ƒ Kenaikan 5,5 °C pada suhu evaporator menurunkan pemakaian energi kompresor sebesar
20–25 persen.

6. LEMBAR KERJA

Bagian ini meliputi lembar kerja sebagai berikut:
ƒ Refrigerasi & Spesifikasi Peringkat Sistim AC
ƒ Kinerja Plant Refrigerasi

Lembar kerja 1: REFRIGERASI & SPESIFIKASI PERINGKAT SISTIM AC

Referensi Mesin
Nomor
Bagian
Kompresor Refrigerasi Satuan
1 2 3 4
1. Pembuatan
2. Jenis
3. Kapasitas (refrigerasi) TR
4. Chiller:
A. Jumlah pipa --
B. Diameter pipa m
C. Total luas perpindahan panas m2

D. Aliran chilled water m3
/jam
E. Perbedaan suhu chilled water

°C
5. Kondenser
A. Jumlah pipa
B. Diameter pipa
C. Total luas perpindahan panas m
D. Aliran air kondenser m3
/jam
E. Perbedaan suhu air kondenser

°C
6. Pompa chilled water:
A. Jumlah --
B. Kapasitas m3
/jam
C. Head yang dikembangkan mWC
D. Peringkat energi kW
E. Peringkat efisiensi %
7. Pompa air kondenser
A. Jumlah --
B. Kapasitas m3
/hr
C. Head yang dikembangkan mWC
D. Peringkat energi kW
E. Peringkat efisiensi %
Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 20

Lembar kerja 2: KINERJA PLANT REFRIGERASI
Referensi kompresor
refrigerasi
No Referensi parameter Satuan
1 2 3 4
1. Aliran chilled water (menggunakan flow
meter atau dikaji dengan perbedan
ketinggian)
m3
/jam
2. Daya masuk motor pompa air dingin kW
3. Tekanan penyedotan pompa air dingin kg/cm2
g
4. Tekanan pembuangan pompa chilled water kg/cm2
g
5. Suhu masuk air chiller ke chiller °C
6. Suhu keluar air chiller dari chiller °C
7. Suhu masuk air kondenser °C
8. Tekanan sedot pompa kondenser kg/cm2

9. Tekanan pembuangan pompa kondenser kg/cm2

10. Suhu keluar air kondenser °C
11. Suhu refrigeran keluar chiller (evaporator) °C
12. Tekanan refrigeran kg/cm2
(
or psig)

13. Suhu refrigeran masuk kondenser °C
14. Tekanan refrigeran kg/cm2
(
or psig)


15. Kapasitas pendinginan aktual
[(1)*(6-5)/3024]
TR
16. COP
[11/(10-11)]
--
17. Daya masuk motor kompresor kW
18. Konsumsi energi spesifik kW/TR
19. Daya masuk ke fan CT kW
20. Daya masuk ke pompa chilled water dalam
operasi
kW
21. Daya masuk ke pompa air kondenser dalam
operasi
kW
22. Konsumsi daya sistim spesifik keseluruhan
[(2+17+19+20)/15]
kW/TR
Peralatan Energi Listrik: Refrigerasi dan Penyejuk AC
Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org ©UNEP 21

7. REFERENSI

American Society Heating Refrigeration and Air Conditioning. ASHRAE Hand Book. 2001
Arora, C.P. Refrigeration and Air Conditioning. Second edition. Tata McGraw-Hill
Publishing Company Ltd. 2000.
Bureau of Energy Efficiency, Ministry of Power, India. HVAC and Refrigeration Systems. In:
Energy Efficiency in Electrical Utilities, chapter 4. 2004
Compare India. www.compareindia.com
Munters. Pre-Cooling of Gas Turbines – Evaporative Cooling. 2001.
www.munters.com/home.nsf/FS1?ReadForm&content=/products.nsf/ByKey/OHAA-
55GSWH
National Productivity Council, Ministry of Industries, India. Technology Menu on Energy
Efficiency.
Plant Services Magazine. www.plantservices.com
US Department of Energy, Energy Efficiency and Renewable Energy. www.eere.energy.gov

Copyright:
Copyright © United Nations Environment Programme (year 2006)
This publication may be reproduced in whole or in part and in any form for educational or non-profit purposes without
special permission from the copyright holder, provided acknowledgement of the source is made. UNEP would appreciate
receiving a copy of any publication that uses this publication as a source. No use of this publication may be made for resale
or any other commercial purpose whatsoever without prior permission from the United Nations Environment Programme.

Hak Cipta:
Hak cipta © United Nations Environment Programme (tahun 2006)
Publikasi ini boleh digandakan secara keseluruhan atau sebagian dalam segala bentuk untuk pendidikan atau keperluan
non-profit tanpa ijin khusus dari pemegang hak cipta, harus mencantumkan sumber yang membuat. UNEP akan menghargai
pengiriman salinan dari setiap publikasi yang menggunaan publikasi ini sebagai sumber. Tidak diijinkan untuk
menggunakan publikasi ini untuk dijual belikan atau untuk keperluan komersial lainnya tanpa ijin khusus dari United
Nations Environment Programme.

Disclaimer:
This energy equipment module was prepared as part of the project “Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in
Asia and the Pacific” (GERIAP) by the National Productivity Council, India. While reasonable efforts have been made to
ensure that the contents of this publication are factually correct and properly referenced, UNEP does not accept
responsibility for the accuracy or completeness of the contents, and shall not be liable for any loss or damage that may be
occasioned directly or indirectly through the use of, or reliance on, the contents of this publication, including the translation
into other languages from English. This document is a translation of the chapter in English and does not constitute an
official United Nations publication.

Disclaimer:
Modul peralatan energi ini dibuat sebagai bagian dari proyek “Penurunan Emisi Gas Rumah Kaca dari Industri di Asia
dan Pasifik/ Greenhouse Gas Emission Reduction from Industry in Asia and the Pacific” (GERIAP) oleh Badan
Produktivitas Nasional, India. Sementara upaya-upaya masih dilakukan untuk menjamin bahwa isi dari publikasi ini
didasarkan fakta-fakta yang benar, UNEP tidak bertanggung-jawab terhadap ketepatan atau kelengkapan dari materi, dan
tidak dapat dikenakan sangsi terhadap setiap kehilangan atau kerusakan baik langsung maupun tidak langsung terhadap
penggunaan atau kepercayaan pada isi publikasi ini