pengoperasian chilled water system pada...

Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2012 ISSN 0852-2979

775

PENGOPERASIAN CHILLED WATER SYSTEM

PADA INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF

Budi Arisanto, Heri Witono, Arifin Istavara Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

ABSTRAK

PENGOPERASIAN CHILLED WATER SYSTEM PADA INSTALASI

PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF. Telah dilakukan pengoperasian chilled water system

pada Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR). Chilled water system dioperasikan selama 8

jam dalam 5 hari kerja (Senin-Jum’at). Pada tahun 2012 chiller dapat melayani kebutuhan air

pendingin di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif dengan baik dan lebih konsten. Air pendingin

yang dihasilkan berkisar antara 40C s/d 5

0C dengan rerata temperatur yang diturunkan (∆t) 8,4

0C.

Untuk dapat mempertahankan kinerja chilled water system dilakukan perawatan secara berkala.

Kata kunci: sistem mesin pendingin, beban pendingin

ABSTRACT

OPERATION OF CHILLER IN THE INSTALLATION OF RADIOACTIVE WASTE TREATMENT. The operation of chilled water system in the Installation Of Radioactive Waste

Treatment have been conducted, chilled water system operated in 8 hours in 5 workdays (Monday to

Friday). Ithe year 2012, chiller can supply demant of chilled water in the installation of radioactive

waste treatment better and more consistent. The temperature producted by chiller about 40C s/d 5

0C

with derived temperature average (∆t) 8,4 0C. To maintain performance of the chilled water system,

maintenance conducted periodically.

Keyword: Chilled water system, cooling load

PENDAHULUAN

Chiller adalah mesin pendingin yang digunakan untuk mendinginkan air

sebagai media pendingin (penukar panas). Chiller terdiri dari beberapa instrumen

yang terintegrasi menjadi satu, yaitu: compressor, condensor, katup ekspansi dan

evaporator. Untuk mendistribusikan air dingin hasil produksi chiller digunakan

pompa-pompa distribusi. Pompa-pompa distribusi berfungsi untuk mendistribusikan

air pendingin dengan temperatur 6 - 7 0C ke beban-beban pendingin, yaitu cooling

coil pada AHU, evaporasi, insenerasi dan cooling tower. Beban pendinginan total

dari water chiller adalah besarnya kalor yang diterima refrigeran pertama dari

refrigeran kedua yang berlangsung di evaporator (dari chiller) [1]

. Beban-beban

pendingin di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) ditunjukkan pada Tabel

1. Diagram alir Sistem mesin pendingin dapat dilihat pada Gambar 1.

Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif memiliki Chilled Water System yang

digunakan untuk menyediakan kebutuhan air pendingin secara baik dan konsisten.

Untuk mendukung tujuan tersebut maka kajian terhadap operasi Chilled Water

System perlu dilakukan. Selain itu hasil yang diperoleh dapat digunakan dalam

penetapan program perawatan dan tindakan perbaikan yang diperlukan. Evaluasi

unjuk kerja chiller dilakukan selama satu tahun operasi pada tahun 2012.


776

Tabel 1. Beban Pendinginan pada IPLR [2]

Beban pendinginan Beban minimum (TR) Beban maksimum (TR)

1 TR = 12000 Btu/jam AHU 358,2 358,2

Evaporasi Off 27

Cooling Tower Off 30

Insenerasi Off 4,6

Total Beban 358,2 416,4

Gambar 1. Spesifikasi Teknis Chilled Water System [1]


777

DASAR TEORI

Di dalam chiller terdapat refrigerant (media pendingin) yang disirkulasikan dan

mengalami beberapa perubahan bentuk sesuai siklus Carnot. Siklus Carnot dilihat

pada Gambar 2.

Gambar 2. Siklus Carnot pada Mesin Pendingin [3]

.

Pada titik 1, freon sudah berbentuk uap jenuh dengan temperatur rendah dan

tekanan rendah, kemudian ditekan/dikompresi oleh kompresor untuk menaikkan

tekanan sampai pada titik 2, pada titik ini freon berbentuk uap, dengan temperatur

tinggi dan tekanan tinggi.

Pada titik 2, freon didinginkan dengan menghembuskan udara pada

kondensor. Pada kondensor freon mengalami dua kali perubahan fase, yaitu fase uap

ke fase uap jenuh (titik 3) dan fase uap jenuh ke fase cair jenuh (titik 4).

Pada titik 4, freon dilewatkan pada katup ekspansi sehingga freon berbentuk

cair dan gas dengan temperatur dan tekanan rendah. Temperatur freon yang rendah

tersebut yang akan digunakan untuk mendinginkan air pendingin ang diumpankan

pada beban-beban pendingin.

Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) mempunyai 4 unit chiller

yang diberi kode E 62301, E 62302, E 62303 dan E 62304. Setiap unit chiller

terdiri dari dua sistem rangkaian Refrigerator yang masing-masing berkapasitas 70

TR untuk sistem I dan 100 TR untuk sistem II dengan spesifikasi teknis yang dapat

dilihat pada Tabel 2


778

Tabel 2. Spesifikasi teknis chiller di IPLR

SPESIFIKASI TEKNIS

Merk York YCHA 175

Kapasitas 167,5 TR

Daya compressor 200,7 KW

Rangkaian refrigerant 2

Kapasitas oli 3 gal/sys

Volume air di evaporator 39 gal

Refrigerant R 22

Kapasitas refrigerant Sys 1 : 116 gal

Sys 2 : 133 gal

Motor fan kondensor 8 x 2,2 KW

Kecepatan aliran air pada cooler Min. 150 gpm

Max. 640 gpm

Satuan pendingin pada chiller adalah Ton Refrigeration (TR), 1 (satu) TR

setara dengan 12000 Btu/jam. Pada desain operasi, dioperasikan 3 unit chiller dan 1

unit chiller yang lain pada posisi cadangan (stand by) konfigurasi kemampuan

pendinginan chiller di IPLR ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Konfigurasi Pendinginan Chiller

Chiller yang beroperasi Kemampuan

chiller (TR)

Kondisi 1: 4 unit chiller beroperasi sekaligus (maksimal) 680

Kondisi 2: 3 unit chiller beroperasi, 1 stand by (Ideal) 510

Kondisi 3: 1 unit chiller beroperasi, 1 chiller stand by 170

Kondisi 4: 2 unit chiller beroperasi sekaligus 340

- Beban pendinginan minimum adalah beban minimum yang terjadi pada IPLR

yaitu saat peralatan pengolahan limbah radioaktif pada kondisi off atau tidak

beroperasi.

- Beban pendinginan maksimum adalah beban yang terjadi pada IPLR saat

peralatan pengolahan limbah radioaktif beroperasi.

Pada tahun 2012, beban pendinginan di IPLR hanya merupakan beban

pendingin minimum karena hanya mensuplai air dingin untuk diumpankan ke cooling

coil pada AHU, hal ini berarti bahwa beban-beban pendingin lainnya seperti

Insenerator, Evaporator dan cooling tower tidak beroperasi.


779

TATA KERJA

Alat dan Bahan Pendukung pengoperasian

Untuk mendukung pengoperasian chiller, maka diperlukan alat dan bahan

yaitu:

a. Mekanik tool

b. Tang Ampere

c. Digital termometer

d. Multi Tester

e. Tespen

f. Alat Pencatat

Metode

Untuk dapat mengoperasikan chiller dengan baik, dilakukan tahapan-tahapan

pengoperasian, yaitu:

1. Persiapan,

Untuk dapat memperoleh kinerja yang optimal dilakukan persiapan

pengoperasian yaitu dengan memeriksa komponen-komponen pendukung

seperti pompa-pompa chiller, motor-motor penggerak pompa dan suplai catu

daya. untuk memeriksa kekencangan baut pada pompa distribusi digunakan

mekanik tool, untuk memeriksa catu daya digunakan tang ampere dan multi

tester.

2. Pengoperasian

Pengoperasian dilakukan setelah persiapan pengoperasian tidak

mengalami hambatan atau tidak terjadi kerusakan. Urutan pengoperasian

chiller dapat dilihat pada Gambar 3.

3. Pemantauan

Selama proses pengoperasian chiller dilakukan pemantauan dan

pencatatan data operasi.


780

Gambar 3. Diagram Pengoperasian Chiller [3]


781

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada Tahun 2012 didapatkan hasil pengoperasian chiller yang dapat dilihat

pada Tabel 3.

Tabel 3. Operasional chiller selama tahun 2012

Bulan chiller yang

beroperasi

Temperatur

rerata

Ruangan (oC)

Temperatur

rerata

masuk (oC)

Temperatur

rerata

keluar (oC)

ΔT

(oC)

Januari C3 23,2 13 4 9

Februari C3 24 14 4,5 9,5

Maret C3 23,4 13,5 5 8,5

April C3 24 14 4,5 9,5

Mei C3 24,3 15 6 9

Juni C3 23,6 13 6 7

Juli C3 24,6 14 5 9

Agustus C4 23,6 13,4 5 8,4

September C4 23,5 13,5 5,5 8

Oktober C4 24,2 14 6 8

Nopember C2 24 14 6 8

Desember C2 24,4 14 6 8

Keterangan:

C1 adalah Chiller E 62301




Gambar 4. Grafik Perbandingan Air produksi chiller dengan Temperatur ruangan.


782

Dari data operasi diketahui temperatur air pendingin yang dihasilkan chiller

adalah 4 0C s/d 5

0C dengan rerata temperatur yang diturunkan (∆t) 8

0C s/d 9

0C

relatif konstan sampai akhir tahun, hal ini dikarenakan telah direvitalisasinya Chiller

E62303. Temperatur ruangan yang dapat dicapai berkisar antara 23 0C s/d 24 0C.

Dari data operasi dapat dilihat perbedaan temperatur antara supply chiller

(input) dengan suhu ruangan cukup besar yaitu + 20 0C, sedangkan suhu yang

diturunkan chiller (∆t) 8 0C s/d 9

0C sudah memenuhi standart yaitu 8

0C s/d 10

0C.

Dengan suhu output chiller 4 0C s/d 5

0C, suhu ideal yang seharusnya dapat dicapai

berkisar antara 18 0C s/d 20

0C. Tidak tercapainya suhu ruangan dapat diakibatkan

oleh tidak maksimalnya perpindahan panas pada cooling coil di AHU sehingga air

dingin yang disuplay chiller tidak dapat diserap secara maksimal oleh udara yang

dihembuskan ke ruangan-ruangan.

KESIMPULAN

1. Unjuk Kerja chiller pada tahun 2012 relatif konstan dari awal hingga akhir

tahun 2012, hal ini dikarenakan adanya revitalisasi Chiller E62303.

2. Perbedaan temperatur antara supply chiller (input) dengan suhu ruangan

+ 20 0C masih besar.

3. Perlu adanya kajian tentang rugi-rugi distribusi/heat loss pada chiller.

4. Untuk dapat mempertahankan kinerja chilled water system dilakukan

perawatan secara berkala.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. PK PURWADI DAN WIBOWO KUSBANDONO, “Karakteristik Chilled Water”,

Jurnal Teknologi Industri Vol. V No. 2 April 2001 : 67-74

[2]. PURWANTARA, “Pengoperasian Chiller untuk menunjang managemen tata

udara IPLR”, Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR 2001, PTLR-BATAN,

Serpong, 2001.

[3]. WIKIPEDIA, “Heat pump and Refrigeration Cyrcle” Figure 2. Temperature-

Entropy diagram.

[4]. YORK INTERNATIONAL COOPERATION, “Air Cooled Packaged Liquid

Chiller”, USA, 1986.

[5]. INSTRUKSI KERJA PENGOPERASIAN CHILLER, PTLR-BATAN,

Serpong, 2010.

pengoperasian chilled water system pada...

Documents