ISSN 0854 - 5561 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 menggantikanmesin yang terpasang di IEBE saat ini. Studi ini meliputi mempelajari spesifikasi mesinyang terpasang saat ini termasuk pompa resirkulasi dan rangkaian perpipaan di dalamgedung MES kemudian menetukan spesifikasi mesin pengganti. Mesin yang terpasangadalah merek Carrier dengan tipe pendingin air (water cooled), menggunakan refrigeranR11 dengan kapasitas pendinginan 377 TR. Jumlah mesin yang terpasang adalah 4unit. Dari hasil studi diketahui bahwa refrigeran R11 tidak dapat disubsitusi tetapi R22dapat disubsitusi dengan R407C ataupun jenis hidrokarbon. Mesin pendingin air jenispendingin udara lebih sedikit peralatannya karena tidak memerlukan menara pendingin.Dari pertimbangan kedua hal tersebut disarankan memilih mesin jenis pendingin udaradengan refrigeran R22. Lokasi pemasangan dipilih di luar gedung MES sehingga tidakperlu membongkar mesin lama dan tidak memerlukan perubahan sistem perpipaan.Penyambungan mesin yang baru dengan sistem perpipaan yang ada dilakukan padapompa primer dan header chiller lama. Penentuan spesifikasi yang lebih detail akandisesuaikan dengan sistem penganggaran yang berlaku di instansi pemerintah dandilakukan 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. Mesinpendingin air (water chiller) yang terpasang di IEBE 'menggunakan refrigeran R11 sebagai mediapendingin. Bahan pendingin tersebut termasuk dalam kelompok bahan perusak ozon. Berkaitan denganhal tersebut maka Refrigeran R11 sudah tidak diproduksi. Di pihak lain, dewasa irii belum ditemukanbahan pendingin yang dapat mensubsitusi refrigerant R11. Untuk keberlangsungan pengoperasianSistem VAC di IEBE maka water chiller tersebut harus diganti dengan unit yang baru. Studi ini dilakukandengan cara mempelajari spesifikasi mesin yang terpasang serta mempelajari spesifikasi mesinpendingin pada katalog dari beberapa merek water chiller. Kegiatan ini bertujuan untuk mendapatkanspesifikasi 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 mesinrefrigerasi kompresi uap. Peralatan utama mesin refrigerasi terdiri dari: kompresor, kondensor,evaporator dan katup ekspansi yang dirangkai dengan sistem perpipaan menjadi suatu sitemtertutup[1J• Didalam rangkaian peralatan tersebut refrigeran bersirkulasi untuk mengambil kalor darievaporator yang kemudian dilepaskan ke udara luar melalui kondensor. Ditinjau dari mediapendingin untuk kondensor maka mesin pendingin air dibedakan menjadi jenis pendingin udara (aircooled) dan jenis pendingin air (water cooled). Mesin pendingin air jenis pending in udara, kondensordilengkapi dengan kipas kondensor sehingga diperoleh pendinginan yang cukup untuk mengubahrefrigeran dari fasa gas menjadi fasa cair. Sedangkan pada mesin pendingin air dengan kondensordidinginkan air, kondensor dilengkapi dengan menara pendingin (cooling tower) untuk memberikansuhu air pendingin yang cukup untuk mendinginkan refrigeran didalam kondensor. Pada Gambar 1ditunjukkan diagram blok untuk mesin refrigerasi jenis pendingin air dan jenis pendingin udara

463

Hasil-hasil Penelitian ESN Tahun 2009

5

6

4

ISSN 0854 - 5561

1. Evaporator2. Kompresor3. Kondensor

4. Katup Ekspansi5. Kipas Kondenso

4

(a)

1. Evaporator2. Kompresor3. Kondensor

4. Katup Ekspansi5. Cooling Tower6. Pompa Kondensor

Gambar 1. Diagram Siok Mesin Refrigerasia. Jenis Pendingin Air (Water Cooled)

b. Jenis Pendingin Udara (Air Cooled)

(b)

Ditinjau dari komponen peralatan maka mesin refrigerasi jenis pendingin udara lebih sedikit, karenatidak memerlukan menara pendingin, cukup dengan kipas kondensor. Tetapi jika ditinjau darikapasitas pendinginan mesin, mesin refrigerasi pendingin air lebih besar. Pada umumnya mesinpendingin jenis pendingin udara menggunakan refrigeran R22 sedangkan mesin pendingin airmenggunakan R11

Refrigeran

Refrigeran atau dikenal juga dengan nama freon berfungsi sebagai media pendingin yang memilikitemperatur penguapan yang rendah. Seperti diketahui menu rut ilmu termodinamika bahwa setiapproses penguapan membutuhkan panas sedangkan proses kondensasi akan melepaskan panas.Refrigeran yang menguap didalam evaporator akan menyerap kalor dan kemudian ketikamengembun didalam kondensor akan melepaskan kalor. Dengan karakteristik yang dimilikirefrigeran tersebut maka bahan tersebut dapat digunakan sebagai media pendingin dalam peralatanrefrigerasi.

Tabel1. Contoh beberapa jenis refrigeran[2]

Nomor Nama KimiaRumus KimiaKeterangan

R11

Trichloromonofluorom ethaneCCI3FCFC

R12

Dich lorodifluorom ethaneCCI2F2CFC

R13

Monoch lorotrifl uorom etha neCCIF3CFC

R22

Monoch lorod if]uorom eth aneCHCIF2HCFC

R717

Ammonia NH3Anorganik

464

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

Mesin Pendingin Air lESE

Mesin pendingin air (water chiller ) yang terpasang di lESE termasuk jenis mesin pendinginsentrifugal dengan pendingin air (water cooled) merk Carrier dengan kapasitas pendinginanterpasang 377 TR . Temperatur air dingin keluar mesin pendingin 6°C dan masuk kembali pada12°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

IGambar 2. Mesin Pending in Carrier - Water Cooledl3]

Air pending in kondensor dihasilkan dari menara pendingin (cooling tower). Mesin pendinginmenggunakan refrigerant R11 sebagai media pendingin. Mesin pendingin yang terpasang terdapatem pat unit yaitu: CH.06, CH.07, CH.08 dan CH.09. Untuk mensirkulasikan air dingin dari mesinpendingin ke pengguna di gedung-65 (AHU dan HE) dilengkapi dengan pompa sirkulasi yaitu pompaprimer dan pompa sekunder.Sesuai jumlah unit mesin pendingin maka pompa sirkulasi dan menara pendingin, masing-masingjuga terdiri dari 4 unit yaitu: .

menara pendingin: CT.06; CT.07, CT.08 dan CT.09pompa kondensor: PK.06, PK.07, PK.08 dan PK.09pompa primer: PP.06, PP.07, PP.08 dan PP.09pompa sekunder: PS.06, PS.07, PS.08 dan PS.09

Mesin pendingin, pompa primer, pompa sekunder dan pompa kondensor dipasang didalam ruangangedung 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, yangmemungkinkan air dingin bersirkulasi sebagian di antara mesin pendingin dengan pompa primeratau di antara pompa sekunder dengan AHU.

465

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

Gamabr 3. Sistem Perpipaan dari Chiller ke Pompa di Gedung MES

HASIL DAN PEMBAHASAN

ISSN 0854 - 5561

Dari hasil survey terhadap beberapa merek water chiller diperoleh informasi bahwa mesin pendinginyang menggunakan refrigeran R11 tidak dapat disubsitusi, harus dilakukan penggantian mesin.Tetapi mesiJ')yang menggunakan refrigeran R22 dapat disubsitusi tanpa ada pergantian sukucadangpada mesin yaitu dengan menggunakan refrigeran R407C ataupun refrigeran jenis hidrokarbon.Ruangan mesin saat ini didalam gedung MES sudah penuh sehingga tidak memungkinkan lagidipasang mesin yang baru. Jika mesin pendingin yang lama dibongkar, selain mesin itu dibongkarmaka sebagian besar sistem perpipaan juga harus dibongkar, sehingga pekerjaan pembongkaranakan memerlukan biaya yang besar.Dengan pertimbangan terhadap faktor-faktor tersebut disarankan untuk memilih jenis mesinpendingin air jenis pendingin udara (air cooled) dan dipasang di luar gedung MES. Mesin pendinginair jenis pendingin udara lebih sedikit komponen peralatannya karena tidak memerlukan menarapendingn. Refrigeran R22 dapat disubsitusi dengan R407C atau jenis hidrokarbon sehingga ketikarefrigeran R22 dihapuskan mesin tetap dapat berfungsi. Dalam Gambar 4 ditunjukkan rencanapemasangan pipa dari mesin yang baru ke sistem perpipaan yang ada yaitu pad a pipa inlet mesinpendingin disambungkan dengan pipa discharge pompa primer, sedangkan pipa outlet mesinpendingin baru disambungkan ke pipa header chiller yang lama. Pemasangan mesin baru tidakbanyak mengubah sistem perpipaan karena tidak perlu membongkar mesin lama.Untuk keputusan pemilihan spesifikasi mesin yang lebih detail yaitu kapasitas pendinginan, situasiperpipaan dan lain-lain tentu saja akan mcmpertimbangkan anggaran yang tersedia secara bertahapsesuai tahun anggaran yang berlaku di instansi pemerintah dan pembelian dapat dilakukan secarabertahap.

466

ISSN 0854 - 5561 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 pendinginudara (air cooled) dengan menggunakan refrigerant R22.

2. Lokasi pemasangan mesin baru direncanakan di luar gedung MES dengan penyambunganperpipaan 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 danlain-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 menggunakanR22?

• Mengapa memilih jenis pendingin udara? Apakah kapasitas pendinginan kondensor jugamemadai ?

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 tempatpemasangan lebih sedikit. Kapasitas pendinginan kondensor dengan pendinginudara memang lebih kedl jika dibandingkan dengan jenis pendingin air. Pemilihanmesin pendingin di atas tentu saja dengan memperhatikan kapasitas pendingin totalyang dibutuhkan.

467

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

2. 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 milikpemerintah. Tentu saja kita harus memperhatikan syarat-syarat penjualan baranginventaris pemerintah.

468