5 Alasan memilih Inverter Scroll Chiller

Setiap kali kita merancang sebuah sistem chiler, kita akan ditanyakan tipe apa yang dipakai, menggunakan compressor model apa, apakah perlu cooling tower, bagaimana dengan effisensinya? Tentu saja karakteristk gedung sangat berpengaruh, part load dan expansi ke depannya.

Untuk kapasitas yang tidak terlalu besar dan memiliki tempat terbatas terdapat sebuah plihan, yaitu Inverter Scroll Chiller (ISC). Faktor apakah yang membuat ISC layak dipilih sebagai sebuah solusi dari sistem chiler yang digunakan? Ada 5 alasan yang bisa menjadi bahan pertimbangan:

1. Inverter; Seperti namanya, Inverter Scroll Chiller (ISC) menggunakan Scroll Compressor dengan teknologi inverter. Setiap sistem memiliki 1 Scroll Compressor yang berdiri sendiri sehingga bisa menyesuaikan beban pendinginan pada waktu kapan pun. Teknologi Inverter sudah banyak dipakai pada sistem VRF, dengan menggunakannya pada chiller maka bisa didapat effisensi yang lebih baik daripada Aircooled Screw Chiller. Dengan teknologi ini dapat mengurangi oprasional cost sebuah gedung.

Hot Water Heatpump; Chiller tidak hanya mendinginkan

Apabila kita mendengar kata “chiller” maka hal pertama yang terpikir adalah dingin (air dingin). Memang pada dasarnya sebuah chiller memiliki prinsip kerja untuk mendinginkan air untuk dialirkan kedalam gedung. Tetapi tahukah bahwa “chiller” juga bisa menghasilkan air panas? Tipe ini biasa disebut Heatpump dan banyak digunakan pada negara negara yang memiliki 4 musim. Untuk negara tropis seperti indonesia model heatpump sangat jarang digunakan.

Untuk mamahami bagaimana sebuah heatpump bisa menghasilkan air panas, maka kita harus memahami juga siklus refrigerasi. Pada sebuah siklus refrigerasi dapat dikatakan bahwa kalor/panas dari dalam ruangan / air pemanasan akan dibuang ke udara luar/cooling tower. Proses pembuangan panas atau kalor terjadi pada kondenser, dimana pada aircooled condenser terjadi perpindahan panas dari refrigerant ke udara. Untuk mendapatkan air panas, media condensor yang di gunakan adalah shell and tube atau plate heat exchanger (PHE).

Pada aplikasi Heatpump temperature yang di supply adalah 45C/40C berbeda dengan proses pendinginan yang menghendaki 7C/12C. Pada aplikasi khusus seperti hot water heatpump, temperatur supply bisa mencapai 55C sehingga dapat digunakan untuk air panas / pre heat untuk boiler. Heatpump banyak digunakan pada hotel / fasilitas yang membutuhkan air panas karena mempunyai COP yang cukup baik dibandingkan dengan electric heater atau gas boiler. Hal ini lah yang menjadi salah satu pertimbangan untuk menggantikan sistem yang boros biaya dengan hot water heatpump.

Sertifikasi Chiller, mengindari “Kecap Nomor 1”

Seperti kita bahas sebelumnya, bahwa COP merupaka salah satu faktor yang penting dan menentukan dalam memilih sebuah Chiller. Dengan melihat COP kita bisa membayangkan berapa banyak listrik / energi yang kita keluarkan untuk sebuah proses pendinginan. Setiap penjual Chiller akan berkata bahwa Chiller nya mempunyai kualitas terbaik dan effisiensi terbaik.

Seperti kita ketahui bahwa COP tergantung dari banyak faktor seperti Temperatur condenser, Temperatur Evaporator, dan beban pendinginan. Ketika begitu banyak variabel maka perlu dibuat sebuah standarisasi dalam menentukan COP yang di claim oleh masing masing merk. Untuk saat ini ada beberapa sertifikasi / standart yang digunakan dalam menghitung dan mengukur kapasitas chiller. Pada umumya produsen chiller menggunakan AHRI sebagai standar yang digunakan dalam brosur. Untuk daerah Eropa banyak menggunakan standart eurovent.

Tentu saja dengan di pakainya standart tersebut maka pengukuran akan menjadi apple to apple dan customer akan dapat membandingkan effisensi dari chiller yang hendak di pasang.

COP; Salah satu alasan memilih chiller

Ketika kita memilih sebuah equipment / peralatan, maka ada berbagai macam pertimbangan yang perlu diperhatikan. Beberapa pertimbangan tersebut biasanya seperti harga, kehandalan, effisiensi, dan aftersales. Jika diperhatikan semua faktor tersebut ujungnya adalah penghematan biaya baik diawal, dalam oprasional atau diakhir.

Seperti kita ketahui bahwa sistem pendingin mengkonsumsi 50-70% dari total biaya listrik yang dibayarkan setiap bulan. Apabila kita bisa memilih unit / equipment yang memikiki biaya oprasional rendah, maka terdapat potensi keuntungan lebih besar. Pada Equipment seperti chiller, effisiensi dapat dilihat dari COP. Apakah itu COP? COP adalah Coofisien Of Performance. Pada COP dibandingkan antara kinerja pendinginan terhadap energi yang di perlukan. Pada Chiller COP bisa di anggap KW(pendinginan)/KW(listrik) atau KW(listrik)/TR(pendinginan). Keduanya umum digunakan dan kita harus menjelaskan metode apa yang digunakan.

Untuk merubah nya bisa dipakai rumus sebagai berikut:

COP (KW/TR) = 3.517 / COP (KW/KW) atau COP (KW/KW) = 3.517/ COP (KW/TR)

Sebenarnya apakah perbedaan dari keduanya? Untuk COP(KW/KW) maka semakin besar nilainya, maka equipment chiller akan semakin effisien; sedangkan untuk COP(KW/TR) semakin kecil nilainya maka akan semakin effisien. Untuk simulasinya bisa dilihat pada gambar berikut.

Mengapa ada chiller dengan COP yang baik dan ada yang buruk? Apabila kita lihat pada diagram P-h pada sistem refrigerasi, maka kapasitas pendinginan sangat tergantung terhadap kapasitas condensor, dan effisiensi kompressor. Untuk sistem menggunakan watercooled condensor, maka panas dapat dibuang dengan mudah. Begitu pula untuk compressor, dengan menggunakan centrifugal compressor maka energi listrik yang di supply dapat digunakan untuk menaikkan tekanan refrigerant dengan hambatan yang rendah. Kedua faktor tersebut merupakan salah satu alasan centrifugal chiller memiliki effisiensi / COP yang baik.

Evaporator, langkah terakhir dalam mendinginkan air

Tujuan dan fungsi dari equipment chiller adalah untuk mendinginkan air / mengambil energi panas yang tersimpan pada air pendinginan (chilled water). Proses perpindahan panas ini terjadi pada evaporator. Pada chiller evaporator yang paling umum digunakan adalah shell & tube, tetapi tidak menutup kemungkinan digunakan model lain seperti plate heat exchanger (PHE) atau model falling film. Bagaimana sebenarnya cara kerja dari evaporator?

Refrigerant yang keluar dari expansion valve akan memiliki temperatur yang rendah, pada umumnya refrigerant akan di tukarkan panas dengan chilled water yang lebih hangat (12C) sehingga menjadi lebih dingin (7C). Adapun perbedaan temperatur (deltaT) dari evaporator bergantung dari banyak faktor seperti besar chilled water flow yang melewati evaporator. Tiap tiap tipe evaporator memiliki karakteristik nya masing masing seperti:

Shell and tube evaporator berbentuk tabung yang besar(shell) dengan tabung tabung kecil(tube) didalamya. Biasanya tabung kecil yang berada didalam berisi dengan refrigerant, sedangkan air pendinginan (chilled water) akan dipaksa melewati celah celah tabung kecil selama beberapa kali (pass). Tipe ini dianggap paling ekonomis dan efektif.

Expansion Valve, proses adiabatic

Komponen berikutnya yang akan dibahas adalah expansion valve, dimana fungsi dari alat ini adalah menurunkan tekanan refrigeran sehingga temperatur refrigeran akan menurun. Seperti diketahui bahwa persamaan gas ideal adalah sebagai berikut

Dari persamaan diatas dapat dilihat apabila kita menurunkan tekanan(P) dengan volume yang sama maka temperatur(T) juga akan turun dengan perbandingan yang sama. Prinsip ini yang dipakai pada expansion valve, sehingga refrigeran akan berada pada temperatur yang cukup rendah untuk menyerap energi di evaporator. Contoh yang paling mudah kita temui adalah ketika kita menyemprotkan aerosol ke udara, tekanan dalam tabung berkurang dan tabung menjadi dingin.

Membuang panas pada Condenser

Memang bagian yang paling penting dalam sistem refrigerasi adalah compressor. tetapi kinerja dari sistem refrigerasi dalam kondisi aktual sangat dipengaruhi oleh condenser. Sebenarnya apakah fungsi dari condensor dan apakah yang akan terjadi apbila condensor tidak berfungsi dengan ideal?

Seperti kita lihat pada diagram P-h bahwa posisi kondensor berada setelah compressor. Pada kondensor semua energi / panas yang diserap dari dalam ruangan akan dibuang ke udara luar. Apabila panas / energi tidak dapat dibuang maka akan terkumpul didalam sistem refrigerasi sampai jenuh. Hal ini dapat terlihat dari berkurangnya kapasitas AC / Chiller.

Secara garis besar kondensor pada chiller dapat dibagi menjadi 2 tipe yaitu : water-cooled / pendinginan dengan air dan air-cooled / pendinginan dengan udara. Apa saja kelebihan, kekurangan dan cara kerjanya?

Aircooled condensor merupakan condensor yang paling sering kita temui pada AC / Chiller kapasitas kecil – menengah. Hal ini dikarenakan maintenancenya yang mudah dan tidak banyak melibatkan equipment lainnya, Bentuknya berupa tabung tembaga yang dikelilingi oleh fin alumunium. Pembersihannya sangat mudah yaitu dengan menggunakan air / air sabun yang di semprotkan ke fin alumunium yang kotor. Kelemahannya adalah condensor ini memakan tempat / space yang besar dibanding watercooled.

Tipe compressor pada Chiller

Banyak yang berkata bahwa compressor merupakan jantung dari sistem refrigerasi. Sebenarnya mengapa disebut jantung? Sama dengan jantung yang mengalirkan darah ke seluruh tubuh, compressor juga memompa refrigeran ke seluruh sistem refrigerasi. Kali ini kita akan berbicara mengenai tipe / model kompressor yang digunakan pada sistem chiller.

Berdasarkan perinsip kerjanya kompressor dibagi menjadi 2 jenis, yaitu positive displacement dan centrifugal. Positive displacement bekerja dengan menekan refrigeran menggunakan kompresi, jenis kompresi nya pun ber-variasi. Ada yang menggunakan sistem piston (reciprocating), ulir (screw), ataupun scroll. Hal yang sama dari ketiganya adalah refrigeran yang ditekan tidak akan kembali lagi. Sedangkan untuk tipe centrifugal, compressor menekan refrigeran menggunakan gaya centrifugal. Dimana apabila tekanan yang dihasilkan kurang maka ada kemungkinan refrigeran akan kembali dan terjadi surge.

Berikut karakteristik dan penggunaan masing masing compressor:

Chiller; Prinsip kerja dan aplikasi

Mungkin tidak banyak dari kita yang mengetahui apa itu chiller, apa gunanya dan cara kerjanya. Pada dasarnya chiller adalah equipment yang digunakan untuk mendinginkan air. Kemudian air tersebut digunakan untuk mendinginkan ruangan / proses produksi.

Apa bedanya dengan AC? Kita mengenal banyak tipe AC mulai dari AC ruangan di rumah sampai AC Central di gedung. Pada gedung gedung dengan kapasitas pendinginan yang besar akan sangat merepotkan apabila didinginkan dengan banyak AC kecil. Karena itu chiller dipilih untuk proses pendinginannya.

Chiller Story, bercerita mengenai chiller

Halo, selamat datang di blog ini. Kali ini kita akan bercerita mengenai Chiller dan aplikasinya. Kita akan bagi tulisian ini menjadi beberapa kategori, yaitu: teknikal, teknologi, dan sisi kommersial nya. Mengapa ketiga hal itu penting? Karena banyak muncul teknologi dan aplikasi baru dalam teknik pendinginan menggunakan chiller.

Metode penyampaian dalam blog ini diceritakan dengan bahasa yang mudah dimengerti dan santai. Isi yang disampaikan juga merupakan pendapat pribadi saja yang sangat terbuka untuk di koreksi dan dikomentari.

Saya mengharapkan dengan blog ini banyak yang mengerti lebih banyak mengenai chiller dan terbantu oleh tulisan ini.

Titian Pramudya