CHILLER A. Pengertian Chiller Chiller adalah mesin refrigerasi yang memiliki fungsi utama mendinginkan air pada sisi evaporatornya. Air dingin yang dihasilkan selanjutnya didistribusikan ke mesin penukar kalor ( FCU / Fan Coil Unit ). B. Mekanisme Kerja Chiller Penarikan panas atau kalor dimulai pada evaporator. Heat Exchanger disini adalah sebuah pipa yang ada pipa lain didalamnya, berfungsi untuk mengalirkan air pada pipa besar sedangkan pip didalamnya berfungsi mengalirkan udara atau refrigeran. Seperti yang terlihat pada gambar dibawah:
Gambar 1. Pipa Exchanger Chiller Pada bagian Heat Exchanger seperti diatas berlangsung proses pertukaran kalor antara refrigeran yang dengan air. Kalor dari air ditarik ke refrigeran sehingga setelah melewati Heat exchanger menyebabkan air didalamnya menjadi semakin dingin. Air yang sudah menjadi dingin tersebut lalu diteruskan mengalir ke AHU (Air Handling Unit) yang berfungsi untuk menjadikan udara menjadi dingin. AHU terdiri dari Heat exchanger yaitu pipa dengan kisi-kisi yang mempunyai fungsi utama mendinginkan air dan udara dengan proses pertukaran antara kedua komponen tersebut sehingga menghasilkan suhu tertentu sesuai yang di inginkan.
Gambar 2. Siklus Chiller Air yang dalam kondisi dingin ini akan melewati AHU kemudian suhunya akan naik karena pertukaran kalor dari udara, kemudian air tersebut diteruskan kembali ke chiller untuk di dinginkan lagi. Begitulah seterusnya cara kerja chiller ini berulang-ulang sehingga dapat membantu mendinginkan udara misalnya pada sistem pendingin ruangan atau Air Conditioner. C. Jenis-jenis Chiller 1. Berdasarkan jenis kompressornya : Kompresor Piston (Reciprocating compressor) a. Kompresor piston kerja tunggal Kopresor piston kerja tunggal adalah kompresor yang memanfaatkan perpindahan piston, kompresor jenis ini menggunakan piston yang didorong oleh poros engkol (crankshaft) untuk memampatkan udara/ gas. Udara akan masuk ke silinder kompresi ketika piston bergerak pada posisi awal dan udara akan keluar saat piston/torak bergerak pada posisi akhir/depan.
Gambar 3. Kompressor Kerja Tunggal b. Kompresor piston kerja ganda Kompresor piston kerja ganda beroperasi sama persis dengan kerja tunggal, hanya saja yang menjadi perbedaan adalah pada kompresor kerja ganda, silinder kompresi memiliki port inlet dan outlet pada kedua sisinya. Sehingga meningkatkan kinerja kompresor dan menghasilkan udara bertekanan yang lebih tinggi dari pada kerja tunggal.
Gambar 4. Kompressor Kerja Ganda c. Kompresor diafragma Kompresor diafragma adalah jenis klasik dari kompresor piston, dan mempunyai kesamaan dengan kompresor piston, hanya yang membedakan adalah, jika pada kompresor piston menggunakan piston untuk memampatkan udara, pada kompresor diafragma menggunakan membran fleksible atau difragma.
Gambar 5. Kompressor Diafragma Kompresor Kisar (Rotary compressor) a. Kompresor screw (Rotary screw compressor) Kompresor screw merupakan jenis kompresor dengan mekanisme putar perpindahan positif, yang umumnya digunakan untuk mengganti kompresor piston, bila diperlukan udara bertekanan tinggi dengan volume yang lebih besar.
Gambar 6. Kompresor Screw
Kompresor Ulir (Screw compressor) Kompresor Sentrifugal (Centrifugal compressor) Kompresor sentrifugal merupakan kompresor yang memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh impeller untuk mempercepat aliran fluida udara (gaya kinetik), yang kemudian diubah menjadi peningkatan potensi tekanan (menjadi gaya tekan) dengan memperlambat aliran melalui diffuser. 2. Berdasarkan jenis cara pendinginan kondensornya : a. Air Cooler
Gambar 7. Air Cool Chiller Mesin refrigerasi dengan pendinginan udara (air cooled chiller), pada prinsipnya hampir sama dengan split duct AC, tetapi dalam ukuran besar. Unit mesin ini pada umumnya berada diatas atap beton dari sebuah bangunan. Komponen utama dari 1 unit ACC adalah 2 kompresor atau lebih, dengan katup ekspansi dan evaporator berada dalam unit utama, termasuk kondensornya. Evaporator mendinginkan air dan air dingin disirkulasi kesetiap tingkat melalui alat pengatur udara (air handling unit) atau disingkat AHU. Dari AHU dengan blower besar menyalurkan udara dingin, yang diperoleh dari hembusan melalui pipa-pipa aliran air dingin unit utama diatas, keruangan yang akan dikondisikan. Udara dingin yang masuk kedalam ruangan dari AHU ini diatur dengan diffuser yang ada disetiap ruangan, Atau kadang-kadang dengan pipa-pipa langsung keruangan melalui alat kipas koil (Fan coil unit) atau disingkat FCU.
Dalam desain gedung, bila menggunakan air cooled chiller perlu diperhatikan lokasi dan luas atap beton untuk penempatan unit-unit chillernya. Yang sering kurang diperhatikan dalam desain atap untuk air cooled chiller adalah akses untuk pemeliharaan unit tersebut. Ada kalanya terjadi perubahan desain dari water cooled chiller ke air cooled chiller, karena terutama masalah waktu instalasi ataupun keadaan air setempat. Tetapi perubahan seperti itu pada akhirnya berakibat fatal terhadap konstruksi air cooled chiller tersebut yang mengambil ruang (space) apa adanya. b. Water Cooler
Gambar 8. Water Cool Chiller Mesin refrigerasi dengan pendinginan air (water cooled chiller), pada prinsipnya hampir sama dengan Mesin refrigerasi pendinginan udara (air cooled chiller)
dalam distribusi udara dingin melalui AHU atau FCU.
Perbedaan utamanya adalah pendinginan refrigerannya, bukan dengan udara, tetapi dengan air, dimana airnya didinginkan melalui menara air atau cooling tower. Mesin refrigerasi dengan pendinginan air, pada umumnya ditempatkan dalam lantai bawah (basement) suatu bangunan. Dalam desain yang perlu diperhatikan adalah ventilasi keruangan chiller harus dihitung dengan baik, agar ruangan tersebut jangan menjadi “neraka” bagi pengerjanya. Sama halnya dengan Mesin refrigerasi pedinginan udara, refrigeran dari kompresor ditekan melalui katup ekspansi masuk berembun dalam alat evaporator. Evaporator mendinginkan air dan air dingin disirkulasi kesetiap
tingkat melalui alat pengatur udara (air handling unit) atau disingkat AHU. Dari AHU dengan blower besar menyalurkan udara dingin, yang diperoleh dari hembusan melalui pipa-pipa aliran air dingin unit utama diatas, keruangan yang akan dikondisikan. Udara dingin yang masuk kedalam ruangan dari AHU ini diatur dengan diffuser yang ada disetiap ruangan, Atau kadang-kadang dengan pipa-pipa langsung keruangan melalui alat kipas koil (Fan coil unit) atau disingkat FCU. Pendinginan air melalui menara air (cooling tower), dalam desain gedung perlu diperhatikan aliran udara yang diperoleh dari kipas udara. Aliran udara dan aliran air didalam menara pendingin ini dapat berlawanan arah (counter flow), arah melintang (cross flow), aliran paralel (paralel flow) aliran melalui dek atau aliran pancar.
Gambar 9. Water Cool Chiller System c. Absorpsi Chiller
Gambar 10. Contoh Absorpsi Chiller
Salah satu cara tertua untuk melakukan pendinginan suatu ruangan secara mekanis adalah teknologi absorbsi (absorption technology). Kelihatan tak masuk akal dengan membakar sesuatu untuk menghasilkan pendinginan, tetapi hal itu yang terjadi dalam
suatu
chiller
absorpsi.
Teknologi
absorbsi
ini
sebenarnya
mudah
pengoperasiannya maupun pemeliharaannya, tetapi pada masa kini teknologi ini mulai hampir tidak digunakan karena tidak fleksibel penggunaannya.
Refrigeran yang digunakan oleh chiller jenis ini adalah sebenarnya air, karena perubahan fase yang terjadi dan yang memberi dampak pendinginan adalah melalui media air. Fluide kedua yang mengatur proses ini adalah garam, yang dikatakan sebagai Litium Bromida (lithium bromide). Panas dibutuhkan untuk memisahkan kedua fluida ini, yang kemudian dipertemukan kembali dalam lingkungan yang hampir vakum. Air ini mengalami perubahan fase pada waktu dicampur kembali dengan garam pada suhu yang sangat rendah. (pada tekanan atmosfir yang normal, air menguap pada suhu 212F, dalam suatu alat absorbsi, air menguap cukup dingin untuk menghasilkan air dingin pada 46F. Karena suhu air dingin yang dihasilkan oleh chiller absorbsi paling rendah adalah 46F, maka chiller jenis ini tidak dapat digunakan dalam penerapan refrigerasi dengan suhu rendah. Peralatan tata udara dengan Sistem absorbsi ini sebenarnya sangat efisien dan pemeliharaanya mudah, tetapi bila ada kerusakan pada peralatan ini perbaikannya memerlukan waktu lama dan biaya yang besar. Bahkan untuk kerusakan
tertentu, maka seluruh unit tidak dapat difungsikan kembali. Ini menyebabkan penggunaan peralatan pengkondisian udara dengan sistem absorbsi ini kurang diminati. Pendingin penyerapan mendinginkan air menggunakan energi yang disediakan oleh sumber panas.Mereka berbeda dari konvensional sistem (kompresi uap) pendinginan dalam dua cara.Proses penyerapan termokimia di alam, sebagai lawan mekanik.Juga, pendingin penyerapan beredar air sebagai pendingin bukan chlorofluorocarbons atau chlorofluorocarbons hidro (CFC atau HCFC, yang juga dikenal sebagai Freon). Sistem chiller penyerapan standar menggunakan air, sebagai pendingin, dan bromida lithium, sebagai penyerap, dalam siklus.Bromida lithium memiliki afinitas yang tinggi untuk air.Proses ini berlangsung dalam ruang hampa, memungkinkan refrigerant (air) mendidih pada suhu yang lebih rendah dan tekanan daripada biasanya akan, membantu untuk mentransfer panas dari satu tempat ke tempat lain. Perumahan berukuran unit-unit kecil menggunakan amonia sebagai refrigeran, dan air sebagai penyerap. D. Aplikasi Selain menjadi langsung dipecat oleh gas alam, pendingin penyerapan dapat menjalankan off air panas, uap, atau limbah panas, membuat mereka merupakan bagian integral dari sistem kogenerasi atau ke mana pun limbah panas dalam bentuk apapun yang tersedia. Pendingin penyerapan umumnya digunakan di mana tingkat kebisingan dan getaran yang menjadi masalah, terutama di rumah sakit, sekolah, dan gedung perkantoran. E. Peralatan Pilihan Pendingin penyerapan bisa dipecat langsung maupun tidak langsung, dan dapat tunggal-efek atau efek ganda.Pendingin langsung dipecat menggunakan panas dari sumber lain, sedangkan pendingin langsung dipecat menggunakan kompor gas alam untuk daya siklus.Efek ganda pendingin mendaur ulang beberapa limbah panas yang dihasilkan selama siklus, dan dengan demikian lebih efisien per unit input panas;Efisiensi ini datang pada biaya yang membutuhkan input panas seperti uap atau gas alam. Ukuran peralatan berkisar dari 4,5 ton pendinginan hingga beberapa ratus ton pendinginan.
F. Sumber Daya 1. Equipment Manufacturer database 2. Gas AC Konsorsium G. Cara Kerja Chiller Absorpsi Efek siklus penyerapan tunggal menggunakan air sebagai pendingin dan bromida lithium sebagai penyerap. Ini adalah afinitas kuat bahwa dua zat tersebut memiliki satu sama lain yang membuat pekerjaan siklus. Seluruh proses terjadi di hampir vakum lengkap. Solusi Pompa: Sebuah solusi bromide encer lithium (konsentrasi 63%) dikumpulkan di bagian bawah shell absorber. Dari sini, pompa solusi kedap udara bergerak solusi melalui shell dan tube heat exchanger untuk pemanasan. Generator: Setelah keluar dari penukar panas, solusi encer bergerak ke shell atas. Solusinya mengelilingi bundel tabung yang membawa baik uap atau air panas. Uap atau air panas transfer panas ke dalam kolam larutan encer lithium bromide. Solusinya bisul, mengirim uap refrigeran ke atas ke kondensor dan meninggalkan bromida lithium terkonsentrasi. Solusi lithium bromide terkonsentrasi bergerak ke penukar panas, di mana ia didinginkan oleh larutan lemah yang dipompa ke generator. Kondensor: Uap refrigeran bermigrasi melalui eliminator kabut dengan bundel tabung kondensor. Uap refrigeran mengembun pada tabung. Panas dihapus oleh air pendingin yang bergerak melalui bagian dalam tabung. Sebagai refrigeran mengembun, itu terkumpul dalam palungan di bagian bawah kondensor. Evaporator: Bergerak cairan pendingin dari kondensor dalam shell atas sampai ke evaporator dalam shell yang lebih rendah dan disemprotkan di atas bundel tabung evaporator. Karena vakum ekstrim dari shell yang lebih rendah [6 mm Hg (0,8 kPa) tekanan absolut], cairan pendingin mendidih pada sekitar 39 ° F (4 ° C), menciptakan efek pendingin. (Vakum ini diciptakan oleh tindakan higroskopis - bromida afinitas lithium yang kuat memiliki air - di Absorber langsung di bawah.) Absorber: Sebagai uap refrigeran berpindah ke absorber dari evaporator, solusi lithium bromide yang kuat dari generator disemprotkan dari atas bundel tabung absorber. Solusi lithium bromide yang kuat sebenarnya menarik uap refrigeran ke dalam larutan, menciptakan vakum ekstrim dalam evaporator. Penyerapan uap
refrigeran ke dalam larutan lithium bromide juga menghasilkan panas yang dikeluarkan oleh air pendingin. Sekarang larutan encer lithium bromide mengumpulkan di bagian bawah shell yang lebih rendah, di mana ia mengalir ke pompa solusi. Siklus dingin sekarang selesai dan proses dimulai lagi. H. Penggolongan Sistim Pengkondisian Udara Jenis yang mendasari adalah sistim pengkondisian udara sentral. Untuk menjamin pengaturan pengkondisian udara ruangan yang di teliti, maka sesuai dengan kemajuan teknik pengkondisian udara yang telah dicapai sampai pada saat ini, dapat dikembangkan beberapa sistim. Hal tersebut terutama menyangkut perkembangan elemen pendinginnya. I. Jenis – jenis sistim penghantar udara adalah sebagai berikut : a. Sistim Saluran Tunggal Sistim ini merupakan sistim penghantar udara yang paling banyak dipergunakan. campuran udara ruangan didinginkan dan dilembabkan, kemudian dialirkan kembali kedalam ruangan melalui saluran udara. Keuntungan dari sistim ini adalah : Sederhana, mudah perancangannya, pemasangan,
pemakaian
dan
perawatannnya. Biaya awal lebih rendah dan murah.
Kerugian dari sistim ini adalah :
Saluran utama berukuran besar, sehingga memerlukan tempat yang lebih
besar. Kesulitan dalam mengatur temperature dan kelembaban dari ruangan yang sedang dikondisikan, karena beban kalor dari ruangan yang berbeda satu dengan yang lainnya. Pada dasarnya sistim pengaturan untuk sistim saluran tunggal menyangkut
pengaturan temperature udara melalui bagian-bagian utama dari saluran. Dalam hal tersebut, laju aliran air dingin, laju aliran air panas atau uap ke koil udara, diatur sedemikian rupa sehingga temperature udara dapat diubah. Sistim ini dinamakan sistim volume konstan temperature variable, yang sudah banyak dipergunakan dalam sistim penghantar udara.
Dalam keadaan dimana beban kalor dari beberapa ruangan yang akan dilayani ini berbeda-beda, boleh dikatakan tidak mungkin mempertahankan udara ruangan pada suatu temperature tertentu, kecuali bagi beberapa ruangan utama saja. Jadi masalah tersebut dapat dipecahkan dengan melayani ruangan dengan beban kalor yang sama oleh satu pengolah udara secara sentral. Sistim saluran udara tunggal yang lain adalah sistim pemanasan ulang, dimana udara segar yang mengalir didalam saluran utama tersebut dapat dipertahankan konstan, pada temperature yang rendah. Kemudian udara tersebut masuk kedalam ruangan melalui alat pemanas yang dipasang pada saluransaluran cabang masing-masing. Pemanas tersebut memanaskan udara dan diatur sedemikian rupa sehingga diperoleh temperature udara tang sesuai dengan temperature udara ruangan yang di inginkan. Sistim ini dinamakan sistim pemanasaan ulang terminal dan banyak digunakan untuk melayani beberapa ruangan pribadi yang ada didalam gedung perkantoran umum. Ada pula sistim saluran tunggal yang bekerja dengan volume variable dimana jumlah aliran udara dapat diubah sesuai dengan beban kalornya, jadi, volume aliran udara akan berkurang dengan turunnya beban kalor dari ruangan yang harus dilayani.pengaturab volume aliran udara dilakukan dengan mengatur posisi damper atau dengan unit volume variable damper. Ada beberapa macam unit volume variable damper. Salash satu diantaranya seperti gambar dibawah ini
Gambar 11. Unit Volume Udara Variabel
Pada hal tersebut terakhir terdapat dua saluran; satu saluran menyalurkan jumlah udara yang minimal diperlukan, sedangkan saluran lainnya menyalurkan jumlah udara sesuai dengan pembukaan katup udara yang diatur oleh thermostat. Pemasukan udara diatur oleh tekanan udara yang bekerja pada tirai dari alat pengatur volume konstan dan gaya pegas. Pemasukan udara minimum harus diatur supaya distribusi udara didalam ruangan dapat berlangsung sebaik-baiknya, dengan jumlah ventilasi udara yang minimal. Jumlah udara masuk akan berkurang dengan turunnya beban kalor, sehingga apabila jumlah udara masuk menjadi lebih kecil daripada jumlah udara masuk yang minimal, maka temperature udara masuk akan berubah. Dalam sistim volume variable, putaran atau sudu isap dari kipas udara dapat diatus sesuai dengan perubahan pemasukan udara yang diinginkan. Sistim pengaturan kipas udara tersebut diatas memungkinkan penghematan daya listrik yang diperlukan untuk menggerakan kipas udara pada beban parsial. b. Sistim Dua Saluran Selain sistim saluran tunggal, terdapat pula sistim dua saluran yang dapat menutupi kekurangan daru sistim saluran tunggal. Sistim ini kebanyakan digunakan di gedung-gedung besar, dalam hal tersebut udara panas dan udara dingin dihasilkan secara terpisah oleh mesin penyegar udara yang bersangkutan. Kedua jenis udara itupun disalurkan melalui saluran yang terpisah satu sama lain. Tetapi kemudian dicampur sedemikian rupa sehingga tercapai tingkat keadaan yang sesuai dengan beban kalor dari ruangan yang akan disegarkan. Sesudah itu disalurkan kedalam ruangan yang bersangkutan. Sistim ini dinamakan sistim dua saluran. Dalam sistim ini, alat yang diperlukan untuk mencampur udara panas dan udara dingin
dalam perbandingan jumlah aliran yang ditetapkan untuk
memperoleh kondisi akhir yang diinginkan, dinamai alat pencampur. Sistim dua saluran dapat memberikan hasil pengaturan yang lebih teliti. Tetapi memerlukan lebih banyak energi kalor dan lebih tinggi harga awalnya. Ada dua jenis sistim dua saluran, yaitu sistim volume konstan dan sistim volume variabel.
Gambar 12. Sistem Dua Saluran c. Sistim Air Udara Dalam sistim air udara, unit koil kipas udara atau unit induksi dipasang didalam ruagan yang akan dikondisikan. Air dingin dialirkan kedalam unit tersebut, sedangkan udara ruangan dialirkan melalui unit tersebut sehingga menjadi dingin. Selanjutnya udara tersebut bersirkulasi didalam ruangan. Demikian pula untuk keperluan ventilasi, udara luar yang telah didinginkan dan dikeringkan atau udara luar yang telah dipanaskan dan dilembabkan dialirkan dari mesin pengolah udara jenis sentral keruangan yang akan di kondisikan. Oleh karena berat jenis dan kalor spesifik air lebih besar dari pada udara, maka baik daya yang diperlukan untuk mengalirkan maupun ukuran pipa yang diperlukan untuk memindahkan kalor yang sama adalah lebih kecil. Dengan demikian, untuk mengatasi beban kalor dari ruangan yang akan di kondisikan, banyaknya udara yang mengalir dari mesin pengolah udara jenis sentral adalah lebih kecil. Disamping itu, ukuran mesin pengolah udara maupun daya yang diperlukan adalah lebih kecil jika dibandingkan dengan yang diperlukan oleh sistim udara penuh. d. Unit Koil Kipas Udara dan Unit Induksi Unit ini dinamakan unit terminal dan dipasang didalam ruangan. Semua unit tersebut merupakan bagian dari sistim penghantar udara yang berfungsi sama. Didalam unit tersebut Koil udara ditempatkan didalam kabinet kecil, dimana dialirkan air dingin. Pada unit koil kipas udara, udara dialirkan oleh kipas udara yang dipasang didalam unit tersebut. Pada unit induksi, udara primer berkecepatan
tinggi di alirkan melalui beberapa nosel. Selanjutnya dengan efek induksi secara primer, udara ruangan terisap masuk kedalam unit dan didinginkanoleh koil udara, kemudian disirkulasikan kembali kedalam ruangan. Contoh Water Cool Chiller Unit Chiller yang digunakan pada sistim ini merupakan jenis Water Cooled Water Chiller dengan menggunakan kompresor jenis sentrifugal 3 tahap / 3 stage centrifugal compressor ( Kompresor sentrifugal 3 tingkat ), yang diproduksi oleh salah satu pabrikan unit AC yang cukup terkenal yaitu Trane Company. Unit ini berkapasitas 320 Ton Refrigerant / 320 TR, dengan menggunakan sistim negative pressure, dimana jika terjadi kebocoran pada unit Chiller maka refrigerant yang terdapat didalamnya tidak akan terbuangan ke udara, melainkan udara luar yang akan masuk kedalam sistim. Didalam sistim Chiller sendiri terdapat satu unit pembuang udara yang masuk saat terjadi kebocoran tadi yang dinamakan Purging Unit. cara kerja purging seperti ini : saat Chiller mengalami kebocoran, maka udara luar akan masuk kedalam sistim chiller sehingga refrigerant atau freon akan bercampur dengan udara luar yang mengandung uap air, sensor pada purging unit akan membaca perbedaan tekanan pada sistim dan kelembaban refrigerant pada sistim sehingga akan mengaktifkan purging unit tersebut. Saat purging unit bekerja, Chiller tetap beroperasi sebagaimana mestinya tanpa terganggu. Udara yang terhisap masuk kedalam sistim akan di tekan keluar oleh purging unit, sehingga tekanan pada sistim mengalami kondisi stabil barulah unit Chiller dapat di perbaiki. Untuk media pendingin yang digunakan oleh unit Chiller yaitu refrigerant jenis R 123 dan untuk Purging unit berjenis R 134 A, kedua sudah ramah lingkungan.
Gambar 12. Water Cooled Centrifugal Chiller
Gambar 13. Purging Unit Chilled Water & Condenser Water Pump Guna keperluan mensirkulasikan air yang sudah didinginkan oleh unit Chiller ke AHU maupun air yang mendinginkan unit condenser di Chiller ke Cooling Tower, maka di gunakan masing-masing sistim satu paket Pompa sirkulasi air dingin dan Pompa sirkulasi air pendingin. Jenis kedua pompa ini adalah sama, yaitu digunakan jenis End Suction Centrifugal Pump dengan tekanan kerja pompa adalah 10 kg/cm2. Pada sistim ini, sistim Chilled Water atau air yang didinginkan menggunakan 2 buah pompa yang beroperasi sekaligus, hal ini dirancang agar umur pompa dapat lebih lama mengingat jarak antara ruang pompa dan lokasi
hotel cukup jauh. Sedangkan untuk sistim air pendinginan hanya di gunakan satu buah pompa sirkulasi, mengingat jarak ruang pompa dan unit Cooling Tower cukup dekat.
Gambar 14. Chilled Water dan Condensor water Pump
Cooling Tower Unit Unit ini berfungsi sebagai pendingin unit condenser pada unit Chiller dengan media yang digunakan adalah air, dimana sistim kerja Cooling Tower dapat di jelaskan sebagai berikut : condenser di unit Chiller akan memiliki temperature dan tekanan yang tinggi akibat tekanan kerja dari Kompresor, sehingga diperlukan media pendingin untuk merubah fase refrigerant di condenser tersebut, untuk itu dibuat suatu sistim pendinginan dengan menggunakan media air yang disirkulasikan oleh pompa ke unit Cooling Tower, dimana air yang disirkulasikan tersebut akan membawa kalor dari condenser untuk kemudian di lepaskan kalornya ke udara di Cooling Tower, sehingga air akan mengalami penurunan temperature dan kembali disirkulasikan kembali ke unit condenser. Unit Cooling Tower sendiri terdiri dari : satu unit casing Cooling Tower, Motor Blower, Basin dan Water Filler atau jika diartikan menjadi sirip – sirip pendingin air.
Gambar 15. Unit Cooling Tower Air Handling Unit dan Fan Coil Unit Baik Air Handling Unit maupun Fan Coil Unit memiliki kesamaan fungsi, Air Handiling unit di fokuskan untuk menangani kapasitas pendinginan yang lebih besar sedangkan Fan Coil Unit di fokuskan untuk kapasitas pendinginan yang lebih kecil, dalam sistim ini AHU di gunakan untuk mengkondisikan fresh air (udara segar) dari udara luar yang akan di distribusikan sebagai tambahan udara segar untuk FCU dan kamar juga sebagai distribusi suplai udara dingin guna keperluan koridor di masing-masing lantai. Komponen – komponen dari AHU maupun FCU sebernanya cukup sederhana yang terdiri dari : Casing, Koil, Filter Udara dan Motor Blower.
PERBEDAAN ANTARA CHILLER DAN AC A. Sistem Kerja AC Split
Gambar 16. AC Split Prinsip kerja AC Split maupun pada mesin pendingin model lainnya adalah sama yaitu menyerap panas udara didalam ruangan yang didinginkan, kemudian melepaskan panas keluar ruangan. Jadi pengertian AC Split adalah seperangkat alat yang mampu mengkondisikan suhu ruangan sesuai yang kita inginkan, terutama mengkondisikan suhu ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya. Pada Air Conditioner udara rungan terhisap disirkulasikan secara terus menerus oleh blower (pada indoor unit) melalui sirip evaporator yang mempunyai suhu yang lebih dingin dari suhu ruangan, saat udara ruangan bersirkulasi melewati evaporator, udara ruangan yang bertemperatur lebih tinggi dari evaporator diserap panasnya oleh bahan pendingin/refrigeran (evaporator), kemudian calor yang diterima evaporator dilepaskan ke luar ruangan ketika aliran refrigeran melewati condenser (unit outdor). Jadi , temperatur udara yang rendah atau dingin yang kita rasakan pada ruangan sebenarnya adalah sirkulasi udara di dalam ruangan, bukan udara yang dihasilkan oleh perangkat AC Split. Unit AC hanyalah tempat bersikulasinya udara ruangan yang sekaligus menangkap kalor (panas) pada udara ruangan yang bersirkulasi melewati evaporator hingga mencapai temperatur yang diinginkan.
Berikut komponen –komponen yang ada pada AC Split: 1. Bagian indor . Pada AC Split pada bagian indoor unit AC Split umumnya terdapat komponen utama yaitu : a. Evaporator Pada mesin pendingin AC Split evaporator terbuat dari pipa tembaga dengan panjang dan diameter tertentu yang di bentuk berlekuk – lekuk agar menghemat tempat dan lebih efektif menyerap panas dari udara ruangan yang bersirkulasi melaluinya. Karena pipa evaporator dilewati refrigerant yang memiliki suhu yang sangat rendah, maka suhu evaporator mejadi rendah (dingin) dengan kisaran suhu hingga mencapai 5°C dengan begitu, suhu udara ruangan akan menjadi rendah (dingin) ketika melewati evaporator. b. Motor Blower & Motor Pengatur Aliran Udara (motor stepper) Motor Blower berfungsi untuk mensirkulasikan udara dalam ruangan, sehingga udara ruangan dapat bersirkulasi melewati evaporator, setelah udara melewati evaporator aliran udara di arahkan ke ruangan oleh pengatur aliran udara (motor Stepper). Blower akan bekerja sampai temperatur udara ruangan sesuai keinginan. Dengan kata lain blower akan berhenti kerja (Off) ketika temperatur udara ruangan mencapai suhu yang kita inginkan (setting suhu pada pengaturan remote kontrol AC Split). c. Saringan ( filter ) Udara Pada Indoor AC Split Saringan (filter udara) berfungsi menyaring udara yang melewati evaporator, sehingga udara yang bersirkulasi dalam ruangan menjadi lebih bersih. Pada unit AC Split model baru juga dilengkapi dengan filter anti bakteri atau anti racun untuk menangkal bibit penyakit dan menyaring polutan berbahaya bagi tubuh manusia yang terbawa melalui udara ruangan.
d. Kontrol Panel Electrik & Sensor Suhu (Thermistor) Pada bagian indoor AC Split terdapat Kontrol Panel Electric dan sensor suhu (thermistor) yang berfungsi mengatur kerja mesin pendingin secara
keseluruhan yang meliputi mengatur kerja blower, motor pengatur aliran udara, compressor, fan outdor dan fungsi timer. 2. Bagian outdoor Pada bagian outdoor AC Split secara umum terdapat komponen utama, yaitu : a. Kondensor Ketika refrigeran keluar melewati bagian indoor AC Split (evaporator), kalor (panas) udara ruangan yang terbawa akan dilepaskan di bagian kondensor. Serupa dengan evaporator, kondensor terbuat dari pipa tembaga yang dibuat berkelok – kelok dan dilengkapi sirip – sirip yang bertujuan untuk melepas kalor udara berjalan dengan efektif dan kalor (panas) udara yang terbawa oleh refrigerant (Freon) lebih cepat dilepaskan atau dibuang ke udara bebas (luar ruangan). b. Kipas (fan) Pada bagian kondensor AC Split juga dilengkapi dengan kipas (fan). Fungsinya adalah membuang panas pada condensor ke udara bebas. c. Accumulator Accumulator pada mesin pendingin berfungsi sebagai penampung sementara refrigeran cair bertemperatur rendah dan campuran minyak pelumas evaporator. Selain itu, accumulator berfungsi mengatur sirkulasi aliran bahan refrigeran agar bisa keluar-masuk melalui saluran isap kompresor. Untuk mencegah agar refrigeran cair tidak mengalir ke kompresor, accumulator mengkondisikan wujud refrigeran yang masuk ke kompresor tetap dalam wujud gas. Sebab, ketika wujud refrigeran berbentuk gas akan lebih mudah masuk ke dalam kompresor dan tidak merusak bagian dalam kompresor.
d. Kompresor Kompresor AC Split berfungsi mensirkulasikan aliran refrigeran. Dari kompresor refrigerant (Freon) akan dipompa dan dialirkan menuju komponen utama AC Split yaitu : kondenser, pipa kapiler, evaporator dan kembali lagi ke kompresor. Refrigeran secara terus menerus melewati 4 komponen utam AC. e. Saringan Refrigeran (strainer) Setelah melepaskan kalor (panas) di kondensor, refrigeran akan dipompa oleh kompresor menuju ke filter (strainer) Agar kotoran yang terbawa oleh refrigeran tidak ikut terbawa ke pipa kapiler. Jika kotoran
( seperti karat atau serpihan logam ) terbawa kedalam pipa kapiler, bisa menyebabkan kerusakan kompresor dan penyumbatan yang menyebabkan sistem pendingi tidak bekerja optimal. f. Pipa Kapiler Pipa Kapiler / Katup ekspansi pada unit AC Split berfungsi menurunkan tekanan refrigeran sehingga merubah wujud refrigerant cair menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup ekspansi / pipa kapiler dan memasuki evaporator. B. Sirkulasi Refrigeran (bahan pendingin / Freon) di dalam AC Split Pada AC Split Refrigeran (Freon) merupakan zat atau bahan yang bersikulasi secara terus menerus melewati komponen utama sistem pendingin (kompresor, kondenser, pipa kapiler, dan evaporator). Bahan pendingin atau refrigeran tidak akan berkurang selama tidak terjadi kebocoran pada sitem pendingin. Saat melewati komponen utama pendingin, refrigeran akan mengalami perubahan wujud, temperatur dan tekanananya. Sirkulasi refrigeran dalam unit AC disebut siklus refrigerasi kopresi uap. Sekarang mari kita tinjau sirkulasi refrigeran pada komponen utama AC. Dari skema kerja refrigeran, ada empat tahapan proses kerja. 1. Proses kompresi Proses kompresi pada mesin pendingin dimulai ketika refrigeran meninggalkan evaporator (Proses 1–2). Masuknya refrigeran (bahan pendingin / freon) kedalam kompresor melalui pipa masukan kompresor (intake). Dilihat dari wujud, suhu, dan tekanan, ketika akan masuk kedalam kompresor , refrigeran berwujud gas atau uap, bertemperatur rendah dan bertekanan rendah. Selanjutnya, melalui kompresor, refrigeran dikondisiskan tetap berwujud gas, tetapi memiliki tekanan dan suhu tinggi. Hal tersebut bisa dilakukan karena kompresor dapat mengisap gas dan mengkompresi refrigeran hingga mencapai tekanan kondensasi. Setelah tekanan dan suhu refrigeran diubah, selanjutkan refrigeran dipompa dan di alirkan menuju kondenser. 2. Proses kondensi
Proses kondensasi pada mesin pendingin dimulai ketika refrigeran meninggalkan kopresor (proses 2–3). Refrigeran berwujud gas yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dialirkan menuju kondensor . Didalam kondensor, wujud gas refrigeran berubah menjadi wujud cair, panas yang di hasilkan refrigeran dipindahkan ke udara luar pipa kondensor . Agar proses kondensasi lebih efektif, digunakan kipas (fan) yang dapat menghembuskan udara luar tepat dipermukaan pipa kondensor. Dengan begitu , panas pada refrigeran dapat dengan mudah dipindahkan ke udara luar. Setelah melewati proses kondensai, refrigeran menjadi berwujud cair yang bertemperatur lebih rendah, tetapi tekanannya masih tinggi. Selanjutnya, refrigeran di alirkan menuju ke pipa kapiler. 3. Proses penurunan tekanan. Proses penurunan tekanan
refrigeran
dimulai
ketika
refrigeran
meninggalkan kondenser (proses 3–4). Didalam pipa kapiler, terjadi proses penurunan tekanan refrigeran sehingga refrigeran yang keluar memiliki tekanan yang rendah. Selain itu, pipa kapiler juga berfungsi mengontrol aliran refrigeran di antara 2 sisi tekanan yang berbeda, yaitu tekanan tinggi dan rendah. Selanjutnya, refrigeran cair yang memiliki suhu dan tekanan rendah di alirkan menuju evaporator. Proses ini disebut proses pendinginan. 4. Proses Evaporasi Proses evaporasi pada mesin pendingin dimulai ketika refrigeran akan masuk ke dalam evaporator. Dalam keadaan ini, refrigeran berwujud cair, bertemperatur rendah, dan bertekanan rendah. Kondisi refrigeran semacam ini dimanfaatkan untuk mendinginkan udara luar yang melewati permukaan evaporator. Agar lebih efektif mendinginkan udara ruangan, di gunakan blower (indoor) untuk mengatur sirkulasi udara agar melewati evaporator. Proses yang terjadi pada pendinginan udara ruangan Adalah : Proses penangkapan kalor (panas). Udara ruangan yang mempunyai temperatur lebih tinggi dibandingkan dengan refrigeran yang mengalir didalam evaporator. Karena evaporator menyerap panas udara di dalam ruangan, wujud refrigeran cair dalam evaporator akan menjadi wujud gas, Selanjutnya, refrigeran akan mengalir menuju ke kompresor . Proses ini terjadi berulang dan terus menerus sampai suhu atau temperatur ruangan sesuai dengan keinginan.
C. Sistem Kerja AC Sentral
Gambar 17. AC Sentral Sistem tata udara (AC) sentral berarti bahwa proses pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang kemudian didistribusikan ke semua arah atau lokasi. Sistem ini memiliki beberapa komponen utama yaitu unit pendingin atau Chiller, Unit penanganan udara atau Air Handling Unit (AHU), Cooling Tower, system pemipaan, system saluran udara atau ducting dan system control & kelistrikan. Pada unit pendingin atau chiller yang menganut system kompresi uap, komponennya terdiri dari kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator. Pada chiller biasanya tipe kondensornya adalah water-cooled condenser. Air untuk mendinginkan kondensor dialirkan melalui pipa yang kemudian outputnya didinginkan kembali secara evaporative cooling pada cooling tower. Pada komponen evaporator, jika sistemnya indirect cooling maka fluida yang didinginkan tidak langsung udara melainkan air yang dialirkan melalui system pemipaan. Air yang mengalami pendinginan pada evaporator dialirkan menuju system penanganan udara (AHU) menuju koil pendingin. Berikut komponen yang ada di dalam setiap AHU/FCU akan memiliki :
1. Filter merupakan penyaring udara dari kotoran, debu, atau partikel-partikel lainnya sehingga diharapkan udara yang dihasilkan lebih bersih. Filter ini dibedakan berdasarkan kelas-kelasnya. 2. Centrifugal fan merupakan kipas/blower sentrifugal yang berfungsi untuk mendistribusikan udara melewati ducting menuju ruangan-ruangan. 3. Koil pendingin, merupakan komponen yang berfungsi menurunkan temperatur udara. Prinsip kerja secara sederhana pada unit penanganan udara ini adalah menyedot udara dari ruangan (return air) yang kemudian dicampur dengan udara segar dari lingkungan (fresh air) dengan komposisi yang bisa diubah-ubah sesuai keinginan. Campuran udara tersebut masuk menuju AHU melewati filter, fan sentrifugal dan koil pendingin. Setelah itu udara yang telah mengalami penurunan temperatur didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati saluran udara (ducting) yang telah dirancang terlebih dahulu sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa terjangkau. Beberapa kelemahan dari sistem ini adalah jika satu komponen mengalami kerusakan dan sistem AC sentral tidak hidup maka semua ruangan tidak akan merasakan udara sejuk. Selain itu jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka pengaturannya harus pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU. Jadi, Sistem AC Sentral (Central) merupakan suatu sistem AC dimana proses pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang kemudian didistribusikan/dialirkan ke semua arah atau lokasi (satu Outdoor dengan beberapa indoor). Sistem ini memiliki beberapa komponen utama yaitu unit pendingin atau Chiller, Unit pengatur udara atau Air Handling Unit (AHU), Cooling Tower, system pemipaan, system saluran udara atau ducting dan system control & kelistrikan. Berikut adalah komponen, cara kerja AC Ruangan Sentral, dan Preventif Maintenance AC Sentral Ruangan.
