Konservasi Energi

Buku bahan ajar audit energi 2010 1

BAB I PENGERTIAN DAN DEFINISI

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

1.1 Pendahuluan

Audit energi merupakan langkah awal dalam kegiatan konservasi energi.

Audit energi mengidentifikasi dimana saja energi dikonsumsi dan berapa

banyak energi yang dikonsumsi dalam sebuah fasilitas eksisting, gedung

dan bangunan.

Audit energi merupakan sebuah kegiatan penilaian dalam penggunaan

dan biaya energi yang dikonsumsi sebuah fasilitas. Hasil penilaian ini

dapat dijadikan sebagai masukan dalam membangun serangkaian

rekomendasi untuk menurunkan penggunaan dan biaya energi dengan

mengimplementasikan berbagai perubahan, baik dalam hal peralatan

maupun operasionalnya.

Informasi yang dikumpulkan dari kegiatan audit energi dapat digunakan

untuk memperkenalkan ukuran konservasi energi (energy conservation

measures/ECM) atau teknologi-teknologi penghematan energi, seperti

sistem pengendalian elektronik, dalam bentuk retrofit.

Melalui kegiatan audit energi dapat diidentifikasi peluang-peluang

penghematan yang disesuaikan secara ekonomi sehingga dapat

menghasilkan penurunan biaya listrik, gas, kukus (steam) dan dalam

sistem pembuangan.

POLBAN


1.2 Konservasi Energi

Apa itu konservasi energi? Konservasi energi merupakan kegiatan yang

bertujuan untuk melindungi peralatan dan pendukung operasional suatu

proses produksi, dengan cara mengawetkan penggunaan energi, melalui

perlakuan yang layak. Dalam Gambar 1.1 dapat diamati hal-hal terkait

konservasi energi.

Gambar 1.1 Definisi Konservasi Energi

Konservasi energi dapat diterapkan di berbagai aspek pendukung proses

produksi. Di area hulu yang berupa bahan baku, dapat dilakukan

kegiatan penghematan, penyimpanan sedemikian rupa sehingga

mencegah penurunan kualitas bahan baku, dan substitusi bahan baku

dengan bahan yang kurang lebih memiliki kualitas serupa atau lebih baik

sehingga memberikan hasil yang baik dalam kinerja proses produksi.


Dalam sistem pendukung proses produksi, dapat dilakukan dari dua sisi,

yaitu manajemen energi dan efisiensi energi. Kegiatan manajemen energi

dapat berupa house keeping (maintenance & repair /MR), retrofitting dan

substitusi dengan peralatan yang lebih hemat energi. Kegiatan efisiensi

energi dapat dilakukan dengan menerapkan teknologi-teknologi baru

yang lebih hemat energi, dan dengan penggantian sumber energi yang

memberikan kinerja yang lebih baik dengan biaya energi yang lebih hemat.

Untuk mengefektifkan kinerja proses produksi, dapat pula dilakukan

dengan memodifikasi proses dengan menambah proses daur ulang

(recycling) produk yang dihasilkan, apabila dalam produk masih tersisa

bahan baku yang belum bereaksi dalam jumlah yang cukup signifikan.

Proses recycling mampu menghasilkan produk dengan perolehan dan

kemurnian lebih tinggi.

Di sisi pengolahan limbah dapat juga dilakukan efisiensi. Dalam limbah

yang berasal dari proses produksi, mungkin saja masih terdapat bahan

baku yang masih bisa diambil kembali (recovery). Proses pengolahan

limbah bukan hanya mampu menyesuaikan kondisi limbah dengan

ketentuan ambang batas, tapi mampu mengambil kembali bahan-bahan

yang masih berguna untuk digunakan dalam proses produksi.

1.3 Pentingnya Efisiensi dan Konservasi Energi

Mengapa perlu dilakukan efisiensi dan konservasi energi? Pelaksanaan

kegiatan konservasi energi dapat memberikan manfaat yang baik dalam

pelaksanaan proses produksi.

Pelaksanaan efisiensi energi mengarah pada beberapa sasaran,

diantaranya :


1. Menghemat energi. Penggunaan energi yang efisien akan mampu

menekan konsumsi energi.

2. Mengurangi biaya. Konsumsi energi yang rendah akan menurunkan

alokasi biaya untuk energi.

3. Memelihara lingkungan. Rendahnya konsumsi energi akan berdampak

pada rendahnya emisi gas buang yang mengandung gas-gas rumah

kaca, sehingga dapat membantu memelihara lingkungan dari bahaya

pemanasan global.

4. Menciptakan keberlanjutan. Pelaksanaan efisiensi energi dapat pula

berupa pengalihan pada pemanfaatan sumber energi lain yang lebih

ramah lingkungan seperti sumber energi terbarukan yang dapat

dengan cepat dibudidayakan.

Pelaksanaan efisiensi energi dengan sasaran seperti diatas mampu

memberikan manfaat seperti :

menurunkan biaya energi

menurunkan biaya produksi

menurunkan konsumsi energi

menurunkan emisi gas rumah kaca

menurunkan emisi gas lain ( SOx , NOx )

meningkatkan kualitas produk

memperbaiki fungsi lingkungan secara keseluruhan

meningkatkan reputasi/pengakuan

meningkatkan kesehatan & keselamatan kerja ( K 3)

meningkatkan kepatuhan terhadap peraturan/ISO 14001

mempersiapkan Protokol Kyoto/Cleean Development Mechanism (CDM)

Manfaat lain pelaksanaan efisiensi melalui proses produksi bersih adalah

mampu meningkatkan keuntungan dan menurunkan risiko, seperti risiko


rusaknya lingkungan dan risiko ketidaktersediaan energi akibat lebih

cepatnya penurunan cadangan energi karena perilaku konsumsi yang

tidak efisien.

1.4 Cara-cara Pelaksanaan Konservasi Energi

Pelaksanaan konservasi energi dapat ditempuh dengan beberapa strategi

sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1.2.

Gambar 1.2 Strategi Efisiensi Energi

Strategi efisiensi energi sebagaimana gambar 1.2 dapat ditempuh dengan

cara :

1. Peak Clipping. Hal ini dilakukan dengan menurunkan permintaan

untuk tenaga listrik dari peralatan listrik, biasanya dengan

pengendalian langsung beban konsumen dengan menggunakan sinyal

yang diarahkan pada peralatan konsumen.

2. Konservasi. Pengefektifan konsumsi energi sesuai dengan kebutuhan,

sehingga konsumsinya menurun.

3. Load Building. Penambahan beban dimasa non-beban puncak, sehingga

tidak akan membebani di waktu beban puncak.


4. Valley Filling. Merupakan proses produksi energi dan sistem

pengiriman yang lebih efisien dengan mendorong penambahan

penggunaan energi selama periode permintaan sistem yang paling

rendah. Program ini biasanya disertai program pergeseran beban,

seringkali dengan tujuan penggunaan pergeseran permintaan puncak

ke periode permintaan rendah, tapi persyaratannya bisa mengacu

pada program atau strategi apapun yang ditujukan untuk mengisi

lembah.

5. Flexible Load Shape.

6. Load Shifting. Pengalihan beban dengan menyebarkan beban yang

tinggi.

Strategi diatas dapat diaplikasikan dengan jeli melihat peluang

penghematan energi antara 15% - 30%, dengan cara :

1. Penataan (house keeping) : adalah mengontrol pemakaian energi dan

mencari peluang mana yang dapat dihemat, kemudian memperbaiki

pemakaian energi tanpa menambah peralatan hemat energi (low cost).

2. Modifikasi dengan investasi sedang (retrofitting) : adalah mengganti

peralatan boros energi dengan peralatan yang relatif hemat energi,

misalnya inverter motor, combustion control pada boiler (middle cost).

3. Penggantian proses : adalah modifikasi rancang bangun proses

produksi energi yang termasuk dalam utilitas penunjang, seperti

penggunaan Heat Recovery Boiler (high cost).

1.5 Data Evaluasi dan Analisis

Data evaluasi dan analisis yang harus dikompilasi sebelum pelaksanaan

konservasi energi adalah :

1. Identifikasi profil bangunan gedung.

2. Identifikasi profil energi.

3. Penghitungan Indeks Konsumsi Energi (IKE).


4. Penentuan faktor beban.

5. Penentuan beban dasar dan beban musiman.

6. Penghitungan kinerja energi (Efisiensi, COP, dll).

7. Penghitungan biaya energi.

Efisiensi energi dapat diterapkan ke dalam dua kategori peralatan, yaitu :

1. Peralatan energi listrik, yang meliputi :

a. Motor listrik

b. Fan dan blower

c. Pompa dan sistem pemompaan

d. Menara pendingin

e. AC dan alat pendingin

f. Kompressor dan sistem udara tekan

2. Peralatan energi termal

a. Bahan bakar dan pembakaran

b. Boiler dan pemanas fluida thermis

c. Distribusi steam, penggunaan dan isolasi

d. Pemanfaatan limbah panas

e. Kogenerasi

f. Alat penukar panas

1.6 Analisis Ekonomi

Untuk projek-projek keenergian beberapa metode analisis ekonomi dapat

digunakan, yaitu :

1. Simple Payback (SPB). Metode ini merupakan metode paling sederhana.

SPB mengukur berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk

mengembalikan investasi awal dalam ukuran penghematan biaya.

Misalnya, investasi $1,000 yang mampu menghemat $200 per tahun.

SPB dapat dihitung dengan cara $1,000/($200/tahun) = 5 tahun.

Walaupun banyak digunakan untuk mendukung keputusan, SPB tidak


mampu mempertimbangkan nilai waktu dari uang dan tidak mampu

mempertimbangkan dengan tepat dampak pada laju kas (cash flows).

2. Discounted Payback (DPB). Masalah nilai waktu dari uang dapat diatasi

dengan cara discounting laju kas masa depan terhadap nilai saat ini

(present value) dengan mempertimbangkan periode DPB, atau

panjangnya waktu yang dibutuhkan untuk cumulative present value dari

penghematan untuk membayar biaya investasi.

3. Return on Investment (ROI). Terkadang dinamakan simple rate of return

atau investors rate of return. ROI merupakan is the resiprok dari SPB

yang dinyatakan dalam bentuk persentase. ROI menyatakan

persentase biaya investasi yang akan dikembalikan setiap tahun

dengan penghematan. Sehingga, mengacu pada contoh sebelumnya,

ROI = $200/$1,000 = 0.2 = 20%.

4. Internal Rate of Return (IRR). Metode ini menghitung discount rate yang

membuat present value dari biaya sama dengan present value dari

pendapatan (atau tabungan). Sebuah projek bernilai berdasarkan

pengukuran ini jika IRR lebih besar disbanding laju bunga bila uang

dipinjam untuk mendanai projek, atau lebih besar dari laju bunga yang

dapat diperoleh dari peluang investasi alternatif, dimana kedua laju

lebih besar.

5. Net Present Value (NPV). Metode ini juga menggunakan discounting.

NPV diperoleh dengan discounting biaya dan pendapatan (atau

tabungan) pada laju bunga tertentu, lalu dikurangi dengan present

value dari aliran biaya dari present value aliran pendapatan (atau

tabungan). Sebuah projek bernilai berdasarkan perhitungan ini jika

NPV positif.

6. Life-Cycle Cost Analysis (LCCA). Sebuah metode ekonomi untuk

evaluasi projek dimana seluruh biaya projek dianggap penting. Life-

cycle cost (LCC) merupakan biaya total kepemilikan, operasi,


perawatan, dan akhirnya penutupan projek dalam periode tertentu,

dengan semua biaya disesuaikan atau discounted untuk merefleksikan

nilai waktu dari uang. LCCA cocok untuk mempertimbangkan

alternatif konstruksi baru, alternative renovasi atau alternatif retrofit

dari projek. Diskusi yang lebih mendalam mengenai LCCA, mengacu

pada National Institute of Standards and Technology (NIST) Handbook 135

(1995 edition), Life-Cycle Costing Manual for the Federal Energy

Management Program.

7. Savings-to-Investment Ratio (SIR). Metode ini menghitung keuntungan

terhadap rasio biaya present value tabungan selama periode studi

(mengacu pada umur projek) terhadap present value biaya terkait

investasi. SIR sangat berguna dan merupakan cara yang handal untuk

menentukan peringkat projek independen untuk tujuan pengalokasian

modal investasi yang terbatas. Ketika dihadapkan dengan banyak

projek penghematan biaya/energi, dipilih yang mana yang paling cost-

effective. Tapi bila memiliki dana terbatas, penentuan peringkat dengan

SIR tertinggi hingga terendah akan memastikan pengembalian modal

investasi terbaik.

1.7 Contoh Penerapan di Sektor Industri

Penerapan kebijakan konservasi energi di sektor industri dapat ditempuh

melalui beberapa cara, diantaranya :

Menerapkan teknologi hemat energi melalui litbang energi dan

industri;

Meningkatkan kesadaran pemanfaatan potensi penghematan energi di

industri;

Meningkatkan pengetahuan terkini teknologi dan cara-cara konservasi

energi melalui pelatihan, diseminasi, workshop dengan instansi terkait,

maupun kerjasama luar negeri;


Menerapkan prinsip-prinsip hemat energi mulai dari perencanaan,

pengoperasian dan pengawasan;

Memanfaatkan teknologi bahan bakar fosil yang lebih bersih seperti

gas bumi dan sebagainya;

Menjadikan efisiensi pemakaian energi sebagai tolok ukur dari

produktivitas industri;

Membuat pedoman pelaksanaan konservasi energi disektor industri

untuk industri yang padat energi;

Mengembangkan inisiatif konservasi energi untuk meningkatkan

efisiensi produk manufaktur, antara lain membuat benchmark intensitas

pemakaian energi, menentukan top runner dan menetapkan standar

efisiensi energi minimum;

Memberikan insentif bagi industri yang melakukan konservasi energi;

Mengembangkan dan menggunakan energi alternatif;

Membangun dan mengaplikasikan Energy Manager System;

Pelaksanaan konservasi energi di sektor industri dapat dimulai dengan

tahap identifikasi. Gambar 1.3 menunjukkan hasil pengecekan dengan

menggunakan foto infra merah.

Gambar 1.3 Hasil Pengecekan dengan Infra Merah


Implementasi konservasi energi di sektor industri dapat diterapkan dalam

beberapa aspek.

1. Aspek peralatan listrik dan produksi.

Gambar 1.4 Pemasangan Kapasitor pada Beban Electro Motor

Gambar 1.5 Mengganti Electro Motor dengan Daya yang Lebih Kecil

Gambar 1.6 Pemasangan Kapasitor pada Sub-Grup Beban Mesin


Gambar 1.7 Pemasangan Inverter pada Mesin-mesin Produksi

Gambar 1.8 Pemasangan Inverter pada Electric Motor Blower

Gambar 1.9 Penambahan Kapasitor pada Capacitor Bank Utama


Gambar 1.10 Penggantian Kapasitor yang Sudah Tidak Berfungsi

2. Aspek Pencahayaan

Gambar 1.11 Pengurangan Lampu pada Ruang Produksi dan Administrasi


Gambar 1.12 Mengganti Lampu Mercury dengan Lampu SL

Gambar 1.13 Pemasangan Timer 24 jam pada On/Off Lampu Ruangan


3. Aspek Pengkondisian Udara

Gambar 1.14 Penggantian AC Sentral Kantor menjadi AC Split

Gambar 1.15 Pemanfaatan Udara Luar pada Malam Hari di AC Station


BAB II

LISTRIK

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

2.1 Latar Belakang

Saat ini, tarif listrik ditentukan oleh besarnya daya tersambung, biaya

beban dan biaya energi. Besarnya daya tersambung, akan menentukan

kategori pengguna listrik. Makin tinggi daya tersambung, makin besar

pula biaya dasar listrik yang dikenakan kepada pengguna. Biaya beban

tentu sesuai dengan pemakaian energi listrik. Bila penggunaan listrik

tinggi, biaya beban pun akan tinggi, dan memberi kontribusi pada

tingginya biaya energi yang harus dikeluarkan.

Biaya operasi listrik sangat bergantung pada efisiensi operasi dan

teknologi yang digunakan. Kurang efisiennya proses produksi bisa jadi

disebabkan oleh pemilihan teknologi yang tidak efisien. Penggunaan

teknologi yang tidak efisien akan memberi kontribusi kepada besarnya

konsumsi energi, sehingga memberi dampak pada membengkaknya biaya

operasi.

Menilik harga bahan bakar yang beredar di pasaran, pemilihan listrik PLN

sebagai sumber energi listrik utama masih menjadi pilihan yang paling

baik. Hal ini disebabkan harga listrik PLN jauh lebih terjangkau

dibandingkan memanfaatkan energi listrik yang dibangkitkan sendiri

dengan bahan bakar yang tidak murah.

POLBAN


Pemikiran ke arah pemanfaatan energi alternatif bisa saja menjadi pilihan.

Namun, infrastruktur sistem keenergian nasional yang ada saat ini masih

belum mampu mendukung ketersediaan dan distribusi sumber energi

alternatif.

2.2 Sistem Kelistrikan

Dalam terminologi ketenagalistrikan, terdapat dua hal penting yang perlu

diperhatikan, yaitu :

1. Efisiensi, merepresentasikan kemampuan perangkat listrik dalam

menanggulangi beban (kerja berguna dibagi dengan total komsumsi

energi listrik).

2. Faktor daya, merepresentasikan besaran kapasitas saluran

transmisi/distribusi yang dibutuhkan untuk memasok beban.

Gambar 2.1 Contoh Sistem Kelistrikan di Pabrik


Dalam sistem kelistrikan ditemukan peluang konservasi, yaitu dengan

cara :

Pengurangan konsumsi energi : tekanan ekonomi, dorongan pribadi

(life style), atau regulasi (teknologi atau harga energi). Harga energi

yang tinggi dan peraturan pemerintah dalam hal penggunaan

teknologi akan menggugah kesadaran untuk mengubah pola konsumsi

menjadi lebih cermat.

Peningkatan efisiensi: housekeeping (Operation & Maintenance), &

penerapan standard prosedur operasi.

Pengembangan sub-sistem yang ada atau dikenal dengan retrofitting

(modifikasi).

Pemanfaatan peralatan yang lebih efisien.

Gambar 2.2 Peluang Konversi Energi dalam Peralatan Listrik


Setelah mencermati peluang dan mengimplementasikan kegiatan

konservasi energi dalam sistem kelistrikan, akan diperoleh beberapa

manfaat, diantaranya :

Penurunan konsumsi energi listrik di proses industri.

Memperoleh penghematan yang signifikan dan realisasi keuntungan

yang meningkat.

Peralatan akan beroperasi lebih halus dan kinerjanya meningkat.

Dalam implementasi konservasi energi, beberapa hal perlu diperhatikan,

yaitu :

Apakah ruangan bisa diaplikasikan koreksi faktor daya?

Pastikan tarif optimum yang sedang digunakan.

Selidiki beban yang mana yang dapat dialihkan.

2.2.1 Faktor Daya

Nilai faktor daya bervariasi dari 0 hingga nilai ideal 1. Alat yang sangat

resistif seperti pemanas resistif atau lampu incandescent memiliki faktor

daya yang mendekati 1. Faktor daya dinyatakan dalam persamaan

berikut :

dimana P = daya listrik (Watt)

E = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)

atau

dimana adalah perbedaan fasa antara tegangan dan arus.


Gambar 2.3 Ilustrasi Faktor Daya

Daya reaktif disirkulasikan antara beban listrik dengan sistem pembangkit

atau trafo distribusi. Daya reaktif tidak dapat dikonversikan kedalam

daya poros motor listrik. Daya reaktif juga tidak ditera oleh kWh meter,

sehingga pelanggan tidak terbebani jika tidak terpasang meter khusus

penera daya reaktif. Utilitas umumnya tidak mengakomodasi energi

untuk membangkitkan daya reaktif.

Perbaikan Faktor Daya

Sebelum memperbaiki faktor daya, terlebih dahulu dihitung pinalti faktor

daya.

dimana Bp = biaya bulanan pinalti faktor daya rendah

Pm = beban maksimum

pf = faktor daya terukur

Rp/kW = biaya beban


Gambar 2.4 Ilustrasi Perbaikan Faktor Daya

2.2.2 Faktor Beban

Penghitungan faktor beban sebuah fasilitas biasanya sangat berguna.

Faktor beban didefinisikan sebagai :

Faktor beban dapat ditingkatkan dengan metode sebagai berikut :

Menggambar dan mempelajari kurva beban-harian.

Memperpanjang waktu operasi mesin.

Mengalihkan beban ke waktu non-beban puncak, seperti larut malam.

Melakukan perawatan instalasi yang sesuai.

Meningkatkan pekerjaan persiapan dan transportasi.

Memperkenalkan pengendali beban.


2.3 Manajemen Beban Listrik

Pelaksanaan penghematan energi di aspek kelistrikan dapat dilakukan

dengan menerapkan manajemen beban listrik. Manajemen beban listrik

dapat diaplikasikan dalam bentuk :

1. Mengoptimasi pengendalian, yaitu dengan mengendalikan penggerak

motor.

2. Mengoptimasi kapasitas.

3. Menurunkan beban.

4. Menggunakan proses yang lebih efisien, misalnya dengan penggunaan

gelombang mikro.

5. Menggunakan peralatan yang lebih efisien, misalnya dengan

menggunakan motor yang lebih efisien.

6. Menggunakan teknik khusus untuk menurunkan rugi-rugi, dengan

koreksi faktor daya.

7. Menurunkan konsumsi energi, dengan cara menurunkan rugi-rugi

dari pemanas.

8. Mengatur penggunaan energi dengan sistem cascade, misalnya dengan

menerapkan sistem cogeneration dalam pemakaian listrik.

9. Melakukan konversi energi, misalnya dengan mengganti sistem

pneumatik menjadi sistem elektrik.

10. Menyimpan energi, dengan menggeser beban ke waktu non-beban

puncak.


BAB III

PENCAHAYAAN

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

3.1 Sistem Penerangan

Penggunaan sistem pencayahaan dipengaruhi faktor preferensi, fungsi,

dan lingkungan serta jenis kegiatan. Bila dalam ruangan besar hanya

digunakan sebagian kecil saja, maka tidak dibutuhkan pencahayaan yang

terlalu banyak.

Standar penerangan didasarkan pada teknologi lampu dan

penggunaannya. Teknologi sistem pencahayaan memberikan dampak

turunnya faktor daya bagi beban induktif (sistem yang menggunakan

ballast). Lampu hemat energi menurunkan kualitas daya listrik.

Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi untuk sistem

pencahayaan yang mencukupi. Sistem pencahayaan yang baik memenuhi

faktor-faktor sebagai berikut :

Distribusi iluminasi dan luminansi yang tepat.

Bebas dari flickering dan glare.

Sifat cahaya yang memendarkan warna.

Sumber cahaya harus mencukupi.

Efisiensi yang baik.

Persamaan untuk pencahayaan umum dalam pabrik dan kantor dapat

digunakan untuk menghitung luminansi.

POLBAN


dimana E = luminansi (1x)

A = luas ruangan (m2)

N = jumlah lampu

F = fluksi luminous yang dipancarkan dari satu lampu (lm)

U = faktor utilisasi

M = faktor perawatan

3.1.1 Iluminasi Standar

Dalam Tabel 3.1 ditampilkan iluminasi standar untuk digunakan di

berbagai tempat. Makin presisi pengerjaan suatu produk, seperti bagian-

bagian alat elektronik, maka pencahayaan di tempat tersebut semakin

tinggi. Sebaliknya di luar area gedung yang tidak terlalu memerlukan

cahaya, iluminasi yang dibutuhkan semakin rendah.


Tabel 3.1 Iluminasi Standar

Untuk menentukan energi yang dibutuhkan untuk pencahayaan, dapat

dihitung dengan persamaan berikut :

dimana W.H = Watt-jam

= efisiensi lampu

t = waktu pencahayaan (jam)


Tabel 3.2 Karakteristik Stabiliser (lampu mercury 400 W)


Tabel 3.3 Fitur-fitur Lampu


Tabel 3.4 Pemilihan Lampu dari Aplikasi Standpoint hingga Aplikasi

Tipikal


Tabel 3.5 Contoh Faktor Utilisasi

Room Index (RI) dalam Tabel 3.5 dihitung dengan persamaan berikut :

dimana W = lebar ruangan (m)

L = kedalaman ruangan (m)

H = tinggi sumber cahaya dari area kerja (m)

3.1.2 Keterkaitan Efikasi dan Umur Lampu

Dalam Gambar 3.1 ditunjukkan keterkaitan antara efikasi dan umur

lampu. Makin tinggi lumens per watt yang digunakan, makin singkat

umur lampu. Sebaliknya umur lampu akan semakin panjang bila lumens

per watt yang diberikan semakin kecil.


Gambar 3.1 Hubungan Efikasi dan Umur Lampu

3.1.3 Peningkatan Perawatan

Perawatan terhadap peralatan pencahayaan terutama lampu perlu

dilakukan secara berkala. Perawatan berkala mampu memperlambat

penurunan lumen. Seperti ditampilkan Gambar 3.2, faktor perawatan

lumen berbagai jenis lampu berbeda-beda. Bila perawatan pada alat

pencahayaan tidak cukup bagus, maka lumen lampu akan berkurang

seiring dengan bertambahnya umur lampu. Hal ini ditunjukkan pada

Gambar 3.3, semakin banyak akumulasi debu pada lampu, maka fluksi

luminus peralatan akan semakin menurun. Jenis tempat pengguna lampu

juga perlu diperhatikan, misalnya ruang las dan foundry akan lebih cepat

mengalami penurunan fluksi luminus dibandingkan kantor, ruangan

kelas, dll.


Gambar 3.2 Karakteristik Perawatan Lumen Berbagai Lampu

Gambar 3.3 Lumen yang Menurun karena Akumulasi Debu


3.2 Konservasi Energi Sistem Pencahayaan

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam sistem pencahayaan :

Apakah lampu dinyalakan saat ruangan tidak digunakan?

Apakah pasokan pencahayaan dalam level berlebih?

Dapatkah digunakan pencahayaan alami?

Apakah luminari yang cukup digunakan ketika memungkinkan?

Dapatkah faktor utilisasi dan perawatan ditingkatkan?

Peluang konservasi energi listrik pada sistem penerangan antara lain :

1. Perbaikan faktor daya, dengan pemasangan kapasitor, baik sistem

terpusat maupun terdistribusi.

2. Pemanfaatan ballast elektronik untuk mengurangi rugi-rugi.

3. Pemanfaatan lampu hemat energi dan pengaturan sistem pencahayaan.

4. Penggunaan jenis lampu intensitas tinggi (fl, mercury, sodium)

Konservasi energi untuk pencahayaan antara lain :

Mengurangi waktu pencahayaan. Hal ini dapat dilakukan dengan :

mematikan lampu saat tidak dibutuhkan, termasuk saat istirahat

siang;

lampu individual dengan posisidekat jendela dimatikan, karena

dapat digantikan oleh pencahayaan alamiah dari cahaya matahari;

lampu dimatikan di area yang tidak digunakan;

memasang saklar otomatis atau saklar yang menggunakan timer

untuk lampu-lampu luar, dll. Dalam kasus tertentu, hal ini sangat

bergantung pada kesadaran karyawan, sehingga diperlukan untuk

meningkatkan kepedulian.

Menurunkan rugi-rugi jalur distribusi

Menjaga luminansi yang tepat


Menggunakan luminari efisiensi tinggi

Meningkatkan faktor utilisasi

Meningkatkan faktor perawatan

Gambar 3.4 Pemanfaatan Pencahayaan Alami di Lobi dan Koridor


BAB IV

MOTOR LISTRIK, FAN, UDARA TEKAN, SISTEM REFRIGERASI,

CONVEYOR, POMPA

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

MOTOR

Dapatkah motor dimatikan bila tanpa beban?

Apakah beban motor diminimalkan?

Dapatkah menggunakan motor efisiensi tinggi?

Jaga motor dalam perbaikanyang bagus.

Dapatkah ukuran motor diturunkan?

Dapatkag kecepatan diturunkan dengan memasang variable speed drives

dan multiple speed motors?

4.1.1 Kecepatan Motor

Kecepatan induksi motor dapat dihitung dengan persamaan :

POLBAN


Gambar 4.1 Hubungan Kecepatan Motor dengan Torka

Gambar 4.2 Komponen dalam Motor

Peluang konservasi energi listrik akibat beban induktif misalnya :

1. Pemilihan motor dengan efisiensi tinggi.

2. Perbaikan faktor daya dengan pemasangan kapasitor, baik sistem

terpusat maupun terdistribusi.

3. Peningkatan kualitas saluran, dengan peningkatan keseimbangan

beban pada setiap fasa.

4. Penggunaan motor listrik 3 fasa daripada 1 fasa, demikian pula motor

delta daripada star.


4.1.2 Karakteristik Pembebanan Motor

Gambar 4.3 Hubungan I/In terhadap P/Pn pada Motor

Gambar 4.4 Hubungan antara % Beban dengan Arus, Faktor Daya, dan Efisiensi Motor


Cos & fungsi beban motor listrik

Kinerja motor fungsi tegangan dan frekuensi


Karakteristik beban terhadap rugi-rugi

Gambar 4.5 Rugi-rugi sebagai Fungsi % Beban

Variasi efisiensi dengan beban untuk motor induksi 7,5 kW.

Gambar 4.6 Efisiensi sebagai Fungsi % Beban


Typical rating plate details

Batas Rekomendasi pada Starting Frekuensi


4.1.3 Motor Sizing

Motor modern umumnya dirancang untuk maksimum efisiensi 75%

beban dan antara 50% - 100% hanya variasi minimal.

Gambar 4.7 Jenis Ukuran Motor Listrik

Utilisasi motor listrik

Motor listrik dimanfaatkan untuk fan, lift, eskalator, blower, transportasi,

pompa, dan sistem proses. Penggunaannya merupakan beban induktif

yang menurunkan faktor daya (cos ).

Efisiensi motor bergantung pada kapasitas, beban dan jenis motor.

Kapasitas 10 s/d 20 kW merupakan ukuran optimal untuk konservasi

energi dari ESCO.


4.1.4 Menurunkan Rugi-rugi

Tidak ada tenaga beban dan rugi-rugi besi dari tipikal motor induksi 4

kutub (pole).

Gambar 4.8 Penghematan energi dari koneksi star pada motor 7.5 kW.

Pada Gambar 4.8 ditampilkan penghematan energi akibat penggantian

motor delta dengan motor star. Rugi-rugi dapat ditekan lebih rendah pada

pemanfaatan tenaga output yang kecil.


4.1.5 Perawatan Motor

Gambar 4.9 Beban Torka Konstan

Gambar 4.10 Beban Tenaga Konstan


4.1.6 Variable Speed Drives (VSDS)

4.2 SISTEM FAN

Penghematan energi dalam penggunaan fan antara lain :

Memilih fan yang efisien untuk instalasi.

Menjaga filter bersih untuk meminimalkan hilang tekan.

Memberihkan blade secara rutin.


Menghindari hilang tekan yang tidak perlu di ducting.

Memasang dampers untuk menyegel sistem ekstrak dari permesinan

yang tidak digunakan.

Memasang pengendali untuk menghidupkan fan hanya bila

dibutuhkan.

Menggunakan sistem eksisting untuk menurunkan kecepatan fan

dengan mengubah ukuran pulley.

Dimana kumpulan fan (bank of fans) berada, pasang switch unit on/off

untuk menyesuaikan dengan kebutuhan.

4.3 SISTEM UDARA TEKAN

Pembentukan udara tekan memerlukan biaya yang tidak murah, sehingga

penggunaannya perlu dihemat. Penghematan energi dalam operasi sistem

udara tekan antara lain :

Mempertimbangkan alternatif untuk udara tekan, seperti

menggunakan listrik dibandingkan peralatan udara.

Memadankan ukuran kompresor dengan kebutuhan. Jika dibutuhkan

beberapa kompresor, gunakan pengendali / sequencer.

Mempertimbangkan pemasangan kompresor kecil untuk penggunaan

selama periode permintaan rendah.

Memelihara peralatan secara rutin, dan menghindari penggunaan

suku cadang berkualitas rendah.

Mengoperasikan pada tekanan terendah yang diperbolehkan.

Menggunakan panas buangan dari kompresor untuk pemanasan air

atau ruangan.

Mengecek kebocoran secara rutin dan melakukan perbaiki segera.

Menggunakan penzonaan dan isolasi sistem perpipaan yang tidak

digunakan.


Memindahkan atau tutup permanen perpipaan yang tidak digunakan.

Menggunakan valve solenoid untuk mengisolasi permesinan.

Mengecek hilang tekan sepanjang filter dan menggantinya ketika

hilang tekan terlalu berlebihan.

Tidak memperlakukan seluruh sistem dengan standar tinggi bila tidak

diperlukan.

Mengacu pada buku : How to save energy and money in compressed air

system.

4.4 SISTEM REFRIGERASI

Penghematan energi pada sistem refrigerasi dapat ditempuh dengan :

Memastikan temperatur ruangan yang didinginkan tidak lebih rendah

daripada yang diperlukan. Peningkatan temperatur penyimpanan 1 oC

memberikan 2 4% penghematan energi.

Memastikan beban sedingin mungkin ketika memasuki ruang

refrigerasi. Jika memungkinkan, selidiki pre-cooling beban

menggunakan udara atau air ambien.

Meminimalkan periode bila pintu penyimpan dingin terbuka.

Memperbaiki kerusakan pintu, segel dan/atau insulasi.

Menurunkan input panas dari auxiliaries dengan relokasi pencahayaan,

fan, pompa, dll secara eksternal atau menggunakan model efisiensi

yang lebih tinggi.

Mempertimbangkan pemasangan kompresor yang lebih efisien

dengan pengendali kapasitas.

Mengendalikan fan untuk memenuhi kebutuhan pendinginan.

Mengecek kebocoran dan menutupnya segera. Gelembung dalam

cairan yang terlihat melalui kaca mengindikasikan kemungkinan

kebocoran.


Memastikan udara bebas dapat bersirkulasi di sekitar kondensor.

Hindarkan dari dinding dan cahaya matahari langsung.

Mengacu pada buku How to save energy and money in Refrigeration.

4.5 CONVEYOR

Penghematan energi di unit conveyor dapat ditempuh dengan :

Menggunakan sensor seperti interruptible light beam atau sensor arus

motor, untuk mendeteksi kapan conveyor tidak bermuatan dan matikan.

Mempetimbangkan penzonaan conveyor sehingga bila bagian tersebut

tidak digunakan, dapat dimatikan.

Ketika muatan telah diperiksa untuk memastikan digunakan secara

efektif, perhatian harus diberikan kepada sistem transmisi.

Tabel 4.1 Perbandingan antara Perbaikan dan Penggantian Motor 30 kW

Motor

Standar

Setelah

Rewind

Motor

Efisiensi

Tinggi

Perbedaan2

Efisiensi (%) 90.5 90 92.5 3

Tenaga input (kW) 3.15 33.33 32.43 0.9

Biaya

pembelian/perbaikan R850 R1100 R250

Kasus I : 8000 hrs pa pada 100% muatan

Penggunaan Energi

Tahunan 265.1 MWh 266.6 MWh 259.5 MWh 7200 kWh

Biaya1 Energi Tahunan

[R] 13260 13332 12973 359

Kasus I : 4000 hrs pa pada 75% muatan

Biaya Energi Tahunan [R] 4970 4999 4865 134

1Asumsi biaya energi 5 c/kWh

2Antara motor standar rewound dan HEM baru


4.6 POMPA

Dapatkah lajur alir diturunkan?

Pastikan hambatan pipa minimal.

Apakah pengendalian laju alir ber fungsi?

Apakah pompa atau impeller perlu diganti?

4.6.1 Peluang Penghematan Energi dalam Pemompaan

Beberapa peluang penghematan energi ditemukan dalam pengoperasian

pompa, antara lain :

Pilih pompa yang efisien dan operasikan mendekati aliran dan head

perancangan.

Jika terus menerus bebannya terlalu kecil (under-load), pasang impeller

yang lebih kecil atau rampingkan impeller eksisting.

Beri perhatian seksama pada pompa ketika akan menambahkan

pompa lain secara paralel, karena akan membuat keseluruhan sistem

kurang efisien secara progresif.

Minimalkan jumlah belokan tajam di perpipaan.

Pertimbangkan meningkatkan efisiensi pompa dengan menggunakan

pelapis friksi rendah.

Selalu menggunakan pipa baru berfriksi rendah dan pertimbangkan

untuk memperbaharui (refurbish) pipa lama.

Pastikan tekanan masuk pompa memenuhi harapan.

Rawat pompa. Tanpa perawatan, efisiensi pompa bisa turun hingga

10% dari nilainya saat baru dipasang.

Untuk pompa yang besar, buat program monitoring untuk menghitung

waktu optimum hingga saat pembaharuan (refurbishment).


4.6.2 Jenis Pompa

Beberapa jenis pompa dapat dilihat dalam Gambar 4.11. Untuk

menghasilkan kecepatan spesifik terbesar dibutuhkan pompa aliran aksial,

sedangkan untuk yang kecil cukup dengan pompa sentrifugal.

Gambar 4.11 Jenis-jenis Pompa

4.6.3 Kecepatan Spesifik Ns

Kecepatan spesifik pompa (Ns) ditentukan dengan menggunakan

formula :

dengan

N = revolusi per menit

Q = Keluaran pada titik efisiensi maksimum (m3/menit) (Gunakan 0,5 Q,

untuk double suction).

H = Total head pada titik efisienski maksimum (m) (Gunakan, total head

tiap tahap untuk pompa multitahap).


4.6.4 Karakteristik Pompa

Gambar karakteristik pompa sentrifugal dan pompa aksial dapat dilihat

dalam Gambar . Walaupun efisiensi keduanya meningkat dengan

meningkatnya laju alir, namun profil peningkatan dan penurunannya

berbeda. Pada pompa aksial terjadi pennurunan drastis setelah mencapai

persen laju alir tertinggi, sedangkan pada pompa sentrifugal memiliki

kemiringan yang tidak terlalu curam. Perbedaan juga terjadi pada tenaga

aksial. Pada pompa sentrifugal tenaga aksial meningkat dengan

peningkatan persen laju alir, namun pada pompa aksial tenaga aksial

menurun dengan peningkatan persen laju alir. Pada pompa sentrifugal

penurunan head dengan peningkatan persen laju alir memiliki bentuk

kurva cukup landai, sedangkan pada pompa aksial bentuknya curam

hampir mirip asimptotik.

Gambar 4.12 Karakteristik Pompa Sentrifugal


Gambar 4.13 Karakteristik Pompa Aliran Aksial

Gambar 4.14 Karakteristik Pompa Sentrifugal dan Pompa Aksial


Tabel 4.2 Karakteristik Awal Pompa

Gambar 4.15 Perubahan Kinerja dengan Menggunakan Diameter Impeller yang

Berbeda


Gambar 4.16 Perubahan Karakteristik karena Perubahan Kecepatan Putar

Untuk melakukan penghematan energi pada pompa diperlukan beberapa

langkah. Gambar menampilkan diagram alir penghematan energi pada

pompa.


Menentukan fasilitas objektif

Survey lapangan

Mengkaji pengukuran yang memungkinkan

Mendaftar fasilitas pompa

Menentukan prosedur

(Umumnya memilih pompa yang memiliki kapasitas

lebih besar)

1. Kemungkinan memvariasikan laju alir masuk

2. Derajat bukaan valve

(Apakah laju alir dan tekanan kerja terlalu rendah

untuk spesifikasi pompa)

Pengumpulan data spesifik

Laju alir dan tekanan yang diperlukan

Pola laju alir yang diperlukan

Perbandingan sistem yang mungkin (biaya

investasi, biaya operasional, kondisi batas), dan

menentukan pengukuran

Eksekusi pengukuran

Verifikasi efek

Gambar 4.17 Diagram Alir Penghematan Energi pada Pompa


BAB V

PEMANAS LISTRIK

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

Sistem Pemanas Listrik

Apakah digunakan sumber panas terbaik?

Apakah terdapat pasokan kapasitas berlebihan?

Apakah insulasi panas cukup?

Sistem pemanas mampu memanaskan temparatur hingga 2000 oC atau

lebih dengan pemanasan tungku dan dengan arus konduksi langsung

melalui objek yang dipanaskan.

Bergantung kebutuhan jenis sistem pemanas listrik dibedakan menjadi :

Efisiensi pemanasan tinggi. Efisiensi pemanasan tinggi disebabkan

pembentukan panas tidak disertai adanya gas buang. Tetapi, penting

untuk membuat penilaian umum dengan mempertimbangkan efisiensi

pembangkitan tenaga yang lebih rendah.

Pemanasan cepat. Memungkinkan untuk mengubah tenaga

pemanasan listrik dengan bahan bakar fosil dalam sebuah objek dan

melakukan pemanasan cepat dengan meningkatkan densitas tenaga

listrik.

Pengendalian temperatur yang mudah. Karena pengendalian

otomatis dan pengendalian jarak jauh mudah dibuat, maka

memungkinkan untuk mengendalikan temperatur dengan akurat.

POLBAN


Jenis pemanas listrik dan aplikasinya ditampilkan dalam Tabel 5.1.

Ditunjukkan berbagai metode pemanasan seperti penggunaan panas Joule

dan panas tungku, induksi elektromagnetik , medan listrik frekuensi

tinggi, impak aliran ion dan elektronik, gelombang elektromagnetik dan

tenaga mekanik listrik.

Tabel 5.1 Jenis dan Aplikasi Utama Sistem Pemanas Listrik


5.1 Koreksi Kapasitas Peralatan

Dalam sistem pamanas listrik, lebih disukai sebuah operasi kontinyu

dengan beban konstan. Operasi intermittent akan mengulangi pemanasan

dan pendinginan, menghasilkan pembuangan tenaga, sehingga perbedaan

dalam efisiensi panas antara operasi kontinyu dan intermittent menjadi

besar.

5.2 Insulasi Panas yang Diperkuat

Sistem pemanas listrik menghasilkan berbagai rugi-rugi panas,

sebagaimana dibandingkan dengan motor dan transformer. Sehingga

perbedaan dalam efisiensi panas bergantung pada property penyerapan

panas.

Untuk meningkatkan efisiensi panas diperlukan pengukuran rugi-rugi

panas dengan sensor temperatur dan heat flow meter yang dipasang di

berbagai bagian peralatan dan memperkuat insulasi panas di bagian-

bagian yang signifikan rugi-rugi panas.


BAB VI

HVAC

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

6.1 Manajemen Sistem HVAC

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam manajemen sistem HVAC,

yaitu :

1. Mengoptimasi pengendalian

2. Mengoptimasi kapasitas

3. Menurunkan beban

4. Memanaskan dan mendinginkan manusia, bukan bangunan

5. Menggunakan proses yang efisien gunakan HC jangan CFC

6. Menggunakan peralatan yang efisien

7. Mengoperasikan peralatan secara efisien

8. Menggunakan konsep pasif lebih banyak menggunakan iklim

9. Memanfaatkan pengambilan kembali panas

10. Menyediakan kapabilitas penyimpan energi pelevelan beban

6.2 Latar Belakang

Konservasi energi dalam aspek pengkondisian udara dilatarbelakangi

oleh ketersediaan energi yang semakin terbatas dan harga energi yang

cenderung semakin mahal.

Tindakan apakah yang harus dilakukan?

1. Pencarian energi alternatif

2. Penggunaan energi yang bijaksana, produktif dan efektif

POLBAN


6.3 Proses Audit Energi

Gambar Proses Audit Energi

Dalam proses audit energi perlu dilakukan empat hal penting, yaitu

perencanaan, pelaksanaan, pengecekan, dan evaluasi. Keempat tahapan

tersebut dilakukan berulang-ulang untuk mendapatkan hasil yang

maksimal.

Perencanaan. Sebelum memulai sebuah kegiatan audit energi,

perencanaan yang baik mutlak dilakukan untuk memastikan lancarnya

proses audit.

Pelaksanaan. Pelaksanaan audit energi dilakukan mengacu pada rencana-

rencana yang telah ditetapkan di awal kegiatan.


Pengecekan. Dalam tahap pengecekan, dilakukan pemeriksaan terhadap

objek-objek pengguna energi, sehingga ditemukan bagian-bagian yang

krusial dan signifikan menghabiskan energi yang banyak. Sebenarnya

tahap pengecekan juga merupakan bagian dari pelaksanaan.

Evaluasi. Dalam tahap evaluasi dicermati kembali dan ditinjau ulang

pelaksanaan kegiatan audit energi mulai dari perencanaan hingga

pengecekan. Bila ditemukan peluang-peluang baru dalam upaya

penghematan energi, perlu dilakukan perencanaan ulang untuk memulai

proses audit energi lanjutan. Demikian seterusnya hingga diperoleh

konsumsi energi yang optimal dan pemakaian yang efisien.

6.4 Sumber Panas Sistem AC

Gambar Sumber Panas Sistem AC

Sesuai dengan fungsinya, alat pengkondisi udara atau AC berfungsi

untuk mengimbangi panas yang terserap dalam bangunan sehingga

pengguna mendapatkan kenyamanan yang cukup untuk berktivitas.


Sumber panas yang terserap dalam bangunan dapat dilihat dalam

Gambar. Matahari sebagai sumber panas utama kehidupan di bumi

menjadi pemasok panas yang cukup dominan. Radiasi panas matahari

mampu mencapai ruang dalam bangunan dengan berbagai cara, yaitu

radiasi difus, konduksi dari atap, konduksi melalui kaca, konduksi

melalui tembok, konduksi dari partisi, konduksi dari lantai, dan infiltrasi

udara. Lampu sebagai sumber penerangan dalam ruangan juga

berkontribusi dalam memberikan panas pada ruangan, karena energi

listrik yang dipasok tidak seluruhnya dikonversi menjadi energi cahaya,

tapi sebagian dikonversi menjadi panas. Peralatan elektronik yang kini

umum digunakan untuk menunjang aktivitas manusia, seperti komputer

juga memberi kontribusi panas.

6.5 Infiltriasi udara

Infiltrasi udara terbagi menjadi infiltrasi udara sensibel dan infoltrasi

udara laten. Keduanya dapat dihitung dengan formula :

Sensibel

Laten

dengan

CFM = laju aliran udara [ft3/menit]

T1 = temperatur udara pasokan [oF]

T2 = temperatur udara desain [oF]

W = rasio kelembaban, massa uap air per satuan massa udara

kering

W1 = rasio kelembaban udara masuk

W2 = rasio kelembaban udara desain


6.6 Sistem AC

Gambar Sistem AC

Dalam sistem AC terdapat dua aliran yang bersirkulasi, yaitu :

Distribusi udara. Dalam Gambar ditunjukkan dengan aliran berwarna

biru yang bersirkulasi antara bangunan sebagai sumber panas dan

water chiller sebagai alat penukar panas. Aliran ini disirkulasikan

dengan sebuah pompa (pump 2).

Distribusi air. Dalam Gambar ditunjukkan dengan aliran berwarna

merah yang bersirkulasi antara cooling tower sebagai pengambil panas

dan water chiller sebagai alat penukar panas. Aliran ini disirkulasikan

dengan pompa (pump 1).

Dalam penggunaannya, AC terpasang dengan :

Gabungan. Pemasangan ini sering disebut AC sentral, karena sumber

pendinginan atau penukaran panas digabungkan di satu tempat.

Kemudian aliran udara dingin disebarkan ke berbagai ruangan.

WATER

CHILLER

PUMP 1 PUMP 2

LTTS

Lm

AHU/FCU

Cooling Tower


Paket (window, split, kabinet, dll). AC jenis ini biasa digunakan secara

terpisah di masing-masing ruangan. Kapasitasnya cukup kecil karena

hanya memasok udara dingin ke wilayah yang terbatas.

6.7 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana

Gambar Skematik Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana

Gambar Siklus Regrigerasi Kompresi Uap Sederhana

h

(kJ/kg)

4

12

3

1 2

Evaporator

Qe

Compressor

W

P

(bar)

34 Condenser

Qc

Throttling Device


Dalam Gambar ditampilkan skematik sistem refrigerasi kompresi uap

sederhana. Proses yang terjadi digambarkan dalam siklus pada Gambar.

Dari posisi 1 ke posisi 2 terjadi proses evaporasi zat pendingin (refrigerant)

pada tekanan tetap. Panas diserap dari aliran udara dengan alat bisa

berupa air cooled coil, shell and tube heat exchanger (liquid chiller), dll.

Selanjutnya zat pendingin mengalami kompresi dari posisi 2 ke posisi 3

dengan menerima kerja melalui alat motor, turbin gas, atau turbin kukus.

Dari posisi 3 ke posisi 4 terjadi kondensasi pada tekanan tetap. Pada

proses ini panas yang tadi dibawa zat pendingin dipertukarkan dengan

pendingin lain berupa udara dingin atau air dingin. Proses terakhir adalah

ekspansi dari posisi 3 ke posisi 4 dengan alat berupa capillary tube, orifice,

dll.

Tabel Taksiran Masukan Daya (kW/TR) Sistem AC

Sistem Kompresor

(kW/TR)

Alat Tambahan

(kW/TR)

Total

(kW/TR)

Unit Jendela

(window) 1,46 0,32 1,78

Unit Paket

(air cooled) 1,49 0,14 1,63

Sentral

(Air Cooled)

3 TR -25 TR 1,20 0,21 1,40

25 TR -100 TR 1,18 0,20 1,39

Sentral

(Water Cooled)

25 TR -100 TR 0,94 0,17 1,11

di atas 100 TR 0,70 0,20 0,90


Taksiran masukan daya sistem AC ditunjukkan dalam Tabel. Dari sisi

kompresi masukan daya terkecil adalah untuk sistem AC sentral dengan

pendingin air. Sedangkan untuk alat tambahan masukan daya terkecil

adalah sistem AC unit paket dengan pendingin udara. Dan secara

keseluruhan sistem AC terhemat adalah AC sentral dengan pendingin air.

6.8 Prestasi Sistem Refrigerasi

Efek Refrigerasi

Kapasitas Refrigerasi

Kerja Kompresi

Pembuangan Panas Kondensor

Koefisien Performansi (COP)

6.9 Peluang Konservasi Energi

Peluang konservasi dalam sistem pengkondisian udara dapat dibagi

menjadi bagian :

Selubung Gedung (Building envelope)

o Peneduh jendela/pintu Kaca

o Pelapisan jendela/pintu dengan film memantulkan panas

o Penyekatan cuaca dan Pendempulan

o Isolasi dan warna lebih terang untuk atap dan dinding

o Plafon atap berventilasi

Air Handling Unit


o Konversi dari volume konstan ke volume udara variabel

o Isolasi pekerjaan saluran udara

o Koreksi kebocoran saluran udara

o Penciutan laju aliran udara yang berlebihan

o Penciutan laju aliran udara segar pengganti atau udara buang

o Kucilkan daerah yang bembutuhkan AC khusus

Mesin Pendingin

o Penyetelan temperatur air pendingin

o Penyimpanan termal

o Penggantian menara pendingin

o Sistem pemompaan primer dan sekunder

o Pemompaan putaran variabel/ pemasangan pompa kecil paralel

o Pemanfaatan panas kondensor

o Pergantian chiller

Kontrol

o Penjadwalan Start/Stop sistem

6.10 Konservasi Energi di Selubung Bangunan

6.10.1 BE 1 : Peneduh dari Panas Surya

Peneduh panas yang biasa digunakan adalah External Shading (lebih baik

dari tirai).

Prosedur pemasangan peneduh dari panas surya adalah :

1. Tentukan posisi gedung (pada garis lintang)

2. Tentukan bukaan jendela.

3. Tentukan jam pendinginan ruangan.

4. Jumlahkan hourly solar heat gain setiap bulan.

5. Hitung rata-rata bulanan dan tahunan solar heat gain.

6. Pilih faktor peneduh


7. Masukan rumus diatas.

8. Ulangi langkah 1-7 dengan shading factor yang tepat.

6.10.2 BE 2 : Pelapisan Jendela/Pintu dengan Film

Penggunaan pelapis jendela/pintu dalah untuk meningkatkan faktor

reflektivitas dari kaca jendela/pintu.

Prosedur pemasangan pelapis jendela/pintu adalah :

1. Tentukan posisi gedung (pada garis lintang).

2. Tentukan bukaan jendela.

3. Tentukan jam pendinginan ruangan.

4. Jumlahkan hourly solar heat gain setiap bulan.

5. Hitung rata-rata bulanan dan tahunan solar heat gain.

6. Pilih faktor peneduh.

7. Masukan rumus diatas.

8. Ulangi langkah 1-7 dengan shading factor yang tepat.

6.10.3 BE 3 : Penyekat dari Infiltrasi Udara

Beban infiltrasi udara bergantung besar udara bocor dan perbedaan

kondisi udara dalam-luar.

Prosedur pemasangan penyekat dari infiltrasi udara adalah :

1. Tentukan besarnya bocoran.

2. Tentukan (Tdb dan Twb) udara di luar dan di dalam.

3. Plot pada diagram psikrometri.

4. Tentukan besarnya beban infiltrasi.

5. Hitung rata-rata bulanan dan tahunan beban infiltrasi.

6. Ulangi langkah 1-5 sesuai dengan penyekatan.

7. Selisihnya adalah besar penghematan yang didapat.


Contoh Perhitungan :

Pengukuran sebuah celah udara, menghasilkan laju aliran udara 4 m3/jam.

Kondisi udara dalam ruangan (Tdb) 25 oC dan (Twb) 18 oC. Kondisi udara

luar rata-rata (TdB) 30 oC dan RH 70%. Setelah

perbaikan/pendempulan/penyekatan, didapatkan laju aliran udara rata-

rata 1 m3/jam. Sistem pendingin bekerja dari jam 08.00 s/d 19.00.

Perkirakan pengiritan yang diperoleh!

Perhitungan :

Laju aliran udara = 4 m3/jam = 0,0011 m3/s.

Entalpi udara luar ruangan hud,out = 79 kJ/kg

Entalpi udara dalam ruangan hud,in = 51 kJ/kg

Rapat massa udara rata-rata r = 1,15 kg/m3

Qinf = 0,0011 x 1,15 x (79 - 51) = 0,035 kW

Setelah penyekatan, laju aliran udara = 1 m3/jam = 0,00028 m3/s.

Qinf = 0,00028 x 1,15 x (79 - 51) = 0,009 kW

Pengiritan diperoleh = 0,026 kW = 0,286 kWh/hari =1,716 kWh/mg =

6,864 kWh/bulan = 89,232 kWh/tahun


6.11 Konservasi Energi di Mesin Pendingin

6.11.1 CP 1 : Penyetelan Temperatur Air Pendingin

Unjuk kerja sistem AC, untuk sistem water chiller :

Apabila terdapat data performansi chiller :

1. Dari data tentukan tonase dan kW mesin, yang berlaku pada

temperatur air pendingin keluar saat kini.

2. Dari data tentukan tonase dan kW mesin, yang berlaku pada

temperatur air pendingin keluar setelah dilakukan penyetelan.\

3. Hitung perbaikan kW/TR mesin.

4. Jika data kW tidak ada, hitung berdasarkan persamaan berikut :

Catatan : muncul untuk listrik 3

Apabila tidak terdapat data performansi chiller, perhitungan dilakukan

dengan menggunakan diagram P-H untuk refrigeran yang digunakan.

1. Catat tekanan dan temperatur pada suction dan discharge. Petakan

pada diagram P-H.

2. Gambarkan garis yang menyatakan temperatur air pendingin keluar

saat kini pada diagram P-H.

3. Apabila chiller bekerja pada temperatur air pendingin yang rendah,

chiller dapat disetel lagi agar bekerja pada temperatur lebih tinggi.

4. Lakukan analisis efek peningkatan setelan temperatur tersebut.

5. Catat besarnya perubahan entalpi pada suction dan discharge

kompresor, dan hitung penurunan dari kebutuhan daya.


6.11.2 CP 2 : Penyimpanan Termal (Thermal Storage)

Akan berguna jika terdapat beda tarif pada waktu tertentu.

Jenis : Penyimpan termal bentuk Laten dan Sensibel.

6.11.3 CP 3 : Penggantian Menara Pendingin (Cooling Tower)

Kinerja Cooling Tower ditentukan oleh :

Range = Tw,out - Tw,in

Approach = Tw,in - Twb


Prosedur pengiritan :

1. Amati tekanan discharge dan suction, bandingkan dengan data

sebelumnya.

2. Apakah tekanan discharge semakin naik ?

3. Periksa apakah ada udara dalam saluran air, laju aliran air mencukupi,

saringan dan CT bersih.

4. Lakukan langkah langkah CP1, untuk penghematan.

6.11.4 CP 4 : Sistem Pemompaan Primer/Sekunder

Keterangan :

GPM = laju aliran air pendingin, gallon/menit

TDH = total gynamic head, ft H2O

Eff = efisiensi pompa

Prosedur pengiritan :

1. Hitung kebutuhan daya pemompaan air untuk AHU terjauh.

Bandingkan dengan kebutuhan daya pemompaan AHU terdekat.

2. Amati dan catat lamanya mesin AC bekerja.

3. Hitung kWh single loop dan kWH primary-secondary pumping system,

Analisa bagaimana pompa-pompa dapat digabung untuk memenuhi

kebutuhan pendinginan.

4. Amati perbedaannya.

CHILLER

BEBAN

CHILLER

BEBAN


6.11.5 CP 5 : Pemompaan Putaran Variabel, Pemasangan Pompa Paralel

Pengaturan debit aliran air :

1. Pengaturan putaran pompa.

2. Pasang pompa kecil secara paralel.

Prosedur evaluasi pengiritan sama dengan CP 4.

6.11.6 CP 6 : Pemanfaatan Panas Kondensor

Pemanfaatan panas kondensor dapat dilakukan untuk kebutuhan

pemanasan yang rendah. Pemasangan sebaiknya dilakukan pada pipa

dekat discharge kompresor. Analisis biaya perlu dilakukan karena harga

penukar kalor cukup mahal.

Dari Kompresor

Air Panas

Kondensor-2

wm

Tw,out

Tw,in


Energi panas yang didapat :

6.11.7 CP 7 : Penggantian Chiller

Penggantian dilakukan jika chiller tidak efisien, dan biaya operasi menjadi

tinggi.

Prosedur penggantian chiller adalah :

1. Hitung kapasitas chiller dan daya chiller, untuk menentukan kW/TR.

2. Bandingkan dengan chiller yang jenis efisiensi tinggi, dan hitung

pengiritan yang didapat.

3. Hitung pengiritan tahunan, dan BEP.

Catatan :

Pengukuran aliran chilled water dapat dilakukan dengan :

1. Flowmeter,

2. Mengukur tekanan air masuk/keluar chiller, kemudian melihat

spesifikasi chiller,

3. Mengukur tekanan suction dan discharge pompa, dan melihat

spesifikasi pompa.

6.12 Air Handling Unit

6.13.1 AH 1 : Konversi Volume Konstan ke VAV

Pada distribusi udara volume konstan, blower bekerja pada kapasitas

penuh. Pada VAV, udara didistribusikan sesuai dengan beban

pendinginan. Modulasi blower dapat dilakukan dengan mengubah sudu

masukan (inlet vanes) atau dengan penggerak putaran variabel (variable

speed).


[m3/s] satuan Internasional

[CFM] satuan British

6.13.2 AH 2 : Isolasi Saluran udara

Isolasi saluran udara, berpengaruh tehadap performansi mesin AC. Rugi-

rugi termal dapat diperkecil dengan isolasi saluran udara yang baik.

Prosedur pemasangan isolasi udara :

1. Ukur besar aliran melalui saluran udara.

2. Amati penurunan Tdb dan Twb pada udara keluaran AHU dan grille

suplay. Jika beda temperatur lebih dari 2 oF, perbaiki isolasi/saluran.

3. Petakan pada diagram psikrometri, dan hitung pengiritan yang

diperoleh.

6.13.3 AH 3 : Koreksi Kebocoran Saluran Udara

Deteksi kebocoran udara dapat dilakukan dengan membandingkan

besaran pasokan udara dari blower dengan pasokan udara di grille suplai

ke ruangan, hingga udara balik ke AHU. Kebocoran udara, berpengaruh

tehadap performansi mesin AC.

Kandungan energi Q1

Kandungan energi Q1

AHU Tdb1 Twb1 Tdb2 Twb2

AHU CFM1 CFM2


Rugi-rugi energi

Jika h2=h1, maka

atau

6.13.4 AH 4 : Penciutan Aliran Udara

Mengatasi kekurangan kapasitas pendinginan dapat dilakukan dengan

menambah jumlah udara yang dihembuskan. Hembusan udara tidak

harus sama, tetapi harus disesuaikan dengan beban pendinginan.

Hembusan udara yang deras/berlebihan merupakan kerugian. Sehingga

hembusan udara harus disesuaikan dengan standar yang ditentukan.

Prosedur : (sama dengan langkah AH 2 dan AH 3).

6.13.5 AH 5 : Penciutan Udara Segar/Buang

Udara segar pengganti sebagai ventilasi untuk orang. Udara segar

merupakan beban pendinginan terbesar dalam AC.

Ruangan dengan sumber pencemaran, harus dipisah sistem pembuangan

udaranya. Setiap orang rata-rata membutuhkan 7,5 CFM udara segar.


6.13.6 AH 6 : Pengucilan Daerah yang Memerlukan AC Khusus

Meneliti daerah yang membutuhkan AC khusus dapat dideteksi dengan

melihat temperatur, kelembaban, dan kebersihan udara. Dengan meneliti

bagaimana sistem AC yang digunakan saat kini, maka akan bisa diketahui

peluang pengiritan.

Alternatif pemecahan untuk daerah yang membutuhkan AC khusus

adalah :

Unit AC dipisah

Gunakan booster dari unit yang ada. (misal dengan 2 evaporator)

Peluang yang ada ditentukan dengan membandingkan kebutuhan

pendinginan, serta kW/TR-nya.

6.13 Konservasi Energi dengan Pengendalian

6.13.1 C 1 : Penjadwalan Sistem Saat Start/Stop

Pengendalian dengan penjadwalan sistem start/stop dilakukan dengan

meneliti kapan sistem harus dijalankan dan dimatikan. Perubahan start


dan stop jangan sampai menggangu pelayanan pendinginan. Perubahan

start dan stop sistem dapat memperpendek jam kerja sistem.

6.13.2 C 2 : Setelan Kontrol Termostat

Kontrol termostat dapat dilakukan untuk sistem dengan kapasitas yang

memadai. Ditandai dengan sistem mati karena setting termostat telah

tercapai. Penyetelan termostat, dapat berakibat :

Menurunkan beban pendinginan, dan jam kerja sistem saat hidup

lebih pendek.

Performansi sistem pendingin lebih baik.

Penurunan temperatur kondensor atau kenaikan temperaur

evaporator akan meningkatkan COP.


6.14 Perubahan Tkondensor & COP

Gambar Peningkatan Performansi Akibat Penurunan Temperatur Kondensasi

Dalam Gambar Siklus 1 merupakan siklus awal. Setelah temperatur

kondensasi diturunkan seperti pada Siklus 2, maka performansi

refrigerasi meningkat (COP2 > COP1).

Siklus 1

Siklus 2


6.15 Perubahan Tevaporator & COP

Gambar Peningkatan Performansi Akibat Peningkatan Temperatur Evaporasi

Dalam Gambar Siklus 1 merupakan siklus awal. Setelah temperatur

evaporasi dinaikkan seperti pada Siklus 3, maka performansi refrigerasi

meningkat (COP3 > COP1).

Siklus 3

Siklus 1


6.16 Efek Temperatur Kondensasi dan temperatur Air Pendingin

Keluar Chiller

6.17 Infiltrasi melalui Jendela


6.18 Infiltrasi melalui Pintu

Contoh :

Pintu berdaun tunggal dengan pemakaian 750 x per jam.

Infiltrasi udara diperoleh : 1250 CFM


6.19 Efek Penebalan Isolasi terhadap Nilai U

Contoh 1.

U awal 0,4 Setelah penambahan isolasi dengan ketebalan :

1 diperoleh U = 0.15

2 diperoleh U = 0,11

3 diperoleh U = 0,075

Tebal

penambahan Isolasi


Contoh 2.

U awal 0,6 dan diinginkan U menjadi 0,1 maka harus ditambahkan

ketebalan isolasi : sebesar + 21/4 (perpotongan garis bantu 1 dan 2).

6.20 Konsumsi Faya Fan Sentrifugal*)

Contoh :

Fan dengan 1000 CFM dan tekanan statik 5 inchH2O beroperasi selama

8760 jam per tahun, maka daya fan dikonsumsi sebesar :

280.000.000.000 Btu pertahun 81900 kWH.

*) Jenis fan sentrifugal bersudu lengkung ke belakang, Backward

Curved Blades.

6.21 Kerugian Akibat Tebal Isolasi Saluran Udara


Untuk Saluran udara dengan tebal isolasi 1/2, akan mempunyai

kerugian panas sebesar 9 BTU/h.ft2 pada beda temperatur 20 oF. Dan

berharga 14,5 BTU/h.ft2 pada beda temperatur 30 oF.

Perhitungan didasarkan pada isolasi kaku dengan nilai k 0,27 BTU/h.ft.


6.22 Kerugian Panas Pipa Air

Gambar didasarkan pada harga k = 0,3 BTU.in/h.ft2.oF dan Ta = 68 oF.

Keterangan :

q = laju rugi panas pipa, BTU/h.ft2

Ts = Temperatur permukaan pipa, oF

Ta = Temperatur lingkungan, oF

d1 = diameter luar pipa, inci

d1

d2


d2 = diameter luar isolasi, inci

k = konduktivitas bahanisolasi, BTU.in/h.ft2.oF

f = koefisien permukaan, BTU/h.ft2.oF

6.23 Kerugian Panas Pipa Air (200-350 oF)


Contoh :

Air dari boiler mengalir di dalam pipa 1-1/2 tanpa isolasi. Temperatur

air 350 oF., maka diperoleh rugi panas sebesar 3750 BTU/jam per 10 ft

panjang pipa.


6.24 Beban Panas Pipa Air Dingin 45 oF


Contoh :

Water chiller mengalir di dalam pipa 1-1/2 tanpa isolasi. Berdasarkan

tabel diperoleh beban panas sebesar 298 BTU/jam per 10 ft panjang pipa.

Untuk pipa diisolasi setebal 1, beban panas sebesar 42 BTU/jam per 10 ft

panjang pipa.


BAB VII

PEMANA DAN BOILER

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

7.1 Zona Efisiensi Pembakaran Maksimum

Gambar 7.1 Zona Efisiensi Pembakaran Maksimum

Dalam Gambar 7.1 ditampilkan pembagian zona pembakaran. Zona

kerugian bahan bakar yang tidak terbakar terjadi jika pasokan udara lebih

sedikit dibandingkan dengan yang dibutuhkan, sehingga udara hanya

dapat bereaksi dengan sebagian kecil bahan bakar. Zona efisiensi

pembakaran maksimum terjadi jika jumlah udara yang dipasok

mencukupi perbandingan secara stoikiometrik dengan bahan bakar yang

dipasok. Dan zona kerugian udara berlebih terjadi jika jumlah udara yang

dipasok jauh melebihi jumlah pasokan bahan bakar. Sebenarnya pasokan

udara berlebih diperlukan untuk memastikan seluruh bahan bakar

POLBAN


bereaksi denagn udara, namun apabila kelebihannya terlalu besar tentu

akan menimbulkan kerugian.

7.2 Persyaratan Udara Pembakaran

Tabel 7.1 Syarat Udara Pembakaran

Bahan bakar

Udara

Stoikiometrik

kg/GJ

Udara Berlebih

Tipikal (minimum

dalam %)

Total

udara

kg/GJ

Gas Alam 318 5 334

Minyak Bahan Bakar

#2 323 10 355

Minyak Bahan Bakar

#6 327 10 360

Gas oven-kokas I 295 15 340

Gas Kilang 2 312 10 343

Propana 314 5 330

Dalam Tabel 7.1 ditampilkan syarat udara pembakaran untuk berbagai

bahan bakar. Udara berlebih tipikal yang diperlukan untuk pembakaran

berkisar antara 5% hingga 10%. Perhitungan untuk menghitung total

udara adalah :

Contoh :

Kebutuhan udara pembakaran untuk tungku adalah 700 L/jam minyak

bahan bakar nomor 6, dengan udara berlebih sebesar 15%. Dari tabel 1,

udara pembakaran teoretik adalah 327 kg/GJ. Heating value minyak

bahan bakar dengan 2,5% sulfur adalah sekitar 42,3 MJ/L (kandungan

sulfur biasanya dapat diperoleh dari pemasok bahan bakar).


Kebutuhan pembakaran adalah :

7.3 Analisis Udara Berlebih vs Gas Buang

Gambar 7.2 Gas Buang sebagai Fungsi Udara Berlebih

Dalam Gambar 7.2 ditunjukkan bahwa semakin tinggi udara berlebih

yang dipasok maka kemungkinan jumlah gas buang yang terbentuk

semakin kecil.


7.4 Rugi-rugi Gas Buang untuk Minyak Bahan Bakar

Gambar 7.3 Rugi-rugi Gas Buang sebagai Fungsi Temparatur

Untuk tiap udara berlebih yang diaplikasikan, semakin tinggi temperatur

gas buang, maka semakin tinggi pula rugi-ruginya. Tingginya temperatur

menunjukkan energi yang terkandung dalam gas buang masih besar.

7.5 Kelebihan dan Kekurangan Berbagai Bahan Bakar

Setiap jenis bahan bakar memiliki karakteristik masing-masing. Kelebihan

dan kekurangan berbagai jenis bahan bakar ditunjukkan dalam Tabel 7.2


Tabel 7.2 Kelebihan dan Kekurangan Berbagai Jenis Bahan Bakar

7.6 Jenis Bahan Bakar dengan Rekomendasi Pembakar dan Pengendali

Minyak bahan bakar dalam Gambar 7.4 terbagi menjadi dua jenis, minyak

gas dan minyak abahn bakar berart. Untuk minyak gas, pengendalian

disesuaikan dengan kapasitas pembakaran. Untuk di bawah 300 kW

pengendali yang biasa digunakan adalah pengendali on/off dan pressure jet

burner. Untuk di atas 3500 kW digunakan pengendali modulasi dan

pressure jet burner atau air blast atomizing atau rotary cup burner. Sedangkan

untuk minyak bahan bakar berat lebih disukai rotary cup burner, kemudian

air blast atomizing dan yang terakhir adalah pressure jet burner.


Jenis Minyak Bahan Bakar

Minyak Gas Minyak Bahan Bakar Berat

Boiler RatingBoiler Rating

Di bawah 300

kW300 1200 kW

1200 3500 kW

Di atas 3500

kW

Pengendali

ON/OFF

Pressure Jet

Burner

Pengendali

TINGGI/

RENDAH/OFF

Pressure Jet

Burner

Pengendali

TINGGI/

RENDAH/OFF

atau

Pengendali

MODULASI

Pressure Jet

Burner

atau

Air Blast

Atomising

atau

Rotary Cup

Burner

Pengendali

MODULASI

Pressure Jet

Burner

atau

Air Blast

Atomising

atau

Rotary Cup

Burner

Di atas 3000 kW

Pengendali

MODULASI

Urutan Preferensi :

A. Rotary Cup Burner

B. Air Blast Atomising

C. Pressure Jet Burner

Gambar 7.4 Jenis Minyak Bahan Bakar

Gambar 7.5 Tempering Air Heat Exchanger


7.7 Energi yang hilang dari Dinding Tungku atau Dinding Boiler

Gambar 7.6 Energi yang Hilang sebagai Fungsi Temperatur Dinding

Semakin tinggi temperatur dinding luar semakin tinggi rugi-rugi energi.

Energi hilang karena terbawa panas yang melewati dinding boiler.

Jenis boiler juga mempengaruhi efisiensi boiler. Boiler gas kondensasi

memiliki efisiensi tertinggi dengan 88-92% dan water tube dengan

economizer memiliki efisiensi terendah dengan 75-78%. Efisiensi boiler

ditunjukkan dalam Tabel 7.3.


Tabel 7.3 Efisiensi Boiler Berdasarkan Jenisnya

Jenis Boiler Efisiensi (%)

Gas Kondensasi 88-92

Modular Efisiensi Tinggi 80-82

Shell Boiler - Air Panas 78-80

Shell Boiler - Kukus 75-77

Reverse Flame 72-75

Cast Iron Sectional 68-71

Pembangkit Kukus 75-78

Water Tube dengan Economiser 75-78

Dalam water tube boiler panas pembakaran batubara dengan udara

digunakan untuk membangkitkan kukus dari air yang dipasok dalam

kumpulan tube.

Gambar 7.7 Water Tube Boiler dengan Konveksi Alamiah


Gambar 7.8 Boiler Pembangkit Kukus

Gambar 7.9 Boiler Kondensasi


Gambar 7.10 Grafik Efisiensi Boiler Kondensasi

7.8 Skematik Sistem Boiler Modular

Gambar 7.11 Skematik Sistem Boiler Modular


Dalam Gambar 7.11 menunjukkan skematik sistem boiler modular. Air

umpan boiler dari satu sumber dipisah dengan splitter menjadi beberapa

aliran. Tiap aliran masuk kedalam satu boiler. Uap keluaran tiap boiler

dialirkan dan digabung kedalam satu aliran untuk digunakan sesuai

dengan kebutuhan.

7.9 Pemilihan Boiler Kukus

Gambar 7.12 Diagram Alir Pemilihan Boiler Kukus


Dalam memilih boiler perlu diperhatikan hal-hal tertentu. Langkah-

langkah pemilihan boiler untuk boiler kukus ditunjukkan dalam diagram

alir di Gambar 7.12.

7.10 Input Boiler dan Rugi-ruginya

Gambar 7.13 Input Boiler dan Rugi-ruginya

Proses pembentukan uap dalam boiler tidak seluruh energi dalam bahan

bakar dikonversi untuk membangkitkan uap. Seperti ditunjukkan dalam

Gambar 7.13 dari 100% bahan bakar yang masuk, kukus yang

dibangkitkan hanya 75%, disertai 18% gas buang, dan 8% blowdown.

7.11 Neraca Energi Boiler

Dalam gambar 7.14 ditampilkan neraca energi yang terlibat di boiler.

Umpan yang masuk ke boiler berupa air umpan, bahan bakar dan udara

pembakaran. Energi utama yang keluar berupa kukus, disertai dengan

rugi-rugi energi melalui radiasi, blowdown, abu, dan gas buang. Gas buang

yang biasanya masih mengandung zat-zat berbahaya dialirkan ke stack

untuk dibakar.


Gambar 7.14 Neraca Energi Boiler

7.12 Rekomendasi Level Udara berlebih untuk Boiler

Untuk memperoleh hasil pembakaran optimum Tabel 7.4 menampilkan

rentang level udara berlebih untuk pembakaran. Level udara berlebih

yang tepat menghasilkan sisa oksigen minimum dalam gas buang.

Tabel 7.4 Udara Berlebih untuk Boiler

Bahan Bakar

Udara Berlebih

(%)

O2 dalam Gas Buang

(%)

Min Maks Min Maks

Gas Alam 10 15 2 2,7

Minyak Bahan bakar :

Ringan 12,5 20 2,3 3,5

Berat 20 25 3,3 4,2

Batubara 30 50 4,9 7


7.13 Skematik Sebuah Economiser

Gambar 7.15 Skematik Economiser

Dalam Gambar 7.15 ditunjukkan skematik economiser. Gas buang yang

masih memiliki energi panas yang besara dimanfaatkan untuk

membangkitkan kukus. Untuk mendapatkan hasil yang optimum, kedua

aliran dipasang berlawanan arah (counter current).

7.14 Temperatur Air Umpan dan Efisiensi Boiler

Gambar 7.16 Efisiensi Boiler sebagai Fungsi Temperatur Air Umpan


Dalam Gambar 7.16 ditunjukkan bahwa peningkatan efisiensi boiler

merupakan fungsi dari temperatur air umpan secara linier dengan

kemiringan tertentu.

7.15 Skematik Flue Shut-off Damper dan Interlock

Gambar 7.17 Skematik Flue Shut-off Damper dan Interlock

Boiler yang dilengkapi perangkat shut-off damper dan interlock merupakan

jenis boiler yang menyesuaikandengan kebutuhan. Firing control panel

merupakan pengendali yang dilengkapi sensor temperatur. Bila panas

yang dipasok ke dalam boiler terlalu tinggi, maka pengendali akan

memberikan perintah untuk membuka damper sehingga sebagian gas

buang akan menuju chimney untuk dibakar. Dengan demikian, kondisi

dalam boiler akan terjaga dalam keadaan proses yang optimal.


BAB VIII

KONSERVASI ENERGI SEKTOR PUBLIK

JUR USAN TE KNIK

KONVERSI ENERGI

8.1 Konservasi Energi

Konservasi energi adalah kegiatan untuk menurunkan kuantitas

penggunaan energi. Salah satu aspek penting dalam konservasi energi

adalah kelengkapan manajemen energi.

Manajemen energi adalah pendekatan sistematis dan terpadu untuk

melaksanakan pemanfaatan sumberdaya energi secara efektif, efisien dan

rasional, tanpa mengurangi kuantitas maupun kualitas produksi,

kenyamanan kerja, estetika, kesehatan, dan standar keselamatan

pengguna.

8.2 Sistem Peralatan

Secara umum sistem peralatan yang dimiliki bangunan publik meliputi :

Sistem tata cahaya,

Peralatan kantor, dan

Sistem tata udara.

8.3 Pola Penggunaan Energi

Penggunaan energi di bangunan publik secara umum adalah energi listrik

dan bahan bakar. Waktu penggunaan energi sebagian besar dilakukan

pada siang hari sesuai dengan jam kerja, mulai 7.00 8.00 dan berakhir

15.00 17.00. Bahkan, di beberapa kantor tercatat seringkali melakukan

kerja lembur.

POLBAN


Bangunan publik umumnya memiliki fasilitas ruang pertemuan atau

ruang serbaguna yang tidak selalu digunakan, sehinngga penggunaan

energi pada ruang-ruang tersebut tidak terus menerus.

8.4 Peluang Penghematan Energi

Peluang penghematan energi di sektor publik terbagi menjadi :

Sistem kelistrikan :

o Pemasangan capasitor bank dan sub-metering;

o Penurunan kapasitas data listrik (kVA) terpasang; dan

o Penjadwalan operasi lift, pompa, dan peralatan lain.

Sistem pencahayaan :

o Penggantian lampu TL dengan lampu berefikasi lebih tinggi,

ballast konvensional dengan ballast elektronik;

o Penjadwalan penggunaan lampu dan cahaya alami;

o Pemeliharaan dan pembersihan lampu secara regular;

o Pemasangan high efficiency reflector dan saklar otomatis lampu-

lampu outdoor.

Sistem pengkondisian udara :

o Penggunaan AC hanya saat diperlukan;

o Set temperatur pada 25 oC; dan

o Penggunaan timer pada AC.

8.5 Intensitas Konsumsi Energi

Benchmarking telah disusun oleh Direktorat Jenderal Listrik dan

Pemanfaatan Energi (Ditjen. LPE) DESDM. Kategorisasi criteria efisiensi

energi dapat dilihat dalam Tabel 8.1.


Tabel 8.1 Kriteria Efisiensi Energi di Sektor Publik

Tabel 8.2 Keterangan Kriteria Efisiensi Energi

50 - 95 20 - 38

95 - 145 38 - 58

145 - 175 58 - 70

175 - 230 70 - 92

230 - 285 92 - 114

285 - 450 114 - 180

Sumber: Ditjen LPE - DESDM

Boros

Sangat Boros

Sangat Efisien

Efisien

Cukup Efisien

Agak Boros

Kriteria

Intensitas Konsumsi

Energi *

Adaptasi untuk

Gedung non-AC

kWh/m2/tahun kWh/m2/tahun


8.6 Hambatan Implementasi Manajemen Energi

Dalam implementasi manajemen energi ditemui beberapa hambatan yang

menghambat proses konservasi energi. Sebagian orang masih

mengasumsikan energi sebagai pengeluaran inelastis yang harus diterima

apa adanya. Intervensi terhadap penggunaan energi umumnya dihindari

karena dianggap akan mengacaukan kegiatan utama atau alur produksi.

Terlebih lagi, energi tidak menarik minat manajemen puncak dan hanya

diperhatikan manajemen eksekutif menengah. Bahkan, hanya beberapa

perusahaan yang merasa perlu manajer energi yang kompeten. Aktivitas

diseminasi informasi serta komunikasi tentang isu energi untuk

menggugah kesadaran akan penghematan energi jarang dilakukan.

Hambatan-hambatan tersebut umumnya baru dapat diatasi jika ada

kesadaran dan kehendak dari jajaran pimpinan puncak yang merupakan

kunci dari sejauh mana konservasi energi dapat dilaksanakan di

perusahaan/instansi tersebut. Oleh karena itu, diperlukan sebuah metode

efisiensi energi.

8.7 Metodologi Efisiensi Energi

Metodologi efisiensi energi diawali dengan perkenalan terhadap

metodologi. Selanjutnya ditentukan langkah-langkah metodologi serta

tujuan, output dan tugas-tugas. Lembar kerja disusun untuk

memudahkan imlementasi penghematan energi. Dengan demikian fokus

energi akan lebih jelas terlihat.


8.7.1 Perkenalan Metodologi

Metodologi Efisiensi Energi telah dikembangkan perusahaan-

perusahaan industri di Asia dan telah membantu meningkatkan efisiensi

energi melalui Produksi Bersih. Metode ini dirancang agar perusahaan-

perusahaan industri yang energy-intensive memberi kontribusi dalam

membangun negara-negara di Asia.

Metodologi berdasarkan pada strategi produksi bersih seperti pencegahan

produksi limbah, pendekatan sistematik, proses terintegrasi, ditujukan

untuk peningkatan secara kontinyu. Selain itu didasarkan pada produksi

bersih dan metodologi audit energi serta pengalaman praktek nyata di

lebih dari 40 perusahaan di Asia.

8.7.2 Manfaat Efisiensi Energi

Pelaksanaan efisiensi memberikan manfaat berupa :

Penurunan biaya melalui penggunaan energi yang efisien

Menurunkan ketergantungan terhadap pasokan dan harga energi yang

berfluktuasi serta tidak tersedianya energi

Meningkatkan produkivitas dan kualitas

Meningkatkan reputasi di mata klien dan masyarakat melalui

perlindungan lingkungan

Meningkatkan motivasi, kesehatan dan keselamatan kerja

Menaati peraturan yang berlaku

8.7.3 Enam Langkah Pendekatan Produksi Bersih

Untuk menunjang metode efisiensi energi dilakukan enam pendekatan

produksi bersih seperti ditampilkan dalam Gambar 8.1.


Gambar 8.1 Langkah Pendekatan Produksi Bersih

Informasi dalam tiap langkah meliputi tugas minimum harus dilakukan

dan lembar kerja untuk membantu menyelesaikan tugas. Namun, perlu

diingat bahwa metodologi ini perlu diaplikasikan secara fleksibel selama

efisiensi energi dapat ditingkatkan, karena tiap instansi memiliki

karakteristik yang berbeda.


1. Langkah I : Perencanaan dan Organisasi

Langkah perencanaan dan organisasi memelukan waktu 3-6 hari.

Tujuan perencanaan dan organisasi adalah untuk :

Memperoleh komitmen manajemen.

Merencanakan dan mengorganisir penilaian energi.

Dan output yang diharapkan dari langkah ini adalah berupa :

Proposal tertulis berisi langkah-langkah yang dipilih dan tugas-

tugas untuk meningkatkan efisiensi energi.

Disetujui oleh manajemen puncak.

Adapun tugas dalam perencanaan dan organisasi meliputi :

Tugas 1a : Mengadakan pertemuan dengan manajemen puncak (1-2

jam)

Tugas 1b : Membentuk tim dan menginformasikan para staf (0,5-1

hari)

Tugas 1c : Pra-penilaian untuk mengumpulkan informasi umum (1-

3 hari)

Tugas 1d : Memilih area fokus (0,5-1 hari)

Tugas 1e : Mempersiapkan proposal penilaian untuk disetujui

manajemen (2-3 hari)

Tugas 1a : Pertemuan dengan Manajemen Puncak

Tujuan pertemuan pertama :

Manajemen puncak :

o Memperoleh persetujuan manajemen puncak untuk pra-

penilaian

o Menulis proposal untuk penilaian energi detail

Manajer menengah atau fasilitator eksternal :

o Memperoleh komitmen dari manajer menengah, staff dan/atau

fasilitator eksternal untuk melaksanakan pra-penilaian

o Menulis proposal untuk penilaian energi detail


Dalam diskusi pada 1-2 jam pertemuan pertama dibahas tentang :

Mengapa manajemen puncak tertarik pada efisiensi energi

Area energi yang menjadi pusat perhatian

Dimana posisi perusahaan saat ini

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi penilaian

Waktu yang dibutuhkan untuk pra-penilaian dan penulisan

proposal untuk pilihan yang layak

Komposisi tim dan perwakilan manajemen

Bagaimana menginformasikan kepada staf untuk memastikan

kerjasama yang baik

Tabel 8.3 Lembar Kerja 1 Alasan-alasan untuk Efisiensi Energi

Tabel 8.4 Lembar Kerja 2 : Matriks Manajemen Energi


Tabel 8.5 Lembar Kerja 3 : Faktor-faktor yang Mempengaruhi

Pendekatan Penilaian Energi

Tugas 1b : Membentuk Tim dan Menginformasikan Staf (0.5 1 hari)

Tim harus terdiri atas:

Seseorang yang mengetahui penggunaan energi utama dan

dampak lingkungan


Seseorang yang mengetahui proses produksi yang intensif energi

Seseorang yang memiliki akses terhadap informasi perusahaan

secara umum dan data biaya energi

Seseorang dari bidang pelatihan dan komunikasi

Perwakilan manajemen puncak

Tabel 8.6 Lembar Kerja 4 : Anggota Tim dan Peranannya

Tugas 1c : Pra-penilaian untuk mengumpulkan informasi umum (1

3 hari)

Informasi yang dikumpulkan harus meliputi:

Detail instansi secara umum

Struktur Organisasi

Diagram alir produksi secara umum

Data produksi 3 tahun ke belakang


Data dan biaya energi, konsumsi sumber daya selama 3 tahun ke

belakang

Inventori peralatan utama

Tinjauan terhadap informasi yang dikumpulkan untuk tiap

langkah proses/departemen

Emisi gas rumah kaca yang dihasilkan

Data produksi dan sumberdaya meliputi :

Laju konsumsi bahan bakar dan biayanya

Konsumsi listrik dan biayanya

Sebaran bahan bakar

Tagihan listrik untuk utilitas

Tabel 8.7 Lembar Kerja 7 : Data Produksi dan Sumberdaya

Tabel 8.8 Lembar Kerja 8 : Inventori Peralatan Utama


Tugas 1d : Memilih Area Fokus (0.5 1 hari)

Area fokus dapat merupakan seluruh instansi, sebuah departemen

atau peralatan (energi) atau sumber daya spesifik. Area fokus yang

berbeda dapat dipilih ketika energi diperhitungkan.

Proses untuk memilih area fokus meliputi :

Mengidentifikasi area fokus yang memungkinkan

Menentukan kriteria pemilihan

Mengkategorikan tiap area fokus kedalam kriteria Tinggi,

Menengah, Rendah.

Tabel 8.9 Lembar Kerja 10 : Pemilihan Area Fokus

Konservasi Energi

Documents

Transcript of Konservasi Energi