Hampir semua aktifitas dalam gedung seperti kantor, hotel, rumah sakit,
apartemen, dan pusat belanja memerlukan listrik misalnya untuk keperluan lampu
penerangan, pendingin ruangan, lift, dan eskalator. Di Indonesia yang beriklim
tropis, sebagian besar energi listrik digunakan untuk mendinginkan ruangan
dengan menggunakan sistem tata udara atau dikenal dengan Air Conditioner
(AC). Bangunan gedung modern menggunakan berbagai sarana untuk memberi
kenyamanan bagi penghuni dan tamunya. Sarana yang memberikan kenyamanan
ini disebut dengan utilitas bangunan dengan distribusi pemakaian listrik dan
sistem tata udara adalah konsumen pemakai listrik terbesar.
Pada dasarnya sistem tata udara terbagi menjadi 2, yaitu :
- Sistem tata udara langsung (Direct Cooling).
Pada sistem ini udara diturunkan suhunya oleh refrigran freon dan
disalurkan ke dalam ruangan tanpa saluran udara (ducting). Jenis yang
digunakan adalah AC Window berkapasitas 0,5 – 2 pk, AC split
berkapasitas 0,5 – 3 pk dan AC package berkapasitas sampai 10 pk.
- Sistem tata udara tidak langsung (Indirect Cooling) Refrigran yang digunakan bukan freon tetapi air es (chilled water) dengan
suhu sekitar 50C. Air es dihasilkan dalam chiller (mesin pembuat es yang
menggunakan refrigran sebagai zat pendingin). Sistem ini dikenal dengan
sistem tata udara terpusat (Central Air Conditioning System).
Bagi negara berkembang seperti Indonesia, menghemat energi berarti mengurangi
biaya produksi dan menambah keuntungan atau suatu kesempatan untuk program
pengembangan produktivitas/daya saing usaha. Dalam menghemat energi pada
bangunan gedung paska konstruksi, ada lima hal pokok yang perlu dilakukan
yaitu : komitmen manajemen, identifikasi masalah, penunjukan petugas energi,
implementasi dan evaluasi pelaksanaan. Hasil-hasil penelitaian tentang
lingkungan kerja menunjukkan bahwa di dalam ruang berudara segar
civitas/karyawan dapat bekerja lebih baik dan jumlah kesalahan dapat dikurangi
sehingga efisiensi kerja dapat ditingkatkan.
2. Manajemen Sistem Tata Udara
Instalasi pendinginan pertama kali dibuat dan dipatenkan oleh seorang
berkebangsaan Amerika, yaitu Joseph Mc.Creaty, dalam tahun 1897. Pada waktu
itu, instalasi tersebut dinamai mesin pencuci udara (air washer), yaitu suatu
sistem pendinginan yang menggunakan percikan air. Sedangkan Dr. Willis
Haviland Carrier (Amerika Serikat, 1906) dapat dianggap sebagai orang pertama
yang berhasil membuat alat pengatur temperatur dan kelembaban udara, ia
berhasil menyegarkan udara dari sebuah percetakan dengan menggunakan sistem
pencuci udara. Dalam hal tersebut ia mendinginkan dan menjenuhkan udara
sampai mencapai titik embunnya. Teori Termodinamika yang dihasilkannya itu dikemukakan pada suatu pertemuan The American Society of Mechanical
Engineers tahun 1911. Sampai beberapa tahun setelah perang dunia kedua,
instalasi penyegaran udara hanya dipergunakan untuk keperluan industri. Namun,
setelah itu penggunaannya diperluas untuk memenuhi kebutuhan akan
kenyamanan dan kesegaran udara di hotel, kantor, gedung bioskop, di rumah, dan
sebagainya.
Penelitian tentang manajemen sistem tata udara telah banyak dilakukan,
manajemen tata udara disini berarti penggunaan sistem tata udara secara efektif
untuk mencapai sasaran optimal pemakaian. Achmad Marzuki dan Rusman
(2012) melakukan penelitian tentang audit energi pada bangunan gedung direksi
PT. Perkebunan Nusantara XIII. Hasil penelitian menunjukkan bahwa AC
menyumbang cukup besar dari segi beban yaitu sekitar 57,36%. Namun dilihat
dari nilai target IKE yang digunakan untuk klasifikasi perkantoran (komersil)
yaitu sebesar 240 kWh/m2
per tahun, nilai Intensitas Konsumsi Energi (IKE)
listrik per satuan luas total gedung yang dikondisikan (ber-AC) pada gedung
direksi PT. Perkebunan Nusantara XIII yaitu sebesar 194.17 kWh/m2 per tahun
nilai ini masih relatif lebih rendah dari standar target yang ditentukan.[5]
Berdasarkan dari beberapa hasil penelitian ternyata AC memberikan beban yang
cukup besar, dan apabila tidak dilakukan suatu manajemen pada sistem tata
udaranya maka tingkat konsumsi listrik pada bangunan tersebut menjadi tidak
efisien dan bisa berujung pada pemborosan.
Sebelum diuraikan lebih lanjut tentang sistem tata udara bangunan gedung ada
baiknya dipahami terlebih dahulu tentang satuan energi, prinsip konservasi energi
dan cara kerja sistem tata udara. Satuan Energi
Satuan energi yang biasa digunakan adalah :
Energi listrik dengan satuan kWh (kilo Watt hour)
Ukuran kapasitas pendingin AC dengan satuan Ton Refrigrasi (Ton Ref).
1 Ton Ref = 3.032 kkal per jam
= 12.000 btu per jam (satuan Britania)
= 3,517 kW.
3. Komponen Utama dan Cara Kerja Sistem Tata Udara
Komponen Sistem Tata Udara
Sistem tata udara / AC (Air Conditioner) dalam operasinya didukung oleh
beberapa komponen yang masing-masing mempunyai karakteristik. Komponen
dasar dan cara kerja sistem AC dapat dijelaskan sebagai berikut :
Compressor
Compressor berfungsi mensirkulasikan dan menekan refrigeran (misalnya freon)
dalam sistem mesin pendingin. Akibat pendinginan pada condensor, refrigran
bertekanan mencair dan secara bertahap melalui pipa kapiler atau katup ekspansi
mengalir ke evaporator karena adanya perbedaan tekanan yang dihasilkan compressor
pada area condensor dan evaporator.
Evaporator
Refrigran cair dengan suhu hampir sama dengan udara luar ini mengalir ke pipa
evaporator bertekanan rendah melalui sebuah katup ekspansi atau pipa kapiler. Proses "trottling" terjadi pada katup ekspansi mengakibatkan refrigran berubah
fase dari cair menjadi uap di evaporator. Proses penguapan ini membutuhkan
panas dari sekitar yang menyebabkan daerah di sekitar evaporator menjadi dingin.
Dengan kata lain perpindahan panas berlangsung dari udara sekitar evaporator ke
refrigran di dalam evaporator, proses perpindahan panas ini dipercepat dengan
mensirkulasikan udara di dalam ruangan dengan sebuah fan sirkulasi sehingga
suhu udara di dalam ruangan menjadi turun. Hal inilah yang menyebabkan rasa
dingin di dalam ruangan ber AC.
Condensor
Refrigran cair dialirkan ke condensor yang letaknya di luar ruangan didinginkan
dengan udara melalui sebuah kipas angin agar pendinginan berlangsung lebih cepat
dan elektif sehingga pada ujung akhir pipa condensor suhu refrigran cair sudah
mendekati suhu udara luar, dengan demikian di condensor terjadi pelepasan panas
dari refrigran ke udara luar.
Cara Kerja Sistem AC
cara kerja sistem AC yang dimulai dari gas refrigran yang
terbentuk pada evaporator karena penyerapan panas mengalir ke compressor dengan menggunakan daya isap dari compressor untuk selanjutnya ditekan
mengikuti siklus. Untuk mengatur suhu di dalam ruangan agar tidak terlalu dingin.
maka sistem pengatur suhu diletakkan pada bagian evaporator. Bila suhu ruangan
sudah mencapai rasa nyaman yang dikehendaki, maka alat pengatur suhu ini
bekerja unituk memutuskan hubungan aliran listrik dari sumbernya (jaringan
PLN) ke motor penggerak compressor. Akibatnya motor penggerak berbenti
bekerja dan aliran refrigran berhenti pula mengalir, ini berarti proses
pendinginan juga berhenti. Selanjutnya bila suhu di dalam ruangan naik kembali,
saklar otomatis pengatur suhu akan secara otomatis tersambung kembali
sehingga aliran listrik ke motor penggerak compressor dan kipas pendingin
tersambung. Dengan demikian proses pendinginan dimulai kembali. Untuk
menghindari menempelnya debu pada pipa pendingin evaporator, yang dapat
menghambat proses perpindahan panas, maka biasanya dipasang saringan udara
pada kipas angin evaporator. Saringan ini secara periodik perlu dibersihkan.
Pengoperasian
Efisiensi penggunaan energi sistem tata udara bangunan gedung sangat ditentukan
oleh pola pengoperasian dan pemeliharaan sistem tata udara yang dilakukan, baik
oleh pemakai, pengelola maupun pemilik bangunan. Perlunya petunjuk
pengoperasian dan pemeliharaan sistem tata udara adalah untuk mencapai efisiensi
dan optimalisasi penggunaan energi sistem tata udara. Ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam pemeliharaan sistem tata udara yang berkaitan dengan efisiensi
pemakaian energi sebagaimana diuraikan berikut ini.
Pengoperasian/Penggunaan komponen bangunan
Pintu dan jendela ruangan yang dikondisikan harus dijaga selalu dalam
keadaan tertutup dan sebaiknya menggunakan penutup otomatis;
Dinding kaca harus diusahakan tidak meneruskan sinar matahari langsung
kedalam ruangan dengan cara memberi peneduh atau tirai;
Ruangan yang dikondisikan harus dijaga agar tidak terjadi kebocoran udara
luar atau infiltrasi;
Dihindarkan bangunan peralatan-peralatan yang menghasilkan panas;
Finishing dinding, plafon dan lain-lain diusahakan sesuai dengan
perencanaan;
Pemanfaatan ruangan sesuai dengan perencanaan.
Referensi :
Saito, H.& Arismunandar, W. 1981. Penyegaran Udara. Cetakan ke-2.
Jakarta : Penerbit PT Pradnya Paramita