Pompa Chiller: Dua Rangkaian, Cara Hitung, dan Cara Memilihnya

Pompa chiller adalah pompa yang mensirkulasikan air di dalam sistem pendingin gedung. Perlu diluruskan sejak awal karena sering keliru: pompa ini tidak memompa refrigeran. Refrigeran bersirkulasi sendiri di dalam chiller digerakkan kompresor. Yang dipompa adalah air.

Dalam satu instalasi umumnya ada dua kelompok pompa dengan tugas berbeda:

Pompa kondensor hanya ada pada chiller berpendingin air. Pada chiller berpendingin udara, panas dibuang langsung ke udara sehingga pompa kelompok kedua tidak dibutuhkan.

Perbedaan antara kedua kelompok ini jauh lebih besar daripada sekadar cairan yang dialirkan, dan itulah bahasan pertama artikel ini.

Satu Tertutup, Satu Terbuka: Perbedaan yang Menentukan Segalanya

Inilah pembeda terpenting yang hampir tidak pernah dijelaskan, padahal menentukan cara menghitung, memilih material, sampai merawat keduanya.

Baris kedua adalah sumber kesalahan yang paling mahal, dan dibahas khusus berikutnya.

Tinggi Gedung Tidak Dihitung pada Sisi Air Dingin

Ini kesalahan yang berulang di banyak instalasi dan akibatnya dibayar setiap jam sepanjang umur gedung.

Pada rangkaian tertutup, air yang naik ke lantai atas diimbangi air yang turun di sisi lain. Kolom air yang naik dan kolom air yang turun saling meniadakan, sehingga pompa tidak perlu melawan tinggi gedung sama sekali.

Yang harus dilawan pompa hanya kerugian gesek: pipa, belokan, katup, koil AHU dan FCU, serta evaporator chiller.

Bila tinggi gedung ikut dimasukkan, hasilnya pompa yang jauh kebesaran. Akibatnya berlapis: harga awal lebih mahal, listrik terbuang setiap jam, dan pompa harus terus dicekik katup agar alirannya tidak berlebihan.

Perhatikan bahwa hal ini hanya berlaku untuk rangkaian tertutup. Pada sisi kondensor yang terbuka, beda tinggi dari muka air bak cooling tower sampai titik penyemprotnya memang harus dilawan dan wajib dihitung.

Penyusunan beban sistem selengkapnya dibahas pada panduan head adalah.

Debit Ditentukan Beban Pendingin dan Selisih Suhu

Debit pompa air dingin bukan angka bebas. Ia mengikuti dua hal: berapa besar beban pendingin yang harus diangkut, dan berapa selisih suhu antara air yang berangkat dan air yang kembali.

Hubungannya berbanding terbalik: semakin besar selisih suhu yang dirancang, semakin kecil debit yang dibutuhkan untuk beban yang sama. Air yang menyerap lebih banyak panas tiap liternya tidak perlu dialirkan sebanyak itu.

Karena itu selisih suhu rancangan adalah keputusan yang berdampak panjang, bukan angka yang dipilih sembarangan. Mintalah angka itu disebut jelas dalam dokumen perencanaan, bukan sekadar debit dalam liter per detik.

Selisih Suhu Mengecil: Penyakit Khas Instalasi Pompa Chiller

Ini gangguan yang sangat umum, mahal, dan tidak dibahas satu pun halaman berbahasa Indonesia. Gejalanya membingungkan karena semua alat terlihat bekerja normal.

Gejalanya seperti ini: air kembali ke chiller dalam keadaan masih cukup dingin, sehingga selisih suhu jauh lebih kecil daripada rancangan. Chiller pun tidak pernah terbebani penuh, tetapi ruangan justru terasa kurang dingin. Untuk mengejarnya, chiller kedua dinyalakan, dan pemakaian listrik melonjak tanpa penambahan pendinginan yang setara.

Penyebab yang paling sering:

Baris pertama menjelaskan kenapa pompa yang kebesaran bukan sekadar boros, melainkan merusak kinerja pendinginan itu sendiri. Air yang melesat terlalu cepat melalui koil tidak sempat menyerap panas sebanyak yang dirancang.

Cara memeriksanya sederhana dan bisa dilakukan sendiri: ukur suhu air berangkat dan air kembali di dekat chiller saat beban sedang tinggi, lalu bandingkan selisihnya dengan angka rancangan. Bila selisihnya jauh lebih kecil, gangguan ini sedang berlangsung.

Penanganannya bukan menambah chiller, melainkan menelusuri daftar di atas. Menambah kapasitas pendingin pada sistem yang selisih suhunya bermasalah hanya menambah biaya tanpa memperbaiki penyebabnya.

Mengurangi Debit Pompa Chiller: Jangan dengan Mencekik Katup

Bila ternyata pompa kebesaran, ada beberapa cara menurunkan alirannya, dan pilihannya berbeda jauh dari sisi biaya.

Pilihan ketiga paling menguntungkan pada sisi air dingin, karena beban pendingin gedung memang berubah sepanjang hari dan sepanjang tahun. Ketika putaran diturunkan, daya yang diserap turun jauh lebih tajam daripada penurunan debitnya, sehingga penghematannya besar.

Pengaruh diameter impeller terhadap head dibahas pada panduan impeller.

Susunan Pompa Chiller dalam Instalasi

Pada susunan primer sekunder, pompa primer sengaja dibuat berdebit tetap karena chiller menuntut aliran minimum agar evaporatornya tidak membeku. Pompa sekunderlah yang naik turun mengikuti kebutuhan gedung.

Apa pun susunannya, satu hal berlaku sama: chiller memiliki batas aliran minimum yang tidak boleh dilanggar. Menurunkan debit terlalu jauh demi menghemat listrik dapat membekukan evaporator dan merusaknya.

Jenis pompa yang dipakai umumnya sentrifugal satu tingkat, dalam bentuk sejajar pipa untuk menghemat tempat atau end suction untuk kapasitas lebih besar. Pembahasannya ada pada panduan inline pump, sedangkan untuk pengiriman ke lantai atas pada gedung tinggi terkadang dipakai susunan bertingkat seperti dibahas pada panduan pompa multistage.

Hal Khusus pada Pompa Chiller Sisi Air Dingin

Karena cairannya dingin dan rangkaiannya tertutup, ada beberapa hal yang tidak berlaku pada pompa air biasa.

• Pengembunan. Badan pompa yang dingin menarik embun dari udara lembap. Di Indonesia hal ini terjadi hampir sepanjang tahun, dan tetesannya menimbulkan karat pada dudukan serta genangan di lantai ruang pompa. Isolasi pada pipa dan badan pompa mengatasinya.
• Udara terperangkap. Rangkaian tertutup menahan udara yang masuk saat pengisian atau perbaikan. Udara yang terkumpul di titik tinggi menghalangi aliran, dan di koil membuat sebagian permukaannya tidak terpakai. Pembuang udara di titik tertinggi wajib ada dan perlu diperiksa.
• Tangki ekspansi. Air memuai dan menyusut mengikuti suhu. Tangki ekspansi menampung perubahan itu sekaligus menjaga tekanan minimum agar udara tidak terisap masuk.
• Saringan setelah pemasangan. Sisa las, serpihan, dan kotoran pemasangan terkumpul pada saringan di minggu-minggu pertama. Periksa lebih sering pada masa itu.
• Penyekat poros. Pilih yang sesuai untuk air dingin beserta bahan kimia pengolah air yang dipakai.

Butir kedua sering menjadi penyebab keluhan yang membingungkan: satu lantai terasa kurang dingin padahal pompa dan chiller bekerja normal. Sebelum menyalahkan kapasitas, periksa apakah ada udara terperangkap di koil lantai itu.

Penyekat poros dibahas pada panduan mechanical seal pompa.

Hal Khusus pada Pompa Chiller Sisi Kondensor

Sisi kondensor menghadapi masalah yang berbeda karena airnya bersentuhan dengan udara di cooling tower.

• Air terus menguap dan mineral tertinggal. Akibatnya kadar mineral naik terus sehingga kerak menumpuk pada kondensor dan impeller. Pengurasan berkala serta pengolahan air menjadi keharusan, bukan pilihan.
• Kotoran dari udara ikut terbawa. Debu, daun, dan spora masuk ke bak cooling tower, sehingga saringan sisi isap wajib dibersihkan rutin.
• Korosi lebih cepat karena air mengandung oksigen terlarut dari kontak dengan udara.
• Beda tinggi harus dihitung, dari muka air bak sampai titik penyemprot di puncak cooling tower.
• Muka air bak berubah mengikuti penguapan dan pengisian, dan perubahan itu mempengaruhi kondisi isap pompa.
• Risiko kesehatan. Air cooling tower yang tidak terawat dapat menjadi tempat berkembangnya bakteri berbahaya yang menyebar lewat butiran air. Program pengolahan air dan pembersihan berkala menyangkut keselamatan penghuni, bukan hanya umur alat.

Butir terakhir layak dijadikan perhatian pengelola gedung. Perawatan cooling tower sering dianggap urusan efisiensi, padahal ada sisi kesehatan yang menuntut penanganan oleh pihak yang memahaminya.

Perawatan Berkala Pompa Chiller

Baris ketiga adalah pemeriksaan paling murah dengan nilai paling besar. Tren selisih suhu menggambarkan kesehatan seluruh instalasi, jauh lebih baik daripada sekadar melihat apakah pompa berputar.

Baris ketujuh sering terlupakan. Pompa cadangan yang tidak pernah dijalankan berbulan-bulan berisiko macet justru ketika pompa utama bermasalah. Buat jadwal penggiliran yang tercatat.

Data yang Perlu Disiapkan Sebelum Membeli Pompa Chiller

• Beban pendingin yang harus dilayani.
• Selisih suhu rancangan antara air berangkat dan kembali.
• Debit yang dibutuhkan, atau data untuk menghitungnya.
• Kerugian gesek jaringan pipa beserta koil dan evaporator.
• Untuk sisi kondensor: beda tinggi dari muka air bak ke titik penyemprot.
• Susunan yang dipakai: satu rangkaian, primer sekunder, atau primer variabel.
• Apakah dibutuhkan pengatur putaran variabel.
• Jumlah unit termasuk cadangan, dan pola penggilirannya.
• Tegangan dan jumlah fasa listrik di lokasi.

Dua butir pertama menentukan sisanya. Bila keduanya belum jelas, penawaran yang diterima hanya akan berupa tebakan yang dibungkus angka.

Kelompok pompa yang bekerja dengan cara berlawanan dibahas pada panduan positive displacement pump adalah.

Penyediaan komponen aus dibahas pada panduan sparepart pompa air.

Konversi satuan tekanan dibahas pada panduan satuan tekanan.

Pemilihan motor penggeraknya dibahas pada panduan Siemens electric motors.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa itu pompa chiller?

Pompa chiller adalah pompa yang mensirkulasikan air dalam sistem pendingin gedung. Ada dua kelompok: chilled water pump yang mengalirkan air dingin dari chiller ke AHU dan FCU, serta condenser water pump yang mengalirkan air pendingin dari kondensor ke cooling tower. Pompa ini tidak memompa refrigeran.

Apakah pompa chiller memompa refrigeran?

Tidak. Refrigeran bersirkulasi di dalam chiller digerakkan kompresor, bukan pompa. Yang dipompa adalah air, baik air dingin maupun air pendingin kondensor.

Apakah tinggi gedung dihitung sebagai head?

Tidak untuk sisi air dingin, karena rangkaiannya tertutup sehingga kolom air yang naik diimbangi kolom yang turun. Yang dilawan hanya kerugian gesek pipa, koil, dan evaporator. Pada sisi kondensor yang terbuka, beda tinggi dari muka air bak ke titik penyemprot memang harus dihitung.

Kenapa ruangan kurang dingin padahal chiller dan pompa bekerja normal?

Penyebab yang umum adalah selisih suhu air berangkat dan kembali yang mengecil, sering akibat debit berlebih, katup koil yang tidak menutup rapat, jalur pintas, atau koil yang kotor. Periksa selisih suhunya lebih dulu sebelum menambah kapasitas pendingin.

Bagaimana cara menurunkan debit pompa yang kebesaran?

Jangan dengan mencekik katup, karena pompa tetap menyerap daya besar dan selisihnya terbuang. Pilihan yang hemat adalah memperkecil diameter impeller atau memasang pengatur putaran variabel yang menyesuaikan otomatis mengikuti beban pendingin.

Kenapa badan pompa berembun dan lantai ruang pompa basah?

Karena badan pompa yang dingin menarik embun dari udara lembap, dan di Indonesia hal ini terjadi hampir sepanjang tahun. Isolasi pada pipa dan badan pompa mengatasinya sekaligus mencegah karat pada dudukan.

Kesimpulan

Dua kelompok pompa chiller menghadapi dunia yang berbeda. Sisi air dingin bekerja dalam rangkaian tertutup sehingga tinggi gedung tidak dihitung, tetapi menuntut pembuang udara, tangki ekspansi, dan isolasi terhadap pengembunan. Sisi kondensor bekerja terbuka sehingga beda tinggi harus dilawan, dan mutu airnya menuntut perhatian terus-menerus.

Satu angka yang paling layak dipantau adalah selisih suhu air berangkat dan kembali. Ketika angka itu menyimpang dari rancangan, penyebabnya hampir selalu ada di jaringan atau pada pompa yang kebesaran, bukan pada kapasitas chiller yang kurang.

Untuk kebutuhan pompa sirkulasi pada instalasi pendingin gedung maupun industri, tim kami siap membantu menelaah data beban dan jaringan pipa serta menentukan pompa yang sesuai dengan susunan instalasi Anda.