Oleh :
Ir. Tatang Hidayat, MSi.
Ringkasan
Penggunaan kulkas dalam kehidupan sehari-hari baik untuk rumah tangga, dunia usaha, laboratorium, dan lain-lain sudah menjadi kebutuhan dasar. Walaupun konsumsi energi listrik yang digunakan oleh kulkas ini relatif kecil, namun pada umumnya kulkas sejak awal digunakan beroperasinya selama 24 jam penuh dan hampir tidak pernah dimatikan kecuali bila ada kerusakan dan pemeliharaan. Hasil penghematan energi listrik pada kulkas secara masal dan nasional memiliki peluang untuk bisa digunakan menjadi daya listrik bagi kalangan masyarakat ekonomi lemah dengan kapasitas daya terpasang sekitar 1000 watt per rumahnya dalam jumlah rumah yang dipasok daya listriknya relatif signifikan.
Hasil penelitian dengan melakukan konversi refrigeran pada kulkas dari refrigeran sebelumnya R-134a menjadi refrigeran hidrokarbon MC-134 bisa diperoleh penghematan energi listrik sebesar 20%. Dengan prediksi secara nasional dari + 250 juta penduduk Indonesia memiliki 11 juta kulkas, alokasi daya listrik di rumah sederhana sebesar 1000 W, maka dari penghematan listrik pada kulkas tersebut bisa memberikan pemerataan daya sebanyak 165.000 sambungan listrik baru ke perumahan sederhana masyarakat ekonomi lemah.
Pendahuluan
Letak geografis negara Indonesia yang berada di kawasan tropis memiliki konsekwensi cuacanya dengan suhu udara panas yang melampaui kondisi nyaman bagi manusia dan mempercepat proses layu dan pembusukan pada paska hasil pertanian, peternakan dan perikanan. Untuk mengatasi agar proses pembusukan pada bahan makanan yang umum banyak digunakan adalah dengan cara didinginkan di simpan dalam lemari pendingin diantaranya adalah kulkas yang sudah banyak digunakan di berbagai kalangan baik rumah tangga, dunia usaha, perkantoran, rumah sakit dan lain-lain.
Kulkas menggunakan energi listrik sebagai penggeraknya yang beroperasi selama 24 jam dan sepanjang waktu sejak digunakan akan terus dihidupkan untuk menjaga bahan yang ada di dalam kulkas tersebut tetap awet pada suhu lebih rendah dibandingkan suhu diluar kulkas. Umumnya konsumsi energi listrik pada mesin pendingin yang disebut kulkas relative kecil dibandingkan mesin pendingin lainnya seperti mesin penyejuk ruangan (Air Conditioner, AC). Namun demikian karena jumlah pemakainya secara nasional terus meningkat dan dibutuhkan oleh semua kalangan di masyarakat, maka secara total pemakaian daya listrik untuk menggerakan AC menjadi cukup besar. Sebagai ilustrasi, dengan jumlah penduduk Indonesia yang + 250 juta orang bila ada 11 juta kulkas dengan daya rata-rata 100 watt saja maka perkiraan daya listrik untuk kulkas secara nasional sekitar 1.100 juta watt.
Berdasarkan perkiraan data dan analisa tersebut, maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian upaya penghematan energi listrik pada kulkas dan menganalisa potensi hasil penghematan konsumsi listrik tersebut guna membantu memberikan gambaran kontribusinya pada pemecahan masalah pemerataan alokasi daya listrik pada perumahan sederhana bagi masyarakat ekonomi lemah.
Dalam pengoperasian kulkas seperti halnya juga mesin pendingin lainnya memerlukan energi listrik dan sebagai parameter perhitungan kinerja suatu unit mesin pendingin maka konsumsi energi listrik tersebut di ambil untuk kebutuhan menggerakan kompresor. Besarnya arus listrik yang dibutuhkan kulkas menggambarkan seberapa besar kebutuhan energi penggerak kulkas tersebut, sehingga salah satu upaya penghematan konsumsi energi listrik untuk kulkas tersebut adalah bagaimana menurunkan pemakain arus listrik dari kulkas tersebut.
Perhitungan Daya listrik
Untuk bisa beroperasi menghasilkan efek pendinginan, kulkas memerlukan energi listrik sebagai penggeraknya. Komponen penting dalam kulkas yang menjadi dasar perhitungan kinerja sistem pendingin pada Kulkas adalah kompresor yang berfungsi untuk mensirkulasikan refrigerant sekaligus menaikan tekanan dari sisi hisap kompresor yang berhubungan dengan evaporator menuju sisi buang kompresor yang bersesuaian dengan unit kondensor.
Sebagai bagian dari beban listrik dalam rangkaian arus listrik bolak-balik, kompresor ini memiliki impedansi sehingga perhitungan dasar dengan hukum Ohm dapat dinyatakan sebagai :
V = I.Z……………………………………………… (2-1)
Dimana :
V : Tegangan efektif listrik (Volt)
I : Arus listrik efektif (Ampere)
Z : Impedansi listrik (Ohm)
Daya listrik dinyatakan dengan persamaan:
P = V.I.Cos Ø…………………………………… (2-2)
Dimana :
P : Daya nyata Listrik (Watt)
V : Tegangan efektif (Ampere)
I : Arus listrik efektif (Ampere)
Cos Ø : Faktor daya
Sedangkan besarnya biaya energy dalam selang waktu tertentu, dapat dihitung dengan persamaan :
E = P.t …………………………..................... (2-3)
Dimana :
E : Energi (kWh)
P : Daya listrik (Watt)
t : jumlah waktu operasinya Kulkas (detik)
Refrigeran Hidrokarbon
Salah satu perkembangan teknologi di bidang mesin pendingin adalah dikembangkannya berbagai refrigerant yang bisa memberikan efek penghematan energi dimana salah satunya adalah bahan pendingin (refrigerant) dari jenis sintetik ke jenis alam (hidrokarbon).
Sifat Fisika dan Termodinamika refrigerant memiliki banyak parameter, tapi yang dominan terkait dengan efek penghematan energi listrik ada beberapa saja, yaitu : massa jenis (density), kekentalan (viskositas) dan perilaku tekanan bahan pada suhu tinggi (suhu di kondensor). Secara umum parameter tersebut bila hidrokarbon dibandingkan terhadap sintetis: massa jenisnya lebih kecil, viskositas juga lebih kecil, demikian juga perilaku tekanan bahan di kondensor akan lebih kecil. Ketiga parameter tersebut (massa jenis, viskositas dan perilaku tekanan) memberikan dampak pada konsumsi energi listrik pada mesin pendingin akan lebih kecil.
Refrigeran hidrokarbon memiliki karakteristik fisika dan termodinamika yang nilainya lebih unggul dibandingkan dengan refrigerant sintetik, sehingga bila refrigerant hidrokarbon ini dimasukan dalam mesin pendingin akan memberikan kinerja mesin pendingin menjadi lebih baik dibandingkan bila mesin pendingin tersebut menggunakan refrigerant sintetik. Salah satu parameter kinerja tersebut adalah adanya efek penghematan konsumsi energi listrik.
Data
Pengambilan data dilakukan pada kulkas 2 pintu, dimana pintu yang paling atas merupakan ruang pembeku dan pintu yang bawah merupakan tempat penyimpanan bahan yang tidak memerlukan pembekuan.
Tabel 4-1 : Data Pengukuran perbandingan R-134a terhadap MC-134
Data lainnya berdasarkan pendekatan (asumsi)
Analisa dan pembahasan
Tabel : 4-1 Analisa
Dari table analisa diatas diperoleh data penghematan konsumsi listrik sebesar per bulan adalah 15 kWh, atau 23,8 % dibulatkan menjadi 24 %
Dari data asumsi terdapat 11.000.000 kulkas di Indonesia yang dikonversi dengan MC-134, maka penghematan listrik per bulan : 11.000.000 kulkas x 15 kWh/kulkas = 165.000.000 kWh, maka peluang jumlah sambungan ke rumah sederhana dengan masing-masing daya 1000 watt maka bisa memberikan pasokan daya listrik kepada sebanyak 165.000 sambungan rumah sederhana.
Penutup