Nilai COP

Perbandingan sistem pendingin

Effisiensi sebuah mesin pendingin sering dinyatakan dengan istilah COP (Coefficient Of Performance)
COP didapatkan dari perbandingan antara Kapasitas Pendinginan (Qo) dgn Konsumsi Arus Kompressor (W)
COP = Qo /W

Semakin besar nilai COP semakin effisien sebuah mesin pendingin.
secara umum rata-rata manufactur AC menuliskan 9000btu/hr untuk AC 1pk wall mounted.
itu artinya jika Kompressor dengan daya 1pk akan menghasilkan pendinginan sebesar 9000btu/hr.
1pk = 0.746 kW
1btu/hr = 0.000293071kW
Jadi jika AC memiliki kapasitas pendinginan 9000btu/hr dengan daya input 1pk
maka COP = (9000 x 0.000293071) / 0.746
= 2.638 / 0.746
= 3.54

Inverter System
Inverter system bukan berarti menaikkan nilai COP sehingga pemakaian energi listrik menjadi lebih hemat.
Fixed speed drive adalah metoda yang digunakan pada ac konvensional. Kompressor bekerja sesuai dengan tegangan dan frekuensi jala-jala.

Inverter adalah salah satu teknologi untuk menghemat pemakaian arus listrik.
Inverter memvariasikan tegangan dan frekuensi sesuai dengan kebutuhan.
Ketika sistem pendingin mulai start up.....pada AC konvensional terjadi hentakan arus yang sangat besar 4-6 kali FLA-nya karena Compressor langsung mendapat tegangan dan frekuensi penuh (klo di Indonesia misalnya 220VAC/50Hz untuk single phase). Klo sistem yang menggunakan teknologi inverter, untuk start up bisa dimulai dari 1/15 FLA sampai kemudian mencapai titik FLA secara bertahap yaitu dengan mengatur tegangan dan frekuensinya.

Begitu juga ketika temperatur di ruangan yang dikondisikan mulai turun. AC konvensional tetap mendapat supply tegangan dan frekuensi yang sama seperti pada saat start up (kecepatan putaran kompressor tetap / tidak dipengaruhi beban), lain dengan inverter system....dengan menerima input dari sensor ruangan akan memvariasikan kapasitas kompressor menyesuaikan dengan beban pendinginan (kecepatan putar kompressor menyesuaikan beban)
Jadi total penggunaan energi listrik jauh lebih hemat dengan inverter system dibanding dengan model konvensional.

Nilai COP sendiri ditentukan dalam satu kondisi, misalnya pengukuran saat di indoor temperatur 27 deg.CWB / 19deg.CDB dan outdoor 35deg CDB / 24deg.CWB
VRV (Variable Refrigerant Volume) adalah hak patennya Daikin, model yang sama juga ada di manufacture yang lain dengan nama yang berbeda, misalnya VRF (Variable Refrigerant Flow System) punya Fujitsu.
Kesalahan pada saat pemasangan baik itu piping design ataupun proses penanganan evacuation atau proses vakum atau pun penggunaan refrigerant yang tidak murni menjadi penyebab dasar kerusakan-kerusakan pada sistem. 
Salah satu contoh: Proses vakum yang benar adalah dengan menggunakan alat vakum yang standard (mampu mencapai 29.9 inHg Vac.) sehingga mampu mengevakuasi udara dan foreign gas yang berada dalam pipa-pipa pada saat proses instalasi. Keberadaan udara dalam sistem selain menghambat proses refrigerasi juga bisa menyebabkan korosi (kandungan air yg terdapat di udara akan bereaksi dengan logam-logam yang ada didalam komponen sistem refrigerasi, misalnya komponen mekanik pada kompressor. Yg pada akhirnya bisa membuat kompresor macet/electric motor dalam kompresor menjadi short body.
Kesalahan instalasi juga bisa berakibat fatal, pada sistem VRV/VRF pemasangan refnet joint dan ukuran pipa sangat menentukan agar sistem bisa bekerja normal. Pemasangan oil trap juga harus diperhatikan sehingga oli bisa bersirkulasi kembali kedalam kompresor (oli tdk terperangkap di jalur/komponen-komponen di indoor unit). Penggunaan oil separator pada sistem tidak berarti 100% oli tidak ikut bersirkulasi di dalam sistem.
Pemakaian refrigerant yang tidak murni juga sangat mempengaruhi kinerja mesin pendingin. Refrigerant yang beredar dipasaran walaupun type-nya sama bukan berarti 100% sesuai dengan karakteristik kimiawinya. 
Saya memakai Refrigerant Identifier untuk melakukan pengecekan kemurnian refrigerant dan hasilnya ternyata utk refrigerant R-134a yang kisaran harganya 400-500rb/13.6kg ternyata kandungan R-134a-nya cuma 26% sisanya R-22 + uap air.
Dgn menggunakan refrigerant oplosan tersebut sudah jelas akan merusak kinerja mesin pendingin.
Untuk kerusakan electric biasanya disebabkan fluktuasi tegangan listrik yang menyebabkan kinerja mesin tidak stabil.
Kerusakan-kerusakan sensor (thermistor, pressure switch, EEV solenoid dll) biasanya terjadi setelah sistem bekerja dalam waktu yang lama. Selebihnya human error pada saat part manufacturing.

Beberapa teknik utk memperbesar/memaksimalkan COP:
menambahkan sub-cooler di liquid line, flah gas removal, penyetelan superheat yg tepat, memaksimalkan tekanan evaporasi (jgn terlalu rendah, sekitar 5-10°C dibawah temperatur ruang yg dikondisikan), menjaga agar temperatur kondensasi tdk terlalu tinggi (menjaga kebersihan kondenser) artinya ratio kompresi harus dijaga jgn sampai terlalu tinggi sebab semakin tinggi ratio kompresi semakin kecil nilai COP.

Contoh Kalkulasi

Bila diketahui refrigeran R-22 digunakan pada suatu sistem refrigerasi

kompresi uap yang bekerja dengan tekanan evaporasi 3 bar gauge dan
rasio kompresi 4,5. Bila kapasitas pendinginannya adalah 25 kW,
Tentukanlah :
a. Gambarkan siklus pada diagram P-H
b. COP Carnot, COP aktual, dan efisiensi refrigerasi dari sistem,
c. Laju aliran refrigeran dalam sistem
d. Kerja yang dilakukan oleh Kompresor
=====================================
Diketahui:
Refrigerant = R-22
Evaporating pressure (pe) = 3 bar gauge
Rasio Kompresi = 4,5
Kapasitas Pendinginan (Qe) = 25 kW
=====================================

a. Gambarkan siklus pada diagram p-h
Langkah 1:
Cari dulu tekanan absolute kondensasi-nya:
Absolute pc = rasio kompresi x absolute evaporating pressure
Absolute pc = 4,5 x ( 3 + 1,013 )
Absolute pc = 18,06 bar
Dari table properties R-22 diketahui:
Temperature evaporasi (te)= -6,45 °C
Temperature kondensasi (tc)= 46,85 °C

Langkah 2:
Buat gbr di p-h diagram (note: lihat photo)

Dari gbr tersebut diketahui:
h1 = 402,96 kj/kg
h2 = 441,06 kj/kg
h3 = 258,91 kj/kg
h4 = 258,91 kj/kg
———————————————————–
b. COP Carnot, COP aktual, dan efisiensi refrigerasi dari sistem
COP Carnot = absolute evaporating temp. / (absolute condensing temp. – absolute evaporating temp.)
COP Carnot = 273,15 + te / tc – te
COP Carnot = 273,15 – 6,45 / (46,85 + 6,45)
COP Carnot = 266,7 / 53,3
COP Carnot = 4,985
———————————————————–
COP actual = h1 – h4 / h2 – h1
COP actual = (402,96 – 258,91) / (441,06 – 402,96)
COP actual = 144,05 / 38,1
COP actual = 3,78
———————————————————–
Effisiensi refrigerasi = COP aktual / COP Carnot
Effisiensi refrigerasi = 3,78 / 4,985
Effisiensi refrigerasi = 0,76
———————————————————–
c. Laju refrigerant dalam system
Laju refrigerant dalam system = Kapasitas Pendinginan / Effect refrigerasi
Laju refrigerant dalam system = Qe / qe
Laju refrigerant dalam system = 25 kj/s / 144,05 kj/kg
Laju refrigerant dalam system = 0,17 kg/s
———————————————————–
d. Kerja yang dilakukan oleh Kompresor
kerja kompresor = laju refrigerant x (h2 – h1)
kerja kompresor = 0,17 x (441,06 – 402,96)
kerja kompresor = 0,17 x 38,1
kerja kompresor = 6,477 kj/s
kerja kompresor = 6,447 kW