Rahmat Noval 1* , Nofirman 2
1*,2 Program Studi Pasca Sarjana Teknik mesin, Fakultas Teknik Industri, ISTN
1*,2 Jl. Moh Kahfi II Srengseng Sawah, Jagakarsa, Jakarta Selatan, Indonesia, 12640
*Koresponden Email: rahmatnoval@ymail.com
Abstrak. Kegagalan pada chiller sistem pendingin air sering terjadi, sehingga perlu dilakukan analisis untuk menentukan akar penyebab kerusakan yang terjadi. Tujuan dari analisis ini untuk menentukan akar penyebab. Metode  dalam  penelitian  yang  dilakukan  menggunakan  analisis  regresi.  Dari  hasil  dan  pembahasan  dalam penelitian  diperlukan  pekerjaan  perawatan  untuk  membersihkan  dimana  kondensor  dan  evaporator  serta pemantauan  kebocoran  refrigeran  secara  berkala  membutuhkan  perawatan.  Kapasitas  sentrifugal  Ketika  air dingin keluar dari pendingin 44 °F (6,7°C) dan air dingin keluar dari kondensor 95°F (35°C), kisaran chiller eksisting adalah 80-2400 TR. Sistem membandingkan setiap jenis (TCO-TCI), (TEI-TEO) sub TRC Kw / Ton dan  COP  dan  kegagalan  yang  teridentifikasi  melalui  perhitungan  regresi  1  variabel  pada  parameter  dapat mendiagnosa kegagalan dengan tepat.
Kata Kunci: Chiller, Parameter, Kegagalan, Variabel.
Abstract.  Failures  in  the  water  cooling  system  chiller  often  occur,  so  analysis  is  needed  to  determine  the  root cause  of  the  damage.  The  purpose  of  this  analysis  is  to  determine  the  root  cause.  And  the  research  method conducted using regression analysis. From the results and discussion in the study, maintenance work is needed to  clean  where  the  condenser  and  evaporator,  and  monitoring  of  refrigerant  leaks  periodically  require maintenance. Centrifugal capacity When cold water exits the chiller 44 ° F (6.7 ° C) and cold water exits the 95 ° F (35 ° C) condenser, the range of the existing chiller is 80-2400 TR. The system compares each type (TCO- TCI), (TEI-TEO) sub-TRC kW / Ton, and COP, and the failures identified through the regression calculation of 1 variable on the parameter can diagnose the failure correctly.
Keywords: Chiller, Parameters, Failure, Variable.

## 1. PENDAHULUAN
Sistem  pengkondisian  udara  yang  baik  akan  menghasilkan  udara  segar  yang  akan  memperoleh kenyamanan bagi manusia, mesin, maupun lingkungan yang berada disekitar. Chiller menjadi banyak dijadikan  sebagai  pendingin  di  gedung  komersial  dari  sisi  konsumsi  energi[1].  Dalam  operasional chiller  mampu  mengkonsumsi  listrik  sampai  dengan  40-60%  dari  total  kebutuhan  listrik[1].  Tidak semua  chiller  memiliki  flow  meter  untuk  mengukur  debit  air  di  sisi  kondensor  dan  evaporator, dikarenakan hal ini banyak yang tidak mengetahui karena suatu hal debit air berkurang oleh karena itu diperlukan monitoring kondisi yang terdapat pada chiller.
Dalam pelaksanaan pemeliharaan serta monitoring kinerja sistem pendingin akan memperpanjang umur  dari  chiller[1]. Chiller adalah  mesin  refrigerasi  yang  memiliki  fungsi  utama  mendinginkan  air
Volume 2, Nomor 1, April 2021, hlm 9-16 JTTM: Jurnal Terapan Teknik Mesin p ISSN 2721-5377 | e ISSN  2721-7825

## DIAGNOSIS KEGAGALAN GANDA PADA CHILLER SISTEM PENDINGIN AIR

## DOUBLE FAILURE DIAGNOSIS IN WATER COOLING CHILLER SYSTEM

## DIAGNOSIS KEGAGALAN GANDA PADA CHILLER SISTEM PENDINGIN AIR
pada  sisi  evaporatornya[2].  Sistem  pendingin  terdiri  dari  komponen  kompresor,  evaporator, kondensor,  katup  ekspansi[2],  Adapun  sistem  kompresi  uap  pada  komponen  pendingin  disalurkan menggunakan pipa kapiler untuk mendistribusikan fluida[2]. Dalam klasifikasi pendingin pada chiller ada 2, pendingin absorpsi dan pendingin kompresi[2]. Pada dunia industri efisiensi energi dibutuhkan dalam  penggunaan  pendingin  ruangan,  serta  pendingin  mesin  produksi  yang  memang  dibutuhkan untuk  skala  besar[2].  Pengoperasian,  perawatan  pada  sistem  pendingin  perlu  diperhitungkan  dengan benar. Setiap beban pada sistem pendingin disesuaikan dengan kebutuhan[2],[3],[2].
Alat  pengkondisian  udara  mempunyai  peran  penting  dalam  industri  maupun  gedung  perkantoran, dimana  pengkondisian  udara  ini  menghasilkan  udara  yang  segar  untuk  kenyamanan  pekerja,  alat  kerja maupun  kondisi  lingkungan  kerja[4],[3].  Chiller  menjadi  banyak  dijadikan  sebagai  sumber  konsumsi energi  untuk  gedung  komersial.  Seperti  peralatan  lainnya,  semakin  lama  chiller  bekerja  maka performa  chiller  akan  semakin  menurun.  Performa  yang  ditingkatkan  akan  menghemat  banyak energi.  Salah  satu  cara  untuk  memulihkan  kinerja  dengan  melakukan  tindakan  perawatan  dan pemeliharaan  yang  baik.  Dalam  hal  perawatan  pada  sistem  pendingin  juga  harus  direncanakan[5],[6] pertama, dan kedua, kegagalan yang disebabkan oleh penurunan performa peralatan. Dalam jangka panjang, kegagalan degradasi. Dalam jangka pendek, sulit untuk mengetahui apakah kinerja sistem dalam  kotak  pendingin  mengalami  penurunan,  kinerja  chiller  menurun  atau  beban  pendinginan keluaran chiller menurun. Mengontrol kedua parameter ini untuk operasi pendingin efisien. Alasan kegagalan  penurunan  kinerja  ini  adalah  karena  rendahnya  tingkat  perawatan  dan  pemantauan pendingin. Tindakan pemeliharaan dan pemantauan umur pendingin hingga 50%.
Banyak  kegagalan  dapat  terjadi  pada  chiller  termasuk  sistem  kelistrikan,  instrumentasi, peralatan  tambahan,  dll.  Comstock  telah  melakukan  investigasi  kegagalan  berdasarkan  histori  di beberapa  manufaktur  chiller[5].  Berdasarkan  hasil  investigasi  yang  dilakukan,  kesalahan  yang terjadi dibedakan menjadi dua kategori. Yang pertama adalah "sesar keras". Pada kondisi ini chiller tidak beroperasi dan kehilangan kemampuan dalam mendinginkan air, jenis sesar keras lebih mudah dideteksi[5].  Contoh  kegagalan  serius  adalah  kerusakan  pada  kompresor  yang  menyebabkan refrigerant  di  sistem  habis,  dan  kerusakan  atau  terbakar  pada  motor  penggerak  kompresor. Gangguan  lunak  lebih  sulit  dideteksi  karena  pendingin  masih  berjalan,  tetapi  hanya  akan mengurangi  kinerjanya.  Contoh  kerusakan  lunak  seperti  itu  adalah  hilangnya  refrigeran  secara perlahan dalam waktu yang lama akan mempengaruhi kinerja kondensor.
Dari  beberapa  survei  dilakukan  identifikasi  kegagalan  menjadi  delapan  jenis  kesalahan,  yang secara  serius  akan  mempengaruhi  kinerja  pendingin.Delapan  jenis  kegagalan  ditunjukkan  pada Tabel 1 [7].
Beberapa  hal  mengenai  perbaikan  atau  perawatan  yang  dilakukan  terindikasi  gejala  yang sering terjadi[8].
• Kegagalan mekanis mengacu terhadap kerusakan fisik atau keausan material yang terjadi.
• kegagalan  kelistrikan  mengacu  terhadap  ketersediaan  daya,  motor,  atau  elektronik  didalam lainnya.
• Berkurangnya kapasitas mengacu kepada keluhan konsumen terhadap ketidakmampuan unit menjaga pada kondisi terbaiknya.
• berkurangnya kinerja mengacu terhadap hasil observasi berlebihnya energi yang dibutuhkan agar tercapai pada kondisi terbaiknya.
Perawatan rutin mengacu pada panggilan perawatan sesuai dengan jadwal yang dikeluarkan oleh pabrikan.
Tabel 1. Delapan jenis kegagalan pada chiller[5]. No Jenis Kegagalan 1 Berkurangnya air kondensor 2 Berkurangnya air evaporator 3 Kebocoran refrigeran 4 Refrigerant berlebihan 5 Minyak pelumas berlebihan 6 Fouling pada kondensor 7 Non-Condensable Gas (NCG) 8 Kerusakan katup ekspansi
Tujuan  penggunaan  analisis  regresi, membuat  estimasi  rata-rata  dan  nilai  variabel  tergantung dengan  didasarkan  nilai  variabel  bebas[9].  Untuk  menguji  hipotesis  karakteristik  dependensi  untuk menghitung variabel bebas berdasarkan di luar jangkauan sampel diambil.
Tabel 2. Formulir survei kegagalan. Jenis Unit Alasan diperbaiki Kerusakan yg terjadi  Tindakan yang dilakukan 1  Centrifugal chiller 1  Kegagalan mekanis A  Level sistem 1  Penggantian 2  Screw chiller water cooled 2  Kegagalan kelistrikan 1 Refrigerant tidak dapat dikondensasikan 2  Perbaikan 3  Screw chiller, air colled 3  Berkurangnya kapasitas 2 Refirgerant bocor 3  Pengisian daya ulang 4  Berkurangnya kiner 3 Banyak oli pada evaporator 4  pembersihan 5  Perawatan rutin B  Pelumasan 1 Oil cooler
2 Lube box 3 Pompa oli

## DIAGNOSIS KEGAGALAN GANDA PADA CHILLER SISTEM PENDINGIN AIR
4 Tekanan oli rendah 5 Aliran oli deras C  Control Box Starter D  Screw Compressor 1 Katup screw 2 Sistem kapasitas kontrol 3 Temperatur motor 4 Bearing 5 Burnout motor E  Centrifugal 1 Impeller/Vanes 2 Sistem kapasitas kontrol 3 Temperatur motor 4 Bearing 5 Burnout motor F Pemipaan 1 Aliran cairan 2 Pendinginan motor 3 Perangkat tambahan 4 Pengering filter G  Evaforator 1 Kehilangan aliran air 2 Lain-lain H  Kondensator 1 Kehilangan aliran air 2 Fouling 3 Motor fan
4 Lain-lain
2. METODE
Metode  yang  dipakai  pada  penelitian  ini  adalah library  research  method yaitu  dengan pengambilan  data  melalui  literatur.  Metodologi  penelitian  menjelaskan  tentang  tahapan  –  tahapan pengolahan data serta analisis yang akan dilakukan selama proses analisa kegagalan pada chiller
• Tahapan penelitian
Tahapan  penelitian  tesis  ini  mengikuti diagram alir yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1. sebagai berikut:
a) Merumuskan  masalah  terhadap  penelitian  yang  akan  dibuat,  dimana  kegagalan  pada  chiller berdasarkan analisis Multiple Fault.
b) Pengumpulan  data  yang  dikumpulkan  adalah  data  kegagalan  yang  terjadi  dari  beberapa  pabrikan chiller  serta  data  operasi  kondisi  normal  yang  akan  digunakan  sebagai  pembanding  atau  sebagai acuan.
c) Menganalisis data yaitu data operasi normal unit diolah dalam bentuk dihitung untuk mendapatkan nilai aktual kondisi unit seperti C.O.P, kW/Ton, laju aliran massa refrigeran laju aliran cooler, dan kerja dari cooler.
d) Hasil dari analisa data dibandingkan dengan nilai standar atau nilai desain yang dikeluarkan oleh perusahaan pabrikan unit untuk mengetahui dan menghasilkan kondisi unit.
e) Proses  perbandingan  data  menghasilkan  formulakan  pencegahan  kegagalan  berulang  serta merumuskan perawatan.

## Gambar 1. Alir penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sub bab ini mencakup tentang analisa dan pembahasan seluruh hasil dari penelitian yang mengarah pada tujuan penelitian, maka akan dijelaskan lebih lanjut melalui beberapa tahap. Analisis dilakukan

## DIAGNOSIS KEGAGALAN GANDA PADA CHILLER SISTEM PENDINGIN AIR
dengan  memperhatikan  delapan  jenis  kegagalan.  Terutama  dalam  menguji  kesensitifan  parameter chiller.  Dari  13  parameter  yang  dipergunakan  kemudian  disederhanakan  menjadi  5  parameter, terutama data experimental pendeteksi dan diagnosis kerusakan chiller dikenal dengan istilah Failure Detection and Diagnostic (FDD)[5],[8].
Penambahan tiga jenis parameter lainnya yang mempunyai keterkaitan dengan kegagalan yang disebabkan  oleh  kurangnya  air[5].  Dengan  pengamatan  parameter  operasi  dari  cooler  membuat diagnosis  terjadinya  pengurangan  air  kondensor  lebih  mudah.  Tindakan  yang  dilakukan  adalah pengamatan perbedaan suhu antara inlet dan outlet kondensor (TCO-TCI)[5]. Perbedaan suhu air di kondensor semakin besar dibandingkan dengan TCO-TCI pada kondisi normal[10].
Gambar 2. Debit air kondensor terhadap TCO-TCI.
Kenaikan  TCO–TCI  digunakan  untuk  mendiagnosis  air  kondensor  pada  kegagalan  chiller.  Dari hasil regresi satu variabel TCO–TCI pada analisa kegagalan sebagaimana terlihat pada kurva gambar 3.
Dari  hasil  grafik  pada  gambar  4  penurunan  menunjukan  bahwa chiller tersebut masih  dalam kondisi bisa beroperasi dan tidak ditemukannya hard failure . Berdasarkan analisis dari nilai TEO pada data  FDD  perbandingan  nilai  rata–rata  data  normal  dengan  data  multiple.  Penurunan  di  atas menunjukan bahwa chiller masih dalam kondisi bisa beroperasi dan tidak ditemukannya hard failure . Dari  dua  data  TEO  maupun  data  TCI  dianalisa  kegagalan  lebih  lanjut  dengan  menggunakan  regresi satu variabel yaitu beban pendingin (evaporator ton) maka hasil dari TEI-TEO dapat.
Gambar 4. Pengaruh berkurangnya refrigeran terhadap TRC.
Hukum efisiensi termodinamika II, yang disebut "efisiensi energi", dapat didefinisikan sebagai rasio  kerja  minimum  terhadap  masukan  kerja  aktual.  Pada  suhu  kondensasi  konstan,  efisiensi penguapan  meningkat,  dan  dalam  kondisi  konstan  menurunkan  suhu  kondensasi  efisiensi  energi akan  meningkat.  Kehilangan  eksergi  pada  kondensor  meningkat,  dan  kehilangan  eksergi  pada evaporator  menurun dengan  meningkatnya suhu  evaporator.  Semakin tinggi  perbedaan suhu antara kondensor  dan  komponen  evaporator,  semakin  besar  pula  hilangnya  insting.  Pada  saat  yang  sama, jumlah  hilangnya  insting  di  kondensor  akan  meningkat  untuk  mengkompensasi  penurunan persentase hilangnya insting di evaporator. Perlu dicatat bahwa peningkatan kehilangan eksergi pada kondensor  tidak  akan  menurunkan  kehilangan  eksergi  pada  evaporator,  karena  kehilangan  eksergi komponen lain juga akan meningkat.

## 4. SIMPULAN
Kandungan  nitrogen  pada  refrigerant  akan  mengakibatkan  naiknya  konsumsi  refrigerant.  Dari hasil  pada  gambar  grafik  kW/Ton  bisa  kita  analisa  juga  untuk  mengetahui  prestasi  dari  kemampuan chiller. COP meningkat seiring dengan terjadinya kegagalan ganda begitu juga jika di lihat dari hasil regresi  satu  variabel  COP  yang  dapat  digunakan  untuk  analisa  kegagalan.  Efisiensi  dari  isentropic kinerja kompresor 85%.

## DIAGNOSIS KEGAGALAN GANDA PADA CHILLER SISTEM PENDINGIN AIR

## REFERENSI
[1] T. B. G. Egziabher and S. Edwards, “ 済無 No Title No Title,” Africa’s potential Ecol. Intensif. Agric. , vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2013.
[2] E. K. Andri Reynaldi, “Analisis Efisiensi Kerja Chiller Pada Mesin Ekstruder Di PT. Arteria Daya Mulia Cirebon,” Int. Res. Work. Natl. Semin. , vol. 45418, no. 103, p. 459, 2019.
[3] A. Nugroho, “Analisa Kinerja Refrigerasi Water Chiller Pada Pt Gmf Aeroasia,” J. Tek. Mesin , vol. 4, no. 1, p. 26, 2015, doi: 10.22441/jtm.v4i1.1020.
[4] I. Taukhid, D. Daniel, and B. R. S., “Analisis Kerja Sistem Refrigerasi Meja Penjaja Ikan,” J. Kelaut. Nas. , vol. 9, no. 3, p. 121, 2014, doi: 10.15578/jkn.v9i3.6208.
[5] N. Firdaus, B. Teguh Prasetyo, Y. Rasyid, and M. Hidayatullah, “Diagnosis Kegagalan Chiller Menggunakan Analisis Parameter Operasi,” Maj. Ilm. Pengkaj. Ind. , vol. 12, no. 2, pp. 67–78, 2018, doi: 10.29122/mipi.v12i2.2954.
[6] A. Aziz, H. Syahputra, R. Mainil, and A. Mainil, “Performansi Mesin Pendingin Tipe Chiller untuk Cold Storage dan Indoor Menggunakan Ethylene Glycol Coolant,” Mechanical ,  vol.  6, no. 2, pp. 71–77, 2015, doi: 10.23960/mech.v6.i2.201510.
[7] F. Savira and Y. Suharsono, “ANALISIS EKSERGI PENGGUNAAN REFRIGERAN PADA SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP,” J. Chem. Inf. Model. , vol. 01, no. 01, pp. 1689– 1699, 2013.
[8] A. A. K. W. Putra, I. W. Sutarsa, I. W. Widiantara, A. A. K. W. Putra, I. W. Sutarsa, and I. W. W.  Vol,  “Pengujian  Performansi  pada  Simulator  AC  Water  Chiller  dengan  Multiple  Chilled Water ISSN 2655 4887 ( Print ), ISSN 2655 1624 ( Online ) ISSN 2655 4887 ( Print ), ISSN 2655 1624 ( Online ),” vol. 2, no. 3, pp. 1–10, 2020.
[9] D.  P.  Mishra  and  J.  Min,  “Analyzing  the  Relationship  between  Dependent  and  Independent Variables  in  Marketing:  A  Comparison  of  Multiple  Regression  with  Path  Analysis,” SSRN Electron. J. , no. September 2010, 2013, doi: 10.2139/ssrn.2259524.
[10] H.  P.  Huynh,  H.  Z.  Kyaw,  K.  Kariya,  and  A.  Miyara,  “Experimental  Study  on  Thermal Performance  of  Loop  Heat  Pipe  with  Flat-Rectangular  Evaporator  Under  Gravity  Assisted Condition,” EPI Int. J. Eng. , vol. 1, no. 2, pp. 40–46, 2018, doi: 10.25042/epi-ije.082018.06.