kajian penanda aras kecekapan sistem bagi sistem penyaman udara

KAJIAN TENAGA

KJ 7/2010

KAJIAN PENANDA ARAS KECEKAPAN SISTEM BAGI SISTEM PENYAMAN UDARA

Seksyen Pembangunan Kepakaran Cawangan Kejuruteraan Mekanikal

Ibu Pejabat JKR Malaysia

UN

ITK

EC

EK

APA

NTE

NA

GA

DA

NTE

NA

GA

LES

TAR

I

ID CKM.BPK.EE/KJ/10/07

VERSI 00

TARIKH

KANDUNGAN

Bil Kandungan Muka Singkatan i Ringkasan 1

1.0 Pengenalan 3 2.0 Objektif 3 3.0 Skop kajian 4 4.0 Methodologi 4 5.0 Proses kajian 5 6.0 Perbincangan & penganalisaan data 7

6.1 Water cooled chiller 7

6.2 Water cooled package 10

6.3 Air cooled chiller 12

6.4 Air cooled package 14

6.5 Perbandingan antara sistem 16

7.0 Kesimpulan 18

SINGKATAN

ACPU : Air Cooled Package Unit

ACCH : Air Cooled Chiller

WCPU : Water Cooled Package Unit

WCCH : Water Cooled Chiller

COP : Coefficient of Performance

WPK : Wisma Persekutuan Kuantan

JKMPP : Jabatan Kimia Malaysia Pulau Pinang

WPAB : Wisma Persekutuan Anak Bukit

BPPP : Bangunan Persekutuan Pulau Pinang

BPT : Bangunan Persekutuan Temerloh

WPT : Wisma Persekutuan Taiping

KBP : Kompleks Bukit Perdana

BPG : Bangunan Persekutuan Grik

BPSM : Bangunan Persekutuan Seri Manjung

MSWPKL : Mahkamah Syariah Wilayah Persekutuan Kuala Lumpur

WPKangar : Wisma Persekutuan Kangar

CT : Cooling Tower

CWP : Condenser Water Pump

CHWP : Chilled Water Pump

AHU : Air Handling Unit

Comp : Compressor

i

Kajian Penanda Aras Kecekapan Sistem 1 Bagi Sistem Penyaman Udara

KAJIAN PENANDA ARAS KECEKAPAN SISTEM BAGI SISTEM PENYAMAN UDARA

Unit Kecekapan Tenaga dan Tenaga Diperbaharui

Bahagian Pembangunan Kepakaran Cawangan Kejuruteraan Mekanikal

Jabatan Kerja Raya Disember 2010

RINGKASAN Kajian penanda aras prestasi sistem penyaman udara telah dilakukan ke atas beberapa

jenis sistem penyaman udara iaitu sistem penyaman udara air cooled package (ACPU),

air cooled chiller (ACCH), water cooled package (WCPU) dan water cooled chiller

(WCCH). Kajian dilakukan untuk mengenalpasti Coefficient of Performance (COP) bagi

setiap jenis sistem dan peralatan berkenaan yang terdapat di bangunan kerajaan.

Sampel data-data kajian diperolehi daripada bangunan-bangunan berikut seperti Wisma

Persekutuan Kuantan, Wisma Persekutuan Anak Bukit, Bangunan Persekutuan Pulau

Pinang, Bangunan Persekutuan Temerloh, Wisma Persekutuan Taiping, Bangunan

Persekutuan Grik, Bangunan Persekutuan Seri Manjung, Wisma Persekutuan Kangar,

Jabatan Kimia Malaysia Pulau Pinang, Mahkamah Syariah WPKL dan Kompleks Bukit

Perdana.

Melalui penganalisaan data kajian, purata COP bagi sistem penyaman udara adalah

seperti berikut:

Jadual 1: Purata COP dan COP minimum MS1525:2007 sistem penyaman udara

ACPU ACCH WCPU WCCH Purata kecekapan sistem penyaman udara COP

2.7 2.7 3.7 5.4

COP minimum MS1525:2007 2.7 2.7 3.6 5.2

Kapasiti minimum kWr < 19 105 < x < 530 > 35 > 1060

Purata COP bagi setiap jenis sistem penyaman udara yang dianalisa adalah mematuhi

paras minimum yang ditetapkan oleh MS1525:2007 “Code of Practice on Energy

Efficiency and Use of Renewable Energy for non-Residential Buildings”. Sistem

penyaman udara water cooled chiller mempunyai COP yang terbaik berbanding sistem

lain iaitu 5.4 seperti yang dinyatakan dalam Jadual 1. Penilaian ini dilakukan ke atas

sistem-sistem penyaman udara yang mempunyai kapasiti kurang 19 kWr bagi ACPU,


melebihi 35 kWr bagi WCPU, melebihi 1060 kWr bagi WCCH dan kapasiti dalam julat

105 kWr hingga 530 kWr bagi ACCH.

Jadual 2 menunjukkan purata kecekapan sistem penyaman udara mengikut fungsi

komponen berkenaan. Bagi penyediaan cooling, sistem WCCH mempunyai kecekapan

paling baik iaitu 0.78 kW/RT.

Jadual 2: Purata kecekapan sistem penyaman udara mengikut bahagian

ACPU ACCH WCPU WCCH Cooling kW/RT 1.11 1.19 0.81 0.78 Heat Rejection kW/RT 0.08 0.26 0.17 0.10 Airside kW/RT 0.08 0.34 0.17 0.31

Sementara itu, kecekapan pengudaraan bagi sistem ACPU adalah yang paling cekap

iaitu 0.08 kW/RT. Manakala untuk fungsi heat rejection, sistem ACCH mempunyai

kecekapan yang paling baik iaitu 0.26 kW/RT. Komponen heat rejection mempunyai

kecekapan yang lebih tinggi melalui perbandingan dalam Jadual 2 berbanding fungsi

lain iaitu pengudaraan dan penyediaan penyejukan.

Secara keseluruhannya, sistem penyaman udara WCPU mempunyai kecekapan sistem

yang paling baik iaitu 1.15 kW/RT, diikuti dengan sistem WCCH iaitu 1.19 kW/RT, 1.27 kW/RT bagi sistem ACPU dan 1.79 kW/RT bagi sistem ACCH. Kecekapan ini

dipengaruhi oleh reaksi operasi sistem penyaman udara terhadap elemen rekabentuk

sistem-sistem tersebut seperti penentuan kapasiti sistem, pemilihan komponen

penyaman udara, konsep rekabentuk dan sebagainya.


1.0 PENGENALAN Di anggarkan kira – kira 60% hingga 70% penggunaan tenaga bagi sesebuah bangunan

adalah melalui sistem penyaman udara. Sistem penyaman udara adalah yang terpenting

bagi bangunan di Malaysia memandangkan cuaca di negara ini yang hanya mempunyai

suhu dan kelembapan yang tinggi sepanjang tahun. Oleh itu, penggunaan tenaga bagi

sistem penyaman udara dalam sesebuah bangunan akan memberi implikasi yang besar

ke atas penggunaan tenaga keseluruhan bangunan.

Kecekapan sistem penyaman udara (coefficient of performance – COP) adalah

merupakan parameter yang penting bagi menentukan jumlah penggunaan tenaga bagi

sesuatu bangunan. COP sistem penyaman udara ialah nisbah penyejukkan (cooling)

yang dihasilkan oleh sistem penyaman udara tersebut kepada jumlah kuasa elektrik

(input power) yang diperlukan oleh setiap komponen sistem penyaman udara itu bagi

menghasilkan kadar penyejukkan tersebut. COP yang tinggi membawa maksud

kecekapan sistem penyaman udara tersebut adalah lebih baik manakala COP yang

rendah membawa maksud sebaliknya.

Selain daripada itu, kajian ini juga merangkumi kepada penilaian kecekapan komponen

dan sistem penyaman udara (kW/RT) untuk dibuat perbandingan antara sistem-sistem

berkenaan. Aspek rekabentuk yang mempengaruhi kecekapan sistem dan komponen

penyaman udara juga dinilai untuk menentukan signifikan rekabentuk tersebut ke atas

kecekapan penyaman udara.

Dalam kajian ini, penelitian ke atas parameter tersebut (COP dan kW/RT) akan dinilai

bagi sistem penyaman udara untuk menentukan nilai penanda aras bagi kecekapan

sesuatu jenis sistem penyaman udara. Ia juga akan menerangkan secara kuantitatif

mengenai kecekapan tenaga bagi setiap jenis sistem penyaman udara.

2.0 OBJEKTIF Di antara objektif kajian ini ialah:

1. Mengenalpasti nilai COP bagi pelbagai jenis sistem penyaman udara untuk

menentukan nilai penanda aras.

2. Mengenalpasti nilai kecekapan kW/RT bagi pelbagai jenis sistem penyaman


udara untuk menentukan nilai penanda aras.

3.0 SKOP KAJIAN Kajian ini tertumpu kepada penentuan nilai kecekapan pengoperasian setiap sistem

penyaman udara secara kuantitatif. Prestasi kecekapan bagi sesuatu sistem penyaman

udara dapat dikenalpasti menerusi COP dan nilai kW/RT bagi komponen penyaman

udara.

Dalam kajian ini, penentuan nilai kecekapan prestasi sistem penyaman udara

difokuskan kepada beberapa sistem penyaman udara yang biasa digunakan di

bangunan-bangunan kerajaan. Sistem penyaman udara yang akan diberi perhatian

dalam kajian ini adalah dinyatakan seperti berikut:

i. Air Cooled Package Unit

ii. Water Cooled Package Unit

iii. Air Cooled Chiller

iv. Water Cooled Chiller

Bagi setiap sistem di atas, kajian ini hanya melibatkan penggunaan sistem penyaman

udara statik di mana ia tertumpu kepada penggunaan sistem Constant Air Volume dan

Constant Speed Chilled Water Pump. Kedua-dua sistem ini beroperasi secara tetap dan

tidak beroperasi mengikut keperluan semasa (current demand based).

4.0 METHODOLOGY

Kajian ini akan menggunakan kaedah sampling dalam pengambilan dan pemprosesan

data sebelum nilai COP dan kW/RT dapat ditentukan. Kaedah sampling ini akan

menjadikan data yang diperolehi lebih tepat dalam membuat penanda aras bagi setiap

sistem penyaman udara yang terlibat. Sebanyak 6 buah sistem penyaman udara jenis

WCPU dan WCCH, 2 buah sistem untuk penyaman udara jenis ACCH dan sebuah

sistem penyaman udara ACPU akan diperiksa dan diambil data untuk dibuat penilaian.

Oleh itu, cadangan jumlah keseluruhan sebanyak 15 unit sistem penyaman udara akan

terlibat dalam kajian ini untuk menentukan nilai COP dan kW/RT penanda aras bagi

sistem penyaman udara tersebut. Pengambilan data secara terperinci bagi setiap


komponen sistem penyaman udara akan dilakukan secara field measurement samada

melalui kaedah logging ataupun pengambilan bacaan secara manual dilakukan

sebanyak 3 hari bagi setiap bangunan.

Bagi parameter yang terlibat, data akan diambil setiap jam seperti suhu oncoil dan offcoil,

kadar aliran udara, penggunaan kuasa dan sebagainya untuk membuat penilaian

kecekapan prestasi COP dan kW/RT. Bacaan ini akan diambil mengikut jam dan nilai

kecekapan tersebut ditentukan secara purata keseluruhan nilai tersebut.

Formula :-

Coefficient of Performance (COP) = Refrigeration load (kWr) Electrical power input to the system (kWe)

Efficiency kW/RT = Electrical input (kW)

Refrigeration load (RT)

5.0 PROSES KAJIAN

Kajian ini akan melibatkan beberapa proses dalam mengenalpasti nilai COP dan nilai

kW/RT komponen untuk menentukan penanda aras bagi pelbagai jenis sistem

penyaman udara. Proses–proses kerja ini dapat dirumuskan seperti dalam Carta 1.

Kajian ini dimulai dengan proses penyediaan pelan kajian. Skop kerja dan proses kerja

kajian ditentukan bagi menepati kehendak objektif. Kemudian, penyenaraian pendek

bangunan dan sistem penyaman udara dikenalpasti dalam menentukan penanda aras

bagi setiap sistem penyaman udara untuk memastikan kajian meliputi pelbagai keadaan.

Kerja–kerja pengumpulan data dimulakan dengan mendapatkan desktop data bagi

sistem penyaman udara untuk bangunan–bangunan yang terlibat. Pengambilan data

terperinci dilakukan dengan memeriksa setiap komponen sistem penyaman udara dan

cara kawalan pengoperasian sistem tersebut. Data–data yang diperolehi kemudiannya

diproses untuk dibuat penganalisaan bagi menentukan ketepatan data sebelum

penilaian kecekapan sistem penyaman udara tersebut ditentukan. Penanda aras bagi

setiap sistem penyaman udara hanya akan ditentukan apabila kecekapan setiap sistem

tersebut telah dikenalpasti.


Kajian ini akan dirumuskan dengan menyatakan kecekapan setiap sistem penyaman

udara melalui nilai COP dan kW/RT komponen serta penanda aras kecekapan bagi

setiap sistem penyaman udara sebelum sistem tersebut direkabentuk.

Carta 1: Carta alir proses kerja kajian penanda aras kecekapan sistem bagi sistem

penyaman udara

Penyediaan pelan kajian (perancangan kerja, objektif, proses

dan skop kajian)

Penyenaraian pendek sistem penyaman udara dan bangunan

Pengumpulan desktop data dan pengambilan data terperinci

Pemprosesan dan penganalisaan data

Kesimpulan dan laporan kajian (output : Sistem COP & kW/RT &

penanda aras)


6.0 PERBINCANGAN & PENGANALISAAN DATA Pengumpulan data bagi setiap sistem penyaman udara dilakukan dengan mengambil

bacaan penggunaan kuasa dan tenaga bagi setiap komponen berkenaan. Selain itu,

pengumpulan data thermal turut direkodkan bagi menentukan beban penyejukan yang

dihasilkan melalui pengambilan bacaan suhu oncoil dan offcoil serta kadar aliran udara

pada unit tersebut.

Pengiraan kecekapan (COP dan kW/RT) dilakukan melalui data-data berkenaan dan

keputusan bagi pengiraan tersebut dinyatakan di bawah dengan diklasifikasikan

mengikut sistem penyaman udara berkenaan.

6.1 Water Cooled Chiller

Dalam sistem ini, enam (6) buah sistem terlibat untuk dinilai bagi mendapatkan data

yang diperlukan seterusnya membuat penilaian ke atas kecekapan sistem-sistem

berkenaan. Sistem-sistem ini mempunyai kapasiti yang berbeza dengan kesemuanya

melebihi 300 RT.

Coefficient of Performance

Melalui pengiraan data yang direkodkan, Graf 1 menunjukkan COP bagi chiller ke atas

enam (6) buah sistem yang terlibat.

Coefficient of Performance (COP)

6.1

4.0

5.6 5.95.2 5.3

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

WPK JKMPP WPAB Blok F BPPP BPT

Bangunan

Coef

ficie

nt o

f Per

form

ance

(C

OP

)

Graf 1: Coefficient of Performance bagi sistem Water Cooled Chiller


Bacaan COP yang dicatatkan oleh sistem penyaman udara yang dipasang di bangunan

JKMPP adalah yang terendah iaitu 4.0. Bacaan ini tidak melepasi had minimum yang

dicadangkan oleh MS1525:2007 “Code of Practice on Energy Efficiency and Use of

Renewable Energy for non-Residential Buildings” iaitu 5.2. Walaubagaimanapun,

bacaan COP bagi sistem-sistem lain adalah melebihi had minimum berkenaan.

Sistem WCCH di bangunan WPK mencatatkan COP yang terbaik dengan nilai 6.1

melebihi kecekapan purata keseluruhan iaitu 5.4. COP yang tinggi adalah disebabkan

oleh chiller berkenaan beroperasi pada beban yang menghampiri kapasiti chiller

tersebut (full load). Perkara ini mengakibatkan chiller berkenaan menjadi lebih efisien

apabila beroperasi pada beban yang tinggi dan hanya memerlukan input kuasa elektrik

yang rendah untuk menghasilkan penyejukan tersebut.

Kecekapan Sistem & Komponen

Kecekapan bagi setiap komponen yang terlibat dalam sistem penyaman udara WCCH

dinyatakan seperti dalam graf di bawah.

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

kW/RT

WPK JKMPP WPAB Blok F BPPP BPT

Bangunan

Kecekapan Komponen Sistem Penyaman Udara WCCH

AHUCTCWPCHWPChiller

Graf 2: Kecekapan komponen sistem penyaman udara WCCH

Graf menunjukkan sistem penyaman udara bangunan Blok F adalah yang paling efisien

berbanding sistem lain dengan kecekapan sistem ialah 0.97kW/RT diikuti dengan

bangunan WPK iaitu 0.98kW/RT. Kecekapan sistem penyaman udara yang dipasang di

JKMPP paling kurang efisien iaitu 1.74kW/RT. Ringkasan kecekapan mengikut

komponen adalah seperti berikut.


Chiller : 0.58kW/RT – 0.88kW/RT AHU : 0.21kW/RT – 0.51kW/RT

CHWP : 0.06kW/RT – 0.20kW/RT

CWP : 0.06kW/RT – 0.10kW/RT

Cooling tower : 0.01kW/RT – 0.05kW/RT

Purata Kecekapan Komponen Sistem Penyaman Udara WCCH

0.67

0.110.07

0.03

0.31ChillerCHWPCWPCTAHU

Unit: kW/RT

Graf 3: Purata kecekapan komponen sistem penyaman udara WCCH

Purata kecekapan komponen sistem penyaman udara WCCH dinyatakan seperti Graf 3.

Purata kecekapan keseluruhan bagi sistem ini ialah 1.19kW/RT.

Pemerhatian menunjukkan bahawa kecekapan komponen chiller adalah bergantung

kepada operasi beban ke atas compressor berkenaan. Pengoperasian pada peratus

beban yang tinggi akan menjadikan sesebuah chiller itu lebih efisien berbanding ianya

beroperasi pada peratus yang rendah. Sementara itu, kecekapan AHU adalah

bergantung kepada kadar pengedaran udara dan tekanan statik (static pressure) yang

diperlukan untuk mengatasi friction dalam duct. Penggunaan saiz duct yang mempunyai

aspect ratio 1:1 boleh mengurangkan friction loss dan edaran kadar pengedaran udara

mengikut keperluan (variable air volume) mampu untuk meningkatkan kecekapan sistem

berkenaan. Selain itu, kecekapan bagi CHWP dan CWP adalah bergantung kepada

kadar aliran chilled dan condenser water dan rintangan statik bagi kedua-dua pam

berkenaan. Diameter paip yang lebih besar, pengurangan penggunaan joints, fitting dan

bend yang tidak diperlukan serta pengaliran chilled water mengikut keperluan boleh

meningkatkan kecekapan sistem berkenaan.


6.2 Water Cooled Package

Sebanyak enam (6) buah sistem penyaman udara diperiksa untuk mendapatkan data-

data tertentu bagi menilai kecekapan komponen dan sistem penyaman udara WCPU.

Kapasiti setiap unit sistem ini adalah melebihi 10RT dengan had COP minimum yang

ditetapkan oleh MS1525:2007 ialah 3.6.


COP bagi sistem penyaman udara WCPU adalah seperti graf di bawah.

Graf 4: Coefficient of Performance bagi sistem water cooled package

Bangunan BGSM mempunyai COP yang paling tinggi iaitu 4.3, manakala COP terendah

iaitu 2.7 dicatatkan oleh bangunan Blok B, IPJKR. Prestasi penyaman udara di Blok B,

IPJKR tidak mencapai had minimum yang ditetapkan oleh MS1525:2007.


Kecekapan bagi komponen dan sistem penyaman udara WCPU dinyatakan seperti Graf

5. Bangunan WPT mempunyai kecekapan sistem penyaman udara WCPU yang paling

baik iaitu 0.93kW/RT manakala bangunan Blok B, IPJKR mempunyai kecekapan sistem

yang paling rendah iaitu 1.41kW/RT. Ringkasan kecekapan mengikut komponen adalah

seperti berikut.

Coefficient of Performance (COP)

4.13.7 3.8

2.7

3.6

4.3

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0

WPT KBP KBP1 Blok B BPG BGSM

Bangunan

Coe

ffici

ent o

f Per

form

ance

, C

OP

Minimum COP 3.6


Compressor : 0.64kW/RT – 1.02kW/RT Blower fan : 0.12kW/RT – 0.29kW/RT

CWP : 0.05kW/RT – 0.21kW/RT

Cooling tower : 0.01kW/RT – 0.05kW/RT

0.000.200.400.600.801.001.201.401.60

kW/R

T

WPT KBP KBP1 Blok B BPG BGSM

Bangunan

Kecekapan Komponen Sistem Penyaman Udara WCPU

CT

Condenser

Blower

Comp

Graf 5: Kecekapan komponen sistem penyaman udara WCPU

Kecekapan sistem penyaman udara bagi bangunan Blok B adalah rendah disebabkan

oleh ketidakcekapan komponen compressor dan blower fan seperti yang dinyatakan

dalam graf. Kecekapan compressor adalah rendah berbanding bangunan lain iaitu

1.02kW/RT. Ketidakcekapan berlaku disebabkan oleh compressor ini tidak mempunyai

kadar penyingkiran haba yang baik dan ianya dapat diperhatikan pada penggunaan

kuasa oleh condenser water pump yang terlalu rendah berbanding sistem-sistem yang

terdapat di bangunan lain. Kadar aliran condenser water tidak mencukupi membuatkan

compressor tidak dapat membebaskan haba dengan baik seterusnya meningkatkan

penggunaan kuasa dan menjadikannya kurang efisien. Selain daripada itu, kecekapan

blower fan menjadi rendah disebabkan oleh keperluan fan berkenaan untuk mengatasi

static pressure yang tinggi bagi mengedarkan udara ke tempat yang terlalu jauh

disamping mempunyai ketinggian yang berbeza.

Purata kecekapan komponen sistem penyaman udara WCPU dinyatakan seperti Graf 6.

Purata kecekapan keseluruhan bagi sistem ini ialah 1.14kW/RT. Komponen compressor


mencatatkan kecekapan yang paling rendah iaitu 0.81kW/RT manakala cooling tower

mencatatkan kecekapan yang paling tinggi iaitu 0.04kW/RT.

Graf 6: Purata kecekapan komponen system penyaman udara WCPU

6.3 Air Cooled Chiller

Dua (2) buah sistem penyaman udara air cooled chiller diperiksa bagi mendapatkan nilai

COP untuk sistem berkenaan. Penggunaannya yang tidak banyak membuatkan jumlah

sample ujian ke atas sistem ini adalah terhad. Pemeriksaan ini dilakukan ke atas sistem

penyaman udara yang mempunyai kapasiti sistem yang berbeza namun kedua-duanya

mempunyai kapasiti yang tidak melebihi 150RT. Had minimum COP yang ditetapkan

oleh MS1525:2007 bagi sistem ini ialah 2.7.


COP yang dicatatkan oleh kedua-dua sistem ini diringkaskan dalam graf di bawah.

Purata Kecekapan Komponen Penyaman Udara WCPU

0.81

0.17

0.13 0.04Comp

Blower

CondenserCT

Unit: kW/RT


Coefficient of Performance (COP) for ACCH

2.8

2.5

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

MSWPKL WPKangar

Bangunan

Coe

ffici

ent o

f Per

form

ance

Minimum COP 2.7

Graf 7: Coefficient of Performance bagi sistem ACCH

Graf di atas menunjukkan COP yang dicatatkan oleh bangunan MSWPKL ialah 2.8

manakala COP bagi bangunan WPKangar ialah 2.5. COP yang dicatatkan oleh

bangunan WPKangar adalah rendah dan tidak mematuhi had minimum yang

dicadangkan oleh MS1525:2007 untuk kapasiti berkenaan.


Kecekapan komponen dan sistem penyaman udara ACCH ditunjukkan dalam graf di

bawah.

0

0.5

1

1.5

2

kW/RT

MSWPKL WPKangar

Bangunan

Kecekapan Komponen Penyaman Udara ACCH

AHUPumpCondenserComp

Graf 8: Kecekapan komponen penyaman udara ACCH


Kecekapan keseluruhan sistem yang dipasang di bangunan MSWPKL ialah 1.76kW/RT

manakala 1.80kW/RT bagi bangunan WPKangar. Ringkasan kecekapan mengikut

komponen adalah seperti berikut.

Compressor : 1.04kW/RT – 1.09W/RT AHU : 0.25kW/RT – 0.42kW/RT

Condenser fan : 0.22kW/RT – 0.29kW/RT

CHWP : 0.08kW/RT – 0.17kW/RT

Walaupun komponen yang digunakan dalam sistem ini adalah sedikit berbanding sistem

lain namun, penggunaan kuasa oleh sistem ini adalah tinggi disebabkan oleh

ketidakcekapan komponen-komponen berkenaan.

Graf 9: Purata kecekapan komponen penyaman udara ACCH

Graf 9 menunjukkan purata kecekapan komponen penyaman udara bagi sistem

penyaman udara ACCH. Komponen compressor mempunyai purata kecekapan yang

paling rendah iaitu 1.07kW/RT, manakala CHWP mempunyai kecekapan komponen

yang paling tinggi iaitu 0.13kW/RT. Purata kecekapan keseluruhan sistem ialah

1.78kW/RT.

6.4 Air Cooled Package

Dalam sistem ini, satu (1) unit sistem penyaman udara air cooled package dinilai untuk

menentukan COP dan kecekapan komponen bagi sistem berkenaan. Sistem ini

Purata Kecekapan Komponen Penyaman Udara ACCH

1.070.26

0.13

0.34Comp

Condenser

Pump

AHU

Unit : kW/RT


mempunyai kapasiti 12RT dan had COP minimum yang ditetapkan oleh MS1525:2007

ialah 2.5.


Pemeriksaan menunjukkan nilai COP yang diperolehi bagi sistem berkenaan ialah 2.7.

Coefficient of Performance ACPU

2.7

00.5

11.5

22.5

3

KBP

Bangunan

Coe

ffici

ent o

f Pe

rfor

man

ce C

OP

Minimum COP 2.5

Graf 10: Coefficient of Performance bagi sistem ACPU

Nilai COP yang dicatatkan adalah mematuhi had minimum yang ditetapkan oleh

MS1525:2007.


Kecekapan komponen dan sistem penyaman udara ACPU dinyatakan seperti dalam

Graf 11.

11.051.1

1.151.2

1.251.3

kW/RT

KBP

Bangunan

Kecekapan Komponen Penyaman Udara ACPU

BlowerCondenserComp

Graf 11: Kecekapan komponen penyaman udara ACPU


Kecekapan komponen compressor bagi sistem ini ialah 1.11kW/RT, 0.08kW/RT bagi

condenser fan dan blower fan setiap satu. Kecekapan keseluruhan sistem yang

diperiksa ini ialah 1.27kW/RT.

6.5 Perbandingan antara Sistem

Purata COP bagi setiap sistem penyaman udara yang dinilai diringkaskan seperti dalam

graf di bawah.

Purata Coefficient of Performance Sistem Penyaman Udara

2.7 2.7

3.7

5.4

0.01.02.03.0

4.05.06.0

ACPU ACCH WCPU WCCH

Sistem

Coe

ffici

ent o

f Per

form

ance

C

OP 5.2

3.6 2.7 2.7

Graf 12: Purata Coefficient of Performance bagi setiap sistem penyaman udara

Graf 12 menunjukkan setiap jenis sistem penyaman udara mempunyai purata COP yang

melebihi nilai minimum yang ditetapkan oleh MS1525:2007 “Code of Practice on Energy

Efficiency and Use of Renewable Energy for non-Residential Buildings”. Sistem

penyaman udara water cooled chiller mempunyai COP yang paling baik iaitu 5.4,

manakala water cooled package unit mempunyai nilai COP iaitu 3.7. Nilai purata COP

yang dicatatkan oleh kedua-dua sistem air cooled package unit dan air cooled chiller

mempunyai nilai yang sama iaitu 2.7. Sistem yang menggunakan elemen air bagi tujuan

penyingkiran haba mempunyai nilai COP yang lebih baik berbanding sistem yang

menggunakan condenser fan. Ia berlaku disebakan oleh sifat air yang mempunyai kadar

penyimpan haba (heat holding capacity) yang tinggi disamping mempunyai kadar

pemindahan haba yang lebih baik (convection).


Sementara itu, kecekapan komponen setiap sistem penyaman udara dinyatakan dalam

Graf 13. Graf ini dikategorikan kepada 3 bahagian bagi setiap sistem yang diperiksa iaitu

Cooling, Heat Rejection dan Airside. Bahagian Cooling hanya melibatkan kecekapan

komponen compressor dan chilled water pump, manakala bahagian Heat Rejection

adalah merangkumi komponen cooling tower condenser fan dan condenser water pump.

Bahagian Airside melibatkan kecekapan komponen bagi blower fan.

0.81

0.170.17

0.78

0.1

0.31

1.19

0.26

0.34

1.11

0.080.08

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

kW/RT

WCPU WCCH ACCH ACPU

Bangunan

Purata Kecekapan Komponen Penyaman Udara

Airside

Heat Rejection

Cooling

Graf 13: Purata kecekapan komponen penyaman udara

Kecekapan Cooling terbaik adalah menerusi sistem water cooled chiller dimana ia

mempunyai kecekapan 0.78kW/RT, diikuti dengan sistem water cooled package unit

iaitu 0.81kW/RT. Sistem air cooled chiller dan air cooled package unit mempunyai

kecekapan yang rendah iaitu 1.19kW/RT dan 1.11kW/RT.

Bagi bahagian Heat Rejection, sistem ACPU mencatatkan kecekapan yang paling baik

iaitu 0.08kW/RT. Manakala, sistem water cooled chiller mencatatkan kecekapan

komponen iaitu 0.10kW/RT, kecekapan komponen bagi sistem water cooled package

unit ialah 0.17kW/RT dan kecekapan bagi sistem air cooled chiller adalah yang terendah

iaitu 0.26kW/RT.

Graf di atas juga menunjukkan bahawa sistem air cooled package unit mempunyai

kecekapan yang lebih baik dalam bahagian Airside iaitu 0.08kW/RT. Ini diikuti dengan


sistem water cooled package iaitu dengan kecekapan 0.17kW/RT, 0.31kW/RT bagi

sistem water cooled chiller dan 0.34kW/RT bagi sistem air cooled chiller.

Melalui perbandingan keseluruhan, dapat diperhatikan bahawa sistem yang

menggunakan elemen air sebagai heat rejection mempunyai kecekapan cooling yang

lebih baik berbanding penggunaan condenser fan. Perbezaan kecekapan yang ketara

sehingga 34% diperolehi pada bahagian cooling sekiranya kaedah penggunaan elemen

air sebagai medium untuk heat rejection digunapakai.

Sementara itu, perbandingan antara sistem air cooled dan water cooled juga

menunjukkan terdapatnya perbezaan kecekapan pada bahagian heat rejection.

Kecekapan yang rendah bagi komponen condenser fan pada sistem ACCH iaitu

sehingga 0.26kW/RT membuatkan ianya menggunakan lebih banyak tenaga berbanding

sistem water cooled dimana ianya menggunakan lebih banyak komponen pada

bahagian heat rejection dengan penggunaan condenser water pump. Graf menunjukkan

perbezaan kecekapan pada bahagian heat rejection bagi sistem ACCH adalah lebih

rendah sehingga 35% berbanding dengan sistem water cooled berkenaan.

Dalam bahagian airside, kecekapan sistem WCCH dan ACCH adalah rendah

berbanding sistem WCPU dan ACPU. Sistem package unit mempunyai kecekapan di

antara 0.08kW/RT hingga 0.17kW/RT, manakala sistem WCCH dan ACCH mempunyai

kecekapan 0.31kW/RT dan 0.34kW/RT. Perbezaan kecekapan sehingga 76% bagi

kedua-dua sistem disebabkan oleh sistem chiller kebiasaannya direkabentuk untuk

mempunyai banyak AHU berbanding sistem package unit. Oleh itu, penggunaan kuasa

yang banyak oleh blower fan untuk satu sistem berkenaan memjadikan kecekapan

airside bagi sistem ini rendah.

Berdasarkan kepada Graf 13, kecekapan cooling bagi sistem WCPU adalah rendah

berbanding sistem WCCH. Walaubagaimanapun, kecekapan keseluruhan sistem

menunjukkan bahawa sistem WCPU mempunyai kecekapan yang lebih baik iaitu

1.15kW/RT berbanding kecekapan sistem WCCH iaitu 1.19kW/RT. Ia berlaku

disebabkan oleh kecekapan yang rendah pada bahagian airside sistem WCCH

membuatkan penggunaan kuasa oleh sistem ini melebihi sistem WCPU.


7.0 KESIMPULAN

Prestasi penyaman udara dinilai melalui Coefficient of Performance (COP) bagi

komponen penyaman udara berkenaan. Setiap jenis penyaman udara mempunyai

prestasi yang berbeza dengan komponen water cooled chiller mempunyai COP yang

terbaik berbanding sistem lain iaitu water cooled package unit, air cooled package unit

dan air cooled chiller.

Sementara itu, kecekapan sistem penyaman udara menunjukkan bahawa sistem water

cooled package mempunyai kecekapan keseluruhan sistem yang paling baik dengan

mengambilkira keseluruhan komponen yang terlibat dalam sistem penyaman udara.

Disediakan:

Mohammad Faeiz Ismail Jurutera Mekanikal

Unit Kecekapan Tenaga & Tenaga Diperbaharui

Disemak:

Wan Mohammad Salleh Jurutera Mekanikal Kanan


Disahkan:

Ir. Aziah Wan Abdullah Jurutera Mekanikal Penguasa Kanan


kajian penanda aras kecekapan sistem bagi sistem penyaman udara

Engineering