Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan kebutuhan kenyamanan termal di wilayah tropis telah mendorong peningkatan konsumsi energi sistem pengkondisian udara, terutama air conditioning (AC) split, yang menjadi salah satu penyumbang terbesar penggunaan listrik pada sektor bangunan. Kinerja AC split dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, khususnya temperatur udara luar dan kelembapan relatif. Pada temperatur lingkungan yang tinggi, proses pelepasan panas di kondensor menjadi kurang efektif sehingga temperatur dan tekanan kondensasi meningkat. Kondisi tersebut menyebabkan kerja kompresor bertambah, power input meningkat, kapasitas pendinginan menurun, dan coefficient of performance (COP) sistem menurun. Salah satu pendekatan yang dapat diterapkan untuk meningkatkan proses pelepasan panas pada kondensor adalah direct evaporative cooling (DEC). Meskipun metode ini telah banyak diteliti, kajian mengenai pemanfaatan air kondensat sebagai media pendingin evaporatif dalam sistem resirkulasi tertutup pada kondisi iklim tropis lembap masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh penerapan DEC berbasis air kondensat terhadap performa termal, konsumsi energi, dan kelayakan awal penerapannya pada sistem AC split, serta menentukan konfigurasi media evaporatif yang memberikan kinerja terbaik. Penelitian dilakukan secara eksperimental menggunakan ruang psikrometri terkendali sesuai standar ISO 5151. Sistem DEC dirancang dengan memanfaatkan air kondensat yang dihasilkan evaporator sebagai sumber air sirkulasi menuju media evaporatif yang dipasang pada sisi masuk kondensor. Pengujian dilakukan pada dua temperatur udara luar, yaitu 30°C dan 33°C, serta tiga tingkat kelembapan relatif, yaitu 70%, 80%, dan 90%, dengan kondisi udara sisi indoor dipertahankan mendekati 27°C dry bulb temperature (DBT) dan 22,6°C wet bulb temperature (WBT). Tiga konfigurasi dibandingkan, yaitu sistem standar tanpa DEC (STD), konfigurasi A1 menggunakan satu media evaporatif setebal 100 mm, dan konfigurasi A2 menggunakan dua media evaporatif masing-masing setebal 50 mm yang dipisahkan air gap 25 mm. Parameter yang dianalisis meliputi temperatur udara sebelum dan sesudah kondensor, temperatur evaporatif (?TEC), temperatur permukaan pipa discharge, power input, cooling capacity, COP, analisis statistik, pemodelan empiris berbasis regresi interaksi antara temperatur dan RH, serta analisis ekonomi sederhana. ii Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan DEC mampu menurunkan temperatur evaporatif rata-rata sebesar 2,59°C pada konfigurasi A1 dan 2,70°C pada konfigurasi A2. Penurunan temperatur udara masuk kondensor tersebut meningkatkan proses pelepasan panas sehingga power input rata-rata berkurang dari 845,07 W pada sistem standar menjadi 770,03 W pada A1 dan 763,55 W pada A2, atau masing-masing mengalami penurunan sebesar 8,88% dan 9,65%. Pada saat yang sama, cooling capacity meningkat dari 3025,44 W menjadi 3244,71 W pada A1 dan 3237,50 W pada A2, sedangkan COP meningkat dari 3,597 menjadi 4,213 pada A1 dan 4,244 pada A2. Temperatur permukaan pipa discharge juga menurun dari rata-rata 77,79°C menjadi 69,73°C pada A1 dan 68,16°C pada A2, yang menunjukkan berkurangnya beban termal kompresor. Peningkatan kelembapan relatif dari 70% menjadi 90% menurunkan potensi pendinginan evaporatif akibat berkurangnya wet-bulb depression, sehingga peningkatan kinerja DEC cenderung menurun. Meskipun demikian, kedua konfigurasi DEC tetap menghasilkan performa yang lebih baik dibandingkan sistem standar pada seluruh kondisi pengujian. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa temperatur udara luar, kelembapan relatif, dan konfigurasi DEC memberikan pengaruh signifikan terhadap sebagian besar parameter kinerja (p < 0,05), sedangkan model empiris berbasis regresi interaksi mampu merepresentasikan hubungan antara kondisi lingkungan dan respons sistem dengan koefisien determinasi lebih dari 0,99. Analisis ekonomi awal dengan asumsi operasi 2400 jam/tahun menunjukkan simple payback period (SPP) sebesar 1,67 tahun untuk A1 dan 1,72 tahun untuk A2, dengan keduanya memiliki potensi penghematan biaya operasional dibandingkan sistem standar. Secara keseluruhan, penerapan DEC berbasis air kondensat terbukti efektif meningkatkan efisiensi energi AC split pada kondisi iklim tropis lembap. Konfigurasi A2 memberikan penghematan energi dan penurunan temperatur discharge terbesar, sedangkan konfigurasi A1 menghasilkan cooling capacity tertinggi dan menunjukkan kelayakan ekonomi awal yang lebih baik. Temuan ini memberikan dasar ilmiah bagi pengembangan sistem DEC yang sederhana, hemat energi, dan berkelanjutan untuk aplikasi AC split di wilayah tropis.