ANALISIS PENENTUAN WAKTU SIKLUS STEADY S
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
ANALISIS PENENTUAN WAKTU SIKLUS STEADY STATE (SS) DAN
DEFROSTING (DF) PADA PENGUJIAN KONSUMSI DAYA REFRIGERATOR
MENGACU PADA STANDAR CDV IEC 62552 2ND EDITION
Dwi Mandaris1, Nanang Kusnandar1
1
Pusat Penelitian SMTP-LIPI
Kawasan Puspiptek Gedung 417, Tangerang Selatan
e-mail: [email protected]
INTISARI
Pada penelitian ini telah dilakukan analisis dan penentuan siklus steady state (SS) dan defrosting (DF)
pada pengujian konsumsi daya refrigerator. Metode pengukuran/ pengujian dilakukan dengan mengacu
pada standar CDV IEC 2552 2 nd edition dengan beberapa batasan parameter khususnya chamber.
Pengujian dilakukan dengan cara menempatkan refrigerator pada suatu ruangan (chamber) yang
suhunya diatur konstan pada (32 ± 0.5) 0C. Didalam refrigerator dipasang sensor suhu (termokopel tipe
K) masing-masing pada kompartemen freshfood (FF/unfrozen/UFZ) 3 buah dan kompartemen frozen
(FZ) 5 buah. Refrigerator dihidupkan dengan suhu target pada kompartemen UFZ adalah 4 0C dan FF 12 0C sampai tercapai beberapa siklus defrosting. Data hasil rata-rata pada kompartemen UFZ dan FZ
kemudian dikumpulkan, diolah dan dibuat blok-blok temperature control cycle (TCC) serta dianalisa
untuk mendapatkan waktu siklus ketika refrigerator steady state (SS) dan defrost (DF). Terdapat 6
kriteria dalam standar yang harus dipenuhi dalam menentukan siklus SS dan DF agar datanya valid dan
dapat digunakan untuk perhitungan konsumsi energinya. Hasil pengukuran dan analisa menunjukan
bahwa kondisi SS tercapai pada total 9 blok TCC A sampai B selama selang waktu 8.76 jam setelah
beroperasi 7.89 jam setelah siklus defrost yang pertama.
Kata kunci : konsumsi daya refrigerator, temperature control cycle (TCC), IEC 62252 2 nd edition.
ABSTRACT
The analysis and determination of steady state cycle (SS) and defrosting (DF) in the refrigerator power
consumption testing has been done in this study. Method of measuring or testing conducted in accordance
with standard IEC CDV 2552 2nd edition with some limitations of parameter, especially with respect to
the chamber. Testing is done by placing the refrigerator in a room (chamber) where the temperature is
set constant at (32 ± 0.5) 0C. Temperature sensor mounted inside the refrigerator (thermocouple type K),
respectively 3 pieces on freshfood compartment (FF/unfrozen /UFZ) and 5 pieces on frozen
compartments (FZ). Refrigerator turned to the target temperature at the UFZ compartment is 40C and 120C FF to achieve some defrosting cycles. Data of average temperature in compartment FZ and UFZ
then collected, processed and made the blocks of temperature control cycle (TCC) and analyzed to obtain
a time when refrigeration cycle steady state (SS) and defrost (DF). There are six criteria in the standards
that must be met in determining the cycle SS and DF to the data is valid and can be used for the
calculation of energy consumption. The measurement results and analysis indicate that the SS condition
is reached at a total of 9 blocks of TCC A to B during the time interval 8.76 hours after operation 7.89
hours after the first cycle defrost.
Keywords : refrigerator power consumption, temperature control cycle (TCC), IEC 62252 2 nd edition.
146
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
1. PENDAHULUAN
Latar belakang
Refrigerator sebagai peralatan kelistrikan rumah tangga yang banyak digunakan selain
harus aman untuk digunakan dan tidak membahayakan keselamatan penggunanya, saat
ini hampir di seluruh bagian dunia mulai diterapkan untuk memenuhi standar efisiensi
energi. Indonesia melalui Kementrian ESDM, berencana memberlakukan standar
performance / konsumsi energi ini berdasarkan standar lama, yaitu ISO 155502 : 2007 /
IEC 62552 1st edition pada tahun 2014 atau 2015. Tetapi untuk ke depannya, Indonesia
harus memperhatikan harmonisasi standar antar negara baik regional maupun dunia
yang sudah akan mengadopsi standar baru (IEC 62552 2nd edition). Substansi dan
penerapan standar lama di Indonesia sendiri sudah dapat dilakukan, tetapi untuk standar
baru, belum ada laboratorium pemerintah yang dapat mengkaji dan menganalisis
kemungkinannya untuk diterapkan di tahun-tahun mendatang. Terkait dengan hal
tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang kajian standar baru refrigerator
sebagai langkah antisipasi penerapan standar ini di masa yang akan datang.
Refrigerator yang diuji sebagai obyek atau unit under test (UUT) pada kajian ini adalah
kulkas satu pintu yang diambil atau dibeli dari pasaran bertipe direct dan fan cooling
dengan kontrol semi-automatik defrost. Metode pengujian untuk mendapatkan siklus
steady state dan defrost yang dipersyaratkan oleh standar mengacu pada standar baru
IEC 62552 2nd edition.
Pengukuran energi yang dibutuhkan selama siklus kestabilan dan defrost juga dijelaskan
dalam standar lama IEC 62552 1st edition. Hanya saja, metode yang digunakan lebih
sederhana dengan menghitung total konsumsi daya dalam satu siklus defrost, tetapi
diambil minimal pada saat defrost kedua. Persyaratan data kestabilan suhu di dalam
refrigerator harus memenuhi klausul butir 8.9 dan 8.10, yaitu ketika lemari pendingin
telah dibiarkan berjalan selama suatu waktu minimum menurut instruksi pabrikan tanpa
pengaturan kendali suhu selama waktu ini, dan ketika suhu penyimpanan dan nilai
konsumsi energi selama 2 periode sedikitnya 24 jam – keduanya terdiri dari jumlah
siklus pengoperasian penuh – berada masing-masing dalam 0.5 K dan 3%. Jika siklus
pengoperasian tunggal lebih lama dari 48 jam, nilai suhu penyimpanan dan konsumsi
energi 24 jam pertama dari dua siklus pengoperasiam berturut-rurut dibandingkan.
Setelah kondisi stabil dicapai, periode uji harus dimulai pada awal suatu siklus
pengoperasian. Jangka waktunya minimal 24 jam dan harus meliputi seluruh jumlah
siklus pengoperasian. Jika suatu siklus pengoperasian belum stabil tetapi tidak
diselesaikan selama 24 jam, pengujian dilanjutkan sampai akhir siklus pengoperasian
tersebut. Jika suatu siklus pengoperasian tidak diselesaikan selama 48 jam, pengujian
harus diakhiri setelah 48 jam, kecuali untuk pembeku makanan dan pendingin/pembeku
dimana tidak ada pertukaran udara antara kompartemen pembeku makanan dan
kompartemen yang lain, dalam hal ini pengujian harus diakhiri setelah 72 jam.
Pada FDIS 62552-3, Household refrigerating appliances – characteristics and test
methods – Part 3 : Energy consumption and volume, disebutkan bahwa konsumsi daya
steady state dari peralatan pendingin harus ditentukan mengacu pada Annex B. Ada
beberapa cara menentukan konsumsi daya pada saat SS (steady state) atau kondisi
kestabilan.
SS1 (kondisi kestabilan ke-1) digunakan pada produk tanpa siklus control defrost dan
produk dengan sistem defrost (mempunyai siklus kontrol defrost) dimana siklus kontrol
147
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
defrost berlangsung lama dan lamanya waktu SS yang diambil tidak dalam rentang
waktu defrost dan perioda recovery. SS1 ini diturunkan atas dasar siklus temperature
control cycle (TCC) atau siklus kontrol suhu yang terjadi dalam satu siklus refrigerator.
Contoh siklus TCC ini dapat dilihat pada Gambar 5. Satu TCC biasanya harus terdiri
dari 3 blok kestabilan rata-rata suhu dan setiap blok suhu rata-rata dalam setiap
kompartemen dalam selang waktu tidak kurang dari 2 jam dan tidak lebih dari 4 jam.
Pada penelitian ini akan dibahas bagaimana cara menentukan siklus steady state (SS)
dan defrosting dalam beberapa siklus defrost dan kestabilan kulkas mengacu pada
standar baru IEC 62552 2nd edition. Metode ini berbeda dengan metode standar lama
yang menyatakan penentuan siklus SS dan defrost dapat dipilih dan diambil langsung
setelah defrost kedua dan seterusnya dengan sedikit persyaratan yang harus dipenuhi.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Tipe dan Komponen Refrigerator
Refrigerator adalah peralatan rumah tangga yang terdiri dari beberapa kompartemen
yang memiliki isolasi termal dan pompa kalor yang berfungsi untuk memindahkan kalor
dari kompartemen refrigerator ke lingkungan sekitar[1]. Menurut standar IEC 62552
(ISO 15502) Cl. 3.3.3, refrigerator atau lemari pendingin adalah lemari berisolasi
dengan volume dan peralatan yang sesuai untuk penggunaan pada rumah tangga, yang
didinginkan oleh satu atau lebih peralatan pengkonsumsi energi listrik, terdiri dari satu
atau lebih kompartemen untuk pengawetan makanan, dan sedikitnya satu kompartemen
yang sesuai untuk penyimpanan makanan segar[2]. Refrigerator saat ini menjadi salah
satu produk kelistrikan rumah tangga sebagai penyumbang pemakaian energi dengan
prosentase yang cukup tinggi di Indonesia. Refrigerator mendominasi pemakaian listrik
untuk sektor rumah tangga dengan golongan tarif R1-450VA, R1-900VA dan R11300VA, serta merupakan peringkat kedua setelah AC untuk golongan tarif R12200VA dan R2-4400VA[3]. Hal ini disebabkan karena pengoperasian refrigerator yang
umumnya kontinu selama 24 jam. Disamping itu, jumlah rumah tangga pemilik lemari
pendingin juga semakin meningkat. Gabungan Pengusaha Elektronik Indonesia (Gabel)
memprediksi bahwa pada tahun 2011, 60% rumah tangga di Indonesia telah memiliki
lemari pendingin[4].
Secara umum sistem pendinginan refrigerator terdiri dari 2 macam, yaitu : direct
cooling dan undirect cooling. Pada tipe direct cooling, pendinginan beban terjadi karena
kontak langsung dengan evaporator. Sedangkan pada undirect cooling, pendinginan
beban dilakukan dengan perantara. Dilihat dari sistem refrigerasinya, maka setiap
refrigerator mempunyai : evaporator (heat exchanger ) yang berfungsi untuk mengambil
kalor, kompresor untuk meningkatkan tekanan, temperatur dan enthalpy refrigerant,
condenser (heat exchanger ) yang berfungsi untuk membuang kalor, drier untuk
menyaring kotoran, uap air yang terbawa refrigerant dan pipa kapiler untuk
menurunkan tekanan dan temperatur.
Ditinjau dari sistem defrost (pembuangan bunga es), maka refrigerator dapat
digolongkan menjadi :
a. Manual defrost : pembuangan bunga es memfungsikan sistem refrigerasi yang
dilakukan dengan bantuan manusia. Sistem ini biasanya terdapat pada model satu
pintu.
148
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
b.
c.
Semi-automatic defrost : pembuangan bunga es dilakukan dengan manusia dan
memfungsikan sistem refrigerasi tanpa bantuan manusia (otomatis). Sistem ini
biasanya terdapat pada model satu pintu.
Automatic defrost : pembuangan bunga es memfungsikan sistem refrigerasi
dilakukan tanpa bantuan manusia. Sistem seperti ini biasanya menggunakan timer
atau chip yang berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan heater yang
terintegrasi dengan evaporator.
Sistem kelistrikan refrigerator manual dan semi-automatic memiliki komponenkomponen yang terdiri dari: motor kompresor, OLP (Overload Protector ), PTC
(Positive Temperature Coefficient), thermostat dan door switch. Sedangkan untuk tipe
refrigerator automatic, selain yang disebutkan di atas juga terdapat : heater , defrost
sensor, thermal fuse, timer (rotary switch), capacitor running, capacitor starting dan
motor fan evaporator / condenser (lihat Gambar 1). Sistem kelistrikan ini merupakan
faktor utama dari refrigerator. Fungsi dari masing-masing komponen tersebut adalah
sebagai berikut:
Gulungan atau winding dalam motor kompresor. Ada 2 macam, yaitu :
1. Main Coil : berfugsi sebagai coil utama untuk menmbangkitkan elektromagnet
sehingga rotor bisa berputar.
2. Sub Coil : berfungsi sebagai coil pembantu untuk membantu rotor berputar pada
saat starting (tarikan pertama)
a. Sub coil selalu dihubungkan “seri” denga PTC. Bila diukur hambatannya
dengan Ohm-meter, memiliki hambatan yang lebih kecil dibandingkan
dengan hambatan main coil.
b. Ketika rotor sudah berputar normal, sub coil tidak lagi berfungsi (arus listrik
tidak mengalir ke sub coil). Pemutusan arus listrik ke sub coil dilakukan
oleh PTC dan sub coil dapat rusak bila dialiri arus terus menerus.
PTC berfungsi sebagai pengaman pada sub coil motor kompresor. Arus listrik yang
mengalir ke sub coil akan menimbulkan kalor sehingga membuat tahanan PTC
menjadi besar sehingga arus listrik berhenti mengalir.
OLP berfungsi sebagai pengaman pada motor kompresor. Bila arus listrik yang
mengalir ke motor kompresor terlalu besar, maka OLP akan memutuskan arus
listrik. Bila arus listrik yang mengalir besar maka heater akan memanaskan keeping
bimetal sehingga keeping bimetal akan membengkok ke atas dan kontaktor tidak
lagi terhubung.
Thermostat berfungsi untuk mengatur suhu refrigerator dengan memutuskan dan
menyambungkan arus listrik ke motor kompresor.
Door switch berfungsi untuk mematikan dan menghidupkan lampu di dalam
kompartemen.
Heater berfungsi untuk mencairkan bunga es, dan defrost sensor mendeteksi
apakah bisa dilakukan defrost atau tidak. Bila terjadi panas berlebih maka arus
listrik yang mengalir ke heater akan diputuskan oleh thermal fuse.
Capacitor running berfungsi untuk menurunkan penggunaan energi ketika motor
kompresor beroperasi. Komponen ini biasanya disusun seri dengan sub coil motor
kompresor.
Capacitor starting berfungsi untuk menurunkan penggunaan energi ketika pada
saat motor kompresor mulai beroperasi, dan komponen ini disusun seri dengan
PTC.
149
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Motor fan condenser atau evaporator berfungsi untuk membantu mempercepat
pertukaran kalor atau disebut pula konveksi paksa. Sumber listrik motor fan dapat
berupa AC maupun DC.
Gambar 1. Diagram skematik secara umum sistem kelistrikan refrigerator otomatis[5]
Refrigerator yang ada di pasaran biasanya terdiri dari dua tipe, yaitu : tipe direct cooling
dan fan cooling. Direct cooling banyak ditemukan di daerah Eropa dan Amerika.
Sedangkan di Asia, khususnya di Indonesia, refrigerator pada umumnya bertipe undirect
cooling manual dan semi-automatic.
Standar ISO 15502 : 2007 / IEC 62552 1st edition dan IEC 62552 2nd edition
ISO 15502 1st ed. atau SNI ISO 15502 atau IEC 62552 1st ed. – berjudul Household
refrigerating appliances – characteristic and test method. Sedangkan IEC 62552 2nd ed.
dibagi menjadi 3 bagian standar, yaitu bagian umum, pengujian konsumsi energi dan
pengujian performance. Pengembangan standar IEC 62552 2nd ed telah dimulai sejak
tahun 2006. Perbedaan utama standar ini dibandingkan dengan standar sebelumnya
(IEC 62552 1st ed) adalah adanya penghilangan beban uji (test package) pada saat
pengujian konsumsi energinya serta diterapkannya dua temperatur ambient untuk
pengujian, yakni pada suhu 16oC dan 32oC[6]. Namun, dari segi perhitungan konsumsi
energinya, metode perhitungan yang digunakan pada standar edisi ke-2 lebih kompleks
dibandingkan dengan standar edisi ke-1.
Standar edisi kedua yang diacu dalam kajian ini adalah bagian kedua, khusus untuk
pengujian konsumsi energi, dengan judul Energy Consumption Measuring Method
based on FDIS IEC draft 62552. Di dalamnya terdapat beberapa bab mulai dari ruang
lingkup, acuan normatif, istilah dan definisi sampai dengan metode pengujian konsumsi
daya. Beberapa klausul yang mirip kondisi uji umum disebutkan penempatan
150
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
refrigerator harus berdasarkan pada kelas iklim tertentu, juga tentang target suhu yang
harus dicapai pada saat pengujian seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Kelas iklim biasanya digunakan dalam pengujian keselamatan, sedangkan untuk
pengujian energi atau konsumsi daya, maka digunakan suhu ambient untuk pengujian
sebagai berikut : 250C untuk kelas Sub Normal (SN), Normal (N) dan Sub Tropical (ST),
dan 320C untuk refrigerator kelas iklim Tropical (T) dengan variasi suhu ruang tidak
melebihi 0.50C serta kelembaban diantara 45 – 75%. Refrigerator yang beredar di
Indonesia adalah kelas T sehingga menggunakan suhu ambient yang kedua.
Tabel 1. Target suhu untuk berbagai kompartemen[7]
Jenis kompartemen
Pantry
Wine storage
Cellar
Fresh food
Chill
Zero star
One star
Two star
Three star
Target suhu (0C)
17
12
12
4
2
0
-6
-12
-16
Dalam klausul 8 sampai 15 standar IEC 62552 1st Ed., prosedur pengujian konsumsi
energi, maka kondisi umum yang harus dipersiapkan adalah sebagai berikut :
1. Dimensi dari lemari pendingin yang akan diuji harus jelas.
2. Penyiapan partisi kayu dan platform dengan bagian atas padat (solid top) dengan
tinggi setidaknya 50 mm di atas lantai ruang uji. Ukuran platform dan partisi kayu
disesuaikan sehingga memiliki jarak sebesar 300 mm pada sisi kiri dan kanan lemari
pendingin, dan setidaknya 300 mm pada sisi depan lemari pendingin. Cat media
kayu ini dengan warna hitam gelap.
3. Peletakkan lemari pendingin yang akan diuji diatas platform yang telah dibuat. Jarak
sisi belakang lemari pendingin ke partisi adalah ukuran minimum sesuai petunjuk
yang ditetapkan pabrikan. Apabila pabrikan tidak menetapkan ukuran minimum
maka sisi belakang lemari pendingin menyentuh partisi. (Lihat Gambar 2 dan 3).
4. Persiapkan peralatan yang diperlukan untuk mengukur pemakaian arus, daya dan
energi lemari pendingin.
151
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 2. Tata letak refrigerator dalam platform dan partisi kayu untuk pengukuran konsumsi
energy [8,9]
Gambar 3. Jarak dan ukuran platfotm dan partisi kayu terhadap refrigerator dan letak sensor
suhu ambient untuk pengukuran konsumsi energi (dimensi dalam mm) [10]
Sedangkan penempatan sensor termokopel untuk pengumpulan data suhu dapat dilihat
dari Gambar 4. w adalah lebar dari refrigetor dan h adalah tinggi refrigerator.
152
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 4. Posisi penampatan sensor termokopel pada kompartemen beku (FZ)
dan tidak beku (UFZ) [10]
Untuk memberikan penjelasan yang lebih detail, maka dalam standar klausul 4,
diberikan contoh plot grafik siklus refrigerator dimana di dalamnya terdapat blok-blok
temperature control cycle (TCC), steady state (SS) atau kestabilan, siklus ON-OFF
kompresor/heater dan siklus defrost dan perioda recovery (DF), seperti dapat dilihat
pada Gambar 5.
Periode Defrost
dan Recovery
Periode
Recovery
Operasi defrosting
Suhu
kompartemen
sebelum defrost
Contoh dari siklus
Temperature
Control Cycle
(TCC)
Contoh siklus
control on-off
kompresor
Siklus control Defrost
Pre-pendinginan
sebelum defrost
Operasi pemanas
untuk defrost
Day
a
Waktu
Contoh siklus control
on-off kompresor
Gambar 5. Ilustrasi siklus kestabilan dan defrost dari refrigerator [10]
153
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
3. METODE PENELITIAN
Beberapa batasan dalam pengukuran ini yang belum dapat dipenuhi menurut standar
adalah sebagai berikut:
Tabel 2. Batasan pengukuran dalam penelitian
No
Parameter / Item
Kondisi ruang uji
yang digunakan
Persyaratan
1
Distribusi temperatur dalam chamber
± 1ºC
± 0.5ºC
2
Kecepatan
chamber
1.0 m/det
< 0.25 mm/det
3
Tinggi ruangan dalam chamber
2200 mm
> 2500 mm
aliran
udara
dalam
Adapun spesifikasi sampel uji yang digunakan dalam pengukuran efisiensi energi ini
adalah sebagai berikut: Model sampel - SJ-F190M, Tegangan nominal - 220V,
Frekuensi - 50 Hz, dengan volume:
Freezer / Frozen Compartment
: 35L
Freshfood/Unfrozen Compartment
: 125L
Total
: 160L
Set up pengukuran dilakukan mirip dengan metode standar lama, hanya saja beberapa
penempatan sensor termokopel yang berbeda karena standar lama menggunakan beban
M-Pack dan Test-pack di dalam refrigerator. Sedangkan pada standar baru, beban Mpack dan Test-pack ini diganti dengan sensor termokopel biasa dan air dalam wadah
tertentu serta adanya operasi buka-tutup pintu refrigerator.
Gambar 6. Tata letak penempatan refrigerator dalam platform dan partisi kayu
154
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 7. Tata letak penempatan sensor termokopel di dalam refrigerator
Prosedur pengukuran konsumsi energinya secara umum langkah-langkahnya adalah
sebagai berikut:
1. Letakkan lemari pendingin yang akan diuji pada partisi yang telah dibuat. Posisi
lemari pendingin di atas partisi seperti diperlihatkan pada Gambar 2, 3 dan 6.
Pasang sensor temperatur pada titik-titik pengukuran pada masing-masing lemari
pendingin yaitu di kompartemen penyimpanan makanan beku (T4, T5, T6, T7, T8)
dan kompartemen penyimpanan makanan segar (T1, T2, T3) sebagaimana terlihat
pada Gambar 7.
2. Pasang sensor suhu ambient di sekitar lemari pendingin masing-masing dua titik
(kanan dan kiri) pada jarak 350 mm dari garis pusat vertikal dinding samping, 1 m
diatas garis lantai (konfigurasi peralatan untuk pengujian lemari pendingin dapat
dilihat pada Gambar 3 dan 6).
3. Atur suhu ambient +32oC dan kelembaban relatif 45% sampai 75% untuk lemari
pendingin kelas T. Suhu yang digunakan sebagai dasar untuk penentuan konsumsi
energi harus berada dalam batas ± 1oC.
4. Periksa dan pastikan data-data hasil pengukuran parameter ukur terbaca dengan
baik. Atur peralatan ukur dan diset untuk merekam data secara bersamaan. Setelah
siap, hubungkan lemari pendingin dengan sumber daya listrik.
5. Ukur dan rekam suhu pengukuran pada masing-masing lemari pendingin dengan
interval waktu perekaman setiap 1 menit selama periode uji. Sistem pengukurannya
seperti ditunjukkan dalam Gambar 8,
6. Lakukan analisa data yang direkam untuk mendapatkan siklus defrost, stabilitas
suhu dan konsumsi energi.
155
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 8. Sistem pengukuran konsumsi Energi refrigerator
Pada klausul 5.4 dan 5.5 tentang penentuan konsumsi daya pada saat steady state (SS)
dan defrost, terdapat beberapa kriteria atau parameter yang harus dipenuhi,
diantaranya[7]:
1. Total waktu blok A, B, dan C tidak lebih dari 6 jam dimana terjadi TCC dan 12 jam
bila tidak terjadi TCC.
2. Sebaran / variasi rata-rata suhu (sepanjang blok A, B, C) tidak melebihi 0.25 K
untuk setiap kompartemen, dengan rumus = max ( , , ) − min , , (�)
3. Kemiringan suhu (dari blok 1 sampai 3) tidak lebih dari 0.025 K/jam untuk setiap
kompartemen, dengan rumus, dengan rumus =
−
−
�/ℎ� �
4. Sebaran / variasi daya atau energy (sepanjang blok A, B, C) dimana terjadi TCC,
untuk waktu tABC kurang dari 12 jam, adalah 1%, untuk total waktu uji antara 12
sampai 36 jam tidak melebihi 1% + (tABC – 12)/1200, dan untuk total waktu uji
sama dengan atau lebih dari 36 jam, maka harus tidak lebih dari 3%, dengan rumus
�max , , −�min A ,B ,C
=
(%)
��
, ,
5. Sebaran / variasi daya (sepanjang blok A, B, C) dimana tidak terjadi TCC tidak
melebihi 1%.
6. Kemiringan dari daya (dari blok A sampai C) lebih kecil dari 0.25%/jam, dengan
� −�
rumus =
%/ℎ� �
− ×�� ( , , )
Dengan berturut-turut P adalah daya, T suhu dan t waktu.
156
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam grafik pada Gambar 9 terlihat bahwa siklus defrost DF terjadi beberapa kali yang
di dalamnya terjadi kestabilan suhu yang bervariatif. Defrost pertama terjadi di sekitar
11 jam setelah refrigerator dinyalakan kemudian disusul dengan proses recovery dan
kestabilan, kemudian defrost kedua, kestabilan begitu seterusnya. Dari grafik kestabilan
ini, maka dilakukan analisa yang mendalam terhadap gafik tersebut untuk menentukan
proses kestabilan dimulai dan berapa lama terjadinya. Begitu pula dengan siklus defrost
secara lengkap dari defrost pertama sampai dengan defrost selanjutnya. Analisis
dilakukan dengan menghitung dan mengumuplkan data suhu sesuai dengan 6
persyaratan standar tentang siklus kestabilan.
DF1 merupakan siklus defrost yang pertama, DF2 adalah siklus defrost yang kedua, dan
seterusnya. Sedangkan SS1 merupakan siklus Steady state (siklus kestabilan) pertama
yang terjadi selama proses pengukuran dan D&R1 adalah lama waktu proses defrost dan
recovery dari siklus kestabilan refrigerator.
Gambar 9. Grafik temperatur dan daya refrigerator
Langkah pertama adalah mengelompokkan waktu kestabilan suhu tiap kompartemen
dengan nama blok-blok kestabilan 1, 2, 3 dan seterusnya hingga pengukuran selesai.
Dari data hasil pengukuran, blok kestabilan pertama terjadi pada blok ke-7, yang dapat
dilihat pada Tabel 3 dan diberi arsiran warna hijau. Kemudian 3 blok rata-rata suhu
kestabilan tersebut dari blok 7 sampai 15 dikelompokkan lagi menjadi 1 TCC (siklus
kontrol suhu) dengan total waktu masing-masing TCC antara 2 sampai 4 jam. Setelah
dianalisis dan dihitung maka blok-blok yang memenuhi syarat sebanyak 7 TCC (diberi
arsiran warna kuning), yang kemudian dilakukan cek 6 syarat terjadinya SS (siklus
kestabilan).
157
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Tabel 3. Hasil Pengukuran temperatur dan daya refrigerator
Time
Energy
Time
Average
Number length of accumulated Consumption Power
TCC
during TCC
of TCC
Average
Unfrozen
Temp.
o
Average
Frozen
Temp.
Average Average
Average
Unfrozen Frozen
Power
Temp.
Temp.
3 TCC
Number length
Remark
of TCC
Test
Time
hours
hours
W
o
o
o
hours
hours
Wh
W
1
0.99
0.99
70.14
70.73
3.5
-13.3
1 -3
2.96
1.98
70.43
3.59
-13.28
2
0.98
1.97
69.20
70.37
3.7
-13.3
2 -4
2.95
2.96
70.58
3.59
-13.28
3
0.98
2.96
69.01
70.18
3.6
-13.3
3 -5
2.56
3.75
66.55
4.10
-11.64
4
0.98
3.94
70.00
71.19
3.5
-13.3
4 -6
2.98
4.94
81.35
5.24
-9.69
5
0.59
4.53
34.48
58.27
5.2
-8.3
5 -7
2.98
5.73
81.22
5.21
-9.68
6
1.41
5.94
161.37
114.58
7.0
-7.4
6 -8
3.38
6.93
85.19
4.64
-11.35
7
0.98
6.93
69.64
70.82
3.5
-13.3
7 -9
2.94
7.90
70.21
3.49
-13.32
8
0.98
7.91
68.99
70.16
3.5
-13.3
8 -10
2.93
8.88
69.84
3.52
-13.35
C
C
defrost
C
C
9
0.97
8.88
67.92
69.66
3.5
-13.4
9 -11
2.92
9.86
70.08
3.53
-13.35
10
0.98
9.86
67.96
69.71
3.5
-13.4
10 -12
2.92
10.83
70.15
3.53
-13.35
11
0.98
10.83
69.11
70.88
3.5
-13.3
11 -13
2.91
11.80
70.41
3.54
-13.34
12
0.97
11.80
67.54
69.86
3.5
-13.3
12 -14
2.90
12.77
69.79
3.53
-13.34
13
0.97
12.77
68.14
70.49
3.5
-13.3
13 -15
1.93
13.54
69.76
3.54
-13.34
14
0.97
13.73
66.73
69.03
3.5
-13.3
14 -16
1.55
14.51
84.74
3.46
-14.11
15
0.58
14.32
58.49
100.46
3.4
-14.9
15 -17
1.56
15.23
85.20
3.41
-14.10
16
0.98
15.29
68.19
69.94
3.4
-13.3
16 -18
2.42
16.42
79.99
3.90
-12.84
17
0.86
16.15
59.71
69.56
4.9
-10.3
17 -19
3.23
17.35
84.77
5.03
-10.44
18
1.40
17.55
160.73
114.81
6.8
-7.7
18 -20
3.26
18.54
85.45
5.03
-10.40
19
1.00
18.55
71.98
71.98
3.5
-13.2
19 -21
3.38
19.53
85.55
4.58
-11.39
20
0.98
19.53
68.69
69.85
3.5
-13.3
20 -22
2.97
20.52
70.55
3.49
-13.27
21
0.98
20.52
68.66
69.82
3.5
-13.3
21 -23
2.95
21.49
69.88
3.49
-13.31
22
0.98
21.50
68.79
69.95
3.5
-13.3
22 -24
2.94
22.47
69.88
3.51
-13.31
23
0.98
22.47
68.13
69.87
3.5
-13.3
23 -25
2.93
23.44
69.87
3.52
-13.32
24
0.98
23.45
68.04
69.78
3.5
-13.3
24 -26
2.92
24.42
69.68
3.55
-13.31
25
0.97
24.42
67.06
69.38
3.6
-13.3
25 -27
2.92
25.39
69.28
3.57
-13.31
26
0.97
25.39
66.98
68.70
3.6
-13.3
26 -28
2.92
26.37
68.99
3.61
-13.28
27
0.98
26.37
67.74
68.89
3.7
-13.3
27 -29
2.94
27.24
68.95
3.64
-13.27
28
0.98
27.36
68.12
69.28
3.7
-13.2
28 -30
2.72
28.66
66.00
4.13
-12.09
defrost
Tabel 4 memperlihatkan proses untuk memeriksa apakah seluruh blok-blok TCC yang
sudah ditandai dan disinyalir sebagai waktu kestabilan siklus refrigerator (SS) tersebut
memenuhi persyarataan 6 parameter menurut standar acuannya, yaitu total waktu TCC,
sebaran dan kemiringan.
Hasil analisis dan perhitungannya dituliskan pada 6 kolom terakhir pada Tabel 4
diberikan tanda „1” dan “0”. Tanda 1 berarti memenuhi persyaratan sedangkan 0 tidak.
Pengecekan ini memberikan hasil bahwa Blok TCC A sampai C yang memenuhi syarat
adalah mulai TCC A dengan komponen rata-rata suhu blok ke-7 sampai ke-9, TCC B
dengan komponen rata-rata suhu blok ke-10 sampai 12, TCC C dengan komponen ratarata suhu blok ke-13 sampai 15. Seluruh blok yang memenuhi persyaratan ini diberikan
tanda kuning, dimana ketiga blok TCC A sampai C tersebut memberikan hasil “1” pada
6 kolom terakhir. Dan bila dihitung dan dianalisis masa steady state berlangsung selama
kurang lebih 8.76 jam, yang tercapai setelah refrigerator beroperasi selama 7.89 jam dan
terjadi setelah defrost yang pertama.
158
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Tabel 4. Hasil perhitungan dan evaluasi SS siklus refrigerator
Block A
TCC
Block B
TCC
Spread of Spread of
Frozen
Block C Unfrozen
Temp
Temp
TCC
Slope of
Unfrozen
temp
Slope of
Spread of Slope of
Frozen
power
power
temp
K
K
K/hour
K/hour
%
%/hour
1
2
3
4
5
6
1 - 3
4 - 6
7 - 9
1.74
3.63
0.016
0.007
15.05%
0.0005
0
0
1
1
0
1
2 - 4
5 - 7
8 - 10
1.69
3.67
0.012
0.012
15.40%
0.0017
0
0
1
1
0
1
3 - 5
6 - 8
9 - 11
1.11
2.01
0.093
0.280
25.21%
0.0078
0
0
0
0
0
1
4 - 6
7 - 9
10 - 12
1.74
3.66
0.290
0.621
15.15%
0.0257
0
0
0
0
0
1
5 - 7
8 - 10 11 - 13
1.69
3.67
0.275
0.602
15.42%
0.0241
0
0
0
0
0
1
6 - 8
9 - 11 12 - 14
1.11
2.01
0.190
0.342
20.52%
0.0351
0
0
0
0
0
1
7 - 9
10 - 12 13 - 15
0.04
0.03
0.008
0.004
0.65%
0.0012
1
1
1
1
1
1
8 - 10 11 - 13 14 - 16
0.08
0.78
0.011
0.135
19.87%
0.0353
1
0
1
0
0
1
9 - 11 12 - 14 15 - 17
0.12
0.76
0.022
0.140
20.53%
0.0375
1
0
1
0
0
1
10 - 12 13 - 15 16 - 18
0.36
0.51
0.065
0.092
13.95%
0.0240
0
0
0
0
0
1
11 - 13 14 - 16 17 - 19
1.57
3.67
0.268
0.522
17.96%
0.0324
0
0
0
0
0
1
12 - 14 15 - 17 18 - 20
1.62
3.71
0.260
0.510
19.53%
0.0338
0
0
0
0
0
1
13 - 15 16 - 18 19 - 21
1.04
1.95
0.173
0.326
20.13%
0.0336
0
0
0
0
0
1
14 - 16 17 - 19 20 - 22
1.57
3.67
0.005
0.141
17.77%
0.0295
0
0
1
0
0
1
15 - 17 18 - 20 21 - 23
1.62
3.71
0.013
0.127
19.42%
0.0305
0
0
1
0
0
1
16 - 18 19 - 21 22 - 24
1.07
1.92
0.064
0.078
19.96%
0.0213
0
0
0
0
0
1
17 - 19 20 - 22 23 - 25
1.54
2.88
0.247
0.472
19.85%
0.0326
0
0
0
0
0
1
18 - 20 21 - 23 24 - 26
1.54
2.91
0.253
0.495
21.03%
0.0358
0
0
0
0
0
1
19 - 21 22 - 24 25 - 27
1.07
1.92
0.172
0.327
21.71%
0.0370
0
0
0
0
0
1
20 - 22 23 - 25 26 - 28
0.13
0.05
0.021
0.003
2.24%
0.0038
1
1
1
1
0
1
21 - 23 24 - 26 27 - 29
0.15
0.04
0.026
0.007
1.33%
0.0023
1
1
0
1
0
1
22 - 24 25 - 27 28 - 30
0.62
1.22
0.101
0.198
5.67%
0.0092
0
0
0
0
0
1
23 - 25 26 - 28 29 - 31
1.59
2.60
0.260
0.425
16.61%
0.0252
0
0
0
0
0
1
24 - 26 27 - 29 30 - 32
1.21
2.30
0.184
0.349
19.62%
0.0282
0
0
0
0
0
1
25 - 27 28 - 30 31 - 33
0.56
1.22
0.059
0.124
30.11%
0.0385
0
0
0
0
0
1
26 - 28 29 - 31 32 - 34
2.45
3.47
0.140
0.133
16.23%
0.0122
0
0
0
0
0
1
27 - 29 30 - 32 33 - 35
2.06
3.20
0.135
0.136
19.23%
0.0099
0
0
0
0
0
1
28 - 30 31 - 33 34 - 36
1.38
2.12
0.210
0.323
29.58%
0.0147
0
0
0
0
0
1
29 - 31 32 - 34 35 - 37
2.45
3.48
0.346
0.518
11.02%
0.0164
0
0
0
0
0
1
30 - 32 33 - 35 36 - 38
2.06
3.20
0.310
0.504
13.98%
0.0221
0
0
0
0
0
1
31 - 33 34 - 36 37 - 39
1.21
1.73
0.186
0.271
19.79%
0.0319
0
0
0
0
0
1
32 - 34 35 - 37 38 - 40
0.63
1.11
0.097
0.170
5.34%
0.0083
0
0
0
0
0
1
33 - 35 36 - 38 39 - 41
1.66
2.91
0.261
0.458
15.42%
0.0214
0
0
0
0
0
1
34 - 36 37 - 39 40 - 42
1.55
2.92
-0.105
-0.197
15.64%
-0.0102
0
0
1
1
0
1
Requirement of SS
Penentuan waktu awal mula dan selang waktu siklus kestabilan / steady state (SS) dan
defrost ini penting sekali dilakukan, karena data-data ini akan terus digunakan dan
menjadi dasar untuk menghitung besarnya konsumsi energi dari refrigerator.
Ketidakakuratan penentuan dan perhitungan waktu SS akan berakibat terjadinya
kesalahan penentuan dan perhitungan konsumsi energi refrigerator dalam akumulasi
W/hari atau bahkan kW per tahun. Kesalahan ini juga dapat memicu perdebatan di
antara industri, laboratorium dan regulator ketika masing-masing tidak mempunyai data
yang sama dan akurat tentang besarnya energi atau daya yang dikonsumsi produk
refrigeratornya.
159
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
5. KESIMPULAN
Pada penelitian ini telah dilakukan analisis dan penentuan waktu steady state (SS) atau
kestabilan dan defrost dari suatu siklus refrigerator berdasarkan IEC 62552 2nd edition,
dengan kesimpulan sebagai berikut :
1. Penentuan siklus kestabilan (SS) ini perlu dihitung dengan tepat dan akurat karena
berpengaruh terhadap penetapan konsumsi energi secara keseluruhan.
2. Untuk kasus sampel refrigerator tipe dan model yang digunakan dalam penelitian
ini, waktu terjadinya kestabilan (SS) adalah pada blok TCC A, B, C selama 8.76 jam
dan terjadi pada saat refrigerator mulai beroperasi setelah 7.89 jam defrost yang
pertama. Hasil tersebut tidak berlaku untuk sampel lain, tetapi prinsip perhitungan
paling subtansial adalah pada bagian metode penentuan siklus kestabilan (SS) ini.
3. Siklus kestabilan yang terjadi dapat dihitung, dianalisis dan ditentukan setelah
defrost (DF) refrigerator yang pertama selama tepat 2 jam.
4. Peralatan, khususnya climatic chamber , yang digunakan dalam penelitian ini masih
belum memenuhi persyaratan pengukuran konsumsi energi berdasarkan standar
terbaru. Dari hasil penelitian terdahulu, efek ini berpengaruh terhadap perhitungan
konsumsi energi sekitar ± 5%. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat
sebaiknya pengukuran dilakukan di dalam chamber yang dipersyaratkan dan alatalat pengukuran yang sudah terintegrasi dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Draft Road Map Laboratorium Uji Kelistrikan dan Energi Efisiensi, Forum
Komunikasi Laboratorium Uji Kelistrikan dan Energi Efisiensi dan BRESL
Indonesia, 2013.
[2]. IEC 62552 1st Edition : 2007, Household refrigerating appliances –
Characteristics and test methods : Part 1 – General requirements
[3]. Balai Besar Teknologi Energi BPPT. Perencanaan Efisiensi dan Elastisitas Energi
2012. Penerbit BPPT. 2012.
[4]. http://www.kemenperin.go.id/artikel/774/Industri-Elektronik-Diprediksi-Tumbuh15-Pada-2011.
[5]. http://hvactutorial.wordpress.com/refrigeration-system/domestic-refrigerator
freezer-system/domestic-refrigerator-wiring/. Diakses pada tanggal 11 September
2014.
[6]. http://www.energyrating.gov.au/wpcontent/uploads/Energy_Rating_Documents/L
ibrary/General/D2-04-EU-refrigerators-AU-roundrobin.pdf, Refrigerator testing :
IEC 6762552 ed.2 development and AUS/ANZ Round Robin testing
[7]. FDIS IEC 62552 2nd Edition : 2013, Household refrigerating appliances –
characteristics and test methods – Part 3 : Energy consumption and volume
[8]. SNI ISO 15502-2008 : 2008, Lemari Pendingin untuk Rumah Tangga –
karakteristik dan metode uji
[9]. SNI 04-6710-2002 : Peralatan Pendingin untuk Rumah Tangga – Lemari
Pendingin dengan atau Tanpa Kompartemen Temperatur Rendah – karakteristik
dan Metode Pengujian
[10]. FDIS IEC 62552 2nd Edition : 2013, Household refrigerating appliances –
characteristics and test methods – Part 1 : General Requirements
160
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
DISKUSI
Penanya
Instansi
: Joko Gunawan
: BPPT
Pertanyaan :
1. Apakah chamber didesain sendiri atau tidak?
2. Analisis pengukuran apakah ada kaitannya dengan ISO?
3. Apakah tim peneliti sudah menjalin kerjasama ke produsen-produsen?
Jawaban
:
1. Chamber tidak didesain sendiri, akan tetapi dibeli.
2. Pengukuran ini untuk mengantisipasi pemberlakuan standar baru menggantikan
ISO
3. Di beberapa kegiatan pernah melakukan kerjasama dengan produsen peralatan
rumah tangga.
161
ISSN 1907-7459
ANALISIS PENENTUAN WAKTU SIKLUS STEADY STATE (SS) DAN
DEFROSTING (DF) PADA PENGUJIAN KONSUMSI DAYA REFRIGERATOR
MENGACU PADA STANDAR CDV IEC 62552 2ND EDITION
Dwi Mandaris1, Nanang Kusnandar1
1
Pusat Penelitian SMTP-LIPI
Kawasan Puspiptek Gedung 417, Tangerang Selatan
e-mail: [email protected]
INTISARI
Pada penelitian ini telah dilakukan analisis dan penentuan siklus steady state (SS) dan defrosting (DF)
pada pengujian konsumsi daya refrigerator. Metode pengukuran/ pengujian dilakukan dengan mengacu
pada standar CDV IEC 2552 2 nd edition dengan beberapa batasan parameter khususnya chamber.
Pengujian dilakukan dengan cara menempatkan refrigerator pada suatu ruangan (chamber) yang
suhunya diatur konstan pada (32 ± 0.5) 0C. Didalam refrigerator dipasang sensor suhu (termokopel tipe
K) masing-masing pada kompartemen freshfood (FF/unfrozen/UFZ) 3 buah dan kompartemen frozen
(FZ) 5 buah. Refrigerator dihidupkan dengan suhu target pada kompartemen UFZ adalah 4 0C dan FF 12 0C sampai tercapai beberapa siklus defrosting. Data hasil rata-rata pada kompartemen UFZ dan FZ
kemudian dikumpulkan, diolah dan dibuat blok-blok temperature control cycle (TCC) serta dianalisa
untuk mendapatkan waktu siklus ketika refrigerator steady state (SS) dan defrost (DF). Terdapat 6
kriteria dalam standar yang harus dipenuhi dalam menentukan siklus SS dan DF agar datanya valid dan
dapat digunakan untuk perhitungan konsumsi energinya. Hasil pengukuran dan analisa menunjukan
bahwa kondisi SS tercapai pada total 9 blok TCC A sampai B selama selang waktu 8.76 jam setelah
beroperasi 7.89 jam setelah siklus defrost yang pertama.
Kata kunci : konsumsi daya refrigerator, temperature control cycle (TCC), IEC 62252 2 nd edition.
ABSTRACT
The analysis and determination of steady state cycle (SS) and defrosting (DF) in the refrigerator power
consumption testing has been done in this study. Method of measuring or testing conducted in accordance
with standard IEC CDV 2552 2nd edition with some limitations of parameter, especially with respect to
the chamber. Testing is done by placing the refrigerator in a room (chamber) where the temperature is
set constant at (32 ± 0.5) 0C. Temperature sensor mounted inside the refrigerator (thermocouple type K),
respectively 3 pieces on freshfood compartment (FF/unfrozen /UFZ) and 5 pieces on frozen
compartments (FZ). Refrigerator turned to the target temperature at the UFZ compartment is 40C and 120C FF to achieve some defrosting cycles. Data of average temperature in compartment FZ and UFZ
then collected, processed and made the blocks of temperature control cycle (TCC) and analyzed to obtain
a time when refrigeration cycle steady state (SS) and defrost (DF). There are six criteria in the standards
that must be met in determining the cycle SS and DF to the data is valid and can be used for the
calculation of energy consumption. The measurement results and analysis indicate that the SS condition
is reached at a total of 9 blocks of TCC A to B during the time interval 8.76 hours after operation 7.89
hours after the first cycle defrost.
Keywords : refrigerator power consumption, temperature control cycle (TCC), IEC 62252 2 nd edition.
146
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
1. PENDAHULUAN
Latar belakang
Refrigerator sebagai peralatan kelistrikan rumah tangga yang banyak digunakan selain
harus aman untuk digunakan dan tidak membahayakan keselamatan penggunanya, saat
ini hampir di seluruh bagian dunia mulai diterapkan untuk memenuhi standar efisiensi
energi. Indonesia melalui Kementrian ESDM, berencana memberlakukan standar
performance / konsumsi energi ini berdasarkan standar lama, yaitu ISO 155502 : 2007 /
IEC 62552 1st edition pada tahun 2014 atau 2015. Tetapi untuk ke depannya, Indonesia
harus memperhatikan harmonisasi standar antar negara baik regional maupun dunia
yang sudah akan mengadopsi standar baru (IEC 62552 2nd edition). Substansi dan
penerapan standar lama di Indonesia sendiri sudah dapat dilakukan, tetapi untuk standar
baru, belum ada laboratorium pemerintah yang dapat mengkaji dan menganalisis
kemungkinannya untuk diterapkan di tahun-tahun mendatang. Terkait dengan hal
tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang kajian standar baru refrigerator
sebagai langkah antisipasi penerapan standar ini di masa yang akan datang.
Refrigerator yang diuji sebagai obyek atau unit under test (UUT) pada kajian ini adalah
kulkas satu pintu yang diambil atau dibeli dari pasaran bertipe direct dan fan cooling
dengan kontrol semi-automatik defrost. Metode pengujian untuk mendapatkan siklus
steady state dan defrost yang dipersyaratkan oleh standar mengacu pada standar baru
IEC 62552 2nd edition.
Pengukuran energi yang dibutuhkan selama siklus kestabilan dan defrost juga dijelaskan
dalam standar lama IEC 62552 1st edition. Hanya saja, metode yang digunakan lebih
sederhana dengan menghitung total konsumsi daya dalam satu siklus defrost, tetapi
diambil minimal pada saat defrost kedua. Persyaratan data kestabilan suhu di dalam
refrigerator harus memenuhi klausul butir 8.9 dan 8.10, yaitu ketika lemari pendingin
telah dibiarkan berjalan selama suatu waktu minimum menurut instruksi pabrikan tanpa
pengaturan kendali suhu selama waktu ini, dan ketika suhu penyimpanan dan nilai
konsumsi energi selama 2 periode sedikitnya 24 jam – keduanya terdiri dari jumlah
siklus pengoperasian penuh – berada masing-masing dalam 0.5 K dan 3%. Jika siklus
pengoperasian tunggal lebih lama dari 48 jam, nilai suhu penyimpanan dan konsumsi
energi 24 jam pertama dari dua siklus pengoperasiam berturut-rurut dibandingkan.
Setelah kondisi stabil dicapai, periode uji harus dimulai pada awal suatu siklus
pengoperasian. Jangka waktunya minimal 24 jam dan harus meliputi seluruh jumlah
siklus pengoperasian. Jika suatu siklus pengoperasian belum stabil tetapi tidak
diselesaikan selama 24 jam, pengujian dilanjutkan sampai akhir siklus pengoperasian
tersebut. Jika suatu siklus pengoperasian tidak diselesaikan selama 48 jam, pengujian
harus diakhiri setelah 48 jam, kecuali untuk pembeku makanan dan pendingin/pembeku
dimana tidak ada pertukaran udara antara kompartemen pembeku makanan dan
kompartemen yang lain, dalam hal ini pengujian harus diakhiri setelah 72 jam.
Pada FDIS 62552-3, Household refrigerating appliances – characteristics and test
methods – Part 3 : Energy consumption and volume, disebutkan bahwa konsumsi daya
steady state dari peralatan pendingin harus ditentukan mengacu pada Annex B. Ada
beberapa cara menentukan konsumsi daya pada saat SS (steady state) atau kondisi
kestabilan.
SS1 (kondisi kestabilan ke-1) digunakan pada produk tanpa siklus control defrost dan
produk dengan sistem defrost (mempunyai siklus kontrol defrost) dimana siklus kontrol
147
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
defrost berlangsung lama dan lamanya waktu SS yang diambil tidak dalam rentang
waktu defrost dan perioda recovery. SS1 ini diturunkan atas dasar siklus temperature
control cycle (TCC) atau siklus kontrol suhu yang terjadi dalam satu siklus refrigerator.
Contoh siklus TCC ini dapat dilihat pada Gambar 5. Satu TCC biasanya harus terdiri
dari 3 blok kestabilan rata-rata suhu dan setiap blok suhu rata-rata dalam setiap
kompartemen dalam selang waktu tidak kurang dari 2 jam dan tidak lebih dari 4 jam.
Pada penelitian ini akan dibahas bagaimana cara menentukan siklus steady state (SS)
dan defrosting dalam beberapa siklus defrost dan kestabilan kulkas mengacu pada
standar baru IEC 62552 2nd edition. Metode ini berbeda dengan metode standar lama
yang menyatakan penentuan siklus SS dan defrost dapat dipilih dan diambil langsung
setelah defrost kedua dan seterusnya dengan sedikit persyaratan yang harus dipenuhi.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Tipe dan Komponen Refrigerator
Refrigerator adalah peralatan rumah tangga yang terdiri dari beberapa kompartemen
yang memiliki isolasi termal dan pompa kalor yang berfungsi untuk memindahkan kalor
dari kompartemen refrigerator ke lingkungan sekitar[1]. Menurut standar IEC 62552
(ISO 15502) Cl. 3.3.3, refrigerator atau lemari pendingin adalah lemari berisolasi
dengan volume dan peralatan yang sesuai untuk penggunaan pada rumah tangga, yang
didinginkan oleh satu atau lebih peralatan pengkonsumsi energi listrik, terdiri dari satu
atau lebih kompartemen untuk pengawetan makanan, dan sedikitnya satu kompartemen
yang sesuai untuk penyimpanan makanan segar[2]. Refrigerator saat ini menjadi salah
satu produk kelistrikan rumah tangga sebagai penyumbang pemakaian energi dengan
prosentase yang cukup tinggi di Indonesia. Refrigerator mendominasi pemakaian listrik
untuk sektor rumah tangga dengan golongan tarif R1-450VA, R1-900VA dan R11300VA, serta merupakan peringkat kedua setelah AC untuk golongan tarif R12200VA dan R2-4400VA[3]. Hal ini disebabkan karena pengoperasian refrigerator yang
umumnya kontinu selama 24 jam. Disamping itu, jumlah rumah tangga pemilik lemari
pendingin juga semakin meningkat. Gabungan Pengusaha Elektronik Indonesia (Gabel)
memprediksi bahwa pada tahun 2011, 60% rumah tangga di Indonesia telah memiliki
lemari pendingin[4].
Secara umum sistem pendinginan refrigerator terdiri dari 2 macam, yaitu : direct
cooling dan undirect cooling. Pada tipe direct cooling, pendinginan beban terjadi karena
kontak langsung dengan evaporator. Sedangkan pada undirect cooling, pendinginan
beban dilakukan dengan perantara. Dilihat dari sistem refrigerasinya, maka setiap
refrigerator mempunyai : evaporator (heat exchanger ) yang berfungsi untuk mengambil
kalor, kompresor untuk meningkatkan tekanan, temperatur dan enthalpy refrigerant,
condenser (heat exchanger ) yang berfungsi untuk membuang kalor, drier untuk
menyaring kotoran, uap air yang terbawa refrigerant dan pipa kapiler untuk
menurunkan tekanan dan temperatur.
Ditinjau dari sistem defrost (pembuangan bunga es), maka refrigerator dapat
digolongkan menjadi :
a. Manual defrost : pembuangan bunga es memfungsikan sistem refrigerasi yang
dilakukan dengan bantuan manusia. Sistem ini biasanya terdapat pada model satu
pintu.
148
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
b.
c.
Semi-automatic defrost : pembuangan bunga es dilakukan dengan manusia dan
memfungsikan sistem refrigerasi tanpa bantuan manusia (otomatis). Sistem ini
biasanya terdapat pada model satu pintu.
Automatic defrost : pembuangan bunga es memfungsikan sistem refrigerasi
dilakukan tanpa bantuan manusia. Sistem seperti ini biasanya menggunakan timer
atau chip yang berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan heater yang
terintegrasi dengan evaporator.
Sistem kelistrikan refrigerator manual dan semi-automatic memiliki komponenkomponen yang terdiri dari: motor kompresor, OLP (Overload Protector ), PTC
(Positive Temperature Coefficient), thermostat dan door switch. Sedangkan untuk tipe
refrigerator automatic, selain yang disebutkan di atas juga terdapat : heater , defrost
sensor, thermal fuse, timer (rotary switch), capacitor running, capacitor starting dan
motor fan evaporator / condenser (lihat Gambar 1). Sistem kelistrikan ini merupakan
faktor utama dari refrigerator. Fungsi dari masing-masing komponen tersebut adalah
sebagai berikut:
Gulungan atau winding dalam motor kompresor. Ada 2 macam, yaitu :
1. Main Coil : berfugsi sebagai coil utama untuk menmbangkitkan elektromagnet
sehingga rotor bisa berputar.
2. Sub Coil : berfungsi sebagai coil pembantu untuk membantu rotor berputar pada
saat starting (tarikan pertama)
a. Sub coil selalu dihubungkan “seri” denga PTC. Bila diukur hambatannya
dengan Ohm-meter, memiliki hambatan yang lebih kecil dibandingkan
dengan hambatan main coil.
b. Ketika rotor sudah berputar normal, sub coil tidak lagi berfungsi (arus listrik
tidak mengalir ke sub coil). Pemutusan arus listrik ke sub coil dilakukan
oleh PTC dan sub coil dapat rusak bila dialiri arus terus menerus.
PTC berfungsi sebagai pengaman pada sub coil motor kompresor. Arus listrik yang
mengalir ke sub coil akan menimbulkan kalor sehingga membuat tahanan PTC
menjadi besar sehingga arus listrik berhenti mengalir.
OLP berfungsi sebagai pengaman pada motor kompresor. Bila arus listrik yang
mengalir ke motor kompresor terlalu besar, maka OLP akan memutuskan arus
listrik. Bila arus listrik yang mengalir besar maka heater akan memanaskan keeping
bimetal sehingga keeping bimetal akan membengkok ke atas dan kontaktor tidak
lagi terhubung.
Thermostat berfungsi untuk mengatur suhu refrigerator dengan memutuskan dan
menyambungkan arus listrik ke motor kompresor.
Door switch berfungsi untuk mematikan dan menghidupkan lampu di dalam
kompartemen.
Heater berfungsi untuk mencairkan bunga es, dan defrost sensor mendeteksi
apakah bisa dilakukan defrost atau tidak. Bila terjadi panas berlebih maka arus
listrik yang mengalir ke heater akan diputuskan oleh thermal fuse.
Capacitor running berfungsi untuk menurunkan penggunaan energi ketika motor
kompresor beroperasi. Komponen ini biasanya disusun seri dengan sub coil motor
kompresor.
Capacitor starting berfungsi untuk menurunkan penggunaan energi ketika pada
saat motor kompresor mulai beroperasi, dan komponen ini disusun seri dengan
PTC.
149
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Motor fan condenser atau evaporator berfungsi untuk membantu mempercepat
pertukaran kalor atau disebut pula konveksi paksa. Sumber listrik motor fan dapat
berupa AC maupun DC.
Gambar 1. Diagram skematik secara umum sistem kelistrikan refrigerator otomatis[5]
Refrigerator yang ada di pasaran biasanya terdiri dari dua tipe, yaitu : tipe direct cooling
dan fan cooling. Direct cooling banyak ditemukan di daerah Eropa dan Amerika.
Sedangkan di Asia, khususnya di Indonesia, refrigerator pada umumnya bertipe undirect
cooling manual dan semi-automatic.
Standar ISO 15502 : 2007 / IEC 62552 1st edition dan IEC 62552 2nd edition
ISO 15502 1st ed. atau SNI ISO 15502 atau IEC 62552 1st ed. – berjudul Household
refrigerating appliances – characteristic and test method. Sedangkan IEC 62552 2nd ed.
dibagi menjadi 3 bagian standar, yaitu bagian umum, pengujian konsumsi energi dan
pengujian performance. Pengembangan standar IEC 62552 2nd ed telah dimulai sejak
tahun 2006. Perbedaan utama standar ini dibandingkan dengan standar sebelumnya
(IEC 62552 1st ed) adalah adanya penghilangan beban uji (test package) pada saat
pengujian konsumsi energinya serta diterapkannya dua temperatur ambient untuk
pengujian, yakni pada suhu 16oC dan 32oC[6]. Namun, dari segi perhitungan konsumsi
energinya, metode perhitungan yang digunakan pada standar edisi ke-2 lebih kompleks
dibandingkan dengan standar edisi ke-1.
Standar edisi kedua yang diacu dalam kajian ini adalah bagian kedua, khusus untuk
pengujian konsumsi energi, dengan judul Energy Consumption Measuring Method
based on FDIS IEC draft 62552. Di dalamnya terdapat beberapa bab mulai dari ruang
lingkup, acuan normatif, istilah dan definisi sampai dengan metode pengujian konsumsi
daya. Beberapa klausul yang mirip kondisi uji umum disebutkan penempatan
150
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
refrigerator harus berdasarkan pada kelas iklim tertentu, juga tentang target suhu yang
harus dicapai pada saat pengujian seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Kelas iklim biasanya digunakan dalam pengujian keselamatan, sedangkan untuk
pengujian energi atau konsumsi daya, maka digunakan suhu ambient untuk pengujian
sebagai berikut : 250C untuk kelas Sub Normal (SN), Normal (N) dan Sub Tropical (ST),
dan 320C untuk refrigerator kelas iklim Tropical (T) dengan variasi suhu ruang tidak
melebihi 0.50C serta kelembaban diantara 45 – 75%. Refrigerator yang beredar di
Indonesia adalah kelas T sehingga menggunakan suhu ambient yang kedua.
Tabel 1. Target suhu untuk berbagai kompartemen[7]
Jenis kompartemen
Pantry
Wine storage
Cellar
Fresh food
Chill
Zero star
One star
Two star
Three star
Target suhu (0C)
17
12
12
4
2
0
-6
-12
-16
Dalam klausul 8 sampai 15 standar IEC 62552 1st Ed., prosedur pengujian konsumsi
energi, maka kondisi umum yang harus dipersiapkan adalah sebagai berikut :
1. Dimensi dari lemari pendingin yang akan diuji harus jelas.
2. Penyiapan partisi kayu dan platform dengan bagian atas padat (solid top) dengan
tinggi setidaknya 50 mm di atas lantai ruang uji. Ukuran platform dan partisi kayu
disesuaikan sehingga memiliki jarak sebesar 300 mm pada sisi kiri dan kanan lemari
pendingin, dan setidaknya 300 mm pada sisi depan lemari pendingin. Cat media
kayu ini dengan warna hitam gelap.
3. Peletakkan lemari pendingin yang akan diuji diatas platform yang telah dibuat. Jarak
sisi belakang lemari pendingin ke partisi adalah ukuran minimum sesuai petunjuk
yang ditetapkan pabrikan. Apabila pabrikan tidak menetapkan ukuran minimum
maka sisi belakang lemari pendingin menyentuh partisi. (Lihat Gambar 2 dan 3).
4. Persiapkan peralatan yang diperlukan untuk mengukur pemakaian arus, daya dan
energi lemari pendingin.
151
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 2. Tata letak refrigerator dalam platform dan partisi kayu untuk pengukuran konsumsi
energy [8,9]
Gambar 3. Jarak dan ukuran platfotm dan partisi kayu terhadap refrigerator dan letak sensor
suhu ambient untuk pengukuran konsumsi energi (dimensi dalam mm) [10]
Sedangkan penempatan sensor termokopel untuk pengumpulan data suhu dapat dilihat
dari Gambar 4. w adalah lebar dari refrigetor dan h adalah tinggi refrigerator.
152
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 4. Posisi penampatan sensor termokopel pada kompartemen beku (FZ)
dan tidak beku (UFZ) [10]
Untuk memberikan penjelasan yang lebih detail, maka dalam standar klausul 4,
diberikan contoh plot grafik siklus refrigerator dimana di dalamnya terdapat blok-blok
temperature control cycle (TCC), steady state (SS) atau kestabilan, siklus ON-OFF
kompresor/heater dan siklus defrost dan perioda recovery (DF), seperti dapat dilihat
pada Gambar 5.
Periode Defrost
dan Recovery
Periode
Recovery
Operasi defrosting
Suhu
kompartemen
sebelum defrost
Contoh dari siklus
Temperature
Control Cycle
(TCC)
Contoh siklus
control on-off
kompresor
Siklus control Defrost
Pre-pendinginan
sebelum defrost
Operasi pemanas
untuk defrost
Day
a
Waktu
Contoh siklus control
on-off kompresor
Gambar 5. Ilustrasi siklus kestabilan dan defrost dari refrigerator [10]
153
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
3. METODE PENELITIAN
Beberapa batasan dalam pengukuran ini yang belum dapat dipenuhi menurut standar
adalah sebagai berikut:
Tabel 2. Batasan pengukuran dalam penelitian
No
Parameter / Item
Kondisi ruang uji
yang digunakan
Persyaratan
1
Distribusi temperatur dalam chamber
± 1ºC
± 0.5ºC
2
Kecepatan
chamber
1.0 m/det
< 0.25 mm/det
3
Tinggi ruangan dalam chamber
2200 mm
> 2500 mm
aliran
udara
dalam
Adapun spesifikasi sampel uji yang digunakan dalam pengukuran efisiensi energi ini
adalah sebagai berikut: Model sampel - SJ-F190M, Tegangan nominal - 220V,
Frekuensi - 50 Hz, dengan volume:
Freezer / Frozen Compartment
: 35L
Freshfood/Unfrozen Compartment
: 125L
Total
: 160L
Set up pengukuran dilakukan mirip dengan metode standar lama, hanya saja beberapa
penempatan sensor termokopel yang berbeda karena standar lama menggunakan beban
M-Pack dan Test-pack di dalam refrigerator. Sedangkan pada standar baru, beban Mpack dan Test-pack ini diganti dengan sensor termokopel biasa dan air dalam wadah
tertentu serta adanya operasi buka-tutup pintu refrigerator.
Gambar 6. Tata letak penempatan refrigerator dalam platform dan partisi kayu
154
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 7. Tata letak penempatan sensor termokopel di dalam refrigerator
Prosedur pengukuran konsumsi energinya secara umum langkah-langkahnya adalah
sebagai berikut:
1. Letakkan lemari pendingin yang akan diuji pada partisi yang telah dibuat. Posisi
lemari pendingin di atas partisi seperti diperlihatkan pada Gambar 2, 3 dan 6.
Pasang sensor temperatur pada titik-titik pengukuran pada masing-masing lemari
pendingin yaitu di kompartemen penyimpanan makanan beku (T4, T5, T6, T7, T8)
dan kompartemen penyimpanan makanan segar (T1, T2, T3) sebagaimana terlihat
pada Gambar 7.
2. Pasang sensor suhu ambient di sekitar lemari pendingin masing-masing dua titik
(kanan dan kiri) pada jarak 350 mm dari garis pusat vertikal dinding samping, 1 m
diatas garis lantai (konfigurasi peralatan untuk pengujian lemari pendingin dapat
dilihat pada Gambar 3 dan 6).
3. Atur suhu ambient +32oC dan kelembaban relatif 45% sampai 75% untuk lemari
pendingin kelas T. Suhu yang digunakan sebagai dasar untuk penentuan konsumsi
energi harus berada dalam batas ± 1oC.
4. Periksa dan pastikan data-data hasil pengukuran parameter ukur terbaca dengan
baik. Atur peralatan ukur dan diset untuk merekam data secara bersamaan. Setelah
siap, hubungkan lemari pendingin dengan sumber daya listrik.
5. Ukur dan rekam suhu pengukuran pada masing-masing lemari pendingin dengan
interval waktu perekaman setiap 1 menit selama periode uji. Sistem pengukurannya
seperti ditunjukkan dalam Gambar 8,
6. Lakukan analisa data yang direkam untuk mendapatkan siklus defrost, stabilitas
suhu dan konsumsi energi.
155
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Gambar 8. Sistem pengukuran konsumsi Energi refrigerator
Pada klausul 5.4 dan 5.5 tentang penentuan konsumsi daya pada saat steady state (SS)
dan defrost, terdapat beberapa kriteria atau parameter yang harus dipenuhi,
diantaranya[7]:
1. Total waktu blok A, B, dan C tidak lebih dari 6 jam dimana terjadi TCC dan 12 jam
bila tidak terjadi TCC.
2. Sebaran / variasi rata-rata suhu (sepanjang blok A, B, C) tidak melebihi 0.25 K
untuk setiap kompartemen, dengan rumus = max ( , , ) − min , , (�)
3. Kemiringan suhu (dari blok 1 sampai 3) tidak lebih dari 0.025 K/jam untuk setiap
kompartemen, dengan rumus, dengan rumus =
−
−
�/ℎ� �
4. Sebaran / variasi daya atau energy (sepanjang blok A, B, C) dimana terjadi TCC,
untuk waktu tABC kurang dari 12 jam, adalah 1%, untuk total waktu uji antara 12
sampai 36 jam tidak melebihi 1% + (tABC – 12)/1200, dan untuk total waktu uji
sama dengan atau lebih dari 36 jam, maka harus tidak lebih dari 3%, dengan rumus
�max , , −�min A ,B ,C
=
(%)
��
, ,
5. Sebaran / variasi daya (sepanjang blok A, B, C) dimana tidak terjadi TCC tidak
melebihi 1%.
6. Kemiringan dari daya (dari blok A sampai C) lebih kecil dari 0.25%/jam, dengan
� −�
rumus =
%/ℎ� �
− ×�� ( , , )
Dengan berturut-turut P adalah daya, T suhu dan t waktu.
156
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam grafik pada Gambar 9 terlihat bahwa siklus defrost DF terjadi beberapa kali yang
di dalamnya terjadi kestabilan suhu yang bervariatif. Defrost pertama terjadi di sekitar
11 jam setelah refrigerator dinyalakan kemudian disusul dengan proses recovery dan
kestabilan, kemudian defrost kedua, kestabilan begitu seterusnya. Dari grafik kestabilan
ini, maka dilakukan analisa yang mendalam terhadap gafik tersebut untuk menentukan
proses kestabilan dimulai dan berapa lama terjadinya. Begitu pula dengan siklus defrost
secara lengkap dari defrost pertama sampai dengan defrost selanjutnya. Analisis
dilakukan dengan menghitung dan mengumuplkan data suhu sesuai dengan 6
persyaratan standar tentang siklus kestabilan.
DF1 merupakan siklus defrost yang pertama, DF2 adalah siklus defrost yang kedua, dan
seterusnya. Sedangkan SS1 merupakan siklus Steady state (siklus kestabilan) pertama
yang terjadi selama proses pengukuran dan D&R1 adalah lama waktu proses defrost dan
recovery dari siklus kestabilan refrigerator.
Gambar 9. Grafik temperatur dan daya refrigerator
Langkah pertama adalah mengelompokkan waktu kestabilan suhu tiap kompartemen
dengan nama blok-blok kestabilan 1, 2, 3 dan seterusnya hingga pengukuran selesai.
Dari data hasil pengukuran, blok kestabilan pertama terjadi pada blok ke-7, yang dapat
dilihat pada Tabel 3 dan diberi arsiran warna hijau. Kemudian 3 blok rata-rata suhu
kestabilan tersebut dari blok 7 sampai 15 dikelompokkan lagi menjadi 1 TCC (siklus
kontrol suhu) dengan total waktu masing-masing TCC antara 2 sampai 4 jam. Setelah
dianalisis dan dihitung maka blok-blok yang memenuhi syarat sebanyak 7 TCC (diberi
arsiran warna kuning), yang kemudian dilakukan cek 6 syarat terjadinya SS (siklus
kestabilan).
157
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Tabel 3. Hasil Pengukuran temperatur dan daya refrigerator
Time
Energy
Time
Average
Number length of accumulated Consumption Power
TCC
during TCC
of TCC
Average
Unfrozen
Temp.
o
Average
Frozen
Temp.
Average Average
Average
Unfrozen Frozen
Power
Temp.
Temp.
3 TCC
Number length
Remark
of TCC
Test
Time
hours
hours
W
o
o
o
hours
hours
Wh
W
1
0.99
0.99
70.14
70.73
3.5
-13.3
1 -3
2.96
1.98
70.43
3.59
-13.28
2
0.98
1.97
69.20
70.37
3.7
-13.3
2 -4
2.95
2.96
70.58
3.59
-13.28
3
0.98
2.96
69.01
70.18
3.6
-13.3
3 -5
2.56
3.75
66.55
4.10
-11.64
4
0.98
3.94
70.00
71.19
3.5
-13.3
4 -6
2.98
4.94
81.35
5.24
-9.69
5
0.59
4.53
34.48
58.27
5.2
-8.3
5 -7
2.98
5.73
81.22
5.21
-9.68
6
1.41
5.94
161.37
114.58
7.0
-7.4
6 -8
3.38
6.93
85.19
4.64
-11.35
7
0.98
6.93
69.64
70.82
3.5
-13.3
7 -9
2.94
7.90
70.21
3.49
-13.32
8
0.98
7.91
68.99
70.16
3.5
-13.3
8 -10
2.93
8.88
69.84
3.52
-13.35
C
C
defrost
C
C
9
0.97
8.88
67.92
69.66
3.5
-13.4
9 -11
2.92
9.86
70.08
3.53
-13.35
10
0.98
9.86
67.96
69.71
3.5
-13.4
10 -12
2.92
10.83
70.15
3.53
-13.35
11
0.98
10.83
69.11
70.88
3.5
-13.3
11 -13
2.91
11.80
70.41
3.54
-13.34
12
0.97
11.80
67.54
69.86
3.5
-13.3
12 -14
2.90
12.77
69.79
3.53
-13.34
13
0.97
12.77
68.14
70.49
3.5
-13.3
13 -15
1.93
13.54
69.76
3.54
-13.34
14
0.97
13.73
66.73
69.03
3.5
-13.3
14 -16
1.55
14.51
84.74
3.46
-14.11
15
0.58
14.32
58.49
100.46
3.4
-14.9
15 -17
1.56
15.23
85.20
3.41
-14.10
16
0.98
15.29
68.19
69.94
3.4
-13.3
16 -18
2.42
16.42
79.99
3.90
-12.84
17
0.86
16.15
59.71
69.56
4.9
-10.3
17 -19
3.23
17.35
84.77
5.03
-10.44
18
1.40
17.55
160.73
114.81
6.8
-7.7
18 -20
3.26
18.54
85.45
5.03
-10.40
19
1.00
18.55
71.98
71.98
3.5
-13.2
19 -21
3.38
19.53
85.55
4.58
-11.39
20
0.98
19.53
68.69
69.85
3.5
-13.3
20 -22
2.97
20.52
70.55
3.49
-13.27
21
0.98
20.52
68.66
69.82
3.5
-13.3
21 -23
2.95
21.49
69.88
3.49
-13.31
22
0.98
21.50
68.79
69.95
3.5
-13.3
22 -24
2.94
22.47
69.88
3.51
-13.31
23
0.98
22.47
68.13
69.87
3.5
-13.3
23 -25
2.93
23.44
69.87
3.52
-13.32
24
0.98
23.45
68.04
69.78
3.5
-13.3
24 -26
2.92
24.42
69.68
3.55
-13.31
25
0.97
24.42
67.06
69.38
3.6
-13.3
25 -27
2.92
25.39
69.28
3.57
-13.31
26
0.97
25.39
66.98
68.70
3.6
-13.3
26 -28
2.92
26.37
68.99
3.61
-13.28
27
0.98
26.37
67.74
68.89
3.7
-13.3
27 -29
2.94
27.24
68.95
3.64
-13.27
28
0.98
27.36
68.12
69.28
3.7
-13.2
28 -30
2.72
28.66
66.00
4.13
-12.09
defrost
Tabel 4 memperlihatkan proses untuk memeriksa apakah seluruh blok-blok TCC yang
sudah ditandai dan disinyalir sebagai waktu kestabilan siklus refrigerator (SS) tersebut
memenuhi persyarataan 6 parameter menurut standar acuannya, yaitu total waktu TCC,
sebaran dan kemiringan.
Hasil analisis dan perhitungannya dituliskan pada 6 kolom terakhir pada Tabel 4
diberikan tanda „1” dan “0”. Tanda 1 berarti memenuhi persyaratan sedangkan 0 tidak.
Pengecekan ini memberikan hasil bahwa Blok TCC A sampai C yang memenuhi syarat
adalah mulai TCC A dengan komponen rata-rata suhu blok ke-7 sampai ke-9, TCC B
dengan komponen rata-rata suhu blok ke-10 sampai 12, TCC C dengan komponen ratarata suhu blok ke-13 sampai 15. Seluruh blok yang memenuhi persyaratan ini diberikan
tanda kuning, dimana ketiga blok TCC A sampai C tersebut memberikan hasil “1” pada
6 kolom terakhir. Dan bila dihitung dan dianalisis masa steady state berlangsung selama
kurang lebih 8.76 jam, yang tercapai setelah refrigerator beroperasi selama 7.89 jam dan
terjadi setelah defrost yang pertama.
158
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
Tabel 4. Hasil perhitungan dan evaluasi SS siklus refrigerator
Block A
TCC
Block B
TCC
Spread of Spread of
Frozen
Block C Unfrozen
Temp
Temp
TCC
Slope of
Unfrozen
temp
Slope of
Spread of Slope of
Frozen
power
power
temp
K
K
K/hour
K/hour
%
%/hour
1
2
3
4
5
6
1 - 3
4 - 6
7 - 9
1.74
3.63
0.016
0.007
15.05%
0.0005
0
0
1
1
0
1
2 - 4
5 - 7
8 - 10
1.69
3.67
0.012
0.012
15.40%
0.0017
0
0
1
1
0
1
3 - 5
6 - 8
9 - 11
1.11
2.01
0.093
0.280
25.21%
0.0078
0
0
0
0
0
1
4 - 6
7 - 9
10 - 12
1.74
3.66
0.290
0.621
15.15%
0.0257
0
0
0
0
0
1
5 - 7
8 - 10 11 - 13
1.69
3.67
0.275
0.602
15.42%
0.0241
0
0
0
0
0
1
6 - 8
9 - 11 12 - 14
1.11
2.01
0.190
0.342
20.52%
0.0351
0
0
0
0
0
1
7 - 9
10 - 12 13 - 15
0.04
0.03
0.008
0.004
0.65%
0.0012
1
1
1
1
1
1
8 - 10 11 - 13 14 - 16
0.08
0.78
0.011
0.135
19.87%
0.0353
1
0
1
0
0
1
9 - 11 12 - 14 15 - 17
0.12
0.76
0.022
0.140
20.53%
0.0375
1
0
1
0
0
1
10 - 12 13 - 15 16 - 18
0.36
0.51
0.065
0.092
13.95%
0.0240
0
0
0
0
0
1
11 - 13 14 - 16 17 - 19
1.57
3.67
0.268
0.522
17.96%
0.0324
0
0
0
0
0
1
12 - 14 15 - 17 18 - 20
1.62
3.71
0.260
0.510
19.53%
0.0338
0
0
0
0
0
1
13 - 15 16 - 18 19 - 21
1.04
1.95
0.173
0.326
20.13%
0.0336
0
0
0
0
0
1
14 - 16 17 - 19 20 - 22
1.57
3.67
0.005
0.141
17.77%
0.0295
0
0
1
0
0
1
15 - 17 18 - 20 21 - 23
1.62
3.71
0.013
0.127
19.42%
0.0305
0
0
1
0
0
1
16 - 18 19 - 21 22 - 24
1.07
1.92
0.064
0.078
19.96%
0.0213
0
0
0
0
0
1
17 - 19 20 - 22 23 - 25
1.54
2.88
0.247
0.472
19.85%
0.0326
0
0
0
0
0
1
18 - 20 21 - 23 24 - 26
1.54
2.91
0.253
0.495
21.03%
0.0358
0
0
0
0
0
1
19 - 21 22 - 24 25 - 27
1.07
1.92
0.172
0.327
21.71%
0.0370
0
0
0
0
0
1
20 - 22 23 - 25 26 - 28
0.13
0.05
0.021
0.003
2.24%
0.0038
1
1
1
1
0
1
21 - 23 24 - 26 27 - 29
0.15
0.04
0.026
0.007
1.33%
0.0023
1
1
0
1
0
1
22 - 24 25 - 27 28 - 30
0.62
1.22
0.101
0.198
5.67%
0.0092
0
0
0
0
0
1
23 - 25 26 - 28 29 - 31
1.59
2.60
0.260
0.425
16.61%
0.0252
0
0
0
0
0
1
24 - 26 27 - 29 30 - 32
1.21
2.30
0.184
0.349
19.62%
0.0282
0
0
0
0
0
1
25 - 27 28 - 30 31 - 33
0.56
1.22
0.059
0.124
30.11%
0.0385
0
0
0
0
0
1
26 - 28 29 - 31 32 - 34
2.45
3.47
0.140
0.133
16.23%
0.0122
0
0
0
0
0
1
27 - 29 30 - 32 33 - 35
2.06
3.20
0.135
0.136
19.23%
0.0099
0
0
0
0
0
1
28 - 30 31 - 33 34 - 36
1.38
2.12
0.210
0.323
29.58%
0.0147
0
0
0
0
0
1
29 - 31 32 - 34 35 - 37
2.45
3.48
0.346
0.518
11.02%
0.0164
0
0
0
0
0
1
30 - 32 33 - 35 36 - 38
2.06
3.20
0.310
0.504
13.98%
0.0221
0
0
0
0
0
1
31 - 33 34 - 36 37 - 39
1.21
1.73
0.186
0.271
19.79%
0.0319
0
0
0
0
0
1
32 - 34 35 - 37 38 - 40
0.63
1.11
0.097
0.170
5.34%
0.0083
0
0
0
0
0
1
33 - 35 36 - 38 39 - 41
1.66
2.91
0.261
0.458
15.42%
0.0214
0
0
0
0
0
1
34 - 36 37 - 39 40 - 42
1.55
2.92
-0.105
-0.197
15.64%
-0.0102
0
0
1
1
0
1
Requirement of SS
Penentuan waktu awal mula dan selang waktu siklus kestabilan / steady state (SS) dan
defrost ini penting sekali dilakukan, karena data-data ini akan terus digunakan dan
menjadi dasar untuk menghitung besarnya konsumsi energi dari refrigerator.
Ketidakakuratan penentuan dan perhitungan waktu SS akan berakibat terjadinya
kesalahan penentuan dan perhitungan konsumsi energi refrigerator dalam akumulasi
W/hari atau bahkan kW per tahun. Kesalahan ini juga dapat memicu perdebatan di
antara industri, laboratorium dan regulator ketika masing-masing tidak mempunyai data
yang sama dan akurat tentang besarnya energi atau daya yang dikonsumsi produk
refrigeratornya.
159
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
5. KESIMPULAN
Pada penelitian ini telah dilakukan analisis dan penentuan waktu steady state (SS) atau
kestabilan dan defrost dari suatu siklus refrigerator berdasarkan IEC 62552 2nd edition,
dengan kesimpulan sebagai berikut :
1. Penentuan siklus kestabilan (SS) ini perlu dihitung dengan tepat dan akurat karena
berpengaruh terhadap penetapan konsumsi energi secara keseluruhan.
2. Untuk kasus sampel refrigerator tipe dan model yang digunakan dalam penelitian
ini, waktu terjadinya kestabilan (SS) adalah pada blok TCC A, B, C selama 8.76 jam
dan terjadi pada saat refrigerator mulai beroperasi setelah 7.89 jam defrost yang
pertama. Hasil tersebut tidak berlaku untuk sampel lain, tetapi prinsip perhitungan
paling subtansial adalah pada bagian metode penentuan siklus kestabilan (SS) ini.
3. Siklus kestabilan yang terjadi dapat dihitung, dianalisis dan ditentukan setelah
defrost (DF) refrigerator yang pertama selama tepat 2 jam.
4. Peralatan, khususnya climatic chamber , yang digunakan dalam penelitian ini masih
belum memenuhi persyaratan pengukuran konsumsi energi berdasarkan standar
terbaru. Dari hasil penelitian terdahulu, efek ini berpengaruh terhadap perhitungan
konsumsi energi sekitar ± 5%. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat
sebaiknya pengukuran dilakukan di dalam chamber yang dipersyaratkan dan alatalat pengukuran yang sudah terintegrasi dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Draft Road Map Laboratorium Uji Kelistrikan dan Energi Efisiensi, Forum
Komunikasi Laboratorium Uji Kelistrikan dan Energi Efisiensi dan BRESL
Indonesia, 2013.
[2]. IEC 62552 1st Edition : 2007, Household refrigerating appliances –
Characteristics and test methods : Part 1 – General requirements
[3]. Balai Besar Teknologi Energi BPPT. Perencanaan Efisiensi dan Elastisitas Energi
2012. Penerbit BPPT. 2012.
[4]. http://www.kemenperin.go.id/artikel/774/Industri-Elektronik-Diprediksi-Tumbuh15-Pada-2011.
[5]. http://hvactutorial.wordpress.com/refrigeration-system/domestic-refrigerator
freezer-system/domestic-refrigerator-wiring/. Diakses pada tanggal 11 September
2014.
[6]. http://www.energyrating.gov.au/wpcontent/uploads/Energy_Rating_Documents/L
ibrary/General/D2-04-EU-refrigerators-AU-roundrobin.pdf, Refrigerator testing :
IEC 6762552 ed.2 development and AUS/ANZ Round Robin testing
[7]. FDIS IEC 62552 2nd Edition : 2013, Household refrigerating appliances –
characteristics and test methods – Part 3 : Energy consumption and volume
[8]. SNI ISO 15502-2008 : 2008, Lemari Pendingin untuk Rumah Tangga –
karakteristik dan metode uji
[9]. SNI 04-6710-2002 : Peralatan Pendingin untuk Rumah Tangga – Lemari
Pendingin dengan atau Tanpa Kompartemen Temperatur Rendah – karakteristik
dan Metode Pengujian
[10]. FDIS IEC 62552 2nd Edition : 2013, Household refrigerating appliances –
characteristics and test methods – Part 1 : General Requirements
160
ISSN 1907-7459
9th Annual Meeting on Testing and Quality 2014
DISKUSI
Penanya
Instansi
: Joko Gunawan
: BPPT
Pertanyaan :
1. Apakah chamber didesain sendiri atau tidak?
2. Analisis pengukuran apakah ada kaitannya dengan ISO?
3. Apakah tim peneliti sudah menjalin kerjasama ke produsen-produsen?
Jawaban
:
1. Chamber tidak didesain sendiri, akan tetapi dibeli.
2. Pengukuran ini untuk mengantisipasi pemberlakuan standar baru menggantikan
ISO
3. Di beberapa kegiatan pernah melakukan kerjasama dengan produsen peralatan
rumah tangga.
161
ISSN 1907-7459