Pendahuluan
Penelitian ini berfokus pada pengembangan dan penerapan Accelerated Life Testing (ALT) dalam mengukur degradasi performa pada chiller sekrup berkecepatan variabel berbasis air. Chiller ini merupakan komponen vital dalam sistem HVAC&R yang berkontribusi besar terhadap konsumsi energi global. Mengingat prediksi kenaikan konsumsi energi untuk pemanasan dan pendinginan hingga 40% pada 2030 (IEA, 2018), penting untuk memahami mekanisme degradasi kompresor agar dapat meningkatkan efisiensi dan daya tahan sistem pendingin.
Metode dan Implementasi ALT
Penelitian ini mengembangkan siklus uji percepatan untuk mensimulasikan penggunaan chiller dalam jangka panjang dalam waktu yang lebih singkat. Dua mode utama diuji:
1. High Load/Low Head (HLLH)
- Menggunakan beban tinggi dengan perbedaan tekanan rendah.
- Suhu setpoint 6,67°C, suhu inlet evaporator 12,22°C.
- Siklus ON/OFF setiap jam untuk meningkatkan gesekan mekanis.
- Hasil uji 848 jam menunjukkan tekanan oli lebih rendah dari standar AHRI 550/590, mengonfirmasi peningkatan gesekan dan keausan mekanis.
2. Low Load/High Head (LLHH)
- Menggunakan beban rendah dengan tekanan tinggi untuk meniru stres operasional tinggi.
- Suhu setpoint 6,67°C, suhu inlet evaporator 7,61°C.
- Suhu inlet kondensor 32,22°C untuk mencegah shutdown otomatis.
- Data dari 851 jam uji menunjukkan peningkatan signifikan suhu motor, menegaskan degradasi komponen listrik akibat tekanan tinggi.
Hasil dan Analisis Data
Studi ini melibatkan pengukuran efisiensi isentropik pada interval 1.000 jam untuk melacak degradasi performa. Hasil menunjukkan bahwa:
- Efisiensi setelah 1.000 jam masih dalam toleransi standar, namun beban tinggi menunjukkan penurunan kecil.
- Tekanan diferensial oli lebih rendah pada kondisi uji HLLH dibandingkan dengan standar AHRI.
- Suhu motor pada mode LLHH meningkat signifikan, menegaskan hipotesis peningkatan keausan komponen listrik.
Kelebihan Penelitian
- Siklus uji realistis yang mencerminkan kondisi operasional di lapangan.
- Pengukuran berbasis data dengan sensor real-time untuk validasi degradasi performa.
- Dapat diterapkan pada berbagai sistem pendingin, bukan hanya chiller sekrup.
Kekurangan Penelitian
- Durasi uji masih terbatas, hanya hingga 1.000 jam, sehingga tren jangka panjang belum dapat disimpulkan.
- Tidak ada perbandingan dengan metode pemeliharaan prediktif lainnya, seperti machine learning untuk prediksi kegagalan.
Kesimpulan
Penelitian ini menunjukkan bahwa ALT dapat digunakan untuk memprediksi degradasi performa chiller dalam waktu yang lebih singkat. Metode ini memungkinkan perbaikan efisiensi dan pemeliharaan preventif yang lebih efektif dalam sistem HVAC&R. Namun, studi jangka panjang diperlukan untuk memahami pola degradasi lebih lanjut.
Sumber: Hoess, A. J., Ziviani, D., Groll, E. A., & Braun, J. E. (2022). Development and Application of Accelerated Life Test Cycles for Performance Degradation Study on Water-cooled Variable-speed Screw Compressor Chillers. Purdue University.