Article

Analisa Refrigerant Hidrokarbon R-1270 terhadap R-410A pada AC Split Menggunakan Breezon MC-32

 Mei 05, 2021        

ANALISA REFRIGERANT HIDROKARBON R-1270 TERHADAP R-410A PADA AC SPLIT

 Studi aplikasi menggunakan data R-1270 produk BREEZON MC-32



Oleh :

Ir. Tatang Hidayat, MSi*)


RINGKASAN

Sejak tahun 2015, Pemerintah Indonesia sudah mengeluarkan kebijakan larangan untuk tidak lagi menggunakan refrigerant sintetik jenis R-22. Sejak adanya kebijakan tersebut maka kebutuhan AC split di pasaran dilayani dengan jenis refrigerant baru yang yaitu refrigerant R-410A yang berbeda dengan R-22 karena R-410A tidak mengandung bahan perusak ozon (Non BPO) dan merupakan refrigerant satu kelompok dengan R-22 yaitu di kelompok A1 (tidak terbakar / non-flammable), namun dalam hal indeks potensi  terkait pemanasan global (Global warming) R-410A berada pada kisaran 1924 sehingga lebih tinggi apabila dibandingkan dengan R-22 yang indeks GWP-nya berada pada kisaran 1760.

Sejalan dengan perkembangan waktu, memasuki tahun 2015 refrigeran hidrokarbon yang memiliki karakteristik ramah lingkungan (karena kategorinya refrigerant alami dengan indeks global warming sekitar 3), produk Pertamina dengan merk MUSICOOL yang sudah diperkenalkan sejak akhir tahun 2003 sudah dirasakan manfaat nya oleh masyarakat melalui peran jasa para teknisi / praktisi AC  yang sudah di bina melalui pelatihan sehingga memiliki keterampilan dan pengetahuan yang cukup dalam penggunaan MUSICOOL MC-22 (R-290 : Propane) pada AC Gedung jenis split untuk mensubtitusi R-22. Manfaat yang telah dirasakan konsumen dari pemakaian refrigerant hidrokarbon tersebut adalah AC tetap dingin, ramah lingkungan dan mendapatkan penghematan konsumsi energi listrik.

Adanya perbedaan karakteristik antara R-410A dengan refrigerant R-22 diantaranya adalah  tekanan operasional R-410A yang jauh lebih tinggi dibandingkan R-22. Untuk mendapatkan kemudahan pelaksanaan konversi (retrofit) dan menjaga kestabilan operasional AC, maka refrigerant hidrokarbonnya direkomendasikan untuk menggunakan jenis R-1270 (Propylene) BREEZON MC-32. Penggunaan refrigerant hidrokarbon BREEZON MC-32 pada AC split yang semula R-410A menjadi total ramah lingkungan (ditinjau dari indeks BPO maupun dari GWP nya) dan perolehan penghematan energi listrik nya juga relative lebih besar (kisaran 30%) dibandingkan penggunaan Musicool MC-22 pada AC R-22 yang kisarannya 20%.

Adapun khusus terkait aspek keamanan (safety) dari sifat refrigerant mudah terbakar dan lainnya, penggunaan R-1270 (flammable refrigerant A3) pada AC split dengan R-410A (non-flammable refrigerant A1) mengikuti standar sesuai SNI–6500 : 2018 (Sistem refrigerasi instalasi tetap – Persyaratan keamanan dan lingkungan hidup).

Kata Kunci : R-410A, BREEZON MC-32, AC Split Standar, AC Split Inverter


*) Tim Teknis Refrigerant Hidrokarbon Pertamina





  • Pendahuluan

Sejalan dengan dengan diberlakukannya kebijakan larangan penggunaan R-22 sejak tahun 2015 terkait dampak perusakannya pada lapisan ozon (BPO), di pasaran telah beredar AC jenis split yang menggunakan refrigerant R-410A  yang kemudian diikuti dengan hadirnya AC yang menngunakan R-32. Dalam aplikasinya  jenis AC split standar dengan R-410A  tersebut dianggap terlalu besar (boros) dalam mengkonsumsi energi listrik. Sehingga dalam rangka mensiasati hal tersebut, para teknisi/praktisi dan konsumen  memilih untuk melakukan retrofitting menggunakan  refrigerant hidrokarbon dengan mengacu pada pengalaman keberhasilan  penggunaan MC-22  yang sudah terbukti dan teruji bisa digunakan untuk mensubtitusi refrigerant pada AC split jenis R-22  dan memberikan kinerja pendinginan serta penghematan energi listrik menjadi baik. Hal lain yang dijumpai banyak para teknisi dan praktisi masih kurang mengetahui bahwa ada perbedaan karakteristik teknis yang signifikan antara R-22 dengan R-410A, sehingga bila dalam perlakuan retrofit R-1270 (Breezon MC-32) pada AC split R-410A diperlakukan sama dengan seperti rertofit Musicool MC-22 pada AC R-22  maka dipastikan kurang atau bahkan tidak berhasil.

Analisa yang dilakukan dalam tulisan ini dengan melakukan perbandingan data dan perbandingan kinerja mesin pendinginan, serta  penghematan energi listrik yang diperoleh  pada mesin pendingin ruangan jenis AC split R-410A (standar dan inverter).


2. Perbandingan data teknis refrigeran pada AC ruangan

Untuk melakukan kegiatan retrofitting harus dipahami data teknis perbandingan refrigerant yang akan di konversi dengan refrigerant substitusi nya, seperti ditunjukan pada tabel-1.

         Tabel-1 : Perbandingan data parameter R-410A, R-1270 [1]

NO

PARAMETER

R-410A

R-1270

1

ODP (Ozon Depletion Potentials

0

0

2

GWP (Global Warming Potentials)

1924

1.8

3

Critical temp. (oC)

71.3

92.0

4

Boiling (0 psig) (oC)

-51.4

-48.1

5

Class

HFC

HC

6

Composition

R-32/R-125

(50/50)

CH3CH=CH2

7

Chemical/blend name

AZ-20,

Puron,

Suva-9100

Propene (propylene)

8

Safety group

A1

A3

9

Oil

POE

MO/AB/POE

10

Psig (5 oC)

121.86

83.93

 

Dari Tabel-1 dapat dilihat ada beberapa data sebagai kunci yang menjadi perhatian, yaitu : nilai GWP R-410A (1924) yang jauh lebih besar dari R-22 (1760) dibandingkan dengan R-1270 (3) sehingga masih terdapat potensi sebagai penyebab global warming (pemanasan global). Data lainnya adalah bahwa komposisi R-410A merupakan refrigerant campuran (R-32/R-125 : 50/50). Hal tersebut berpotensi menjadi masalah yaitu apabila ditemukan kebocoran di dalam system AC maka tidak bisa serta-merta langsung ditambah refrigerant tetapi harus dikeluarkan dan diganti dengan refrigerant yang baru (untuk menjaga komposisi campurannya).

Data berikutnya adalah tekanan evaporasi (5 oC) dimana R-410A tekanan operasinya tinggi sehingga instalasi pemipaan di seluruh rangkaiannya harus sesuai untuk menahan tekanan tersebut namun karena tekanan R-1270 lebih rendah sehingga dalam penggunaan nya di dalam sistem AC R-410A menjadi lebih aman.

Data dan informasi lain yang perlu dipahami adalah perilaku refrigerant dalam bentuk hubungan antara perubahan suhu terhadap perubahan tekanan yang ditunjukan oleh tiap refrigeran, seperti ditunjukan oleh gambar-1 

Gambar-1 : Perbandingan diagram suhu versus tekanan  beberapa refrigerant [3]


Dari gambar-1 dapat kita lihat perilaku grafiknya untuk R-410A hampir mirip dengan R-32, sedangkan R-290 (Musicool MC-22) paling bawah dekatnya dengan R-22. Jauhnya beda perilaku grafik R-290 (MC-22) terhadap grafik R-410A maka bila R-290 (MC-22) digunakan utk konversi (retrofit) ke AC dengan R-410A akan memberikan efek kinerja AC tidak maksimal. Untuk konversi nya R-410A diinginkan ada bahan hidrokarbon yang perilaku di grafik nya mendekati ke grafiknya R-410A, berarti diatasnya R-22 (kalau ada bahkan diatas nya R-407C), tapi bentuknya zat tunggal.

Berdasarkan kajian dan riset, jenis hidrokarbon zat tunggal yang bisa digunakan sebagai refrigerant dengan karakteristik atau perilaku grafiknya diatas R-290 dan masih dibawah R-410A bisa dipenuhi oleh material hidrokarbon jenis propylene yang dalam kode refrigerant ASHRAE dinyatakan sebagai R-1270 yang posisi grafiknya bisa dilihat pada gambar-2.



Gambar-2 : Perbandingan diagram suhu versus tekanan  R-1270 dengan refrigerant lain [3]


Dari gambar-2 di atas dapat dilihat bahwa grafik yang ditunjukan oleh R-1270 berada diatas grafik R-290 dan dibawah R-32 (dimana dalam gambar-1 grafik R-32 hampir mirip dengan R-410A). Berdasarkan hal tersebut di atas, maka refrigerant hidrokarbon yang cocok untuk mensubtitusi refrigerant R-410A adalah R-1270 (propylene).


3. Pelumas kompresor

    Pelumas kompresor merupakan material yang sangat penting untuk menjaga agar kompresor bekerja normal baik dari gesekan secara mekanis maupun proses menjaga suhu kompresor. Pelumas dalam kompresor bercampur dengan refrigerant sehingga sifat pelumas harus stabil tidak dipenaruhi oleh refrigerant maupun jalannya kompresor dalam mensirkulasikan refrigerant dalam siklus refrigerasi kompresi uap. Jenis pelumas kompresor yang digunakan, bisa dilihat seperti pada tabel-2.

        Tabel-2 : Kompatibilitas pelumas dengan refrigerant [1]

 

Data dari tabel-1 dan tabel-2 dapat dilihat bahwa kompresor AC dengan R-410A pelumas untuk kompresor di desain dengan jenie Plyol Ester (POE), sedangkan untuk refrigerant hidrokarbon bisa menggunakan jenis pelumas dari Mineral oil (MO), Alkyl Benzene (AB) juga POE. Material lainnya yang bisa digunakan oleh R-1270 (Brezzon MC-32) sama dengan untuk refrigerant hidrokarbon lainnya seperti R-290 (Propane)

 

4. Refrigeran Hidrokarbon

       Diantara refrigeran alami, refrigerant Hidrokarbon (HCR) sudah banyak digunakan dalam aplikasinya di Indonesia dengan pertimbangan lebih ekonomis (murah) dan relatif mudah digunakan  sebagai pengganti refrigeran sintetik seperti CFC (Chlorofluorocarbon) : R-12, HCFC (Hydrocloroflyurocarbon) : R-22 dan HFC (Hydrofluorocarbon) : R-134a, dan perkembangan selanjutnya juga diaplikasikan ke mesin pendingin ruangan (Air Conditioner / AC) yang menggunakan  R-410A.

Ditinjau dari aspek energi pada AC penggunaan refrigeran hidrokarbon sudah terbukti (seperti R-290 pada AC R-22) selain kinerja pendinginan di indoor yang baik, juga dapat menurunkan penggunaan energi (listrik), hal  inilah yang menjadi daya tarik dan potensi yang bermanfaat refrigerant hidrokarbon untuk digunakan secara lebih luas di masyarakat. 

Perbandingan kinerja bila dalam AC refrigerantnya diganti dari jenis sintetik (dalam hal ini R-410A) dengan jenis hidrokarbon (dalam hal ini R-1270) yang menjadi perhatian adalah  parameter konsumsi energi listrik untuk menggerakan kompresor. Parameter lainnya adalah perbandingan tekanan antara tekanan keluaran kompresor (discharge pressure) dengan tekanan masuk ke kompresor (suction pressure), dimana makin tinggi tekanan yang harus dibangun oleh kompresor pada sisi keluaran kompresor maka energi listrik yang dibutuhkan akan semakin besar. Kinerja parameter arus listrik pada AC yang menggunakan refrigeran hidrokarbon (pada AC split disini menggunakan R-1270 produk Breezon MC-32)  menunjukan arus listriknya  lebih kecil dibandingkan saat AC split masih menggunakan R-410A.

 

3. Pembahasan data hasil retrofit

    Dengan menerapkan prosedur retrofitting yang benar dalam pemakaian R-1270 (Breezon MC-2) pada unit AC Split di R-410A , maka akan diperoleh data hasil retofitting yang baik, dimana efek pendinginan pada udara yang keluar evaporator derajat pendinginannya yang diukur dengan termometer menunjukan data yang sama (hampir sama) dengan saat AC split masih dengan sebelumnya R-410A, sebagai tipikal data seperti dalam tabel-4 dan tabel-5    

Tabel-3 Contoh tipikal data pengamatan riset pada AC split standar [2]

     

NO

PARAMETER

R-410A

R-1270 (MC-32)

KETERANGAN

1

Tekanan suction (psia)

140

90

Tekanan maksimum MC-32  di 90 psia lebih rendah dari R-410A

2

Suhu udara keluar evaporator, oC

12

12

Suhu dingin udara dari evaporator hampir sama

3

Arus listrik di komprsor, A

4,1

2,8

MC-32 lebih hemat 1,3 A (31%)

4

Suhu udara keluar kondensor oC

50

51

Relative sama

5

Jumlah massa refrigerant, gram

960

310

MC-32 hemat massa 650 gram (67%)

      

Tabel-4 Contoh tipikal data riset pada AC split inverter [2] 

       

Tabel-5 : Contoh data hasil retrofit pada AC split R-410A  ke R-1270 (BREEZON MC-32) [4]


          

Mesin

Parameter

Penghematan

arus listrik

sebelum

sesudah

AC Split

2 PK

(18000 BTU)

Changhong

Ref. : R-410A

Isi : - gr

Ps : 140 psig

Tev. in : 24.0 oC

Tev. Out : 14.2 oC

Troom : 23.0 oC

Arus : 8.5 A

Ref : MC-32

Isi : - gr

Ps : 100 psig

Tev.in : 24.0 C

Tev. Out : 14.2 oC

Troom : 23.0 oC

Arus : 6.1 A

2.4

(28.2 %)

                    

 Tabel-6 : Contoh data hasil retrofit pada AC split R-410A   ke R-1270 (BREEZON MC-32 [4]

             

Mesin

Parameter

Penghematan

arus listrik

sebelum

sesudah

AC Split

2 PK

(18000 BTU)


Ref. : R-410A

Isi : - gr

Ps : 140 psig

Tev. in : 24.0 oC

Tev. Out : 14.2 oC

Troom : 23.0 oC

Arus : 8.5 A

Ref : MC-32

Isi : - gr

Ps : 100 psig

Tev.in : 24.0 C

Tev. Out : 14.2 oC

Troom : 23.0 oC

Arus : 6.1 A

2.4

(28.2 %)

              

               

 Tabel-7 : Contoh hasil retrofit pada AC split R-410A standar ke R-1270  (BREEZON MC-32 [4]

               

Mesin

Parameter

Penghematan

arus listrik

sebelum

sesudah

AC Split

1 PK

(9000 BTU)

Daikin

Ref. : R-140A

Isi : - gr

Ps : 150 psig

Tev.in : 29 oC

Tev.out : 16 oC

Troom : 23 oC

Arus : 3.8 A

Ref : MC-32

Isi : - gr

Ps : 110 psig

Tev.in : 29.1 oC

Tev.out : 17.6 oC

Troom : 23 oC

Arus : 2.2 A

1.6 A

(42%)

                

Dari data dalam tabel-3 sampe tabel-7 dapat dilihat bahwa parameter yang dihasilkan retrofitting menggunakan R-1270 (Breezon MC-32) lebih baik dibandingkan saat AC split masih menggunakan R-410A. Untuk mendapatkan kinerja yang baik tersebut, salah satu yang penting diperhatikan adalah kondisi operasi tekanan sisi masuk kompresor (suction). Dari data diatas terlihat bahwa tekanan suction AC split dengan Breezon MC-32 nya lebih rendah dari tekanan suction saat AC  masih R-410A. Walau tekanan suction dengan Breezon MC-32 lebih rendah dibandingkan saat AC split dengan R-410A, tapi efek pendinginan dari udara keluar evaporator sudah tercapai (sebagai catatan : Kondisi operasi tekanan suction seperti itu, berbeda dengan retrofit pada AC split R-22 dimana tekanan suction Musicool MC-22 dengan tekanan suction dengan R-22 selisihnya tidak besar). Inilah yang harus dipahami oleh para teknisi/praktisi bahwa menggunakan Breezon MC-32 utk retrofitting pada AC split dengan R-410A, tekanan suction Breezon MC-32 berada pada tekanan diatas 90 an psig (berbeda dengan MC-22 utk di AC R-22 berada di kisaran  70 an psig) dan tekanan Breezon MC-32  tidak bisa mendekati pada tekanan suction saat AC split dengan R-410A.

                                      

5. Aspek keamanan R-1270 (Breezon MC-32) pada AC dengan R-410A

                   

Perlakuan terkait aspek keamanan (safety) dari sifat refrigerant mudah terbakar, penggunaan R-1270 (flammable refrigerant A3) pada AC split dengan R-410A (non-flammable refrigerant A1) mengikuti standar yang ada dalam SNI–6500 : 2018 (Sistem refrigerasi instalasi tetap – Persyaratan keamanan dan lingkungan hidup).

                   

Sebelum terbit SNI – 6500 : 2018, yang menjadi acuan teknis refrigerant flammable dalam masa itu yang ada kelompok A3 dengan SNI – 06-6500 : 2000 (Refrigeran Kelompok A3 :  Pemakaian pada Instalasi Tetap). Materi yang disusun untuk pelatihan dan dokumen materi untuk uji kompetensi yang dituangkan dalam Standar Kerja Kompetensi Khusus (SKKK) untuk produk MUSICOOL MC-22 mengacu pada SNI – 06-6500 : 2000, untuk selanjutnya akan mengacu pada yang berlaku  yaitu SNI – 6500 : 2018, demikian juga untuk terkait uji dan sertifikasi kompetensi teknisi AC bekerjasama dengan LSP yang sudah memiliki skematik uji kompetensi sesuai dengan Kerangka Kualifikasi Nasional Indonesia dan Sertifikasi Kompetensi Kerja bagi Teknisi Refrigerasi dan Teknisi Tata Udara yang ada dalam Peraturan Menteri KLJH No. P.73/MENLHK/SETJEN/KUM.1/10/2019.


6. Penutup     

  1.  AC Split R-410A  bisa di retrofit dengan R-1270 (BREEZON MC-32) dengan menggunakan prosedur pengisian (charging) yang memiliki sedikit perbedaan dengan retrofit MUSICOOL MC-22 AC split R-22, yaitu pada perlakuan tekanan sisi hisap (suction) kompresor.
  2.  Hasil retrofitting menggunakan BREEZON MC-32 pada AC dengan R-410A selain pendinginan yang bisa dicapai, juga diperoleh penghematan energi listrik dan penghematan jumlah massa refrigerant yang dimasukan dalam sistem AC tersebut.
  3. Penanganan aspek keamanan (safety) dari sifat flammable R-1270 (BREEZON MC-32) hampir sama dengan penanganan R-290 (MUSICOOL MC-22) yang sudah banyak dipahami oleh para teknisi AC dengan MUSICOOL.
  4. BREEZON dan MUSICOOL adalah produk dalam negeri, sehingga mendukung dengan anjuran pemerintah (Presiden RI) untuk mencintai produk dalam negeri
  5. Dengan banyaknya manfaat dari BREEZON MC-32 yang digunakan pada  pada AC split R-410A  tersebut, supaya disosialisasikan kepada masyarakat. Untuk itu hal-hal teknis lainnya yang diperlukan untuk menjawab keraguan konsumen akan dilakukan kegiatan riset aplikasi dan akan dipublikasikan secara berkala di website Pertamina (www.musicoolpromo.com).

 

DAFTAR PUSTAKA

  • Modul pelatihan Teknisi AC menggunakan refrigerant hidrokarbon, 2018
  • Modul pelatihan berbasis data riset, 2019
  • Modul pelatihan berbasis data hasil riset dan data literatur, 2021
  • Laporan program sosialisasi R-1270 Breezon MC-32, tahun 2021Alpha