Salah satu faktor penting yang perlu dipertimbangkan ketika menggunakan AC Central/Chiller adalah jenis refrigerant yang digunakan. Pertimbangan kesediaan refrigerant masa kini maupun mendatang perlu diperhatikan. Dalam artikel ini, kita akan mempelajari jenis-jenis refrigerant yang umum digunakan pada AC Central/Chiller masa kini maupun mendatang.

Apa Itu Refrigerant dan Peran dalam AC/Chiller ?

Refrigerant adalah senyawa/gas yang digunakan sebagai fluida dalam siklus refrigerant pada sistem AC/Chiller. Refrigerant digunakan secara berulang dengan mengubah bentuk dari cair menjadi uap dan sebaliknya untuk memindahkan panas/kalor sesuai dengan fungsi AC/Chiller. Refrigerant dalam regulasi diatur dan dibatasi penggunaannya karena mempunyai sifat beracun (toxicity), mudah terbakar (flammability), dan memberikan dampak negatif terhadap lingkungan (ozone depletion, climate change) dll.

Faktor faktor yang mempengaruhi Refrigerant untuk AC Central/Chiller

1. Ozone Depletion Potential (ODP)

Lapisan ozon berfungsi untuk menahan radiasi sinar ultraviolet dari sinar matahari yang masuk ke bumi. Paparan sinar ultraviolet yang berlebihan dapat menyebabkan gangguan kesehatan pada manusia, seperti kanker kulit, katarak, dan terganggunya sistem imun. Ada beberapa senyawa/gas dapat merusak lapisan ozon. Beberapa jenis refrigerant CFC seperti R-11,R-12 mengandung ODP yang sangat tinggi (sudah phase out) sedangkan refrigerant HCFC seperti R-22, R-123 masih mempunyai nilai ODP rendah.

2. Global Warming Potential (GWP)

Dampak negatif lain oleh refrigerant terhadap lingkungan adalah pemanasan global. Panas dari matahari yang diterima bumi ditambah hasil pembakaran BBM/fuel sebagian di absorbsi oleh bumi dan sebagian lagi pantulkan kembali dan dilepas ke atmosfer/ruang angkasa. CO2 merupakan natural greenhouse gas yang menjaga suhu bumi tetap nyaman dihuni manusia dan makhluk hidup. Tetapi jika CO2 dan emisi gas yang berlebihan akibat kegiatan manusia dapat menyebabkan efek rumah kaca dimana gas-gas tersebut akan membuat panas terperangkap di bumi dan tidak dapat terlepas keluar atmosfer/angkasa luar. Dengan demikian suhu bumi akan meningkat seperti yang terjadi saat ini . CO2 merupakan gas yang dipakai sebagai patokkan/komparasi bagi gas lainnya dalam menyebabkan perubahan energi radiasi yang masuk dan keluar lapisan atmosfer (troposfer) pada waktu tertentu. Nilai GWP CO2 = 1. Ada beberapa jenis refrigerant yang digunakan AC/Chiller mengandung GWP yang tinggi seperti R-11, R-12 (sudah phase out), R-22, R-134a, R-410a, R-407c.

3. Atmospheric Life (Umur Refrigerant di Atmosfer)

Umur/lama refrigerant berada di atmosfer sebelum terurai menunjukkan atmospheric lifenya. Semakin panjang atmospheric lifenya, dapat semakin lama memberi pengaruh terhadap alam/lingkungan. Atmospheric life emisi gas berbeda-beda, ada yang hanya beberapa hari seperti R-1234yf (= 11 hari) sampai 100 tahun (CO2)

4. Flammable (Sifat Mudah Terbakar)

Tingkat flammability refrigerant menjadi kritikal ketika AC/Chiller mengalami suatu kebocoran (leakage) maupun jumlah refrigerant yang digunakan pada sistem AC/Chiller. Semakin tinggi tingkat flammability memerlukan pembatasan jumlah penggunaan refrigerant dalam AC/Chiller artinya refrigerant yang digolongkan flammability yang tinggi hanya dipakai untuk unit AC kapasitas pendinginan yang lebih kecil (AC Residential) sebaliknya refrigerant golongan flammability rendah dapat digunakan pada AC central atau bahkan Chiller yang berkapasitas besar yang memerlukan jumlah refrigerant lebih banyak dalam sistem.

5. Toxic

Tingkat toxicity refrigerant dibedakan menjadi beberapa golongan. Tingkat toxicity refrigerant terkait erat dengan kapasitas pendinginan AC/Chiller dan tekanan kerja AC/Chiller (Low/Medium/High pressure). Refrigerant golongan toxic yang lebih tinggi akan diaplikasikan unit AC/Chiller berkapasitas pendinginan yang lebih kecil dan sebaliknya. Selain itu tekanan kerja AC/Chiller juga berpengaruh, semakin tinggi tekanan kerja AC/Chiller seyogyanya memakai refrigerant dengan tingkat toxicity lebih rendah.

Copyright 1987 ASHRAE, www.ashrae.org.

Jenis-jenis Refrigerant yang masih digunakan :

1. R-22/HCFC-22 merupakan refrigerant yang masih digunakan hanya untuk pemeliharaan pada AC/Chiller tetapi sudah tidak lagi digunakan untuk unit baru. Refrigerant ini dibatasi penggunaannya (untuk fungsi maintenance) hingga tahun 2030 karena masih dapat merusak lapisan ozon dan memberikan dampak gas rumah kaca (GWP tinggi)
   
   
2. R-123/HCFC-123 senyawa pengganti untuk chlorofluorocarbon (CFC)/ R-11 pada Chiller Centrifugal. R-123 mempunyai ODP yang rendah dan Global Warming Potential (GWP) memiliki nilai sebesar 79 (rendah), saat ini R-123 masih digunakan untuk tujuan maintenance saja dan di negara maju sudah tidak digunakan untuk penjualan unit Chiller baru.
   
   
3. Refrigerant R-134a/HFC-134a tidak mengandung zat yang merusak lapisan ozon (zero ODP) tetapi memberikan dampak yang besar dalam Global Warming Potential yang besar (GWP 1300). Refrigerant ini adalah pengganti dari CFC 12/R-12 yang sudah lama di phase out karena sifatnya yang merusak ozon. R-134a masih digunakan dalam unit chiller baru meskipun demikian beberapa produsen utama chiller sudah mulai memasarkan jenis refrigerant pengganti.
   
   
4. R-407C/HFC-407C merupakan refrigerant transisi/pengganti R-22 dan merupakan blend refrigerant dengan campuran dari refrigerant R-32 (23%), R-125 (25%) dan R-134a (52%). Refrigerant ini tidak menyebabkan kerusakan ozon (zero ODP) akan tetapi memiliki global warming potential masih tinggi yaitu 1774.
   
   
5. R-410A/HFC-410a merupakan blend refrigerant (campuran R-32 (50%) & R-125 (50%) dan merupakan refrigerant pengganti R-22. Refrigerant ini masih digunakan dalam chiller baru dan pemeliharaan. Refrigerant ini mempunyai Zero ODP namun memiliki GWP sebesar 1924.
   
   
6. R-32/HFC-32 tergolong refrigerant baru dan pengganti dari R-134a dan R-410a, R-32 sudah banyak digunakan pada AC Residential. Nilai ODP = 0 tetapi masih mempunyai nilai GWP sedang (677)

Refrigerant Generasi Baru

1. R-1234ze merupakan single component HFO dengan GWP < 10 (rendah) dan diaplikasikan pada Centrifugal Chiller Medium Pressure dan Screw Chiller dan merupakan pengganti dari R-134a. Refrigerant ini merupakan pengganti yang lebih ramah lingkungan dalam jangka panjang dan berkelanjutan serta memiliki sifat no toxicity dan slightly flammable. Beberapa produsen chiller ternama telah memakai refrigerant ini. Refrigerant ini merupakan pengganti dari R-134a.
   
   
2. R-1233zd merupakan single component HFO digunakan dalam Chiller Centrifugal Low Pressure. Refrigerant ini memberikan efisiensi yang tinggi dengan GWP sangat rendah (GWP=1) serta tergolong low degree toxicity (A1) dan nonflammable. Refrigerant ini merupakan pengganti dari R-123.
   
   
3. R-513a merupakan Azeotropic Refrigerant Blend yang terdiri dari campuran HFC-134a (56%) dan HFO-1234yf (44%) dengan zero ODP dan GWP 573 (sedang). Refrigerant ini bersifat low degree toxicity (A1) dan non flammable. Pengganti R-134a. Refrigerant ini dapat digunakan pada Centrifugal Chiller Medium Pressure dan Screw Chiller.
   
   
4. R-514a merupakan Azeotropic Refrigerant Blend antara HFO/R-1336mzz(Z) (74,7%) dan R-1130 (E) (25,3%). Refrigerant ini digunakan pada Centrifugal Chiller Low Pressure, Zero ODP, GWP <2 (sangat rendah), bersifat non flammable , higher toxicity
   
   
5. R-290 merupakan Propane Refrigerant, termasuk dalam golongan Hydrocarbon (HC) yang bersifat natural (NB : CFC, HCFC, HFC, HFO merupakan synthetic refrigerant). Dengan ODP = 0, GWP = 3,3 (sangat rendah), no toxicity tetapi highly flammable (class 3). Karena sifat yang flammable maka dibatasi jumlah charge sehingga hanya unit AC/Chiller system berkapasitas rendah atau sedang yang memakai refrigerant ini yakni Scroll dan Screw Chiller. Produsen Chiller dari Eropa cukup banyak yang menggunakan refrigerant ini.

Penggunaan Refrigerant Berdasarkan Tekanan Kerja AC/Chiller

https://www.achrnews.com/ext/resources/2019/05-2019/05-06-2019/Refrigerant-Choices-Chart-ACHR-News.pdf

Kesimpulan

Pemilihan refrigerant menjadi salah satu pertimbangan kita sebelum membeli AC/Chiller baru dimana kita akan memakai unit dalam 10-15 tahun mendatang. Dari beberapa faktor/sifat pada refrigerant yang kita pelajari di atas, kita dapat memberikan penilaian terhadap refrigerant yang ditawarkan kepada kita. Masih ada beberapa contoh refrigerant baru lainnya yang belum dijelaskan di atas (seperti R-1234yf, R-454B dll) tetapi contoh-contoh refrigerant generasi baru yang dijelaskan di atas merupakan refrigerant-refrigerant yang sudah digunakan oleh produsen-produsen utama AC/Chiller. Dengan mempelajari sifat-sifat refrigerant-refrigerant generasi baru, kita juga dapat memprediksi trend penggunaannya dimasa yang akan, hal ini akan mempengaruhi kelanjutan operasional dari AC/Chiller yang kita beli maupun harga dan ketersediaan refrigerant dimasa mendatang. Aspek lain yang perlu diperhatikan adalah energi efisiensi dari masing-masing refrigerant karena termodinamika propertiesnya. Refrigerant yang energi efisiensinya lebih tinggi lebih memungkinkan unit AC/Chiller bekerja lebih efisien dan akhirnya akan mempengaruhi biaya konsumsi listrik unit AC/Chiller. Semoga artikel diatas dapat membantu anda dalam mengambil keputusan dari sisi refrigerant yang digunakan pada unit AC/Chiller.