Seiring kemajuan teknologi temuan bearing tanpa friksi “frictionless magnetic bearing” membawa banyak perubahan yg cukup signifikan dalam perkembangan chiller, sejak pertama kalinya teknologi ini diperkenalkan oleh Danfoss pada tahun 1994, magnetic bearing compressor sudah banyak terpasang pada berbagai merek chiller. Saat ini hampir semua produsen besar chiller telah/sedang mengembangkan teknologi magnetic bearing.

Perubahan desain pada compressor menjadi lebih compact, lebih ringan dan handal, dan dengan hilangnya sistem lubrikasi cukup banyak mengurangi biaya produksi chiller, mengurangi biaya maintenance, hilangnya problematika oil pada chiller dan pencemaran lingkungan efek dari pembuangan limbah oil compressor dapat dihilangkan.

Selain hilangnya friksi pada bearing, penambahan efisiensi terjadi karena adanya kandungan oil pada refrigerant akan mempengaruhi/menghambat proses penguapan refrigerant pada evaporator, pada chiller magnetic bearing refrigerant akan murni tanpa kandungan oil sehingga hambatan penguapan refrigerant di evaporator dapat di eliminasi.

Magnetic bearing compressor memiliki efisiensi yang lebih baik pada beban part load, dimana sebagian besar chiller akan beroperasi pada beban part load. Magnetic bearing compressor dapat diaplikasikan untuk Water-cooled Chiller dan Air-cooled Chiller.

“Danfoss Turbocor” Oil Free Magnetic Bearing Compressor

Kelebihan Frictionless Magnetic Bearing Chiller di bandingkan Konvensional Chiller

1. Energy Efficiency, magnetic bearing compressor memiliki karakter lebih efisien pada beban beban part load (bukan beban puncak pendinginaan), jika dibandingkan chiller konvensional saat part load perbedaan efisiensi dapat mencapai 25 s/d 50%. Karena chiller mengkonsumsi energi sangat besar maka konsumsi listrik akan berkurang sangat significant.
2. Tidak memerlukan pelumas/oil, sistem pelumasan/oil dan komponen yg berhubungan dengan oil sudah tidak diperlukan lagi, kenaikan prosentase kandungan pelumas pada refrigerant akan menurunkan efisiensi pendinginan ( 1% kandungan oil di evap unit akan menyebabkan loss efisiensi sekirar 1,5 % )
3. Variable control, magnetic bearing compressor dapat beroperasi dalam rentang putaran yg cukup panjang antara 20,000 sampai dengan 48,000 rpm sehingga control chiller dapat melayani beban yg lebih bervariasi
4. Smooth Start, starting magnetic bearing compressor diatur oleh inverter sehingga starting current/ampere pada saat motor start sangat rendah antara 2 sd 5 ampere, jika dibandingkan starter lainya yg cukup besar bisa mencapai 1.2 sd 4 kali nilai RLA nya.
5. Fast Restart, compressor magnetic bearing mempunyai kelebihan dalam hal re start, umumnya pada chiller konvensional jarak interval dari compressor off ke start kembali memerlukan waktu sekitar 5 sd 15 menit, tetapi untuk compressor magnetic bearing waktu re start compressor hanya sekitar 1 s/d 2 menit.
6. Minimal noise dan vibrasi, komponen kompresor yg berputar tidak terjadi kontak langsung sehingga compressor dapat beroperasi dengan suara yg lebih halus dan vibrasi yg rendah.
7. Tidak memerlukan power factor correction, magnetic bearing compressor sudah di design terintegrasi variable speed drive, sehingga sumber listrik sebelum masuk ke motor akan di sesuaikan dan dikondisikan dengan baik agar compressor beroperasi lebih efisien dan aman
8. Reliable, minimnya gesekan/friksi pada komponen yg berputar pada component akan menjadikan umur compressor lebih panjang ( dapat mencapai 25 tahun)
9. Low maintenance cost, jika dibandingkan chiller Konvensional, penggunaan oil, oil filter, heater oil dan oil pump sudah tidak diperlukan lagi, secara tidak langsung biaya maintenance annual penggantian oil filter oil dan komponen yg berhubungan dengan sistem pelumasan sudah tidak ada lagi (sebagai contoh chiller dengan kapasitas 100 TR biaya penggantian oil, oil filter dan labour dapat mencapai 50 juta)
10. Ukuran dimensi chiller lebih kompak. Hal ini akan sangat bermanfaat penggantian chiller pada gedung lama yang pada umumnya mempunyai akses yang terbatas.

Kekurangan Magnetic Bearing Compressor Chiller

1. Harga lebih mahal, magnetic bearing compressor tersusun atas komponen mekanik dengan presisi tinggi dan perangkat elektronik yang canggih, sehingga biaya produksinya lebih tinggi dibandingkan konvensional compressor
2. Diperlukan personal yg capable dalam menangani trouble shooting, karena magnetic bearing hampir separuh component nya berupa perangkat electronic yg cukup rumit, sehingga perlu teknisi dapat memahami jika terdapat kendala/ trouble.
3. Sensitive terhadap kondisi lingkungan, magnetic bearing compressor sensitive pada temperatur dan kelembaban yg ekstrim, pemakaian pada area yg korosi atau dekat dengan laut, akan memerlukan penempatan ruangan khusus untuk menghindari komponen elektronik teroxidasi, dan sensitif pada ruangan yang bertemperatur ekstrim kemungkinan dapat memperpendek umur komponen elektronik pada compressor.
4. Sensitif pada sumber listrik yg tidak stabil, fluktuasi sumber listrik umumnya sering merusak komponen elektronik, magnetic bearing compressor memiliki lebih banyak komponen elektronik dibandingkan konvensional compressor.

Aplikasi Magnetic Bearing Compressor pada Water-cooled Chiller:

Seiring persaingan pasar hampir semua brand chiller mulai mengaplikasikan magnetic bearing compressor pada chiller mereka, sebagian besar menggunakan danfoss magnetic bearing compressor pada kapasitas umum, tidak sedikit pabrikan mulai mengembangkan magnetic bearing compressor sendiri untuk kompresor skala yang lebih besar.

Pemakaian magnetic bearing pada water cooled chiller lebih banyak memiliki keunggulan jika dibandingkan dengan chiller konvensional, tidak hanya efisiensi yg lebih baik tetapi dimensi menjadi lebih kompak, lebih ringan, biaya maintenance lebih rendah.

Water cooled magnetic bearing dapat beroperasi lebih stabil karena kondisi tekanan pada kondensor relatif lebih rendah dan suhu lebih constant.

Jika dibandingkan konvensional chiller single compressor, penggunaan chiller magnetic bearing dengan multi compressor juga tidak memerlukan spare chiller dengan ukuran yg sama karena jika terjadi kerusakan ada salah satu compressor kapasitas pendingin hanya berkurang satu per jumlah compressor yg dipakai, jadi spare chiller dapat di reduce hanya setengah dari kapasitas chiller utama.

Aplikasi Magnetic Bearing Compressor pada Air-cooled Chiller:

Saat ini hanya beberapa pabrikan tertentu yg mengembangkan air cooled chiller magnetic bearing, banyak hal yg perlu dikaji dalam pemakaian air cooled chiller.

Ambient temperature yg cenderung tinggi di wilayah tropis menyebabkan perbedaan efisiensi saat full load menjadi tidak signifikan jika kita bandingkan dengan konvensional air cooled chiller, kondisi udara kota yg relatif kotor juga akan mempercepat penurunan efisiensi.

Magnetic bearing Air cooled chiller akan lebih efisiensi jika dioperasikan pada beban part load.

Pemilihan air cooled magnetic bearing lebih pada pemakaian khusus misalnya chiller diperlukan restart yg lebih singkat pada saat power off, umumnya pemakaian chiller pada data center.

Kebutuhan chiller dengan noise dan vibrasi yg rendah, magnetic bearing chiller dapat menjadi pilihan yg tepat.

Kesimpulan:

Perkembangan teknologi bearing menghadirkan magnetic bearing compressor yg memiliki banyak kelebihan dan beberapa kekurangan.

Dengan magnetic bearing compressor chiller menjadi lebih kompak, ringan, efisien dan handal

Pada beban part load/fluktuasi, magnetic bearing memiliki keunggulan lebih efisien dibandingkan konvensional chiller, peningkatan efisiensi mencapai 25-50% dibanding konvensional chiller.

Compressor tidak memerlukan lagi: oil, perangkat management oil dan dampak limbah dari pembuangan oil.

Pada gedung dengan keterbatasan pasokan listrik, magnetic bearing dapat menjadi pilihan yg tepat karena compressor tidak membutuhkan starting current yg tinggi, yg dapat menyebabkan main breaker trip pada saat compressor start, starting magnetic bearing compressor hanya 2- 5 ampere. Selain itu dimensi chiller dengan magnetic bearing yang lebih kompak akan mempermudah akses chiller di gedung existing. Beberapa produsen chiller magnetic bearing membuat chiller dengan susunan evaporator dan condensor lebih flexible untuk mempermudah instalasi di gedung existing.

Pemakaian magnetic bearing compressor pada chiller water cooled memiliki banyak keuntungan jika kita bandingkan dengan air cooled chiller.

Pemilihan magnetic bearing air cooled chiller lebih diprioritaskan pada kebutuhan khusus dan beban part load.