Bagaimana memilih “Booster Pumps” yang tepat dan efisien
Booster system adalah jawaban untuk solusi kebutuhan flow air yang bervariasi dalam siklus waktu tertentu, namun tekanan tetap konstan sehingga nyaman digunakan pada saat orang mandi atau kebutuhan akan tekanan yang stabil/konstan.
PT. Toyasae Berkah Abadi, sebagai Profesional Dealer Grundfos, melalui artikel ini akan memberikan pemahaman bagaimana cara pemilihan pompa booster system, sehingga hasil seleksi nya efisien, hemat dan nilai Life Cycle Cost yang serendah mungkin, namun pompa booster harus menghasilkan tekanan yang nyaman dan stabil.
Ada pertanyaan “mengapa harus menggunakan pompa booster system?”, karena pompa booster pada dasarnya adalah pompa centrifugal yang di susun secara paralel dalam satu skid system lengkap dengan control panel dan diaphragm tank, dan booster system adalah jawaban untuk solusi kebutuhan flow air yang bervariasi dalam siklus waktu tertentu, namun tekanan tetap konstan sehingga nyaman digunakan pada saat orang mandi atau kebutuhan akan tekanan yang stabil/konstan.
Pahami kebutuhan flow air dalam siklus waktu tertentu, misal dalam periode 24 jam pompa beroperasi, bagaimana “profile demand” nya atau naik turunnya kebutuhan air dalam 24 jam.
Hal hal yang harus di perhatikan di dalam sizing pompa booster system adalah sebagai berikut:
- Tentukan penggunaan pompa booster ini di pakai untuk apa? Jika penggunaan untuk gedung bertingkat maka tentukan perkiraan kapasitas maksimal pompa booster dengan mengacu pada standard DIN atau SNI atau standard plumbing lainnya.
- Pahami kebutuhan flow air dalam siklus waktu tertentu, misal dalam periode 24 jam pompa beroperasi, bagaimana “profile demand” nya atau naik turunnya kebutuhan air dalam 24 jam.
- Plot dan gambarkan perkiraan kebutuhan flow air berdasarkan profile demand tersebut dalam kurun waktu 24 jam.
- Pilah gambar profile demand tersebut sehingga kita tahu prosentase waktu (dalam %) dibanding kebutuhan air/demand dalam m3/h.
- Setelah mendapatkan profile demand air yang sudah di susun berdasarkan kebutuhan maksimal, kebutuhan medium dan kemudian kebutuhan minimum maka sizing individual untuk booster dengan kapasitas sesuai dengan profil tersebut dapat di tentukan.
- Kemudian hitung dan pastikan kebutuhan head pompa secara keseluruhan, head pompa di hitung berdasarkan pada ketinggian elevasi + friction losses pipa dan system + tekanan akhir (end tab pressure).
- Kemudian tentukan dan pilih jenis control panel yang diinginkan, penggunaan panel variable speed lebih di anjurkan terutama untuk tujuan efisiensi dan kenyamanan maksimal.
- Tentukan sizing tangki dan pilih jenis diapraghma, tangki ini harus sesuai untuk ukuran booster pompa tersebut, dengan kriteria apakah menggunakan pressure switch ON/OFF system atau variable speed.
Sebagai contoh untuk perhitungan booster pumps, di bawah ini adalah pemilihan atau sizing booster pumps untuk penggunaan di gedung komersial. Tekanan booster pumps di bagi menjadi kebutuhan per lantai adalah sebagai berikut :
Lantai 0-3 adalah 2,5-5 bar, dan selanjut nya pada lantai 4-15 adalah 2-4,5 bar.
Hal hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih pompa booster ini adalah :
- Biaya operasional/running cost (energy consumption) harus terendah.
- Harus memenuhi kebutuhan untuk masing-masing zona sebagai berikut :
Zona 1 : Lantai 0-3, Area Layanan, Dapur, laundry, lobi dll.
Zona 2 : Lantai 4-9, Lantai kamar
Zone 3 : Lantai 10-15, Lantai kamar
Berikut ini adalah salah satu referensi untuk menentukan kebutuhan air sesuai dengan kegunaan nya sebagai berikut :
Contoh soal, jika Hotel dengan jumlah tempat tidur 360 kamar atau kurang lebih 540 kamar, kita diminta untuk menentukan pompa booster atau sizing dengan menggunakan software aplikasi pompa.
Pertama-tama adalah menghitung kebutuhan flow maksimal untuk booster pumps tersebut, yaitu dengan menggunakan tabel di atas maka di dapatkan perhitungan kebutuhan air panas dan air dingin di hotel tersebut sebagai berikut :
- Annual consumption = 180 x 540 = 97200 m3/year
- Consumption period = 365 days/year =>
- Average consumption per day = 97200 / 365 = 266.3 m3/day
- Year maximum consumption = 1.5 x 266.3 = 399.4 m3/day
- Peak flow per day, Q(max)day = 4 x 399.4 / 24 = 66.6 m3/h
Formula untuk menghitung tekanan booster sets adalah sebagai berikut :
pset = ptap(min) + pf + hmax/10.2
pboost = pset – pin(min)
dimana,
pset : Setting untuk tekanan pada sisi outlet pompa booster
ptap(min) : Kebutuhan tekanan minimum pada kran terjauh masing-masing zona.
pf : pipe friction loss di dalam pipa
hmax : Jarak booster outlet ke titik terjauh
pin(min) : Minimum inlet pressure pompa booster
pboost : total tekanan yang di butuhkan untuk booster system
Yang kedua adalah penentuan head pompa, yaitu dengan menghitung kebutuhan head masing-masing zona adalah sebagai berikut :
Zona 1
Profile kebutuhan air atau Load Profile untuk zona 1 adalah sebagai berikut
Kebutuhan system booster : pset = 5 bar and Q = 1 – 12 m3/h number of pumps > 1
Pemilihan pompa booster harus mengacu pada flow maksimum s/d 12 m3/h dan total head 30 m, dan dengan melihat load profile tersebut diatas maka jumlah pompa per set pompa booster adalah 2 units, dengan menggunakan software aplikasi pompa maka di peroleh kurva pompa seperti tersebut di bawah ini, jika kapasitas pompa di bawah 6 m3/h maka hanya pompa 1 yang bekerja dengan vsd, dan jika melebihi kapasitas 6 m3/h maka pompa kedua bekerja secara otomatis dengan vsd. Dan selanjut nya jika kebutuhan air berkurang sampai dengan minimum maka ke dua pompa tetap operational namun dengan control rpm melaui vsd yang di sesuaikan dengan kebutuhan, sehingga listrik menjadi hemat dan tekanan konstan.
Kurva pompa sesuai kebutuhan di atas sebagai berikut :
Zona 2 :
Profile kebutuhan air atau Load Profile untuk zona 2 adalah sebagai berikut :System Requirements : pset = 7.3 bar and Q = 1.1 – 27 m3/h, Number of pumps > 1
Pemilihan pompa booster harus mengacu pada flow maximum s/d 27 m3/h dan total head 53 m, dan dengan melihat load profile tersebut diatas maka jumlah pompa per set pompa booster adalah 2 units, dengan menggunakan software aplikasi pompa maka di peroleh kurva pompa seperti tersebut di bawah ini, jika kapasitas pompa di bawah 13 m3/h maka hanya pompa 1 yang bekerja dengan vsd, dan jika melebihi kapasitas 13 m3/h maka pompa kedua bekerja secara otomatis dengan vsd. Dan selanjut nya jika kebutuhan air berkurang sampai dengan minimum maka ke dua pompa tetap operasional namun dengan kontrol rpm melalui vsd yang disesuaikan dengan kebutuhan, sehingga listrik menjadi hemat dan tekanan konstan.
Kurva pompa sesuai kebutuhan di atas sebagai berikut :
Zona 3 :
Profile kebutuhan air atau Load Profile untuk zona 2 adalah sebagai berikut :System Requirements : pset = 8.5 bar and Q = 1.1 – 27 m3/h number of pumps > 1
Pemilihan pompa booster harus mengacu pada flow maximum s/d 27 m3/h dan total head 53 m, dan dengan melihat load profile tersebut diatas maka jumlah pompa per set pompa booster adalah 2 units, dengan menggunakan software aplikasi pompa maka di peroleh kurva pompa seperti tersebut di bawah ini, jika kapasitas pompa di bawah 13 m3/h maka hanya pompa 1 yang bekerja dengan vsd, dan jika melebihi kapasitas 13 m3/h maka pompa kedua bekerja secara otomatis dengan vsd. Dan selanjut nya jika kebutuhan air berkurang sampai dengan minimum maka ke dua pompa tetap operasional namun dengan kontrol rpm melalui vsd yang di sesuaikan dengan kebutuhan, sehingga listrik menjadi hemat dan tekanan konstan.
Kurva pompa sesuai kebutuhan di atas sebagai berikut :
Pemilihan diapraghma tank, diapraghma thank di tujukan untuk mengantisipasi ON/Off system pompa booster agar tidak terjadi terlalu sering sehingga menyebabkan efek :
Biaya listrik yang tinggi, water hummer yang menyebabkan rusaknya pipa dan valve, serta operasional pompa dengan tekanan yang sangat tidak nyaman.
Untuk menghindari hal tersebut di atas maka, pemilihan diapraghma tank setidaknya mengikuti formula sebagai berikut :
Volume (L) =
Dimana :
Q adalah rata flow pompa booster dalam m3/h
P1 adalah pressure pompa saat on dalam satuan Bar
P2 adalah pressure pompa saat off dalam satuan bar
N adalah perkiraan berapa kali terjadi ON/OFF pompa dalam satu jam