Mesin pompa air sebagai bagian dari peralatan listrik rumah
Mesin pompa air adalah salah satu peralatan listrik
yang cukup vital di banyak perumahan. Kerusakan pada unit ini akan
mengakibatkan terganggunya pasokan air dari dalam tanah, dan tentu akan
sangat mengganggu kegiatan harian di rumah. Sehingga berangkat dari
fakta inilah kita sebaiknya memperhatikan aspek pengoperasian dari mesin
pompa air ini.
Tulisan ini
tidak membahas mengenai detail pemasangan instalasi pompa air beserta
bagian pemipaannya. Tapi pembahasannya akan lebih menelaah pada aspek
operasi dari mesin pompa air dilihat dari sudut kelistrikannya.
Bagian-bagian Mesin Pompa Air dan Fungsi Kerjanya
Secara umum, diluar instalasi pipa, mesin pompa air terdiri dari dari 3 bagian besar yaitu :
1. Motor listrik (lazim kita sebut dengan dinamo)
2. Pompa air dan tabung akumulator.
3. Aksesoris yang biasanya terpasang : pressure switch (kita biasa menyebutnya “otomatis”) dan motor thermal protector (terpasang di dalam motor listriknya).
Motor listrik berfungsi sebagai penggerak pompa air, dimana motor listrik ini mengubah energi listrik menjadi energi gerak / putar. Antara motor listrik dan pompa air dihubungkan oleh satu shaft. Pompa air mempunyai bagian yang disebut impeller yang juga ikut berputar, sedemikian sehingga air terhisap dari sumbernya melalui pipa masuk (suction) dan kemudian didorong keluar dengan tekanan tertentu melalui pipa keluar (discharge). Sebelum air keluar di pipa discharge,
maka air itu melewati dulu sebuah tabung yang berfungsi sebagai
akumulator. Cara kerja akumulator ini adalah menyimpan air pada saat
tekanan pompa tinggi dan mengeluarkan air saat tekanannya turun. Ada beberapa mesin pompa air yang tidak menggunakan tabung ini.
Sedangkan aksesoris seperti pressure switch (atau “otomatis”) berfungsi sebagai sensor tekanan air. Pressure switch ini memberi perintah kapan mesin pompa air harus stop dan kapan mesin harus start, tergantung dari tekanan air yang diterima sensornya. Dan thermal protector motor berfungsi
sebagai system proteksi motor listrik untuk menghindari kerusakan kawat
lilitan motor listrik karena panas yang berlebihan. Thermal protector ini biasanya menggunakan bimetal yang bekerja dengan berdasarkan panas pada lilitan tersebut. Bila panas dirasakan berlebihan maka thermal protector akan bekerja memutuskan arus pada motor tersebut.
Cara kerja mesin pompa air
Kita asumsikan suatu instalasi air
menggunakan mesin pompa air dengan instalasi pipa yang langsung menuju
keran air. Saat keran dibuka, maka air keluar karena masih ada tekanan
sisa di dalam pipa dan juga dalam akumulator. Seiring kuantitas air yang
keluar maka tekanan tersebut akan turun dan dirasakan oleh pressure switch. Pada akhirnya kontak arus listrik dari pressure switch akan bekerja dan membuat motor start
dan pompa air berputar sehingga air tanah dihisap dan dikeluarkan
dengan tekanan tertentu. Saat keran ditutup, maka mesin pompa air tidak
langsung stop seketika karena air tersebut terkumpul dalam pipa hingga
akumulator, hingga mencapai tekanan tertentu yang membuat pressure switch bekerja memutus arus listrik ke motor listrik dan mesin pompa air akhirnya stop.
Hal yang perlu dihindari dalam pengoperasian Mesin Pompa Air
Dengan cara kerja seperti ini, hal yang
perlu dihindari adalah bukaan keran yang kecil. Apalagi jika system
instalasi airnya tidak menggunakan penampung air (tandon / toren).
Mengapa?
Karena berakibat mesin pompa air akan sering start dan stop dalam interval
pendek. Siapapun tentu tahu, bahwa bukaan keran yang kecil akan membuat
aliran air menjadi kecil. Tetapi mesin pompa air tetap mengeluarkan air
dalam jumlah sama, sehingga tekanan dalam pipa dan tabung akumulator
akan naik. Akhirnya pressure switch akan bekerja memutus arus listrik ke motor pompa sehingga stop.
Karena aliran air yang kecil pada keran
tadi terus mengalir, maka dalam waktu singkat tekanan air dalam pipa dan
akumulator kembali turun sampai pressure switch kembali membuat motor listrik start dan pompa berputar kembali. Begitu seterusnya berulang-ulang hingga keran air ditutup sepenuhnya atau dibuka sepenuhnya.
Sistem pengoperasian seperti ini bisa boros listrik dan juga umur dari motor listrik akan lebih pendek.
Mengapa lagi nih? Yuk…kita telaah bareng-bareng…
Hampir semua mesin pompa air menggunakan motor listrik jenis motor induksi. Apa sih motor induksi itu?
Oke..disini kita akan sedikit menyentuh sisi teori dari listrik ini untuk membantu pemahaman.
Kita lihat contohnya dulu deh.
Salah satu contoh adalah kipas angin.
Nah…bisa dilihat kan penampakannya. Motor induksi adalah suatu mesin
listrik yang bekerja berdasarkan hukum induksi. Secara singkat, ada dua
bagian besar dalam motor induksi, yaitu stator dan rotor. Dua-duanya berbentuk kumparan atau gulungan kawat listrik. Kumparan stator merupakan kumparan yang diam (asal kata : statis) dan kumparan rotor merupakan kumparan yang berputar (asal kata : rotasi).
Cobalah perhatikan kipas angin tadi,
dimana kalo kita intip sedikit maka akan terlihat gulungan kawat listrik
yang diam. Itulah kumparan stator. Sedangkan bila ingin melihat
kumparan rotornya maka perlu kita bongkar dulu kipas angin itu.
Karakteristik Start Motor Induksi
Motor induksi mempunyai karakteristik dengan start awal yang memerlukan arus listrik yang cukup besar, lebih besar dari arus nominalnya. Besarannya antara
3 – 6 kali arus nominal, tergantung dari karakteristik motornya.
Contohnya, mesin pompa air 250 Watt (biasanya jenis jet pump atau semi
jet pump) akan mempunyai arus nominal sebesar 250W / 220V = 1.14A (Agar
memudahkan. unsur faktor daya tidak kita masukan). Maka saat start,
mesin pompa air akan memerlukan arus listrik antara 3.42A – 6.84A selama
kurang lebih antara 0.2 – 0.4 detik.
Cukup singkat memang..tetapi coba perhatikan beberapa efek yang bisa berpengaruh :
1. Bila daya listrik langganan PLN di
rumah hanya sebesar 900VA atau 1300VA dan saat itu sedang banyak
pemakaian, maka potensi terjadinya MCB trip (atau sering disebut “listrik anjlok”) di MCB Box atau kWh meter sangat besar.
2. Bila frekuensi start-stop mesin air
sangat sering dalam rentang yang pendek, misal 10 kali dalam 3 menit,
maka total energi listrik yang diserap saat start-stop mesin pompa air
akan lumayan besar. Apalagi jika mesin pompa air-nya sudah berumur.
3. Arus start yang cukup besar dan
berulang-ulang dalam waktu singkat tadi akan menimbulkan panas yang
cukup tinggi pada gulungan kawat motor tadi. Hal ini tidak menjadi
masalah jika motor terus hidup / berputar sehingga ada cukup pendinginan
yang didorong dari kipas motor. Tapi jika start-stop dalam interval singkat tentu panas yang timbul karena arus start tadi belum sempat turun dan kemudian motor stop, kemudian start lagi, sehingga panasnya akan terakumulasi. Jika panasnya berlebih maka thermal protector akan
bekerja dan untuk beberapa waktu motor tidak bisa start. Memang
kejadian seperti ini tidak sampai merusak motor listrik, tapi dengan
panas yang diatas rata-rata tentu akan mempengaruhi isolasi dari kawat
gulungannya.
Motor-motor listrik yang digunakan dalam peralatan listrik rumah adalah motor listrik satu phase.
Design motor listrik untuk peralatan-peralatan tersebut saat ini sudah
sedemikian rupa sehingga bisa mereduksi arus start motor agar lebih
rendah, tetapi tetap saja akan lebih besar dari arus nominalnya.
Grafik berikut cukup representatif dalam menjelaskan fenomena ini :
(sumber asli : http://www.generatorjoe.net/html/startingload.html).
Karakteristrik arus start dari sebuah motor pompa
Dalam grafik tersebut, suatu pompa yang mempunyai tegangan suplai 240V dan arus nominal 6A akan memerlukan waktu akselerasi start sebesar 0.2 detik dan arus start sebesar lebih dari 18A (lebih dari 3 kali arus nominalnya).
Karakteristik start motor tersebut akan
berbeda dengan motor lain tergantung dari kondisi motor listrik, desain,
torsi beban dan juga umurnya.
Penutup
Nah..mudah-mudahan penjelasan diatas
bisa dipahami dengan lebih mudah. Oleh karena itu mengapa banyak yang
menyarankan penggunaan tandon / toren air sebagai tempat penampungan
air. Karena selain faktor ketersediaan cadangan air yang siap digunakan,
terutama saat terjadi pemadaman listrik PLN atau mesin pompa air
bermasalah, juga dapat menjaga keawetan mesin pompa air tersebut dan
juga bisa lebih hemat listrik.
Tapi jika anda belum bisa menyediakan toren air, maka usahakan air
ditampung dalam bak air agar tidak sering buka tutup keran air.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar