KARAKTERISTIK DISPENSER DENGAN DAYA KOMPRESOR PKrepository.usd.ac.id/37117/2/085214062_full.pdf · Komponen utama meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Daya

i

KARAKTERISTIK DISPENSER DENGAN DAYA

KOMPRESOR PK

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1TeknikMesin

Oleh :

FX TITO PRATAMA

NIM : 085214062

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

CARACTERISTIC OF DISPENSER WITH THE COMPRESOR

CAPACITY PK

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By

FX TITO PRATAMA SStudentNumber : 085124062

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015

ii


iii

iii


iv

iv


v

v


vi

vi


vii

ABSTRAK

Indonesia merupakan Negara beriklim tropis, sehingga mesin pendingin

banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Hampir di setiap tempat, banyak

di temukan mesin-mesin pendingin. Dispenser merupakan mesin pendingin yang

berfungsi untuk mendinginkan air. Tujuan penelitian ini adalah:

a) Membuat dispenser.

b) Mengetahui karakteristik Dispenser yang telah dibuat meliputi: kerja

kompresor, kalor yang diserap evaporator dan kalor yang dilepaskan densor,

COP, efisiensi dan laju aliran massa refigeren.

Penelitian dilakukan di laboratorium. Dispenser bekerja dengan

mempergunakan siklus kompresi uap. Refigeren yang dipergunakan adalah

R134a. Komponen utama meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa

kapiler. Daya kompresor PK, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan

dengan daya kompresor. Beban pendingin berupa air dengan volume 500 ml.

pengambilan data hanya meliputi tekanan kerja evaporator dan tekanan kerja

kondensor serta refigeren suhu masuk kompresor dan suhu refigeren keluar

kondensor.

Penelitian memberikan hasil :

a) COP dispenser

b) Efisiensi disperser

vii


viii

ABSTRACT

Indonesia is a tropic country that cause so many cooling machines are used

in our daily life. Almost in every place, are found so many cooling machines.

Dispenser is a cooling machine used to cooling the water. The goal of this research

are:

a) Making a dispenser

b) To know the Dispenser characteristic had made which is: compressor work,

kalor which absorbed by the evaporator and kalor which released by the densor,

COP, the efficience and the current rate refrigerant mass.

This research is operated in Sanata Dharma University laboratory. Dispenser

works with steam cycle compression. The refrigerant used for this research is R134a.

The main components are: compressor, liquefier, evaporator, and capillary pipe. The

compressor energy 1/5 PK, the size of others main components are adapt with the

compressor energy. The charge of the cooler in the form of water with volume 500

ml. The interpretation for the datas only the pressure of evaporator and the pressure

of liquefier, along with refrigerant temperature in and liquefier refrigerant

temperature out.

This research show the results:

a) COP dispenser

b) Dispenser efficiency


viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat

yang diberikan dalam penyusunan Skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan

dengan lancar dan baik.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat mahasiswa untuk mendapatkan

gelar sarjana S-1 pada Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, Skripsi ini dapat

terselesaikan. Pada kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati penulis

menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

MesinUniversitas Sanata Dharma Yogyakarta danselaku Dosen Pembimbing

AkademiksertaDosenPembimbingSkripsi.

3. R.SuprihHarjonodanEuffrasia Ana selaku orang tua penulis dan keluarga

penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan

memberi semangat penulis dalam menyelesaikan Skripsi.

Penulis menyadari dalam penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna.

Segala kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis demi

penyempurnaan dikemudian hari. Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat berguna

bagi kita semua.

Yogyakarta, 17 Maret 2015

Penulis

viii


ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………...

TITLE PAGE ……………………………………………………………..

HALAMAN PERSETUJUAN …………………………………………..

HALAMAN PENGESAHAN …………………………………………....

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ………………….

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ……………………………….

ABSTRAK ………………………………………………………………...

KATA PENGANTAR ……………………………………………………

DAFTAR ISI ………………………………………………………………

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………..

DAFTAR TABEL ………………………………………………………...

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………...

1.1 Latar Belakang …………………………………………………………

1.2 Perumusan Masalah ……………………………………………………

1.3 Tujuan ………………………………………………………………….

1.4 Batasan Masalah ……………………………………………………….

1.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………………..

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ………………

2.1 Dasar Teori ……………………………………………………………..

2.2 Komponen Utama Dispenser …………………………………………..

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

viii

ix

xii

xv

1

1

3

3

3

4

5

5

6

ix


x

2.3 Refrigeran ………………………………………………………………

2.4 Siklus Kompresi Uap …………………………………………………..

2.5 Tahapan Siklus Kompresi Uap ………………………………………...

2.6 Rumus – rumus Perhitungan Karakteristik Untuk Mesin Pendingin …..

2.7 Perpindahan Kalor ……………………………………………………..

2.8 Beban Pendinginan …………………………………………………….

2.9 Proses Perubahan Fase …………………………………………………

2.10 Tinjauan Pustaka ……………………………………………………...

BAB III METODE PEMBUATAN ALAT ……………………………...

3.1 Diagram Alir Penelitian………………………………………………..

3.2 Komponen – komponen Mesin Pendingin ……………………………..

3.3 Peralatan Pendukung Pembuatan Dispenser …………………………...

3.4 Persiapan Alat, Perakitan, Pengisian Refrigeran dan Uji Coba ………..

3.5 Metode Pengambilan Data ……………………………………………..

3.6 Cara Pengolahan Data ………………………………………………….

3.7 Cara Mendapatkan Kesimpulan ………………………………………..

BAB IV METODE PENELITIAN ………………………………………

4.1 Mesin yang Diteliti …………………………………………………….

4.2 Skematik Mesin Pendingin yang Diteliti ………………………………

4.3 Alat Bantu Penelitian …………………………………………………..

4.4Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan pada Setiap Titik yang

Sudah Ditentukan……………………………………………………..

4.5 Cara Mengolah Data…………………………………………………...

12

14

15

18

21

24

25

27

29

29

30

34

37

40

41

41

42

42

43

43

46

46

x


xi

4.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan ………………………………………..

BAB VHASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN …………………

5.1 Data Hasil Percobaan …………………………………………………..

5.2 Perhitungan dan Pengolahan Data ……………………………………..

5.3 Hasil Perhitungan ………………………………………………………

5.4 Pembahasan …………………………………………………………….

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN …………………………………

6.1 Kesimpulan …………………………………………………………….

6.2 Saran …………………………………………………………………...

47

48

48

49

54

56

62

62

63

xi


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Dispenser ……………………………………………… 2

Gambar 2.1. Dispenser ……………………………………………… 5

Gambar 2.2. Kompresor jenis hermatik .............................................. 7

Gambar 2.3. Kompresor Semi-Hermetik ……………………………. 7

Gambar 2.4. Kompresor Rotari ……………………………………… 8

Gambar 2.5. Kondensor berpendingin udara dan

berpendingin air ………………………………………...

9

Gambar 2.6. Kondensor berpendingin air dan udara dan

kondensor 11 ..…………………………………………

10

Gambar 2.7. Evaporator Pelat dan Evaporator Pipa ………………… 10

Gambar 2.8. Evaporator pipa dengan sirip ………………………….. 11

Gambar 2.9. Pipa Kapiler .................................................................... 11

Gambar 2.10. Filter ............................................................................... 12

Gambar 2.11. Skema siklus kompresi uap ……………........................ 15

Gambar 2.12. Siklus kompresi uap dengan pemanasan

lanjut dan pendinginan lanjut pada diagram P-h ……….

15

Gambar 2.13. Siklus kompresi uap dengan pemanasan

lanjut dan pendinginan lanjut pada diagram T-s ..………..

16

Gambar 2.14. Perpindahan kalor konduksi …………………………… 22

Gambar 2.15. Perpindahan Kalor Konveksi …………………………..

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ………………….......................

23

29

xii


xiii

Gambar 3.2. Kompresor ……………………………........................... 30

Gambar 3.3. Kondensor ………………………………....................... 31

Gambar 3.4. Pipa kapiler …………………………………………….. 32

Gambar 3.5. Filter ……………………………………………………. 32

Gambar 3.6. Evaporator ………………………………........................ 33

Gambar 3.7. Tabung berisi refrigeran R134a …………........................ 34

Gambar 3.8. Pemotong pipa ………………………………………….. 34

Gambar 3.9. Pompa vakum …………………………………………… 35

Gambar 3.10. Manifold gauge ………………………………………………. 35

Gambar 3.11. Alat las dan bahan tambahan las (perak

dan tembaga) ...……………………………………………

36

Gambar 3.12. Termostat ……………………………….......................... 36

Gambar 3.13. Sterofoam ……………………………………………….. 37

Gambar 4.1. Mesin yang diteliti (dispenser) …………………………... 42

Gambar 4.2. Skematik mesin pendingin dispenser Qin ………………………… 43

Gambar 4.3. Termokopel dan alat penampil suhu digital 44

Gambar 4.4. Pengukur Tekanan ……………………….......................... 44

Gambar 4.5. P – h diagram …………………………….......................... 45

Gambar 4.6. Air (Beban Pendinginan) ………………………………… 45

Gambar 5.1. Grafik P-h Untuk Refigeran 134a ………........................... 51

Gambar 5.2. Hubungan kerja kompresor dan waktu …………………... 56

Gambar 5.3. Hubungan kalor yang diserap evaporator

dan waktu .………………………………………………….

57

Gambar 5.4. Hubungan Kalor yang dilepas kondensor

xiii


xiv

dan Waktu ………………………………………………… 58

Gambar 5.5. Grafik Koefisien Prestasi COP aktual dan

Waktu ……………………………………………………...

58

Gambar 5.6. Grafik Koefisien Prestasi COP aktual dan

Waktu ……………………………………………………...

59

Gambar 5.7. Grafik Efisiensi dan Waktu ………………………………. 60

Gambar 5.8. Grafik Laju aliran masa dan Waktu ……………………… 60

xiv


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Cara mencatat hasil pengukuran suhu ……………………

Tabel 5.1. Pengukuran tekanan (P1 & P2), suhu (T1 & T3) ,

V, I, Te, Tc …………………………………………………………………………..

Gambar 4.2. Nilai Entalpi (h) dalam satuan Btu/lb………………………...

Gambar 4.3. Besar Entalpi (h) dalam satuan kJ/kg ……………………….

Gambar 4.4. Perhitungan Karakteristik Dispenser …………………………..

Gambar 4.5. Perhitungan Karakteristik Dispenser …………………………

46

48

51

51

55

56

xv


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini khususnya di Indonesia yang memiliki iklim tropis, sangat

membutuhkan mesin pendingin. Mesin pendingin seperti Dispenser mudah

dijumpai di pertokoan dan pasar swalayan. Dispenser berfungsi untuk

mendinginkan air minum dan menjaga suhunya agar tetap dingin. Perkantoran dan

banyak tempat lainnya mempergunakan Dispenser untuk mempermudah dalam

memenuhi kebutuhan air dingin yang cepat.

Beberapa tempat lain yang sering dijumpai adanya Dispenser adalah

diruang tunggu, di rumah sakit, ditempat tunggu pasien seing terlihat adanya

Dispenser. Di Poli Klinik, di Puskesmas, di Bank, di Perguruan tinggi, di gedung

olahraga, di ruang-ruang tamu perkantoran ataupun dalam rumah tangga.

Penggunaan Dispenser sangat terlihat begitu luas.

Dari latar belakang di atas penulis tertarik untuk melakukan penelitian

tentang mesin pendingin Dispenser, yang bekerjanya mempergunakan siklus

kompresi uap. Dengan penelitian terhadap Dispenser ini, maka mesin pendingin

lain yang bekerja dengan siklus kompresi uap dapat juga dipahami.

Beberapa contoh mesin pendingin mempergunakan siklus kompresi uap,

misalnya : freezer, kulkas, ice maker, showchase, chest freezer, dan cold storage.

Gambar 1.1 adalah contoh dispenser yang ada di pasaran. Beberapa dispenser

1


2

yang tidak mempergunakan siklus kompresi uap tetapi dengan mempergunakan

keeping panas – dingin yang di sebut juga dengan Peltier.

Gambar 1.1. Dispenser


3

1.2 Perumusan Masalah

Dispenser di pasaran tidak pernah mencantumkan karakteristik dispenser.

Informasi tentang COP dan efisiensi dispenser sangat penting bagi konsumen

untuk menentukan dispenser yang sesuai dengan kebutuhannya. Berapakah COP

dan efisiensi dispenser yang ada dipasaran?

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah :

a) Membuat Dispenser yang bekerja dengan siklus kompresi uap

b) Mengetahui karakteristik Dispenser yang dibuat yang meliputi :

- Kalor yang diserap evaporator persatuan masa refigeran (Qin)

- Besarnya kalor yang dilepas kondensor persatuan masa refigeran

(Qout)

- Besarnya kerja yang di lakukan kompresor persatuan masa refigeran

(Win)

- COP actual dan COP ideal

- Efisiensi dispenser

- Laju aliran massa refigeran

1.4 Batasan - batasan

Batasan- batasan di dalam pembuatan Dispenser ini adalah:

a) Refrigeran yang digunakan di dalam dispenser adalah R134a.


4

b) Komponen mesin pendingin terdiri dari komponen utama seperti : kompresor

PK, kondensor 11 U, pipa kapiler berdiameter 0,28 inchi dengan

panjang 1,4 meter, filter, evaporator, dan tempat untuk mendinginkan air.

c) Dispenser bekerja dengan siklus kompresi uap.

d) Komponen utama yang di pergunakan di dalam dispenser merupakan

komponen standar yang ada di pasaran.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah :

a) Bagi penulis, penulis mempunyai pengalaman dalam pembuatan Dispenser

dengan siklus kompresi uap.

b) Bagi penulis, penulis mampu memahami karakteristik Dispenser dan mesin

pendingin lain yang menggunakan siklus kompresi uap.

c) Hasil penelitian, dapat dipergunakan sebagai referensi bagi peneliti lain yang

ingin melakukan penelitian atau pembuatan Dispenser

d) Hasil penelitian dapat di tempatkan di perpustakaan untuk menambah

Kasanah ilmu pengetahuan yang dapat berguna bagi para pembaca.


5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Dasar Teori

a. Definisi Dispenser

Dispenser adalah mesin yang berfungsi untuk mendinginkan air.

Dispenser menggunakan bahan pendingin (refrigeran) yang bersirkulasi menyerap

panas dan melepaskan panas, serta terjadi perubahan tekanan rendah menjadi

tekanan tinggi. Sirkulasi tersebut berulang secara terus menerus. Dalam system

dispenser, jumlah refrigeran yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah

bentuknya. Dispenser digunakan untuk mendinginkan air. Suhu pendinginannya

antara (-150C) sampai (-30

0C)

Dalam penulisan skripsi ini penulis menggunakan dispenser siklus

kompresi uap dengan panjang pipa kapiler sepanjang 1,4 m.

Gambar 2.1 Dispenser

5


6

b. Dispenser menggunakan Siklus Kompresi Uap

Dispenser dengan siklus kompresi uap adalah mesin pendingin yang

sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena memiliki nilai COP yang

tinggi. Jenis dispenser dengan siklus kompresi uap menggunakan kompresor

sebagai komponen utama untuk menaikkan tekanan dan mensirkulasikan

refigeran, pipa kapiler yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refigeran,

evaporator yang berfungsi untuk menyerap panas, kondensor yang berfungsi

untuk membuang panas.

2.2. Komponen utama dispenser

a. Kompresor

Kompresor adalah suatu alat dalam dispenser yang cara kerjanya dinamis

atau bergerak. Kompresor berfungsi untuk menaikan tekanan freon (dari tekanan

rendah ke tekanan tinggi. Kompresor bekerja menghisap sekaligus memompa

refigeran sehingga terjadi sirkulasi (perputaran) refigeran yang mengalir ke

pipa‐pipa dispenser. Kompresor yang sering dipakai pada dispenser adalah jenis

hermetik. Konstruksi dari kompresor jenis ini menempatkan motor listrik dengan

komponen mekanik ada dalam satu rumah.Keuntungan dari kompresor hermetik

adalah tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran bahan

refrigerasi, berukuran kecil dan harganya lebih murah, tidak memakai tenaga

penggerak dari luar, suaranya lebih tenang dan getaranya kecil. Kerugian

kompresor ini adalah bagian yang rusak di dalam rumah kompresor tidak dapat


7

diperbaiki sebelum rumah kompresor dipotong dan minyak pelumas di dalam

kompresor hermetik susah diperiksa.

Gambar 2.2 Kompresor jenis hermatik

Selain kompresor hermetik terdapat juga kompresor semi-hermetik dan

rotari yang biasa digunakan dalam mesin pendingin. Kompresor semi-hermetik

adalah kompresor dimana motor serta kompresornya berada di dalam satu tempat

atau rumah, akan tetapi motor penggeraknya terpisah dari kompresor. Kompresor

digerakan oleh motor penggerak melalui sebuah poros penggerak. Kompresor ini

sering pula disebut kompresor jenis baut atau “Bolted type Hermetic”.

Gambar 2.3 Kompresor Semi-Hermetik.

Sedangkan kompresor rotari, gerakan rotor di dalam stator kompresor

akan menghisap dan menekan zat pendingin (1) dan (4). Cara kerja dari

kompresor rotari dimulai dari rotor. Rotor adalah bagian yang berputar di dalam


8

stator. Rotor terdiri dari dua baling – baling. Langkah hisap terjadi saat pintu

masuk (2) mulai terbuka dan berakhir setelah pintu masuk tertutup, pada waktu

pintu masuk sudah tertutup dimulai langkah tekan, sampai katup pengeluaran (5)

membuka, sedangkan pada pintu masuk secara bersamaan sudah terjadi langkah

hisap demikian seterusnya.

Keuntungan kompresor rotari adalah sebagai berikut. Karena setiap

putaran menghasilkan langkah – langkah hisap dan tekan secara bersamaan, maka

momen putar lebih merata akibatnya getaran/kejutan lebih kecil. Ukuran

dimensinya dapat dibuat lebih kecil & menghemat tempat. Kerugiannya adalah

sampai saat ini hanya dipakai untuk sistem AC yang kecil saja sebab pada volume

yang besar, rumah dan rotornya harus besar pula dan kipas pada rotor tidak cukup

kuat menahan gesekan.

Gambar 2.4 Kompresor Rotari.

Kompresor bekerja secara dinamis atau bergerak. Pergerakanya dengan

menghisap sekaligus memompa udara sehingga terjadilah sirkulasi (perputaran)

udara yang mengalir dari pipa‐pipa dispenser. Fase refrigeran ketika masuk dan

keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas keluar kompresor berupa uap panas


9

lanjut. Suhu gas refrigeran keluar dari kompresor lebih tinggi dari suhu kerja

kondensor, demikian pula dengan nilai tekananya. Pada penelitian ini, kompresor

yang digunakan adalah PK.

b. Kondensor

Kondenser adalah alat yang befungsi sebagai tempat kondensasi atau

pengembunan freon. Pada kondenser berlangsung dua proses utama yaitu proses

penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut ke gas jenuh dan proses dari gas

jenuh ke cair jenuh. Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh ke cair

jenuh berlangsung pada suhu yang tetap. Saat kedua proses berlangsung,

kondensor mengeluarkan kalor dan pada tekanan yang tetap. Kalor yang

dilepaskan kondensor dibuang keluar dan diambil oleh udara sekitar. Berdasrkan

media pendinginannya, kondensor dibagi menjadi 3 macam, yaitu kondensor

berpendingin air, kondensor berpendingin udara dan kondensor berpendingin air

serta udara.

Kondensor yang sering dipakai pada mesin pendingin kapasitas kecil

adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, pipa dengan pelat besi dan pipa-pipa

dengan sirip-sirip. Pada umumnya jenis kondensor yang sering dipakai pada

dispenser adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat. Dan pada penelitian ini,

kondensor yang digunakan adalah kondensor 11 U.

Gambar 2.5 Kondensor berpendingin udara dan berpendingin air.


10

Gambar 2.6 Kondensor berpendingin air dan udara.dan kondensor 11 U.

c. Evaporator

Evaporator adalah tempat terjadinya perubahan fase refrigeran dari cair

menjadi gas (penguapan). Pada saat proses perubahan fase, diperlukan energi

kalor. Energi kalor diambil dari lingkungan evaporator (benda-benda padat atau

pun cair yang ada di dalam evaporator dispenser). Proses penguapan freon di

evaporator berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang

banyak digunakan pada dispenser adalah jenis permukaan datar, pipa-pipa dan

pipa dengan sirip-sirip.

Gambar 2.7 Evaporator Pelat dan Evaporator Pipa

Gambar 2.8 Evaporator pipa dengan sirip.


11

d. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai

dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk

mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Pipa kapiler merupakan suatu pipa pada

dispenser yang mempunyai diameter yang paling kecil jika dibandingkan dengan

pipa‐pipa lainnya. Dan dalam penulisan skripsi ini, menggunakan pipa kapiler

sepanjang 1,4 m dengan diameter 0.28 mm. Fungsi pipa kapiler yaitu menurunkan

tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa. Ketika freon mengalir

di dalam pipa kapiler terjadi penurunan tekanan freon dikarenakan adanya

gesekan dengan bagian dalam pipa kapiler. Proses penurunan tekanan dalam pipa

kapiler diasumsikan berlangsung pada entalpi konstan (proses yang ideal ). Pada

saat freon masuk ke dalam pipa kapiler, freon dalam fase cair penuh, tetapi ketika

masuk evaporator fase freon berupa campuran fase cair dan gas. Kerusakan

dispenser paling banyak dijumpai pada pipa kapiler yaitu terjadi bocor dan

tersumbat.

Gambar 2.9 Pipa Kapiler

e. Filter

Filter adalah alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran yang

melewati sebuah sistem dispenser. Dengan adanya filter maka kotoran tidak dapat

melewatinya. Selain itu, filter juga berfungsi untuk menangkap uap air yang akan

masuk ke dalam sistem. Apabila sebuah sistem terdapat kotoran yang masuk ke


12

dalam pipa kapiler tanpa melalui penyaring atau filter, maka sistem menjadi

buntudan tidak dapat bekerja. Demikian juga dengan uap air, adanya uap air

dalamsebuah sistem membuat air dapat beku di dalam pipa kapiler dan berakibat

tertutupnya sebuah sistem. Bentuk umum dari filter berupa tabung kecil dengan

diameter antara 12 - 15 mm, sedangkan panjangnya antara dari 14 - 15 cm.

Gambar 2.10 Filter

2.3. Refrigeran

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang

mudah diubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Bahan pendingin

ini disebut refrigeran. Refrigeran yaitu fluida atau zat pendingin yang memegang

peranan penting dalam sistem pendingin. Refrigeran digunakan untuk menyerap

panas melalui perubahan fase dari cair ke gas (evaporasi) dan membuang panas

melalui perubahan fase dari gas ke cair (kondensasi). Refrigeran dapat dikatakan

sebagai pemindah panas dalam sistem pendingin. Refrigeran mengalami beberapa

proses atau perubahan fase (cair dan uap), yaitu refrigeran yang mula-mula pada

keadaan awal (cair) setelah melalui beberapa proses akan kembali ke keadaan

awalnya. Berikut beberapa contoh refrigeran yang ada di lapangan.


13

a. Udara

Penggunaan udara sebagai refrigeran umumnya dipergunakan dipesawat

terbang, sistem pendingin menggunakan refigeran udara menghasilkan COP yang

rendah tetapi aman.

b. Amoniak (NH3)

Amonia adalah satu-satunya refrigeran selain kelompok fluorocarbon

yang masih digunakan sampai saat ini. Walaupun amoniak (NH3) beracun dan

kadang-kadang mudah terbakar atau meledak pada kondisi tertentu, namun

ammonia (NH3) biasa digunakan pada instalasi-instalasi suhu rendah pada

industri besar.

c. Karbon dioksida (CO2 )

Karbondioksida merupakan refrigeran pertama dipakai seperti halnya

amonia. Refrigeran ini kadang-kadang digunakan untuk pembekuan dengan cara

sentuhan langsung dengan bahan makanan. Tekanan pengembunannya yang

tinggi membatasi penggunaannya hanya pada bagian suhu rendah, untuk suhu

tinggi digunakan refrigeran lain. Pada mobil produksi baru, beberapa jenis mobil

menggunakan CO2 untuk refigeran mesin pendingin udaranya.

d. Refrigeran-12

Refrigeran ini biasa dilambangkan R-12 dan mempunyai rumus kimia

CCl2 F2(Dichloro Difluoro Methane). Refrigeran jenis ini dilarang digunakan

pada saat ini karena tidak ramah lingkungan. R-12 mempunyai titik didih -21,6 F

(-29,8 C). Untuk melayani refrigerasi rumah tangga dan didalam pengkondisian

udara kendaraan otomotif.


14

e. Refrigeran-22

Refrigeran ini biasa dilambangkan R-22 dan mempunyai rumus kimia

CHClF2 . R-22 mempunyai titik didih 41,4 F (5,22 C). Refrigeran ini telah banyak

digunakan untuk menggantikan R-12, tetapi pada saat ini penggunaan refigeran

jenis ini dilarang untuk digunakan karena kurang ramah lingkungan.

f. HFC (Hydro Fluoro Carbon)

Refigeran jenis ini yang saat ini paling sering digunakan karena memiliki

sifat yang ramah lingkungan sehingga tidak merusak lapizan ozon.

Pada saat ini penulis memilih menggunakan jenis refrigeran yang aman

dipergunakan dalam sistem pendingin. Maka refrigeran yang dipilih adalah

refrigeran jenis HFC (hydro fluoro carbon) atau R-134a. Freon 134a ataupun

HFC-134a adalah refrigeran haloalkana yang tidak menyebabkan penipisan ozon

dan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan R-12 (diklorodiflorometana). R134a

mempunyai rumus molekul CH2FCF3 dan titik didih pada−26,3 °C (−15,34 °F).

Secara khusus sifat dari refrigeran 134a adalah sebagai tidak mudah terbakar,

tidak merusak lapisan ozon, tidak beracun, tidak berwarna dan tidak berbau,

relatif mudah diperoleh, memiliki kestabilan yang tinggi, umur hidup atmosfer

pendek.

2.4. Siklus Kompresi Uap

Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor,

evaporator, kondensor dan pipa kapiler. Gambar 2.11. adalah skema alir siklus

kompresi uap.


15

Gambar 2.11 Skema siklus kompresi uap

2.5. Tahapan Siklus Kompresi Uap

Untuk mengetahui tahapan siklus kompresi uap pada dispenser, digunakan

diagram P-h. Dengan adanya diagram P-h, dapat diketahui proses-proses yang

terjadi dalam suatu siklus kompresi uap pada dispenser. Siklus kompresi uap

disajikan pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan

lanjut pada diagram P-h.


16

Gambar 2.13 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan

lanjut pada diagram T-s.

Keterangan proses-proses pada gambar 2.12 adalah sebagai berikut :

a. Proses 1-2 (Proses Kompresi)

Proses ini dilakukan oleh kompresor. Kondisi awal refrigeran pada saat masuk

ke dalam kompresor adalah uap panas lanjut bertekanan rendah, setelah

mengalami kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan tinggi. Karena

proses ini berlangsung secara isentropik, maka temperatur ke luar kompresor

punmeningkat. Proses 1 - 2 adalah kompresi adiabatik dan reversible dari uap

jenuh menuju tekanan kondensor.

b. Proses 2-2’ (Proses Penurunan Suhu Panas Lanjut)

Proses ini adalah proses penurunan suhu. Proses ini berlangsung di kondensor.

Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi keluar dari kompresor

membuang kalor di kondensor sehingga fasanya berubah dari gas panas lanjut

menjadi cair. Di kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan

udara, kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang ada sekitar kondensor


17

sehingga refrigeran mengembun menjadi cair. Proses berlangsung pada tekanan

tetap.

c. Proses 2’-3’ (Proses Pengembunan)

Proses ini berlangsung di dalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi

dan bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang kalor

sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di dalam kondensor

terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya. Proses ini

berlangsung pada suhu tetap.

d. Proses 3’-3 (Proses Pendinginan Lanjut)

Pada proses pendinginan lanjut terjadi penurunan suhu. Proses pendinginan

lanjut membuat membuat refrigeran yang keluar dari kondensor benar-benar

dalam keadaan cair. Hal ini membuat refrigerant lebih mudah mengalir melalui

pipa-pipa kapiler dalam sebuah sistem pendingin. Proses ini terjadi pada entalpi

tetap.

a. Proses 3-4 (Proses Penurunan Tekanan)

Proses Proses penurunan tekanan ini berlangsung di dalam pipa kapiler. Hal ini

berarti tidak terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi penurunan tekanan dan

temperatur. Proses penurunan tekanan terjadi pada pipa kapiler yang berfungsi

untuk mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan. Proses 3 - 4

adalah penurunan tekanan tidak reversible atau isentalpik pada entalpi konstan,

dan cairan jenuh menuju tekanan evaporator.


18

b. Proses 4-1’(Proses Pendidihan)

Proses ini berlangsung didalam evaporator. Panas dari dalam ruangan akan

diserap oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah

fasa menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator.

c. Proses 1’-1 (Proses Pemanasan Lanjut)

Pada proses pemanasan lanjut terjadi kenaikan suhu. Dengan adanya

pemanasan lanjut, refrigeran yang akan masuk ke dalam kompresor benar-benar

dalam kondisi gas. Hal ini membuat kompresor bekerja lebih ringan.

2.6. Rumus-Rumus Perhitungan Karakteristik Untuk Mesin Pendingin.

Dalam analisa unjuk kerja mesin pendingin diperlukan beberapa rumusan

perhitungan, antara lain seperti, kerja kompresor, kalor yang dilepas evaporator

per satuan masa refrigeran, kalor yang diserap evaporator per satuan massa

refrigeran, COP actual, COP ideal, efisiensi dan laju aliran masa.

a) Kerja Kompresor.

Besar kerja kompresi per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1).

Win = h2– h1 (2.1)

Pada Persamaan (2.1) :

o Win : besar kerja kompresor (kJ/kg)

o h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)

o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

b) Kalor yang dilepas kondensor


19

Besar kalor per satuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dinyatakan

menggunakan Persamaan (2.2)

Qout = h2 – h3 (2.2)


o Qout : besar kalor yang dilepas kondensor (kJ/kg)

o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

o h3 : entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)

c) Kalor yang diserap evaporator

Besar kalor per satuan massa refrigeran yang diserap evaporator dinyatakan

menggunakan Persamaan (2.3)

Qin = h1 – h4 (2.3)


o Qin : besar kalor yang diserap evaporator (kJ/kg)

o h1 : entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)

o h4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)

d) COP (Coefficient Of Performance) aktual

COP dipergunakan untuk menyatakan perfomance (unjuk kerja) dari siklus

refrigerasi. Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin pendingin maka

akan semakin baik mesin pendingin tersebut. COP tidak mempunyai satuan

karena merupakan perbandingan antara dampak refrigerasi (h1-h4) dengan kerja

spesifik kompresor (h2-h1) dinyatakan dalam Persamaan (2.4)

COP = (2.4)


20


o COP aktual : koefisien prestasi dispenser aktual

o h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)

o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

o h4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)

e) COP (Coefficient Of Performance) ideal.

Besarnya koefisien yang menyatakan performance dalam posisi ideal pada

siklus kompresi uap standar dapat dihitung dengan Persamaan (2.5)

COP ideal = (2.5)


o COP ideal : koefisien prestasi maksimum dispenser,

o Te : suhu evaporator (0K)

o Tc : suhukondensor (0K)

f) Efisiensi Dispenser

Besarnya efisiensi dispenser dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan

(2.6)

(2.6)

Pada persamaan (2.6) :

o COPideal : koefisien prestasi maksimum dispenser

o COPaktual : koefisien prestasi dispenser

g) Laju liran massa refrigerant.

Besarnya laju aliran massa refrigerant dapat dihitung dengan Persamaan (2.7)


21

m = (2.7)

Catatan :

1 watt = 1 J/s


o m : laju aliran massa refrigerant (kg/s),

o P : Daya kompresor (kJ/s)

o Qin : kalor yang diserap evaporator per satuan massa (kJ/kg)

Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi, besaran yang penting seperti

kerja kompresor,kerja kondensor, kerja evaporator dan COP dalam siklus

kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut dapat diketahui.

Dalam penggunaan diagram entalpi - tekanan tergantung jenis bahan pendingin

(refrigeran) yang dipakai.

2.7. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor (heat transfer) terjadi karena adanya perbedaan

temperatur antara kedua medium. Sebagai contoh perbedaan temperatur pada

kedua medium plat padat, atau medium padat dengan fluida. Energi yang

berpindah biasanya disebut dengan istilah kalor (heat). Kalor (heat) akan selalu

bergerak dari temperatur tinggi ke temperatur rendah. Proses ini akan berlangsung

secara terus menerus sampai tidak ada perubahan temperatur diantara kedua

medium tersebut. Perpindahan kalor dapat terjadi dengan berbagai cara seperti

perpindahan kalor konduksi, perpindahan kalor konveksi dan radiasi. Namun


22

dalam mesin pendingin perpindahan panas terjadi hanya melalui perpindahan

panas secara konduksi dan konveksi.

a. Perpindahan Kalor Konduksi

Perpindahan kalor konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai bagian-

bagian zat perantaranya. Perpindahan panas secara konduksi dapat berlangsung

pada benda padat,cair dan gas. . Untuk zat cair dan gas, kondisi zat cair dan gas

harus dalam keadaan diam atau tidak bergerak. Contoh perpindahan kalor secara

konduksi dalam kehidupan sehari-hari misalkan sebatang besi yang ujungnya

dipanasi dengan api, sehingga ujung satunya akan ikut menjadi panas.

Gambar 2.15 memperlihatkan perpindahan kalor secara konduksi yang dapat

dirumuskan sebagai pesamaan laju umum untuk perpindahan kalor konduksi atau

sering dikenal dengan hukum fourier seperti pada persamaan (2.8)

Gambar 2.14 Perpindahan kalor konduksi.

q = - k A. = - kA. ( 2.8)


q : laju perpindahan panas,

k : konduktifitas thermal bahan, . = gradien suhu perpindahan kalor,

A : luas penampang benda.


23

Pada persamaan (2.8) menunjukan bahwa laju perpindahan kalor bernilai

minus (-) karena kalor akan selalu berpindah ketemperatur yang lebih rendah

b. Perpindahan Kalor Konveksi

Kalor konveksi adalah perpindahan kalor dengan disertai perpindahan molekul

molekul atau zat perantaranya. Dengan kata lain, perpindahan kalor konveksi

membutuhkan media (fluida atau gas) untuk mengalirkan kalor. Contoh

perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan sehari-hari adalah saat proses

merebus air.

Gambar 2.15 Perpindahan Kalor Konveksi

Gambar 2.16 memperlihatkan perpindahan kalor secara konveksi atau sering

dikenal dengan hukum newton untuk pendinginan, yang dapat dirumuskan seperti

pada persamaan 2.9.

q = hA(Ts −T∞)


q : laju perpindahan panas

h : koefisien perpindahan panas konveksi


24

A : luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida, Ts adalah temperatur

permukaan

T∞ : temperatur fluida yang mengalir dekat permukaan.

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada udara atau fluida yang mengalir

(zat cair dan gas). Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada

benda padat. Perpindahan kalor secara konveksi ada dua macam yaitu konveksi

paksa dan konveksi bebas. Berikut penjelasan dan contoh dari keduanya:

a) Konveksi bebas / konveksi alamiah (free convection / natural convection)

Konveksi bebas adalah konveksi yang disebabkan oleh beda suhu dan

perbedaan massa jenis dan tanpa peralatan bantu penggerak dari luar yang

mendorongnya. Jadi aliran fluida atau udara pada konveksi bebas terjadi karena

adanya perbedaan kerapatan. Contoh: plat panas dibiarkan berada di udara sekitar

tanpa ada sumber gerakan dari luar yang menggerakkan udara.

b) Konveksi paksa (forced convection)

Konveksi paksa berlawanan dengan konveksi bebas. Pada konveksi paksa

perpindahan panas aliran gas atau fluida disebabkan adanya tenaga atau peralatan

bantu dari luar. Contoh: plat panas diberi aliran air atau udara dengan blower.

2.8. Beban Pendinginan

Beban pendinginan adalah beban yang diterima suatu sistem untuk

mendinginkan sesuatu. Pada evaporator, beban pendinginan adalah besarnya

aliran kalor yang dihisap evaporator. Unit pendingin selalu menerima beban


25

pendinginan karena harus menjaga temperatur dan kelembaban tertentu yang

umumnya berada di bawah temperatur dan kelembaban lingkungan di luarnya.

Beban pendinginan biasanya berupa aliran energi berbentuk panas. Beban

pendingin dapat dibagi menjadi dua bagian khusus seperti.

a) Beban laten

Beban laten adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu materi karena

adanya perubahan wujud (fase). Sebagai contoh air yang sudah didinginkan

sampai 0°C kemudian didinginkan lagi sampai menjadi es pada suhu 0°C. Pada

proses ini tidak terjadi perubahan suhu melainkan perubahan wujud (fase). Beban

pendinginan disini disebut beban laten dan panas yang diserap disebut dengan

panas laten.

b) Beban sensible

Beban sensible adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu materi karena

adanya perubahan suhu. Misalkan air dengan suhu 100°C didinginkan menjadi

0°C (masih dalam keadaan cair). Beban yang diterima dalam proses itu disebut

beban sensible. Panas yang diterima untuk menurunkan suhu dari 100°C menjadi

0°C disebut panas sensible.

2.9. Proses Perubahan Fase

Secara umum proses perubahan fase dapat berlangsung karena adanya

pengaruh temperatur. Perubahan fase banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

Misalnya perubahan cair ke padat, gas ke cair, padat ke gas dan lain sebagainya.


26

Namun dalam suatu sistem mesin pendingin hanya berlangsung dua perubahan

fase yaitu pengembunan ( gas ke cair) dan penguapan (cair ke gas).

a) Proses Pengembunan (kondensasi).

Proses pengembunan atau kondensasi adalah adalah proses perubahan wujud

dari zat gas (uap) menjadi zat cair. Proses pengembunan merupakan proses

perubahan zat yang melepaskan kalor/panas (eksothermik). Kondensasi terjadi

ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap

dikompresi (tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari

pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut

kondensat. Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi

cairan disebut kondensor. Pada meisn pendingin, proses pengembunan atau

kondensasi berlangsung di kondensor. Pada kondensor uap panas lanjut diubah

kondisinya menjadi cair jenuh. Kalor yang dilepas dari refigeran dibuang keluar

dari kondensor ke lingkungan sekitar. Pada umumnya lingkungan sekitar

kondensor adalah udara. Karenanya udara di sekitar memiliki suhu yang lebih

tinggi dibandingkan suhu kondensor.

b) Proses Penguapan (evaporasi)

Proses penguapan adalah proses perubahan bentuk zat dari cair menjadi uap /

gas. Proses penguapan pada mesin pendingin terjadi di evaporator. Pada saat

refigeran mengalir melalui pipa-pipa evaporator, refigeran berubah fase dari cair

menjadi gas. Proses penguapan memerlukan kalor. Kalor diambil dari lingkungan

sekitar dimana evaporator itu ditempatkan. Pada mesin pendingin air, kalor


27

diambil dari lingkungan sekitar evaporator yang berupa air sehingga air dapat

berubah suhunya menjadi rendah dan berubah wujud menjadi es.

2.10. Tinjauan Pustaka

Anwar, K (2010) telah melakukan penelitian tentang efek beban

pendinginan terhadap performa sistem mesin pendingin. Penelitian tersebut

bertujuan: (a) membahas efek beban pendinginan terhadap kinerja sistem mesin

pendingin meliputi kapasitas refrigerasi (b) menghitung koefisien prestasi mesin

pendingin (c) waktu pendinginan yang ideal pada mesin ini. Penelitian ini

dilakukan dengan batasan -batasan sebagai berikut: (a) beban pendinginan

menempatkan bola lampu 60, 100, 200,300 dan 400 watt di dalam ruang

pendingin (b) data dianalisi secara teoritis berdasarkan data eksperimen dengan

focus model 802 (c) data dianalisis secara teoritis berdasarkan data eksperimen

dengan menentukan kondisi refrigeran pada setiap titik siklus. Dari hasil

penelitian didapatkan : (a) peningkatan beban pendinginan menyebabkan

koefisien prestasi sistem pendingin akan membentuk kurva parabola (b) performa

optimum pada pengujian selama 30 menit diperoleh pada bola lampu 200 watt

dengan cop sebes ar 2,64 (c) waktu pendinginan diperoleh paling lama pada beban

pendingin yang paling tinggi (bola lampu 400 watt).

Handoyo, EA dan Lukito, A (2002) telah melakukan penelitian tentang

analisa pengaruh pipa kapiler yang dililitkan pada line suction terhadap

performansi mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan: (a) membahas

pengaruh usaha melilitkan pipa kapiler pada line suction (b) menghitung


28

performansi mesin pendingin tersebut (c) menghitung waktu pendinginan.

Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut : (a) mesin

pendingin yang digunakan adalah chest freezer (b) beban pendinginan yang

digunakan air. Dari hasil penelitian didapatkan (a) pipa kapiler yang dililitkan

pada line suction dapat meningkatkan nilai COP chestfreezer (b) waktu

pendinginan tidak banyak perubahan.

Wilis, GR (2013) telah melakukan penelitian tentang penggunaan refrigeran

P.22 dan R134a pada mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan: (a)

menghitung prestasi kerja refrigeran M2 yang dibandingkan dengan refrigeran

R134a (b) membahas refrigeran yang lebih ramah lingkungan antara R22 dengan

R134a. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut: (a)

refrigeran yang digunakan U2 dan R134a (b) menggunakan mesin pengkondisian

udara dengan motor penggerak kompresor berkapasitas 2 HP. Dari hasil penelitian

didapatkan: (a) refrigeran R22 dari segi prestasi kerjanya lebih baik dari Rl34a,

tetapi tidak ramah lingkungan (b) refrigeran Rl34a lebih ramah lingkungan, tetapi

prestasi kerjanya lebih rendah dari R22.


29

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1. Diagram Alir Penelitian.

Langkahkerja yang dilakukan dalam penelitian mengikuti alur seperti pada

diagram alir padaGambar 3.1.

Tidakbaik

Baik

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian.

Mulai

PersiapanKomponen-KomponenMesinPendingin

PenyambunganKomponen-KomponenMesinPendingin

PemvakumanMesinPendingin

PengisianRefrigeran 134a

UjiCoba

PenggambaranSiklusKompresiUappada Ph. Diagram

Pencatatannilai h1,h2,h3,h4,TedanTc

Pengolahan data Win, Qin, Qout, COPaktual, COPideal, Efisiensi,

danLajualiranmassa (m)

Selesai

Kesimpulan

Saran

29


30

3.2. Komponen-komponenmesinpendingin

Komponen utama dispenser yang dipergunakan dalam penelitian ini

adalah kompresor, kondensor, pipakapiler, filter, evaporator dan refrigeran R134a.

a. Kompresor

Spesifikasi kompresor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah

sebagai berikut:

Gambar 3.2. Kompresor

Jenis kompresor : Hermetic

Seri kompresor : AE 150 FK -932

Voltase : 220 Volt

Daya kompresor : 1/5 PK


31

b. Kondensor

Spesifikasi kondensor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah

sebagai berikut:

Jenis : Kondensor Tipe U, dengan jumlah U = 11

Diameter pipa : 0,47 cm

Bahan pipa : Besi

Gambar 3.3. Kondensor

c. Pipa kapiler

Spesifikasi pipa kapiler yang dipergunakan pada penelitian ini adalah

sebagai berikut:

Panjang pipa kapiler : 1,4 meter

Diameter pipa kapiler : 0,028 inchi

Bahan pipa kapiler : tembaga


32

(a) (b)

Gambar 3.4.Pipa kapiler

d. Filter

Spesifikasi filter yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.5. Filter

Panjang filter : 10 cm

Bahan : tembaga


33

e.Evaporator

Spesifikasi evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut :

Bahanpipa evaporator : tembaga

Bahan plat evaporator : almunium

Gambar 3.6. Evaporator

e. Refrigerant R134a

Refrigerant R134a dipergunakan sebagai fluida kerja dispenser yang

dibuat. Dalam penelitian ini dipergunakan refrigeran R134a karena lebih ramah

lingkungan dibandingkan dengan jenis refrigerant lain yang tersedia dipasaran.


34

Gambar 3.7.Tabung berisi refrigeran R134a

3.3. Peralatan pendukung pembuatan dispenser

a. Alat pemotong pipa

Alat pemotong pipa adalah alat yang mempunyai fungsi untuk memotong

pipa, agar hasil potongan menjadi rapi, dan mudah untuk digunakan.

Gambar 3.8. Pemotong pipa


35

b.Pompa vakum

Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk proses atau

untuk mengeluarkan udara dari dalam system mesin dispenser sebelum diisi

Freon sebagai fluida kerja dispenser.

Gambar 3.9. Pompa vakum

c. Manifold gauge

Manifold gauge adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengukur

tekanan refrigerant pada saat pengisian Freon maupun pada saat dispenser

bekerja.

Gambar 3.10.Manifold gauge


36

d. Alat las

Alat las adalah alat yang mempunyai fungsi untuk menyambung pipa-pipa

tembaga pada dispenser agar system dapat bekerja.

Gambar 3.11. Alat las dan bahan tambahan las (perak dan tembaga)

e. Termostat

Termostat adalahalat yang mempunyai fungsi sebagai pengatur suhu pada

evaporator, jika suhu evaporator sudah tercapai sesuai kebutuhan maka alat ini

akan memutus arus listrik sehingga kompresor berhenti bekerja.

Gambar 3.12.Termostat


37

f. Sterofoam

Sterofoam mempunyai fungsi sebagai tempat diletakan evaporator agar

evaporator dapat tertutup rapat.

Gambar 3.13. Sterofoam

3.4. Persiapan Alat, Perakitan, Pengisian Refrigerant dan UjiCoba.

Persiapan komponen harus dilakukan sebelum memulai tahap proses

pembuatan dispenser. Komponen yang harus dipersiapkan berupa komponen-

komponen utama dispenser (kompresor, evaporator, pipa kapiler dan kondensor)

dan alat bantu yang diperlukan dalam pembuatan dispenser. Hal ini sangat perlu

dilakukan karena akan mempercepat dan mempermudah proses selanjutnya dalam

pembuatan dispenser.

Setelah semua komponen-komponen disiapkan, maka akan dilanjutkan

pada proses penyambungan komponen-komponen dispenser. Dalam proses ini

pipa kapiler akan disambungkan ke kondensor, evaporator, filter dankompresor.

Pada proses penyambungan komponen-komponen menjadi sebuah sisitem

dispenser, tidak boleh ada kebocoran pada saluran-saluranya. Proses


38

penyambungan ini sendiri dilakukan dengan proses pengelasan. Selain

penyambungan komponen-komponen utama, penyambungan alat ukur berupa dua

buah manifold gauge juga dilakukan dengan teknik pengelasan.

Proses pengelasannya sendiri menggunakan bahan tambah berupa perak

mengingat bahan yang akan disambung antara tembaga dan tembaga. Namun saat

penyambungan antara pipa keluar evaporator ke arah kompresor, menggunakan

bahan tambah borak dalam proses pengelasan karena bahan yang akan disambung

antara tembaga dan besi.

Setelah proses penyambungan selesai, sebuah rangkaian sistem pendingin

sudah terbentuk. Namun sebelum diisi refrigeran, sebuah sistem pendingin harus

divakumkan terlebih dahulu. Proses pemvakuman menggunakan pompa vakum

yang sudah disiapkan sebelumnya. Pada proses pemvakuman dapat dilihat juga

apakah sebuah rangkaian sistem pendingin yang dibuat mengalami kebocoran

pada waktu proses penyambungan.

Untuk mengetahui terjadinya kebocoran, busa sabun dioleskan pada pipa-

pipa atau sambungan-sambungan dalam sistem tersebut. Apabila terdapat

gelembung-gelembung udara, dapat dipastikan rangkaian sistem dispensertersebut

terdapat kebocoran dibagian yang diolesi busa sabun dan terdapat gelembung

udara disekitarnya. Apabila terjadi kebocoran, harus di tambal ulang dengan cara

di las dibagian yang mengalami kebocoran.

Setelah sebuah rangkaian sistem tidak mengalami kebocoran, maka proses

pemvakuman dapat dilakukan. Untuk menunjukkan rangkaian sistem dispenser

tersebut benar-benar vakum dapat dilihat pada manifold gauge yang sudah


39

terpasang. Apabila jarum pada manifold gauge menunjuk angka dibawah 0, dapat

dipastikan rangkaian sistem tersebut sudah vakum dan siap diisi refrigeran.

Setelah rangkaian dispenser dalam kondisi vakum, proses selanjutnya

adalah pengisian refrigeran. Jenis refrigeran yang digunakan dalam mesin

pendingin yang dibuat adalah R134a. Saat proses pengisian berlangsung tekanan

pada manifold gauge warna biru (tekanan rendah) akan naik dan menunjuk angka

50 psi. Proses pengisian refrigeran melalui selang yang dihubungkan ke dalam

dob yang terhubung pada kompresor. Proses pengisian refrigeran hampir sama

dengan saat proses pemvakuman, tapi pada saat proses pengisian tidak

menggunakan alat pompa vakum melainkan menggunakan tabung refrigeran.

Setelah rangkaian pendingin diisi dengan refigeran, proses selanjutnya

adalah proses uji coba. Proses uji coba ini sendiri sangat perlu dilakukan untuk

mengetahui kinerja dispenser. Saat proses uji coba perlu diperhatikan bagian-

bagian penyambungan agar tidak terjadi kebocoran saat proses pengambilan data

berlangsung. Selain itu, proses uji coba harus dilakukan menggunakan media yang

didinginkan agar tercapai gambaran hasil pendinginan.

Pada saat proses uji coba, diharapkan dapat menyelesaikan masalah-

masalah yang terjadi pada rangkaian sistem pendingin, sehingga saat proses

pengambilan data tidak mengalami kendala.


40

3.5. Metode Pengambilan Data

Pengambilan data tekanan kerja kompresor beserta suhu keluar dan masuk

kompresor, evaporator, kondensor dilakukan secara bersama-sama. Hal pertama

yang dilakukan adalah mengecek posisi termokopel sesuai dengan tempat yang

ditentukan. Selanjutnya untuk pengambilan data memerlukan proses sebagai

berikut.

a. Pengecekan kebocoran Refrigeran pada mesin pendingin.

b. Mengisi air sebanyak 500 ml pada wadah yang disediakan (ruang pendingin).

c. Memasang ujung kabel termometer pada dinding (ruang pendingin)

danmenempelkannya pada air yang didinginkan.

d. Mengisolasi tempat air (ruang pendingin) agar tidak terjadi kontak langsung

dengan udara luar.

e. Pemasangan termokopel pada pipa - pipa keluar dan masuk kompresor,

kondensor dan evaporator.

f. Pengecekan manifold gauge yang sudah terpasang sebelumnya pada mesin

pendingin.

g. Setelah semua siap mesin pendingin siap untuk dihidupkan dan proses

pengambilan data siap dilakukan.

Dalam proses pengambilan data ada beberapa hal yang perlu dicatat yaitu :

a. T ruangan adalah suhu ruangan saat pengambilan data (0C).

b. V airadalah volume air yang didinginkan (ml)

c. T1 adalah suhu refrigerant saat masuk kompresor (0F).

d. T3 adalah suhu refrigerant saat masuk pipa kapiler (0F).


41

e. P1 adalah tekanan saat masuk kompresor (psi).

f. P2 adalah tekanan saat keluar kompresor (psi).

g. P3 adalah tekanan saat keluar kondensor (psi).

h. P4 adalah tekanan saat keluar pipa kapiler (psi).

Proses pengambilan data diukur setiap 10 menit. Data tekanan diperoleh

dari angka yang tertera pada manifold gauge yang telah dipasang pada mesin

pendingin. Proses Pengambilan data dilakukan di dalam ruangan dengan suhu

ruang (30°C). Aliran angin dan perubahan suhu akibat cuaca diabaikan dalam

proses pengambilan data.

3.6. Cara Pengolahan Data

Dari data yang diperoleh dimasukan dalam tabel dan digambarkan dalam

bentuk grafik agar mempermudah melakukan perubahan. Data yang diperoleh

digunakan untuk menggambarkan siklus kompresi uap pada p-h diagram yang

dipergunakan untuk mendapatkan nilai entalpi. Setelah nilai entalpi diketahui

maka dapat digunakan untuk mengetahui karakterisitik dispenser dengan cara

menghitung besar kalor yang dilepas kondensor, kaloryang diserap evaporator,

kerja kompresor dan COP dari dispenser yang telah dibuat.

3.7. Cara MendapatkanKesimpulan

Kesimpulan harus dapat menjawab tujuan penelitian. Hasil pengolahan

data harus diarahkan untuk dapat menjawab tujuan dari penelitian.


42

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1.Mesin yang Diteliti

Mesin yang diteliti adalah dispenser dengan siklus kompresi uap hasil

rangkaian sendiri dengan komponen standar dari dispenser yang tersedia

dipasaran. Dispenser yang dirangkai disertai pemanasan lanjut dan pendinginan

lanjut berdaya Pk, dengan panjang pipa kapiler 140 cm. Proses pendinginan

yang terjadi dalam dispenser ini dilakukan dengan cara kontak langsung dengan

benda yang ada di dalam ruangan evaporator.

Gambar 4.1 Mesin yang diteliti (dispenser)

42


43

4.2.Skematik Mesin Pendingin yang Diteliti

Gambar 4.2 menyajikan skematik dari mesin pendingin yang diteliti. Dalam

skematik ini ditentukan posisi titik-titik yang dipasangi termokopel dan alat ukur

tekanan (manifold gauge) dari dispenser dengan siklus kompresi uap yang sudah

dipakai.

Gambar 4.2 Skematik mesin pendingin dispenser Qin

Keterangan untuk Gambar 4.2

Titik 1 : Tempat pemasangan termokopel 1 (T1) dan alat ukur tekanan P1

Titik 2 : Tempat pemasangan alat ukur tekanan P2

Titik 3 : Tempat pemasangan termokopel T3

4.3.Alat Bantu Penelitian

Proses penelitian dispenser ini membutuhkan alat-alat yang dipergunakan

untuk membantu dalam pengujian dispenser tersebut. Alat-alat bantu tersebut

seperti termokopel dan alat penampilnya, pengukur tekanan, P-h diagram, Air.


44

1. Termokopel dan Alat penampilnya

Termokopel mempunyai fungsi sebagai sensor suhu yang digunakan untuk

mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan dengan listrik. Alat

penampil suhu digital mempunyai fungsi sebagai alat yang memperlihatkan nilai

suhu yang diukur.

Gambar 4.3 Termokopel dan alat penampil suhu digital

2. Pengukuran Tekanan

Pengukur tekanan mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan

refrigeran. Pengukur tekanan berwarna merah untuk mengatur tekanan tinggi,

sedangkan yang berwarna biru untuk mengukur tekanan rendah.

Gambar 4.4 PengukurTekanan


45

3. P – h diagram

P – h diagram mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap

mesin pendingin. Dengan P - h diagram, dapat diketahui nilai entalpi di setiap

titik yang diteliti, suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor.

Gambar 4.5 P – h diagram

4. Air

Air mempunyai fungsi sebagai beban pendinginan pada mesin pendingin

yang dipergunakan dalam penelitian.

Gambar 4.6 Air (beban pendinginan)


46

4.4. Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan pada Setiap Titik yang

Sudah Ditentukan

Untuk mendapatkan data – data hasil penelitian dipergunakan alat ukur

termokopel dan alat ukur tekanan. Pengukuran suhu dan tekanan dilakukan setiap

10 menit. Hasil penelitian disajikan seperti pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Cara mencatat hasil pengukuran suhu

No Waktu

(menit)

T1

(oC)

T3

(oC)

P1

(psia)

P2

(psia)

V

(voltase)

I

1 10

2 20

3 30

4 40

5 50

4.5. Cara Mengolah Data

Prosedur pengolahan data :

1. Setelah semua data suhu dan tekanan pada setiap titik diperoleh maka langkah

selanjutnya adalah menggambarkan proses siklus kompresi uap pada P – h

diagram. Dengan menggambarkan dalam P – h diagram dapat diketahui nilai

entalpi (h1, h2, h3, h4) dan suhu evaporator Te serta suhu kondensor Tc


47

2. Data nilai-nilai entalpi yang sudah didapat kemudian digunakan untuk

menghitung besarnya energy kalor persatuan massa yang dilepaskan oleh

kondensor, menghitung kerja kompresor, menghitung besarnya energy kalor

persatuan massa yang diserapoleh evaporator, nilai COP ideal, nilai COP

actual dispenser dan efisiensi, serta laju aliran massa.

3. Perhitungan dan pengolah data dapat menggunakan persamaan-persamaan

yang ada seperti Persamaan (2.1) untuk menghitung kerja kompresor,

Persamaan (2.2) untuk menghitung energy kalor yang dilepas kondensor,

Persamaan (2.3) untuk menghitung kalor yang diserap evaporator, Persamaan

(2.4) untuk menghitung COP aktual, Persamaan (2.5) untuk menghitung COP

ideal, Persamaan (2.6) untuk menghitung efisiensi dispenser dan Persamaan

(2.7) untuk menghitung laju aliran massa refrigeran.

4. Hasil-hasil perhitungan (Qin, Qout, Win, Efisiensi, Laju aliran massa) kemudian

digambar dalam bentuk grafik data untuk memudahkan pengolahan.

4.6. Cara Mendapatkan Kesimpulan

Semua data yang diperoleh dalam penelitian akan diolah dan dibahas

mengacu pada dasar-dasar perhitungan mesin pendingin dan hasil penelitian

sebelumnya. Dari pembahasan dan pengolahan data akan dapat diperoleh suatu

kesimpulan. Kesimpulan harus dapat menjawab tujuan dari penelitian.


48

BAB V

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Data Hasil Percobaan

Hasil percobaan untuk nilai tekanan refrigeran (P1 & P2) dan suhu

refrigerant (T1 & T3) pada titik-titik yang telah ditentukan pada waktu tertentu,

disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Pengukuran tekanan (P1 & P2), suhu (T1 & T3) , V, I, Te, Tc

No Waktu

(t)

(menit)

T1

(oC)

T3

(oC)

P1

(psia)

P2

(psia)

V

(Volt)

I

(ampere)

Te

(oC)

Tc

(oC)

1 10 21,51 28,5 15,2 128,5 210 1,3 -28 33

2 20 22,1 29,5 15,5 129,6 210 1,3 -26 33

3 30 25,50 32,8 16,7 130,7 210 1,1 -27 33

4 40 24,8 32,5 15,8 129,8 210 1,1 -27 33

5 50 25,03 32,8 16,3 130,9 210 1,1 -27 33

48


49

Keterangan :

- Pada saat pengambilan data, suhu kamar sebesar 30oC

- Media yang didinginkan adalah air dengan volume 500 ml dan suhu awal

28oC

- P1 : Tekanan refrigeran saat masuk kompresor (psia).

- P2 : Tekanan refrigeran saat keluar kompresor (psia).

- T1 : Suhu refrigeran saat masuk kompresor (oC).

- T3 : Suhu refrigeran saat masuk pipa kapiler (oC).

- V : Voltase kompresor (Volt)

- I : Kuat arus (ampere)

- Te : Suhu kerja evaporator (oC).

- Tc : Suhu kerja Kondensor (oC).

5.2. Perhitungan dan Pengolahan Data

Dari data suhu dan tekanan yang diperoleh dan dengan menggambarkan

nya pada diagram p-h dapat ditentukan besarnya entalpi (h). Pada penelitian ini

dipergunakan diagram P-h R134a. Besar nilai entalpi (h) disetiap titik 1, 2, 3, 4

dari waktu ke waktu disajikan pada Tabel 4.2


50

Gambar 5.1. Grafik P-h Untuk Refigeran 134a (sumber :

http://www.engr.siu.edu)


51

Tabel 4.2 Nilai Entalpi (h) dalam satuan Btu/lb.

No Waktu

(mnt)

h1

(Btu/lb)

h2

(Btu/lb)

h3

(Btu/lb)

h4

(Btu/lb)

1 10 118 143 38 38

2 20 118 144 40 40

3 30 119 145 42 42

4 40 119 145 42 42

5 50 119 145 42 42

Dalam perhitungan, besar entalpi (h) harus dalam satuan Standar

Internasional yaitu kJ/kg (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg). Besar nilai konversi entalpi

setiap titik 1, 2, 3, 4 dari waktu ke waktu disajikan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Besar Entalpi (h) dalam satuan kJ/kg.

No Waktu

(mnt)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

1 10 274,468 332,618 88,388 88,388

2 20 274,468 334,944 93,040 93,040

3 30 276,794 337,270 97,692 97,692

4 40 276,794 337,270 97,692 97,692

5 50 276,794 337,270 97,692 97,692


52

Contoh untuk menentukan besaran nilai nilai entalpi dilihat dari diagram

tekanan-entalpi pada jenis refrigerant R 134a. Dari diagram dapat dilihat nilai h2

saat menit ke 30 adalah 145 Btu/lb. Dalam perhitungan satuan h harus dalam

kJ/kg jadi nilai h2 = 145 Btu/lb = 337,270 kJ/kg (145 Btu/lb x 2,326 kJ/kg).

1) Kerja Kompresor

Untuk mendapatkan kerja kompresor yang dihasilkan oleh dispenser, dapat

menggunakan Persamaan (2.3) :

Win = h2-h1

= 337,270 kJ/kg – 276,794kJ/kg

= 60,467 kJ/kg

Maka kerja kompresor sebesar 60,467 kJ/kg (pada saat t=30 menit)

2) Kalor yang dilepas Kondensor

Untuk mendapatkan nilai kalor yang dilepas kondensor pada dispenser, dapat


Qout = h2-h3

= 337,270kJ/kg – 97,692 kJ/kg

= 239,578 kJ/kg

Maka kalor yang dilepas kondensor sebesar 239,578 kJ/kg (pada saat t=30 menit)


53

3) Kalor yang diserap evaporator

Untuk mendapatkan kalor yang diserap evaporator pada dispenser, dapat


Qin = h1-h4

= 276,794 kJ/kg – 97,692 kJ/kg

= 179,102 kJ/kg

Maka kalor yang diserap evaporator sebesar 179,102 kJ/kg (pada saat t=30 menit)

4) COP aktual

COP dipergunakan untuk menyatakan perfomance (unjuk kerja) dari siklus

refrigerasi, dapat menggunakan Persamaan (2.6) :

COP aktual =

=

= 2,9

Maka COP aktual sebesar 2,9 (pada saat t=30 menit)


54

5) COP ideal

Untuk mendapatkan besarnya koefisien yang menyatakan performance dalam

posisi ideal pada siklus kompresi uap standar, dapat menggunakan Persamaan

(2.7)

COP ideal =

=

= 3,5

Maka COP ideal sebesar 3,5 (pada saat t = 30 menit)

6) Efisiensi

Untuk mendapatkan efisiensi dispenser dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.8)

Efisiensi =

=

= 0,82

Maka efisiensi sebesar 0,82 (pada saat t=30 menit)


55

7) Laju aliran massa refrigeran.

Untuk mendapatkan besarnya laju aliran massa refrigeran dapat dihitung

dengan Persamaan (2.9)

m =

=

= 0,0038 kg/s

Maka laju aliran massa sebesar 0,0038 kg/s (pada saat t=30 menit)

5.3. Hasil Perhitungan

Hasil perhitungan secara keseluruhan dari waktu (t) 0 menit sampai (t) 150

menit untuk nilai kerja kompresor (Win), kalor yang dilepas kondensor (Qout),

kalor yang diserap evaporator (Qin), COP actual, COP ideal, efisiensi dan laju aliran

massa dari dispenser disajikan pada tabel 4.4.

Tabel 4.4. Perhitungan Karakteristik Dispenser

No Waktu t

(menit)

Kerja

Kompresor/Win

(kJ/kg)

Kalor yang

diserap

evaporator/Qin

(kJ/kg)

Kalor yang dilepas

kondensor/Qout

(kJ/kg)

COP

aktual

1 10 58,150 186,080 244,230 3,2

2 20 60,467 181,428 241,934 3

3 30 60,467 179,102 239,578 2,9

4 40 60,467 179,102 239,578 2,9

5 50 60,467 179,102 239,578 2,9


56

Tabel 4.5. Perhitungan Karakteristik Dispenser

No Waktu t

(menit)

COP ideal efisiensi Laju aliran massa

(kg/s)

1 10 3,6 0,844 0,0039

2 20 3,6 0,814 0,0038

3 30 3,5 0,822 0,0038

4 40 3,5 0,822 0,0038

5 50 3,5 0,822 0,0038

5.4. Pembahasan

Dari hasil perhitungan diperoleh informasi bahwa besar Win, Qin, Qout, dan

COP dari mesin pendingin dengan pemansan lanjut dan pendinginan lanjut dari

waktu ke waktu memiliki nilai yang berbeda-beda. Gambar grafik hasil

perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Gambar 5.2, Gambar 5.3, Gambar

5.4, Gambar 5.5, Gambar 5.6, Gambar 5.7, Gambar 5.8.

Gambar 5.2 Hubungan kerja kompresor dan waktu


57

Gambar 5.2 memperlihatkan kerja kompresor (Win) dari waktu ke waktu.

Nilai kerja kompresor terendah sebesar 58,150 kJ/kg dan nilai kerja kompresor

tertinggi sebesar 60,467 dan rata-rata nilai kerja kompresor dari t = 10 menit

sampai t = 120 menit sebesar 60,00 kJ/kg.

Gambar 5.3 Hubungan kalor yang diserap evaporator dan waktu

Gambar 5.3 memperlihatkan besar nilai kalor yang diserap evaporator

(Qin) dari waktu ke waktu. Nilai kalor terendah yang diserap evaporator adalah

179,102 kJ/kg dan nilai kalor tertinggi yang diserap evaporator adalah sebesar

186,080 kJ/kg dan rata-rata nilai kalor yang diserap adalah sebesar 180.962 kJ/kg.


58

Gambar 5.4 Hubungan Kalor yang dilepas kondensor dan Waktu

Gambar 5.4 memperlihatkan besar nilai kalor yang dilepas evaporator

(Qout) dari waktu ke waktu. Nilai kalor terendah yang diserap evaporator adalah

239,578 kJ/kg dan nilai kalor tertinggi yang diserap evaporator adalah sebesar

244,230kJ/kg dan rata-rata nilai kalor yang diserap adalah sebesar 240.573 kJ/kg.

Gambar 5.5 Grafik Koefisien Prestasi COP aktual dan Waktu


59

Gambar 5.5 memperlihatkan besar Koefisien Prestasi (COP) aktual dari

waktu ke waktu. Nilai COP aktual terendah yang diserap evaporator adalah 2.96154

dan nilai COP aktual tertinggi adalah sebesar 3,2 dan rata-rata nilai COP aktual adalah

sebesar 3,016

Gambar 5.6 Grafik Koefisien Prestasi COP ideal dan Waktu

Gambar 5.6 memperlihatkan besar Koefisien Prestasi (COP) ideal dari

waktu ke waktu. Nilai COP ideal terendah yang diserap evaporator adalah 4,1 dan

nilai COP ideal tertinggi adalah sebesar 4,2 dan rata-rata nilai COP ideal adalah

sebesar 4,14.


60

Gambar 5.7 Grafik Efisiensi dan Waktu

Gambar 5.7 memperlihatkan efisiensi dari waktu ke waktu. Nilai efisiensi

terendah adalah 0,7223 dan nilai efisiensi tertinggi adalah sebesar 0,7441 dan

rata-rata efisiensi adalah sebesar 0,725.

Gambar 5.8 Grafik Laju aliran masa dan Waktu


61

Gambar 5.8 memperlihatkan laju aliran masa dari waktu ke waktu. Nilai

laju aliran masa terendah adalah 0,0034 dan nilai laju aliran masa tertinggi adalah

sebesar 0,0036 dan rata-rata laju aliran masa adalah sebesar 0,0034.

Nilai kerja kompresor (Win), kalor yang diserap kondensor (Qin), kalor

yang dilepas evaporator (Qout), COP aktual, COP ideal, efisiensi dan laju aliran massa

nilainya tidak konstan. Kemungkinan hal ini terjadi karena adanya perubahan

kinerja mesin yang tidak konstan dan juga suhu ruangan yang berubah-ubah.

Sehingga tekanan pada evaporator dan kondensor berubah-ubah menyesuaikan

keadaan yang terjadi.


62

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

a. Dispenser dapat dibuat dan bekerja dengan baik, dengan suhu evaporator adalah

-27 oC yang disesuaikan sesuai kebutuhan menggunakan Thermostat dan suhu

kondensor adalah 33 oC

b. Nilai rata-rata nilai kerja kompresor dari t = 10 menit sampai t =

menit sebesar 60.467 kJ/kg

c. Nilai kalor rata-rata yang diserap evaporator adalah sebesar 179.102

kJ/kg

d. Nilai kalor yang dilepas kondensor rata-rata adalah sebesar

239.578 kJ/kg

e. Nilai COP aktual rata-rata adalah sebesar 2.9

f. COP ideal rata-rata adalah sebesar 3.5

g. Nilai efisiensi rata-rata adalah sebesar 0,82.

h. Nilai laju aliran masa rata-rata adalah sebesar 0,0038

62


63

6.2. Saran.

Setelah melakukan pengambilan data ada beberapa kekurangan dan kelebihan

yang perlu diperhatikan. Untuk itu perlu adanya saran untuk pengembangan mesin

ini, antara lain :

a) Dalam pembuatan mesin pendingin, diharapkan menggunakan wadah dengan

penutup yang rapat. Misal menggunakan mika, akrilik yang mudah dilubangi serta

disumbat dengan rapi sehingga pendinginan dapat berjalan optimal.

b) Dalam melakukan bending pada pipa menuju evaporator diusahakan

menggunakan mal bending sehingga bending dapat sempurna agar tidak

mengakibatkan terjadinya sumbatan.

c) Untuk pengembangan mesin dispenser ini dapat dilakukan dengan

menggunakan refrigeran sekunder. Serta dapat juga dikembangkan menggunakan

arduino sebagai sarana pencatatan nilai suhu, waktu serta pengukuran tekanan.


64

DAFTAR PUSTAKA

Bowo, V. R. P. 2013. Karakteristik Mesin Kulkas dengan Panjang Pipa Kapiler

150 cm. Yogyakarta: Univeritas Sanata Dharma.

Depdiknas. 2005. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka.

Indriyanto, A. W. 2013. Karaktersitik Mesin Kulkas dengan Panjang Pipa

Kapiler 175 cm. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Laksana, A. W. 2013. Mesin Pendingin dengan Pemanasan Lanjut dan

Pendinginan Lanjut. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Lukito, A. 2002. Menganalisis Pengaruh Pipa Kapiler yang Dililitkan pada Line

Suction terhadap Perfomansi Mesin Pendingin. Surabaya: Universitas

Kristen Petra.

Stoecker, W. F. 1989. Refrigeran dan Pengkondisian Udara. Jakarta: Erlangga.

Sumanto. 2004. Dasar-dasar Mesin Pendingin. Yogyakarta: Andi Offset.

Penggalih, L. L. 2013. Mesin Pendingin Air dengan Siklus Kompresi Uap.

Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.


Documents

KARAKTERISTIK DISPENSER DENGAN DAYA KOMPRESOR PKrepository.usd.ac.id/37117/2/085214062_full.pdf · Komponen utama meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Daya