KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN DAYA 1/3 HP DAN … · KIPAS DI KONDENSOR ... dan sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah di tulis atau diterbitkan oleh

i

KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN DAYA 1/3 HP DAN

PANJANG PIPA KAPILER 1 M DENGAN VARIASI JUMLAH

KIPAS DI KONDENSOR

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Teknik bidang

Teknik Mesin

Oleh

ALBERTUS HERI SETIAWAN

NIM : 135214034

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

CHARACTERISTIC SHOWCASE WITH POWER 1/3 HP AND

LENGTH OF CAPILLARY PIPE 1 M WITH VARIATION OF

NUMBER OF FAN IN CONDENSER

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement to obtain Sarjana Teknik Degree in

Mechanical Engineering

By

ALBERTUS HERI SETIAWAN

Student Number : 135214034

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGI FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018


iii

1


iv


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan

Tinggi, dan sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah di tulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 30 Januari 2018

Albertus Heri Setiawan


vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Albertus Heri Setiawan

Nomor Mahasiswa : 135214034

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul:

Karakteristik Showcase dengan Daya 1/3 HP dan Panjang Pipa Kapiler 1 m

dengan Variasi Jumlah Kipas di Kondensor

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk

kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan

royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.


Yang menyatakan,



vii

ABSTRAK

Perkembangan zaman dan pertambahan penduduk saat ini membuat berbagai

kebutuhan manusia untuk menunjang kenyamanan hidupnya semakin meningkat..

Kebutuhan untuk menunjang kenyamanan hidup manusia dalam sehari-hari salah

satunya adalah mesin pendingin. Tujuan penelitian showcase ini adalah: (a) merakit

mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap yang digunakan untuk

mendinginkan minuman. (b) mengetahui dan membandingkan karakteristik mesin

showcase yang dirakit meliputi: (1) kerja kompresor persatuan massa refrigeran

(Win), (2) energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), (3)

energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), (4) COPaktual

mesin showcase, (5) COPideal mesin showcase, (6) laju aliran massa refrigeran (ṁ)

dan (7) efisiensi mesin showcase (ƞ)

Dalam penelitian ini menggunakan mesin showcase yang bekerja dengan

siklus kompresi uap hasil rancangan sendiri. Komponen utama showcase meliputi:

kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler dan evaporator. Menggunakan

kompresor hermetik dengan daya 1/3 HP, panjang pipa kapiler 1 m, refrigeran yang

digunakan adalah R134a dan komponen utama yang lain menyesuaikan dengan

besarnya daya kompresor. Penelitian dilakukan dengan cara memvariasikan jumlah

kipas pendingin kondensor yaitu: (1) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor, (2) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan (3) menggunakan 3

kipas pendingin kondensor.

Penelitian ini memberikan kesimpulan: (a) showcase yang dirakit bekerja

dengan baik, (b) karakteristik showcase meliputi: untuk mesin showcase tanpa

kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 64,3 kJ/kg, (2) Qout sekitar 212,0 kJ/kg,

(3) Qin sekitar 147,7 kJ/kg, (4) COPaktual sekitar 2,30, (5) COPideal sekitar 3,38, (6)

ṁ sekitar 3,09 kg/s, (7) Ƞ sekitar 68 %. Untuk mesin showcase yang menggunakan

1 kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 62,7 kJ/kg, (2) Qout sekitar 232,4 kJ/kg,

(3) Qin sekitar 169,7 kJ/kg, (4) COPaktual sekitar 2,71, (5) COPideal sekitar 3,59, (6)

ṁ sekitar 3,37 kg/s, (7) Ƞ sekitar 75 %. Sedangkan untuk mesin showcase yang

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 60,2 kJ/kg, (2) Qout

sekitar 238,2 kJ/kg, (3) Qin sekitar 178,0 kJ/kg, (4) COPaktual sekitar 2,96, (5)

COPideal sekitar 3,54, (6) ṁ sekitar 3,84 kg/s, (7) Ƞ sekitar 81 %.

Kata Kunci: Showcase, kipas, karakteristik, siklus kompresi uap, R134a.


viii

ABSTRACT

The development of the times and the growth of current population make the

various human needs to support their comfort life are increasing. One of the needs

to support humans’ everyday comfort life is a cooling machine. The goals of this

showcase are: (a) assembling a showcase cooling machine with a vapor

compression cycle used to cool drinks. (b) discovering and comparing the

characteristics of the assembled showcase machine include: (1) compressor

working unity mass refrigerant (Win), (2) heating energy released by condenser

unity mass refrigerant (Qout), (3) heating energy absorbed by evaporator unity mass

refrigerant (Qin), (4) COPactual of the showcase machine, (5) COPideal of the

showcase machine, (6) mass flowing rate of the refrigerant (ṁ) and (7) showcase

machine efficiency (ƞ).

In this study, the researcher uses a showcase machine that works with self-

designed vapor compression cycles. The main components of the showcase include:

compressors, condensers, filters, capillary pipes, and evaporators. Using a 1/3 HP

hermetic compressor, 1 meter long capillary pipe, the refrigerant used is R134a and

the other main components adjust to the magnitude of the compressor power. The

study was conducted by varying the number of condenser cooling fans: (1) without

using condenser cooling fans, (2) using a condenser cooling fan, and (3) using 3

condenser cooling fans.

This study concludes: (a) assembled showcase works well, (b) showcase

characteristics include: for showcase machine without cooling fan condenser (1)

Win is about 64,3 kJ/kg, (2) Qout is about 212,0 kJ/kg, (3) Qin is about 147,7 kJ/kg,

(4) COPactual is about 2,30, (5) COPideal is about 3,38, (6) ṁ is about 3,09 kg/s, (7)

Ƞ is about 68 %. Results for the showcase machine using a condenser cooling fan

(1) Win is about 62,7 kJ/kg, (2) Qout is about 232,4 kJ/kg, (3) Qin is about 169,7

kJ/kg, (4) COPactual is about 2,71, (5) COPideal is about 3,59, (6) ṁ is about 3,37 kg/s,

(7) Ƞ is about 75 %. As for the showcase machine using 3 condenser cooling fans

(1) Win is about 60,2 kJ/kg, (2) Qout is about 238,2 kJ/kg, (3) Qin is about 178,0

kJ/kg, (4) COPactual is about 2,96, (5) COPideal is about 3,54, (6) ṁ is about 3,84 kg/s,

(7) Ƞ is about 81 %.

Keywords: Showcase, fan, characteristics, vapor compression cycle, R134a.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas berkat dan rahmat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya,

sehingga penyusunan Skripsi dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ini

merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana di Prodi Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Penulis merasa bahwa penelitian yang dilakukan merupakan penelitian yang

tidak mudah untuk dilakukan, karena pada penelitian ini penulis melakukan

perancangan dari awal, seperti pembuatan showcase, pengujian, pengambilan data,

pemahaman tentang prinsip kerja alat, dan mengetahui solusi terhadap masalah

yang telah dihadapi.

Penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul “Karakteristik Showcase

dengan Daya 1/3 HP dan Panjang Pipa Kapiler 1 m dengan Variasi Jumlah Kipas

di Kondensor” ini karena ada bantuan dan kerja sama dari berbagai pihak. Maka

dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan sekaligus

sebagai Dosen Pembimbing Skripsi, yang telah bersedia meluangkan waktu,

memberikan banyak arahan, bimbingan, motivasi serta saran yang sangat

bermanfaat selama dalam penyusunan Skripsi.


x

3. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing

Akademik.

4. Seluruh Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi

selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

5. Y. Yuwono (alm) dan YF. Jemini (almh) selaku orang tua penulis. Yulius

Marmo, S.Pd., selaku orang tua wali mahasiswa dan kakak-kakak yang telah

memberikan dukungan, baik secara materi maupun spiritual. Serta keluarga

penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan

memberikan semangat penulis dalam menyelesaikan Skripsi.

6. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, kumpul ceria,

FKMKKP, Kompai dan teman-teman lainnya yang selalu memberikan

semangat, dorongan doa serta motivasi kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini

masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan

masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.

Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.

Terima kasih.




xi

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

TITLE PAGE .................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................... vi

ABSTRAK ....................................................................................................... vii

ABSTRACT ....................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xviii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3

1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ................................... 5

2.1 Dasar Teori...................................................................................... 5


xii

2.1.1 Definisi Mesin Pendingin ........................................................ 5

2.1.2 Definisi Showcase ................................................................... 5

2.1.3 Siklus Kompresi Uap .............................................................. 10

2.1.4 Perhitungan - Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap ........... 13

2.1.5 Komponen Utama Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap .... 16

2.1.6 Komponen Pendukung Mesin Pendingin Siklus Kompresi

Uap .......................................................................................... 25

2.2 Tinjauan Pustaka ............................................................................. 28

BAB III PEMBUATAN ALAT .......................................................................... 33

3.1 Persiapan Komponen Utama Mesin Showcase ............................... 33

3.2 Peralatan yang Dipergunakan dalam Pembuatan Alat Penelitian ... 37

3.3 Pembuatan Showcase ...................................................................... 46

BAB IV METODEE PENELITIAN ................................................................... 52

4.1 Objek Penelitian .............................................................................. 52

4.2 Alur Penelitian ................................................................................ 53

4.3 Posisi Alat Ukur Pada Skematik Alat Penelitian ............................ 54

4.4 Alat Bantu Penelitian ...................................................................... 55

4.5 Variasi Penelitian ............................................................................ 59

4.6 Cara Pengambilan Data................................................................... 59

4.7 Cara Mengolah Data dan Pembahasan ........................................... 61

4.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan ...................................................... 62

BAB V HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ....... 63


xiii

5.1 Hasil Penelitian ............................................................................... 63

5.2 Perhitungan ..................................................................................... 69

5.3 Pembahasan..................................................................................... 82

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 94

6.1 Kesimpulan ..................................................................................... 94

6.2 Saran ............................................................................................... 96

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 98

LAMPIRAN ........................................................................................................ 99

a. Diagram P-h Showcase Tanpa Menggunakan Kipas Pendingin

Kondensor ...................................................................................... 99

b. Diagram P-h Showcase Menggunakan 1 Kipas Pendingin

Kondensor ...................................................................................... 114

c. Diagram P-h Showcase Menggunakan 3 Kipas Pendingin

Kondensor ...................................................................................... 123


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Showcase ....................................................................................... 6

Gambar 2.2 Display cooler ............................................................................... 7

Gambar 2.3 Beer cooler .................................................................................... 8

Gambar 2.4 Wine cooler ................................................................................... 9

Gambar 2.5 Cake showcase .............................................................................. 9

Gambar 2.6 Skematik proses kompresi uap ...................................................... 10

Gambar 2.7 Diagram P-h proses kompresi uap ................................................ 10

Gambar 2.8 Diagram T-s proses kompresi uap ................................................. 11

Gambar 2.9 Kompresor hermetik ...................................................................... 17

Gambar 2.10 Kompresor semi hermetik ............................................................. 18

Gambar 2.11 Kompresor jenis terbuka (Open type compressor) ........................ 19

Gambar 2.12 Kondensor berpendingin air (water cooled condenser) ................ 20

Gambar 2.13 Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser) ................ 21

Gambar 2.14 Kondensor evaporative ................................................................. 22

Gambar 2.15 Pipa kapiler .................................................................................... 22

Gambar 2.16 Evaporator kering .......................................................................... 23

Gambar 2.17 Evaporator basah ........................................................................... 24

Gambar 2.18 Thermostat ..................................................................................... 26

Gambar 2.19 Filter .............................................................................................. 27

Gambar 2.20 Refrigeran R134a .......................................................................... 28

Gambar 2.21 Kipas (fan) ..................................................................................... 28


xv

Gambar 3.1 Kompresor ..................................................................................... 33

Gambar 3.2 Kondensor ..................................................................................... 34

Gambar 3.3 Pipa kapiler .................................................................................... 35

Gambar 3.4 Evaporator ..................................................................................... 35

Gambar 3.5 Filter .............................................................................................. 36

Gambar 3.6 Refrigeran R134a .......................................................................... 37

Gambar 3.7 Pemotong pipa (tube cutter) .......................................................... 37

Gambar 3.8 Pelebar pipa (tube expander)......................................................... 38

Gambar 3.9 Pressure gauge .............................................................................. 39

Gambar 3.10 Thermostat ..................................................................................... 39

Gambar 3.11 Metil .............................................................................................. 40

Gambar 3.12 Kipas (fan) evaporator ................................................................... 40

Gambar 3.13 Kipas kondensor ............................................................................ 41

Gambar 3.14 Alat las........................................................................................... 41

Gambar 3.15 Pompa vakum ................................................................................ 42

Gambar 3.16 Aluminium .................................................................................... 42

Gambar 3.17 Pemotong Aluminium ................................................................... 43

Gambar 3.18 Bor dan paku keling ...................................................................... 43

Gambar 3.19 Kaca ............................................................................................... 44

Gambar 3.20 Pemotong kaca .............................................................................. 44

Gambar 3.21 Styrofoam ...................................................................................... 45

Gambar 3.22 Cutter dan penggaris ..................................................................... 45


xvi

Gambar 3.23 Obeng, kunci pas dan gunting ....................................................... 46

Gambar 3.24 Kerangka showcase ....................................................................... 47

Gambar 3.25 Pengelasan kompresor dengan kondensor dan pemasangan

pressure gauge ............................................................................... 47

Gambar 3.26 Pengelasan kondensor dengan filter .............................................. 48

Gambar 3.27 Pemasangan evaporator ................................................................. 48

Gambar 3.28 Pengisian refrigeran R134a .......................................................... 49

Gambar 3.29 Pemasangan kipas di belakang kondensor .................................... 50

Gambar 3.30 Pemasangan thermostat ................................................................. 50

Gambar 3.31 Pemasangan kipas ruangan pendinginan showcase ...................... 51

Gambar 3.32 Pemasangan rak dan styrofoam ..................................................... 51

Gambar 4.1 Showcase ....................................................................................... 52

Gambar 4.2 Diagram alur pembuatan dan penelitian mesin showcase ............. 53

Gambar 4.3 Posisi alat ukur pada skematik mesin showcase ........................... 54

Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital ......................................... 55

Gambar 4.5 Pressure gauge .............................................................................. 56

Gambar 4.6 Tang ampere .................................................................................. 56

Gambar 4.7 Stopwatch ...................................................................................... 56

Gambar 4.8 Pemanas air ................................................................................... 57

Gambar 4.9 Kabel roll ....................................................................................... 57

Gambar 4.10 Kemasan air teh dan kemasan air mineral ..................................... 58

Gambar 4.11 Diagram P-h untuk R134a ............................................................. 58


xvii

Gambar 4.12 Variasi jumlah kipas ...................................................................... 59

Gambar 5.1 Perbandingan kerja kompresor (Win) tanpa kipas, menggunakan

1 kipas dan 3 kipas pendingin kompresor ..................................... 83

Gambar 5.2 Perbandingan kalor yang dilepas kondensor (Qout) tanpa kipas,

menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor .............. 85

Gambar 5.3 Perbandingan kalor yang diserap kondensor (Qin) tanpa kipas,


Gambar 5.4 Perbandingan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa kipas,


Gambar 5.5 Perbandingan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa kipas,


Gambar 5.6 Perbandingan laju aliran massa refrigeran (ṁ) tanpa kipas,


Gambar 5.7 Perbandingan efisiensi mesin showcase (Ƞ) tanpa kipas,



xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel pencatatan hasil pengukuran suhu dan pengukuran

tekanan ........................................................................................... 60

Tabel 5.1 Data nilai tekanan pengukuran masuk kompresor (P1) dan nilai

tekanan keluar kompresor (P2) dalam satuan psi ........................... 64

Tabel 5.2 Nilai tekanan absolut masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan

keluar kompresor (P2) dalam satuan bar ........................................ 65

Tabel 5.3 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu

refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar

kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere)

tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor ........................... 66



kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik

(Ampere) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor ................ 66



kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik

(Ampere) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor ................. 67

Tabel 5.6 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu

refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin

kondensor ....................................................................................... 67


xix

Tabel 5.6 Lanjutan nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu

refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin

kondensor ....................................................................................... 68


refrigeran evaporator (Te) menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 68


refrigeran evaporator (Te) menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 69

Tabel 5.9 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) tanpa

menggunakan kipas pendingin kondensor ..................................... 70

Tabel 5.10 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

menggunakan 1 kipas pendingin kondensor .................................. 70

Tabel 5.11 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor .................................. 71

Tabel 5.12 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 71

Tabel 5.12 Lanjutan energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 72



xx

refrigeran (Qout) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor ....... 72


refrigeran (Qout) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor ....... 73

Tabel 5.15 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa

refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 73

Tabel 5.15 Lanjutan energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa

refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor ....................................................................................... 74


refrigeran (Qin) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor ........ 74





Tabel 5.18 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor ...................................................................... 75

Tabel 5.18 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa

menggunakan kipas pendingin kondensor ..................................... 76

Tabel 5.19 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 1 kipas


Tabel 5.20 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas


xxi


Tabel 5.20 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3

kipas pendingin kondensor ............................................................ 77

Tabel 5.21 Koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas


Tabel 5.21 Lanjutan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan


Tabel 5.22 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 1 kipas


Tabel 5.23 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 3 kipas


Tabel 5.24 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) tanpa menggunakan


Tabel 5.25 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 1


Tabel 5.26 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 3


Tabel 5.27 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase tanpa menggunakan kipas


Tabel 5.28 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas


Tabel 5.28 Lanjutan efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1


xxii


Tabel 5.29 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 3 kipas



1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan zaman dan pertambahan penduduk saat ini membuat berbagai

kebutuhan manusia untuk menunjang kenyamanan hidupnya semakin meningkat.

Dengan memanfaatkan teknologi yang ada, manusia berusaha untuk memenuhi

segala macam kebutuhan untuk menunjang kenyamanan hidupnya. Kebutuhan

untuk menunjang kenyamanan hidup manusia dalam sehari-hari salah satunya

adalah mesin pendingin. Mesin pendingin merupakan suatu peralatan yang dapat

difungsikan untuk mengkondisikan udara seperti pada AC rumah tangga, untuk

membekukan bahan makanan, seperti pada daging dan ikan, serta untuk

mendinginkan, seperti mendinginkan minuman untuk memperoleh efek kesegaran

saat akan diminum. Mesin pendingin sering dijumpai di gedung perkantoran, rumah

sakit, supermarket atau mall, rumah tangga, tempat industri dan bahkan ada juga

diberbagai alat transportasi, baik kendaraan pribadi maupun umum.

Mengingat pentingnya mesin pendingin di zaman ini, penulis tertarik untuk

memperdalam pengetahuan tentang mesin pendingin. Penulis tertarik untuk

melakukan penelitian tentang mesin pendingin, terutama tentang showcase.


2

1.2 Rumusan Masalah

Masalah pada showcase pada umumnya yaitu kebanyakan orang dibuat

bingung oleh showcase yang dijual dipasaran. Karena, tidak diketahuinya

karakteristik dari mesin showcasenya dan tidak ada informasi mengenai COP dan

efisiensi mesin showcase pada name platenya, informasi ini sangat dibutuhkan oleh

masyarakat untuk menentukan jenis showcase mana yang cocok untuk dibeli. Oleh

karenanya diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui karakteristik dari mesin

showcase tersebut agar masyarakat dapat menentukan jenis showcase mana yang

akan dibeli sesuai dengan kebutuhannya.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Merakit mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap yang

digunakan untuk mendinginkan minuman.

b. Mengetahui dan membandingkan karakteristik mesin showcase yang dirakit:

(1) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, (2) menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor dan (3) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor,

yang meliputi: (1) kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win), (2)

energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), (3)

energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), (4)

COPaktual mesin showcase, (5) COPideal mesin showcase, (6) laju aliran massa

refrigeran (ṁ) dan (7) efisiensi mesin showcase (ƞ)


3

1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan yang diambil dalam pembuatan mesin showcase ini adalah

sebagai berikut:

a. Mesin showcase bekerja dengan menggunakan siklus kompresi uap.

b. Komponen utama showcase terdiri dari: kompresor, kondensor, filter, pipa

kapiler dan evaporator.

c. Komponen-komponen yang digunakan merupakan produk yang ada di

pasaran.

d. Kompresor yang digunakan pada penelitian ini berjenis hermetik yang

mempunyai daya 1/3 HP, komponen utama yang lain menyesuaikan dengan

besarnya daya kompresor.

e. Pipa kapiler yang digunakan terbuat dari tembaga, berdiameter 0,031 inch

dan panjang 1 m.

f. Refrigeran yang digunakan pada siklus kompresi uap adalah R134a.

g. Kipas angin (cooling fan) yang dipergunakan untuk mendinginkan kondensor

berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W dengan jumlah daun baling-

baling kipas sebanyak 7 buah.

h. Beban pendingin yang digunakan adalah kemasan air teh dengan volume 180

ml sebanyak 22 buah dan kemasan air mineral 600 ml sebanyak 1 buah.

i. Kipas angin (cooling fan) yang dipergunakan untuk mensirkulasikan udara di

dalam showcase berdaya 21 W berukuran 120 x 120 x 38 mm sebanyak 2

buah dan dengan jumlah daun baling-baling masing-masing kipas sebanyak

7 buah.


4

j. Ukuran ruang pendingin: panjang 46 cm, lebar 48 cm dan tinggi 97 cm.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian pada skripsi ini adalah :

1. Hasil penelitian dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin

showcase yang dapat ditempatkan diperpustakaan atau dipublikasikan pada

khalayak ramai.

2. Bagi penulis, dapat memberikan bekal pemahaman terhadap mesin showcase

dengan siklus kompresi uap.

3. Dapat memberikan hasil penelitian yang dapat digunakan sebagai referensi

bagi peneliti-peneliti yang hendak meneliti dan mengembangkan teknologi

pada bidang mesin pendingin terutama showcase dengan siklus kompresi uap.

4. Diperolehnya teknologi tepat guna.


5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Definisi Mesin Pendingin

Mesin pendingin adalah suatu alat yang digunakan untuk

memindahkan panas dari dalam ruangan ke luar ruangan atau mesin pendingin

adalah suatu rangkaian rangkaian yang mampu bekerja untuk menghasilkan suhu

atau temperatur dingin. Mesin pendingin yang banyak digunakan umumnya

mengunakan siklus kompresi uap. Siklus kompresi uap terdiri dari beberapa proses

yaitu proses kompresi, proses pengembunan (kondensasi), proses penurunan

tekanan, dan proses penguapan (evaporasi). Proses tersebut berlangsung terus

menerus dan berulang-ulang sehingga didapat temperatur yang diinginkan.

2.1.2 Definisi Showcase

Showcase merupakan mesin pendingin yang menggunakan prinsip penukar

kalor dengan sistem kompresi uap. Alat ini digunakan untuk mendinginkan

berbagai macam jenis minuman atau makanan yang dimasukkan ke dalam

showcase. Lemari pendingin ini atau yang sering kita sebut dengan showcase

menggunakan media kaca sebagai penampil produk yang ditampilkan. Banyak

ragam dari showcase yang bisa kita temui di sekitar kita, tidak sulit untuk

menemukan showcase ditiap toko atau warung maupun dipasaran.


6

Gambar 2.1 Showcase

Ada berbagai macam jenis showcase yang biasa kita jumpai dipasaran.

Beberapa contoh showcase yang ada dipasaran sebagai berikut:

a. Display cooler

Display cooler merupakan lemari pendingin minuman berpintu kaca yang

biasa kita jumpai pada minimarket dan toko minuman. Display cooler ini umumnya

digunakan oleh para penjual makanan dan minuman agar produk yang mereka jual

bisa dilihat langsung oleh mata konsumen. Bentuk fisik dari mesin pendingin ini

menyerupai kulkas. Lemari ini dilengkapi dengan rak rak yang mudah untuk ditata

dan diatur supaya mudah dalam meletakkan makanan dan minuman yang disimpan

untuk ditunjukkan kepada konsumen.. Showcase ini hanya dapat mencapai suhu

maksimal pendinginan antara 0ºC sampai 10ºC. Sehingga sangat cocok apabila

digunakan untuk memajang minuman botol maupun kaleng, karena suhu dalam


7

display cooler dapat menjaga kualitas minuman tanpa bahan pengawet.. Display

cooler ini juga dilengkapi dengan karet pada pintunya sehingga tidak mengurangi

tingkat suhu dan kesegaran di dalamnya.

Gambar 2.2 Display cooler

Sumber: (http://www.mesinraya.co.id) diakses 10 Agustus 2017 pukul 10.23 WIB

b. Beer Cooler

Beer cooler adalah sebuah lemari pendingin khusus untuk menyimpan dan

memajang produk minuman beer dengan sangat baik. diperlukan suhu yang khusus

untuk membuat kualitas beer tetap bagus. Beer adalah sebuah minuman yang akan

menghasilkan busa atau biasa disebut frost beer. Suhu pendingin ini mencapai -2~-

6 derajat celcius. Suhu yang sangat bersahabat inilah yang menghasilkan beer

berbusa setengah beku dengan rasa yang mantap. Fitur lemari pendingin minuman

ini dilengkapi dengan anti kaca embun, digital termometer dan lampu dalam yang

elegan.


http://www.mesinraya.co.id/

https://www.mesinraya.co.id/?s=beer

https://www.mesinraya.co.id/wp-content/uploads/2015/04/display-cooler.jpeg

8

Gambar 2.3 Beer cooler


c. Wine Cooler

Wine atau yang biasa disebut dengan anggur. Minuman yang sangat diminati

oleh orang orang dewasa dikala penat sepulang kerja. Wine sangat cocok diminum

bersantai bersama teman teman di kafe. Cita rasa dan kesegaran tersendiri dari wine

membuat minuman ini sangat digemari oleh masyarakat. Wine cooler adalah salah

satu showcase minuman yang sangat canggih. Lemari pendingin minuman ini di

rancang khusus hemat energi serta dengan tingkat kebisingan yang rendah sehingga

tidak menimbulkan suara yang mengganggu. Adapun fitur yang dimiliki showcase

pendingin minuman ini antara lain adalah pintu kaca berwarna dengan filter ultra

violet, desain rak kayu, pelindung frost thermostat hingga alarm suhu tinggi. Wine

cooler adalah lemari pendingin minuman yang sangat fleksibel dari segi keamanan

dan kenyamanan.



https://www.mesinraya.co.id/?s=wine

https://www.mesinraya.co.id/wp-content/uploads/2015/04/beer-cooler.jpeg

9

Gambar 2.4 Wine cooler


d. Cake Showcase

Cake showcase merupakan showcase yang berfungsi menyimpan dan

memajang kue, coklat dan pasty dengan tingkat kelembaban tinggi (humidity) 70 –

80 %. Showcase ini bekerja antara suhu 2 – 8 0C, namun bila showcase ini berfungsi

sebagai pendingin coklat maka showcase ini harus disetting 15 – 180C. Refrigeran

yang digunakan oleh cake showcase sama dengan display cooler yaitu R134a.

Gambar 2.5 Cake showcase





https://www.mesinraya.co.id/wp-content/uploads/2015/04/wine-cooler.png

10

2.1.3 Siklus Kompresi Uap

Siklus pendingin kompresi uap merupakan sistem yang digunakan dalam

mesin pendingin. Pada sistem ini terjadi proses kompresi, pengembunan, ekspansi

dan penguapan. Secara skematik sistem ditunjukkan pada Gambar 2.6, 2.7 dan 2.8.

Gambar 2.6 Skematik siklus kompresi uap

Gambar 2.7 Diagram P-h siklus kompresi uap


11

Gambar 2.8 Diagram T-s siklus kompresi uap

Siklus kompresi uap pada Gambar 2.6, Gambar 2.7 dan Gambar 2.8 tersusun

dari beberapa tahapan sebagai berikut : proses kompresi, proses pendinginan

dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan lanjut, proses

ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut.

Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap :

a. Proses Kompresi 1 – 2

Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau

usaha yang diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan

sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan

(refrigeran mengalami fasa superheated/ gas panas lanjut). Proses kompresi

berlangsung secara iso entropi atau isentropik (entropi yang tetap).


12

b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a)

Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap

2-2a. Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap Hal ini disebabkan

adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari

suhu lingkungan.

c. Proses Kondensasi (2a-2b)

Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b. Pada proses ini gas jenuh

mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan

tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan

karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan.

d. Proses Pendinginan Lanjut (2b-3)

Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3. Pada proses pendinginan

lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran

cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar

kondisi refrigeran keluar kondensor benar-benar dalam fase cair.

e. Proses Penurunan Tekanan (3-4)

Proses Penurunan Tekanan pada tahap 3-4. Dalam fasa cair refrigeran

mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan

tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur

lingkungan. Pada tahap ini fasa refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase


13

campuran : cair dan gas. Proses penurunan tekanan ini berlangsung pada nilai

entalpi yang tetap (isentalpi).

f. Proses Evaporasi (4-4a)

Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a. Refrigeran dalam fasa campuran

cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan

yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi

gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung

pada suhu yang tetap.

g. Proses Pemanasan Lanjut (4a-1)

Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1. Pada saat refrigeran

meninggalkan evaporator refrigeran kemudian mengalami proses pemanasan

lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase

gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk

kompresor benar-benar dalam fase gas. Proses berlangsung pada tekanan konstan.

2.1.4. Perhitungan – Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap

Berdasarkan Gambar 2.7 diagram P-h dan gambar 2.8 diagram T-s maka

dapat dihitung besarnya Win, Qout, Qin, COPactual, COPideal, Efisiensi dan laju aliran

massa refrigeran.


14

a. Kerja Kompresor (Win)

Kerja kompresor per persatuan massa refrigeran, dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1).

Win = h2 – h1 (2.1)

dengan Win adalah unjuk kerja kompresor persatuan massa refrigeran, h2 adalah

nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, h1 adalah nilai entalpi refrigeran saat

masuk kompresor.

b. Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)

Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2).

Qout = h2 – h3 (2.2)

dengan Qout energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, h2

adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, h3 adalah nilai entalpi

refrigeran saat keluar kondensor.

c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin)

Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3).

Qin = h1 – h4 = h1 – h3 (2.3)

dengan Qin adalah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran,

h1 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan nilai


15

entalpi saat masuk kompresor, h4 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk

evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat masuk pipa kapiler.

d. COP aktual mesin showcase (COPactual)

COP aktual (Coefficient Of Performance) showcase adalah perbandingan

antara kalor yang diserap evaporator dengan kerja yang diperlukan untuk

menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin showcase dapat dihitung dengan


COPaktual = Qin / Win = (h1 – h4) / (h2 – h1) (2.4)

dengan Qin adalah kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, Win

adalah kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran.

e. COP ideal mesin showcase (COPideal)

COP ideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin showcase,

dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5).

COPideal = (Te ) / ( Tc – Te ) (2.5)

dengan Te adalah suhu evaporator, Tc adalah suhu kondensor.

f. Laju aliran massa refrigeran (ṁ)

Laju aliran massa refrigeran mesin showcase dapat dihitung dengan


ṁ = ( V x I ) / Win = P / Win (2.6)


16

dengan ṁ adalah laju aliran massa refrigeran mesin showcase, V adalah voltase

kompresor (volt), I adalah arus kompresor (ampere), P adalah daya kompresor, Win

adalah kerja kompresor persatuan massa refrigeran.

g. Efisiensi mesin showcase (Ƞ)

Efisiensi mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan

(2.7).

Ƞ = COPaktual / COPideal x 100% (2.7)

dengan Ƞ adalah efisiensi mesin showcase, COPactual adalah koefisien prestasi

mesin showcase, COPideal adalah koefisien prestasi maksimum mesin showcase.

2.1.5. Komponen Utama Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap

Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa

komponen seperti : Kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler.

a. Kompresor

Kompresor merupakan unit tenaga dalam sistem mesin pendingin.

Kompresor berfungsi memompa refrigeran keseluruh bagian mesin pendingin.

Kompresor akan memompa gas refrigeran dibawah tekanan dan panas yang tinggi,

menghisap gas bertekanan rendah atau dengan kata lain memompa (menekan) gas

refigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi.

Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan

pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu kompresor torak (reciprocating

compressor), kompresor rotari (rotary compressor), kompresor sentrifugal


http://parthardware.blogspot.com/

17

(centrifugal compressor), kompresor screw dan kompresor scroll. Sedangkan

berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada

sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu kompresor hermetik, kompresor semi

hermetik dan kompresor jenis terbuka (open type compressor).

a) Kompresor hermetik

Kompresor jenis hermetik (Hermetic compressor) ini sering digunakan pada

mesin pendingin. Kompresor ini digerakan langsung oleh motor listrik dengan

komponen mekanik yang berada dalam satu wadah tertutup dan posisi porosnya

bisa vertikal maupun horizontal.

Gambar 2.9 Kompresor Hermetik

Sumber: (http://kangirie.blogspot.co.id/2014/01/kompresor-1.html) diakses 22

November 2017 pukul 09.44 WIB

(http://www.electrical-knowhow.com/2014/05/electrical-rules-and-calculations-

for-Air-Conditioning-Systems.html) diakses 22 November 2017 pukul 09.46 WIB


http://alat4u.blogspot.com/

http://kangirie.blogspot.co.id/2014/01/kompresor-1.html

http://www.electrical-knowhow.com/2014/05/electrical-rules-and-calculations-for-Air-Conditioning-Systems.html

http://www.electrical-knowhow.com/2014/05/electrical-rules-and-calculations-for-Air-Conditioning-Systems.html

18

b) Kompresor semi hermetik

Pada kompresor semi hermetik, poros engkol dari kompresor menjadi satu

dengan mopor listriknya, sehingga beberapa kerugian mekanis dapat ieliminasi

disamping berkurangnya pemakaian seal pencegah kebocoran refrigeran pada

kompresor. Namun demikian, harus diperhatikan agar dipergunakan isolator listrik

pada motor listrik sebaikbaiknya, dan juga harus menggunakan refrigeran yang

mempunyai sifat sebagai isolator. Pada kompresor semi-hermetik ini, bagian-

bagian penutup dan penyambungnya masih bias dibuka. Keuntungan lain

penggunaan kompresor semi-hermetik adalah bentuknya yang integrated dan

ringkas.

Gambar 2.10 Kompresor semi hermetik

Sumber: (https://www.indotrading.com/product/compressor-semi-hermetic-

p179399.aspx) diakses 22 November 2017 pukul 09.48 WIB

c) Kompresor jenis terbuka (Open type compressor)

Pada kompresor terbuka ini, kompresornya terpisah dari penggeraknya.

Penggerak kompresor pada umumnya dengan menggunakan motor listrik, ada juga

yang memakai motor bensin atau motor diesel. Salah satu ujung poros engkol


https://www.indotrading.com/product/compressor-semi-hermetic-p179399.aspx

https://www.indotrading.com/product/compressor-semi-hermetic-p179399.aspx

19

menonjol keluar sebagai tempat memasang puli transmisi. Melalui tali kipas

(V belt) puli dihubungkan dengan tenaga penggeraknya. Putaran kompresor itu

mudah diatur untuk dipercepat atau diperlambat dengan hanya mengubah diameter

puli saja. Putaran kompresor yang lambat dapat memperpanjang masa kerja (umur)

dari bantalan, katup, torak dan lkomponen lain. Selain itu kompresor lebih mudah

distart, sehingga tidak memerlukan motor listrik yang lebih besar dengan daya start

yang tinggi.

Gambar 2.11 Kompresor jenis terbuka (Open type compressor)

Sumber: (http://www.injectorepair.com/product/129857-id.html) diakses 22


Kompresor yang digunakan dalam showcase yang dirancang adalah

kompresor yang berjenis hermetik.

b. Kondensor

Kondensor adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai alat penukaran kalor,

menurunkan temperatur refrigran dari bentuk gas menjadi cair. Sebelum masuk ke

kondensor refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi,

sedangkan setelah keluar dari kondensor refrigeran berupa cairan jenuh yang

bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum masuk ke


http://www.injectorepair.com/product/129857-id.html

20

kondensor. Agar proses pelepasan kalor bisa lebih cepat, pipa kondensor didesain

berliku dan bila kotor harus segera dibersihkan karena kotoran tersebut menggangu

dalam proses pelepasan kalor.

Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser dibagi

menjadi 3 jenis, yaitu:

a) Kondensor berpendingin air (water cooled condenser).

Kondensor berpendingin air dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu

kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang dan kondensor yang air

pendinginnya disirkulasikan kembali. Sesuai dengan namanya, kondensor yang air

pendinginnya langsung dibuang maka air yang berasal dari suplai air dilewatkan ke

kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di suatu tempat dan tidak

digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air pendinginnya digunakan

kembali, maka air yang keluar dari kondensor dilewatkan melalui menara pendingin

(cooling tower) agar temperaturnya turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke

dalam kondensor, demikian seterusnya secara berulang - ulang.

Gambar 2.12 Kondensor berpendingin air (water cooled condenser)

Sumber: (https://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/08/05/kondensor/) diakses

22 November 2017 pukul 10.55 WIB


https://bagasvanirawan.wordpress.com/2010/08/05/kondensor/

21

b) Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser).

Ada dua metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah

dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah mempunyai

laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah, karena hanya

mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu. Oleh karena itu

kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil seperti kulkas, freezer

untuk keperluan rumah tangga dan lain-lain. Kondensor berpendingin udara yang

menggunakan bantuan kipas dalam mensirkulasikan media pendinginannya dikenal

sebagai kondensor berpendingin udara konveksi paksa.

Gambar 2.13 Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser)

Sumber: (http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/kondensor-

berpendingin-udara.html) diakses 22 November 2017 pukul 10.52 WIB

c) Kondensor dengan pendingin campuran udara dan air (evaporative)

Kondensor evaporative pada dasarnya adalah kombinasi antara kondensor

dengan menara pendingin yang dirakit menjadi satu unit atau kondensor yang

menggunakan udara dan air sebagai media pendinginnya.


http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/kondensor-berpendingin-udara.html

http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/kondensor-berpendingin-udara.html

22

Gambar 2.14 Kondensor evaporative

Sumber: (https://www.pinterest.com/pin/562738915917140522/) diakses 22


c. Pipa Kapiler

Pipa kapiler adalah sebuah pipa tembaga kecil yang digunakan mesin

pendingin baik itu kulkas, ac, freezer, showcase dan lain-lain. Pipa kapiler berfungsi

sebagai alat menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa

tersebut yang berasal dari pipa-pipa kondensor dan melewati proses penyaringan di

filter setelah itu baru menuju pipa kapiler.

Gambar 2.15 Pipa kapiler

Sumber: (https://maxtechnoblog.wordpress.com/author/theothersides666/)

diakses 22 November 2017 pukul 11.15 WIB


https://www.pinterest.com/pin/562738915917140522/

https://maxtechnoblog.wordpress.com/author/theothersides666/

23

d. Evaporator

Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair

menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding–dindingnya, mengambil

panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke

kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor. Evaporator di buat dari bahan

logam anti karat, yaitu tembaga dan almunium. Dibawah ini adalah beberapa

macam jenis evaporator sesuai dengan keadaan refigeran didalamnya.

a) Evaporator kering

Pada evaporator kering, cairan refrigeran yang masuk kedalam evaporator

sudah dalam keadaan campuran cair dan uap, sehingga keluar dari evaporator dalam

keadaan uap kering, karena sebagian besar dari evaporator terisi uap maka

penyerapan kalor tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan evaporator

basah. Namun, evaporator kering tidak memerlukan banyak refrigeran, disamping

itu jumlah minyak pelumas yang tertinggal didalam evaporator sangat kecil

(Arismunandar dan Saito ,2005).

Gambar 2.16 Evaporator kering

Sumber:(http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/evaporator.html

) diakses 22 November 2017 pukul 11.21 WIB


http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/evaporator.html

http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/evaporator.html

24

b) Evaporator setengah basah

Pada evaporator jenis setengah basah, kondisi refrigeran diantara evaporator

jenis ekspansi kering dan evaporator jenis basah.

c) Evaporator basah

Pada evaporator basah terdapat sebuah akumulator untuk menampung

refrigeran cair dan gas, dari akumulator tersebut bahan pendingin cair mengalir ke

evaporator dan menguap didalamnya. Sisa refrigeran yang tidak sempat menguap

di evaporator kembali kedalam akumulator, didalam akumulator refrigeran cair

berada dibawah tabung sedangkan yang berupa gas berada diatas tabung.

Gambar 2.17 Evaporator basah

Sumber: (http://www.bppp-tegal.com/web/index.php/artikel/97-artikel/artikel-

permesinan-kapal-perikanan/166-dasar-dasar-refrigerasi) diakses 22 November

2017 pukul 11.23 WIB

Berdasarkan kontruksinya evaporator dibedakan menjadi tiga (Hartanto,

1985) yaitu:


http://www.bppp-tegal.com/web/index.php/artikel/97-artikel/artikel-permesinan-kapal-perikanan/166-dasar-dasar-refrigerasi

http://www.bppp-tegal.com/web/index.php/artikel/97-artikel/artikel-permesinan-kapal-perikanan/166-dasar-dasar-refrigerasi

25

a. Evaporator permukaan datar (evaporator plate)

Evaporator ini merupakan sebuah plat yang diberi saluran bahan pendingin

atau pipa yang dililitkan pada plat. Evaporator jenis ini banyak digunakan pada

freezer atau contact freezer dan proses pemindahan panas menggunakan sistem

konduksi.

b. Evaporator bare

Jenis ini merupakan pipa yang dikontruksi melingkar atau spiral yang diberi

rangka penguat dan dipasang pada dinding ruang pendingin. Jenis banyak

digunakan pada cold storage, palkah-palkah ikan dikapal, dan rak air garam.

c. Evaporator sirip

Evaporator ini merupakan pipa yang diberi plat logam tipis atau sirip-sirip

yang berfungsi untuk memperluas permukaan evaporator sehingga dapat menyerap

panas lebih banyak. Sirip-sirip ini harus menempel erat pada evaporator. Proses

pemindahan panas dilakukan dengan sistem secara tiupan dan banyak digunakan

pada AC (air conditioner), pendingin ruangan (cool room.)

2.1.6. Komponen Pendukung Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap

Selain komponen utama, mesin pendingin juga memiliki beberapa komponen

pendukung lain yang berfungsi untuk membantu kerja dari mesin pendingin, yaitu:

thermostat, filter, bahan pendingin dan fan.

a. Thermostat

Thermostat adalah sebuah alat mesin pendingin yang berfungsi untuk

mencegah pembekuan / frosting , dan agar temperatur ruang dalam ruangan dapat


26

disetel sesuai dengan suhu yang diinginkan. Prinsip kerja thermostat adalah jika

ruang dalam mesin pendingin mencapai suhu tertentu (dalam evaporator sudah

mencapai suhu yang ditentukan) maka terputuslah aliran listrik menuju kompresor

dan kompresor akan berhenti bekerja untuk sementara hingga suhu ruang pendingin

atau evaporator naik mencapai suhu tertentu.

Gambar 2.18 Thermostat

Sumber: (https://www.tokopedia.com/hakm/thermostat-kulkas-1-pintu) diakses 22


b. Filter

Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran–kotoran yang

berbentuk padat yang terbawa refrigerant. Filter dipasang pada daerah bertekanan

tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada

kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih

dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat.


https://www.tokopedia.com/hakm/thermostat-kulkas-1-pintu

27

Gambar 2.19 Filter

Sumber: (https://indonesian.alibaba.com/product-detail/refrigerator-copper-

filter-drier-1076481895.html) diakses 22 November 2017 pukul 11.39 WIB

c. Bahan Pendingin atau Refrigerant

Bahan pendingin atau Refrigerant adalah suatu zat yang mudah di rubah

bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas

dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Refrigerant yang sering

digunakan dalam mesin pendingin yaitu R134a. Persyaratan Refrigerant yang baik

adalah tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan tidak menyebabkan logam korosi.


https://indonesian.alibaba.com/product-detail/refrigerator-copper-filter-drier-1076481895.html

https://indonesian.alibaba.com/product-detail/refrigerator-copper-filter-drier-1076481895.html

28

Gambar 2.20 Refrigeran R134a

Sumber: (https://dailyhover.com/global-r134a-refrigerant-market-2017-2022/)

diakses 22 November 2017 pukul 11.44 WIB

d. Kipas (fan)

Fan atau kipas angin berfungsi untuk menghisap atau mendorong udara

menuju kondensor. Pemasangan fan bertujuan agar proses perpindahan kalor dari

kondensor ke udara dapat berlangsung dengan baik.

Gambar 2.21 Kipas (fan)

2.2 Tinjauan Pustaka

Kemas (2009), melakukan penelitian tentang pengaruh media pendingin air

pada kondensor terhadap kemampuan kerja mesin pendingin. Metode yang

digunakan Metode yang digunakan adalah dengan membuatan dan mnguji alat


https://dailyhover.com/global-r134a-refrigerant-market-2017-2022/

29

mesin pendingin. Pengujian dilakukan pada kondensor menggunakan air dan udara,

dengan variasi beban pendingin ruangan 450W, 600W, 750W Dan debit aliran air

di kondensor 0,06 l/s, 0,075 l/s dan 0,09 l/s. Dari hasil yang didapat menunjukan

bahwa semakin kecil debit semakin besar temperatur airnya dan sebaliknya

semakin besar debit semakin kecil temperatur airnya dan pendinginan media air

lebih baik dibandingkan pendingin udara karena COP tertinggi yang dihasilkan

udara hanya 6,44 sedangkan dengan media air COP tertinggi yang dihasilkan

15,43.

Penelitian mengenai efek beban pendingin terhadap kinerja sistem mesin

pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan.

Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan variasi beban

pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan

400 watt didalam ruang pendingin Hubungan antara beban pendingin dengan COP

sistem membentuk kurva parabolik, di mana posisi COP terbesar terdapat pada

beban 200 watt seebesar 2.64 dan kenaikan kapasitas refrigerasi dan daya

kompresor terjadi seiring dengan penambahan beban pendingin. ( Anwar, 2010 )

Helmi (2011), melakukan penelitian tentang perbandingan COP pada

refrigerator dengan refrigeran CFC R12 dan HC R134a untuk panjang pipa kapiler

yang berbeda. Metode yang digunakan dengan mengganti refrigeran CFC R12 ke

HC R134a pada refrigerator satu pintu dan mengganti ukuran panjang pipa kapiler

dengan ukuran 1,75 m, 2,00 m, 2,25 m untuk mengetahui mana yang lebih baik dan

efisien dari kedua refrigeran CFC R12 ke HC R134a, serta manakah yang

menghasilkan suhu dingin dan COP tertinggi. Dari hasil yang didapat bahwa COP


30

tertinggi 4.06 untuk refrigeran HC R134a dan suhu evaporator terendah -16 ºC

untuk refrigeran HC R134a pada pipa yang berukuran panjang 2,25 m. Sedangkan

suhu terendah untuk refigeran CFC R12 Prestogaz sebesar -14 ºC pada pipa

berukuran panjang 1,75 m.

Indriyanto (2013), melakukan penelitian terhadap mesin kulkas dengan

panjang pipa kapiler 175 cm dan menggunakan kompresor hermetik dengan daya

1/4 HP. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengetahui karakteristik mesin kulkas

yang meliputi : (a) kerja kompresor persatuan massa refrigeran, (b) kalor yang

diserap evaporator persatuan massa refrigeran, (c) kalor yang dilepas kondensor

persatuan massa refrigeran dan (d) mengetahui COP kulkas. Penelitian dari kulkas

yang telah dirakit dapat bekerja dengan baik serta dapat mendinginkan air sebanyak

1,5 liter dalam waktu 485 menit. Kemudian memberikan hasil data : (a) kerja

kompresor perstuan massa refrigeran saat mulai sebesar Win = 52 kJ/kg pada t =

105 menit, (b) kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran saat mulai

stabil sebesar Qin = 126 kJ/kg pada t = 145 menit, (c) kalor yang dilepas kondensor

persatuan massa refrigeran saat mulai stabil sebesar Qout = 178 kJ/kg pada saat t =

305 menit dan (d) koefisien prestasi (COP) kulkas sebesar 2,20 pada saat t = 305

menit.

Markus (2007), melakukan penelitian tentang fungsi dan karakterisasi mesin

AC dengan kondensor berpendingin udara dan air. Penelitian bertujuan : (a)

mendapatkan kesiapan fungsional mesin AC, (b) mengetahui karakteristik mesin

AC dengan kondensor berpendingin udara dan air dan (c) mengetahui karakteristik

komponen-komponen utamanya meliputi : evaporator, kompresor, kondensor dan


31

katup ekspansi. Fluida kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah : air, udara

dan freon R134a. Pengamatan dilakukan pada : (a) komponen-komponen utama

peralatan pengujian, (b) pengukuran suhu, tekanan dan laju aliran. Alat ukur yang

digunakan pada pengamatan ini yaitu : thermometer analog air, thermometer

digital, pressure gauge dan flowmeter. Hasil penelitian menunjukkan : (a) semua

komponen-komponen berfungsi dengan baik, (b) dengan kompresor berpendingin

udara dan air masing-masing suhu yang dapat dicapai adalah 14 ºC dan 17 ºC

setelah refigerator beroperasi selama 10 menit dan (c) koefisien prestasi COP

masing-masing untuk kondensor berpendingin udara dan air adalah 2,97 dan 3,28.

Willis (2013), melakukan penelitian tentang penggunaan refrigeran R22 dan

R134a pada mesin pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan

potensi kerja refrigeran dan membahas refrigeran yang ramah lingkungan antara

R22 dan R134a. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut :

(a) refrigeran yang digunakan R22 dan R134a dan (b) motor penggerak kompresor

berdaya 2 HP. Dari hasil penelitian didapatkan refrigeran R22 dari segi prestasi

kerjanya lebih baik dari R134a, tetapi tidak ramah lingkungan. Sedangkan

refrigeran R134a dari segi prestasinya lebih rendah dari R22, tetapi ramah

lingkungan.

Ridwan (2005), melakukan penelitian tentang perbandingan unjuk kerja atau

COP (Coefficient Of Performance) refrigerator menggunakan refrigeran R12 dan

menggunakan refrigeran R134a dengan daya 75 W. Metode yang dilakukan dengan

cara eksperimen menggunakan beban pendingin berupa air yang dimasukkan dalam

refrigerator dengan variasi volume 100 ml, 200 ml dan 300 ml pada temperatur 28


32

ºC. Hasil yang didapat dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin rendah

temperatur refrigeran masuk kompresor dan semakin kecil kapasitas

pendinginannya maka kerja kompresor semakin kecil. Pengolahan data

menunjukkan bahwa pada masing-masing variasi beban pendingin COP untuk

R134a lebih tinggi dari pada COP R12. Nilai COP tertinggi didapat pada beban

pendinginan 100 ml baik untuk R134a maupun untuk R12.


33

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1 Persiapan Komponen Utama Mesin Showcase

Komponen utama yang digunakan dalam pembuatan showcase pada

penelitian ini meliputi : kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter dan

refrigeran.

a. Kompresor

Gambar 3.1 menyajikan jenis kompresor yang dipergunakan di penelitian ini.

Gambar 3.1 Kompresor

Spesifikasi kompresor :

Jenis kompresor : Kompresor hermetik, jenis torak

Seri kompresor : THK2390YJE

Voltase : 230 V

Daya kompresor : 1/3 HP

Diameter kompresor : 16 cm

Tinggi kompresor : 19 cm


34

b. Kondensor

Pada penelitian showcase ini menggunakan kondensor jenis pipa dengan jari-

jari penguat, dengan bentuk lintasan 12U ditambah dengan kondensor 8U dengan

bentuk dan jenis yang sama.

Gambar 3.2 Kondensor

Sumber: (https://thai.alibaba.com/product-detail/refrigerator-condenser-

refrigerator-parts-type-of-condenser-1295289274.html) diakses 22 November


Spesifikasi kondensor :

Jumlah sirip : 66 buah

Diameter sirip : 1,2 mm

Bahan sirip : baja

Diameter pipa : 4,8 mm

Bahan pipa : besi

Panjang kondensor 12U : 92,5 cm

Panjang kondensor 8U : 60 cm

Lebar kondensor 12U dan 8U : 45,2 cm


https://thai.alibaba.com/product-detail/refrigerator-condenser-refrigerator-parts-type-of-condenser-1295289274.html

https://thai.alibaba.com/product-detail/refrigerator-condenser-refrigerator-parts-type-of-condenser-1295289274.html

35

c. Pipa Kapiler

Pada penelitian showcase ini menggunakan pipa kapiler dengan panjang 1 m

berdiameter 0,031 inch dan pipa berbahan tembaga.

Gambar 3.3 Pipa kapiler

d. Evaporator

Pada penelitian showcase ini menggunakan evaporator kering dengan pipa

plat datar.

Gambar 3.4 Evaporator

Spesifikasi evaporator :

Bahan plat evaporator : alumunium

Bahan pipa evaporator : tembaga


36

Panjang evaporator : 65,5 cm

Lebar evaporator : 40 cm

e. Filter

Gambar 3.5 adalah filter yang digunakan dalam penelitian.

Spesifikasi filter :

Diameter filter : 2 cm

Panjang fiter : 6 cm

Bahan filter : tembaga

Gambar 3.5 Filter

f. Refrigeran R134a

Pada penelitian showcase ini menggunakan refrigeran R134a.


37

Gambar 3.6 Refrigeran R134a

3.2 Peralatan yang Dipergunakan dalam Pembuatan Alat Penelitian

Beberapa peralatan pendukung dalam proses pembuatan showcase sebagai

berikut:

a. Pemotong Pipa (Tube Cutter)

Tube cutter berfungsi sebagai alat untuk memotong pipa tembaga karena hasil

potongan pipa yang dilakukan tube cutter rapih dan tidak membuat pipa bengkok

sehingga mempermudah dalam proses pengelasan.

Gambar 3.7 Pemotong pipa (tube cutter)

Sumber: (http://olx.co.id/iklan/pipe-cutter-alat-potong-pipa-tembaga-

IDjdfPu.html) diakses 05 Desember 2017 pukul 10.00 WIB


http://olx.co.id/iklan/pipe-cutter-alat-potong-pipa-tembaga-IDjdfPu.html


38

b. Pelebar Pipa (Tube Expander)

Tube expander berfungsi sebagai alat untuk melebarkan diameter ujung pipa

tembaga agar pipa tembaga dapat disambungkan pada pipa tembaga yang lainnya.

Gambar 3.8 Pelebar pipa (tube expander)

Sumber: (http://olx.co.id/iklan/pipe-cutter-alat-potong-pipa-tembaga-

IDjdfPu.html) diakses 05 Desember 2017 pukul 10.15 WIB

c. Pressure Gauge

Pressure gauge berfungsi sebagai alat untuk mengukur tekanan refrigeran

dalam sistem pendinginan baik pada saat pengisian refrigeran maupun pada saat

beroperasi. Tekanan yang dapat dilihat pada Pressure gauge yaitu tekanan

evaporator atau tekanan hisap kompresor (berwarna biru) dan tekanan kondensor

atau tekanan keluaran kondensor (berwarna merah).




39

Gambar 3.9 Pressure gauge

d. Thermostat

Gambar 3.10 adalah thermostat yang dipakai dalam penelitian.

Gambar 3.10 Thermostat

Sumber: (https://www.bukalapak.com/p/rumah-tangga/elektronik-1111/lain-

lain-220/312euj-jual-thermostat-kulkas-aruki-type-133) diakses 22 November


e. Metil

Metil merupakan cairan yang berfungsi sebagai untuk membersihkan saluran-

saluran pipa. Penggunaan metil sebanyak satu tutup botol metil.


https://www.bukalapak.com/p/rumah-tangga/elektronik-1111/lain-lain-220/312euj-jual-thermostat-kulkas-aruki-type-133

https://www.bukalapak.com/p/rumah-tangga/elektronik-1111/lain-lain-220/312euj-jual-thermostat-kulkas-aruki-type-133

40

Gambar 3.11 Metil

f. Kipas (fan) Evaporator

Kipas (cooling fan) berfungsi untuk mensirkulasikan udara dingin evaporator

dalam ruangan pendinginan showcase berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W

sebanyak 2 buah dan jumlah daun baling-baling kipas sebanyak 7 buah.

Gambar 3.12 Kipas (fan) evaporator

g. Kipas Kondensor

Kipas (cooling fan) kondensor berfungsi untuk mempercepat proses

pelepasan kalor ke lingkungan berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W

sebanyak 4 buah dan jumlah daun baling-baling kipas sebanyak 7 buah.


41

Gambar 3.13 Kipas kondensor

h. Alat dan Bahan Las

Berfungsi untuk menyambung atau melepaskan dan menambal pipa tembaga

pada sistem pendinginan showcase. Bahan las yang digunakan untuk

penyambungan pipa ialah kuningan dan borak.

Gambar 3.14 Alat las

i. Pompa Vakum

Pompa vakum berfungsi untuk menghilangkan refrigeran dari sistem

pendinginan sehingga gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara uap air tidak

mengganggu refrigerasi dan tidak memperpendek umur filter karena uap air yang

berlebihan.


42

Gambar 3.15 Pompa vakum

Sumber: (https://www.ralali.com/krisbow-kw1900535-vacuum-pump-34hp-

kw19-535-104923003) diakses 22 November 2017 pukul 10.30 WIB

j. Alumunium

Berfungsi sebagai kerangka dasar yang digunakan dalam pembuatan mesin

showcase.

Gambar 3.16 Alumunium

Sumber: (http://www.alumitec.com.au/aluminium-extrusion.php) diakses 05

Desember 2017 pukul 17.05 WIB

k. Pemotong aluminium

Pemotong aluminium digunakan untuk memotong aluminium agar sesuai

dengan desain yang telah direncanakan.


https://www.ralali.com/krisbow-kw1900535-vacuum-pump-34hp-kw19-535-104923003

https://www.ralali.com/krisbow-kw1900535-vacuum-pump-34hp-kw19-535-104923003

http://www.alumitec.com.au/aluminium-extrusion.php

43

Gambar 3.17 Pemotong aluminium

Sumber:(http://www.bhinneka.com/products/sku09415748/tekiro_ryu_mesin_poto

ng_14_inch__rco_355_.aspx) diakses 05 Desember 2017 pukul 17.10 WIB

l. Bor dan paku keling

Bor digunakan untuk mengebor aluminium sebagai dudukan paku keling

sedangkan paku keling digunakan untuk menyatukan atau sebagai pengait dan

juga penguat aluminium agar menjadi sebuah kerangka yang utuh dan kuat.

Gambar 3.18 Bor dan paku keling

Sumber: (http://bursamesin.blogspot.co.id/2015/07/harga-mesin-bor-tangan-

merek-bosch.html) diakses 05 Desember 2017 pukul 16.58 WIB

(https://id.aliexpress.com/item/100pcs-Countersunk-Head-Aluminum-Blind-

Rivets-Decorating-Nails-Flat-Head-Pop-Aluminum-Rivets-

M4x12/32736748031.html) diakses 05 Desember 2017 pukul 17.00 WIB

m. Kaca

Berfungsi sebagai body atau dinding penutup dari kerangka dasar aluminium

yang digunakan dalam pembuatan mesin showcase.


http://www.bhinneka.com/products/sku09415748/tekiro_ryu_mesin_potong_14_inch__rco_355_.aspx

http://www.bhinneka.com/products/sku09415748/tekiro_ryu_mesin_potong_14_inch__rco_355_.aspx

http://bursamesin.blogspot.co.id/2015/07/harga-mesin-bor-tangan-merek-bosch.html

http://bursamesin.blogspot.co.id/2015/07/harga-mesin-bor-tangan-merek-bosch.html

https://id.aliexpress.com/item/100pcs-Countersunk-Head-Aluminum-Blind-Rivets-Decorating-Nails-Flat-Head-Pop-Aluminum-Rivets-M4x12/32736748031.html



44

Gambar 3.19 Kaca

Sumber: (http://www.layindoaluminium.com/2011/11/kaca-polos-untuk-kusen-

aluminium.html) diakses 05 Desember 2017 pukul 16.50 WIB

n. Pemotong kaca

Berfungsi untuk memotong kaca sesuai dengan ukuran yang telah

direncanakan.

Gambar 3.20 Pemotong kaca

Sumber: (https://id.aliexpress.com/item/High-Quality-Glass-Cutter-TOYO-

GLASS-HAND-CUTTER-TC-90-GLASS-CUTTER/32317086061.html) diakses 05

Desember 2017 pukul 16.55 WIB

o. Styrofoam

Styrofoam digunakan untuk melapisi kerangka pada bagian dalam showcase

agar sistem pendinginan semakin cepat.


http://www.layindoaluminium.com/2011/11/kaca-polos-untuk-kusen-aluminium.html

http://www.layindoaluminium.com/2011/11/kaca-polos-untuk-kusen-aluminium.html

https://id.aliexpress.com/item/High-Quality-Glass-Cutter-TOYO-GLASS-HAND-CUTTER-TC-90-GLASS-CUTTER/32317086061.html

https://id.aliexpress.com/item/High-Quality-Glass-Cutter-TOYO-GLASS-HAND-CUTTER-TC-90-GLASS-CUTTER/32317086061.html

45

Gambar 3.21 Styrofoam

p. Cutter dan penggaris

Cutter digunakan dalam pemotongan styrofoam agar ukuran sesuai yang

diinginkan dan penggaris digunakan untuk mengukur dalam pembuatan kerangka

baik aluminium maupun kaca dan juga dalam pemotongan styrofoam.

Gambar 3.22 Cutter dan penggaris

q. Obeng, kunci pas dan gunting

Obeng berfungsi untuk mengencangkan skrup yang ada di kipas, yang ada

di evaporator dan yang ada di thermostat, kunci pas digunakan untung

mengencangkan baut kompresor dengan kerangka mesin showcase agar tidak


46

bergetar saat mesin hidup. Sedangkan gunting berfungsi untuk menggunting kabel

yang nantinya akan dirangkai atau disambung.

Gambar 3.23 Obeng, kunci pas dan gunting

3.3 Pembuatan Showcase

Beberapa langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pembuatan

showcase yaitu :

a. Mempersiapkan komponen-komponen utama showcase seperti kompresor,

kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter, refrigeran R134a, serta alat-alat

pendukung pressure gauge, alat pemotong pipa, pompa vakum, alat las dan

alat-alat lainnya yang dipergunakan dalam pembuatan showcase.

b. Merancang dan membuat kerangka almunium dan kaca showcase. Proses ini

membutuhkan alat pemotong almunium, pemotong kaca, bor dan paku keling

untuk menyambung seluruh bagian showcase.


47

Gambar 3.24 Kerangka showcase.

c. Pemasangan kompresor pada bagian bawah kerangka showcase dan

pengelasan kompresor dengan kondensor disertai pemasangan pressure

gauge diantara kedua komponen tersebut.

Gambar 3.25 Pengelasan kompresor dengan kondensor dan pemasangan

pressure gauge

d. Pemasangan kondensor pada bagian belakang kerangka showcase dan

pengelasan kondensor yang disambungkan dengan cara dilas pada lubang

masukan filter, kemudian las pipa keluaran filter dengan masukan pipa

kapiler.


48

Gambar 3.26 Pengelasan kondensor dengan filter

e. Pemasangan evaporator pada bagian dalam kerangka showcase yang

disambungkan dengan cara dilas pada pipa keluaran pipa kapiler, pengelasan

pipa tembaga keluaran evaporator dengan pipa tembaga masukan kompresor

dan dikencangkan dengan skrup diujung-ujung evaporatornya.

Gambar 3.27 Pemasangan evaporator

f. Pengisian metil untuk membersihkan saluran-saluran pipa dan untuk

pengecekan kebocoran pipa saluran pada showcase. Proses pengisian metil

dilakukan dengan cara melubangi pipa kapiler pada salah satu lubang


49

keluaran filter, lalu hidupkan kompresor, kemudian berikan 1 tutup botol pada

ujung pipa kapiler yang telah dilubangi tadi agar kotoran yang menyumbat

pipa kapiler keluar, dan terakhir matikan kompresor kemudian las ujung pipa

kapiler keluaran filter tersebut.

g. Pemvakuman showcase yang menggunakan pompa vakum berfungsi untuk

mengeluarkan udara yang terjebak dalam saluran dalam pipa agar proses

pendinginan dan kerja mesin showcase dapat berjalan secara maksimal.

h. Proses pengisian refrigeran R134a, dalam proses ini diperlukan refrigeran

R134a sebagai fluida kerja showcase. Tekanan refrigeran yang dimasukan

dalam siklus showcase harus sesuai standar kerja showcase agar bekerja

secara maksimal.

Gambar 3.28 Pengisian refigeran R134a

i. Pemasangan 4 kipas berdaya 21 watt dengan kerangka penyangga di belakang

kondensor untuk mempercepat proses pelepasan kalor ke lingkungan

sehingga proses pendinginan pada ruangan dalam showcase lebih cepat.


50

Gambar 3.29 Pemasangan kipas di belakang kondensor

j. Pemasangan thermostat pada kerangka showcase dan kabel penghubung

antara kompresor dan thermostat. Thermostat berfungsi memutus aliran

listrik menuju kompresor ketika suhu yang diinginkan telah tercapai.

Gambar 3.30 Pemasangan thermostat

k. Pemasangan kipas (fan) pada ruangan dalam showcase befungsi

mensirkulasikan udara dingin evaporator agar udara dingin dalam ruangan

showcase menyebar merata ke seluruh ruangan showcase.


51

Gambar 3.31 Pemasangan kipas ruangan pendinginan showcase

l. Pemasangan rak dan styrofoam pada bagian dinding dalam kerangka

showcase. Berfungsi untuk meletakan minuman dan meminimalisir suhu dari

luar masuk ke dalam ruangan showcase.

Gambar 3.32 Pemasangan rak dan styrofoam


52

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Objek Penelitian

Mesin yang diteliti merupakan showcase dengan siklus kompresi uap hasil

rancangan sendiri dengan komponen standar yang tersedia di pasaran. Showcase

yang dirancang berukuran: panjang 50 cm x lebar 57 cm x tinggi 160 cm, dan untuk

ukuran ruang pendinginan: panjang 46 cm, lebar 48 cm dan tinggi 97 cm. Showcase

menggunakan daya kompresor 1/3 HP dengan tambahan 4 kipas atau fan masing-

masing berdaya 21 watt yang dipasang di belakang kondensor dan 2 kipas di dalam

ruang pedingin. Skematik showcase yang dijadikan objek penelitian disajikan pada

Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Showcase


53

4.2 Alur Penelitian

Pada Gambar 4.2 ini menyajikan diagram alur pembuatan atau perakitan dan

penelitian mesin showcase.

Gambar 4.2 Diagram alur pembuatan dan penelitian mesin showcase

Ya

Tidak

Tidak Baik

Mulai

Baik

Pengolahan Data Win, Qin, Qout, COPaktual, COPideal, Laju Aliran Refrigeran (ṁ) dan

Efisiensi (ƞ)

Pengambilan Data

Variasi Penelitian

Persiapan Komponen-komponen Showcase

Perancangan Showcase

Uji

Coba

Pembahasan, Kesimpulan dan Saran

Pembuatan Showcase

Pemvakuman dan Pengisian Refrigeran R134a

Selesai

Variasi Dilanjutkan


54

4.3 Posisi Alat Ukur Pada Skematik Alat Penelitian

Gambar 4.3 merupakan skematik mesin showcase yang diteliti. Dalam

skematik ini ditentukan posisi titik–titik tempat pemasangan alat ukur tekanan dan

alat termokopel pada showcase yang sudah dirangkai.

Gambar 4.3 Posisi alat ukur pada skematik mesin showcase

Keterangan untuk Gambar 4.3:

Titik 1: Termokopel dan penampil suhu digital (T1)

Berfungsi untuk mengukur suhu refrigeran masuk kompresor.

Titik 1: Pressure gauge (P1)

Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran masuk kompresor.

Titik 2: Pressure gauge (P2)

Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran keluar kompresor.


Berfungsi untuk mengukur suhu refigeran keluar kompresor.


Berfungsi untuk mengukur suhu refrigeran keluar kondensor.


55

4.4 Alat Bantu Penelitian

Alat bantu penelitian yang digunakan selama proses pengambilan data

berlangsung adalah sebagai berikut :

a. Termokopel dan penampil suhu digital

Termokopel berfungsi sebagai sensor suhu untuk mengubah perbedaan suhu

dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Penampil suhu berfungsi untuk

menampilkan nilai suhu yang diukur kedalam layar digital. Suhu yang diukur suhu

masuk kompresor (T1), suhu masuk kondensor (T2), suhu keluar kondensor (T3) dan

suhu ruang pendinginan showcase (T4). Sebelum alat ini dipakai dilakukan kalibrasi

terlebih dahulu, untuk menyamakan pengukuran suhu.

Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital

Sumber: (http://www.id.aliexpress.com) diakses 24 November 2017 pukul 14.22

WIB

b. Pressure Gauge

Pressure Gauge berfungsi sebagai alat untuk mengetahui nilai tekanan

refrigeran. Pressure Gauge berwarna merah untuk mengetahui atau mengukur

tekanan tinggi (tekanan kerja kondensor) dan yang berwarna biru untuk mengetahui

atau mengukur tekanan rendah (tekanan kerja evaporator).


http://id.aliexpress.com/popular/thermocouple-wires.html

56

Gambar 4.5 Pressure Gauge

c. Tang Ampere

Tang ampere berfungsi sebagai alat untuk mengukur besarnya arus (A) yang

diperlukan pada kompresor.

Gambar 4.6 Tang ampere

d. Stopwatch

Stopwatch berfungsi sebagai alat untuk mengukur waktu yang dibutuhkan

pada saat pengujian berlangsung.

Gambar 4.7 Stopwatch

Sumber: (http://www.mansionathletics.com) diakses 24 November 2017 pukul

14.25 WIB


http://www.mansionathletics.com/

57

e. Pemanas Air

Pemanas air berfungsi untuk memanaskan air hingga suhu 100 oC 1 atm untuk

proses kalibrasi termokopel agar hasil suhu yang ditampilkan bisa terkalibrasi atau

seragam.

Gambar 4.8 Pemanas Air

Sumber: (https://www.tokopedia.com/warunglistrik/elemen-pemanas-air-350-w-

water-heater-merk-intra) diakses 24 November 2017 pukul 14.28 WIB

f. Kabel roll

Kabel roll digunakan untuk menghubungkan sumber listrik ke beberapa alat

listrik maupun elektronik.

Gambar 4.9 Kabel roll

g. Kemasan Air Teh dan Kemasan Air Mineral

Kemasan air teh dan kemasan air mineral berfungsi sebagai beban pendingin

pada mesin showcase yang diteliti.


https://www.tokopedia.com/warunglistrik/elemen-pemanas-air-350-w-water-heater-merk-intra

https://www.tokopedia.com/warunglistrik/elemen-pemanas-air-350-w-water-heater-merk-intra

58

Gambar 4.10 Kemasan air teh dan kemasan air mineral

Sumber: (3.bp.blogspot.com) diakses 24 November 2017 pukul 14.33 WIB

h. Diagram P-h R134a

Diagram P-h ini berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap pada

showcase. Dengan diagram P-h, dapat diketahui nilai entalpi di setiap titik yang

diteliti (h1, h2, h3 dan h4), suhu kerja evaporator (Te), suhu kerja kondensor (Tc),

suhu masuk kompresor (T1), suhu keluar kompresor (T2), dan suhu keluar

kondensor (T3).

Gambar 4.11 Diagram P-h untuk R134a


59

4.5 Variasi Penelitian

Penelitian dilakukan dengan cara memvariasikan jumlah kipas pendingin

kondensor yaitu: (a) tanpa menggunakan kipas, (b) menggunakan 1 kipas dan (c)

menggunakan 3 kipas, masing-masing kipas berdaya 21 watt. Posisi kipas berada

di belakang kondensor yang digunakan untuk mempercepat proses pelepasan kalor.

Gambar 4.12 Kipas yang dipergunakan pada pendingin kondensor

4.6 Cara Pengambilan Data

Cara yang dilakukan untuk memperoleh data dengan proses sebagai berikut:

a. Menyiapkan termokopel yang sudah di kalibrasi, alat ukur tekanan dan tang

ampere.

b. Memasang termokopel pada pipa masuk kompresor, pipa keluar kompresor,

suhu ruang pendinginan, pipa keluar kondensor dan tang ampere pada aliran

listrik kompresor. Alat ukur tekanan sudah terpasang bersamaan pada saat

perakitan mesin pendingin showcase.

c. Menghidupkan mesin showcase setelah melakukan langkah a dan b

d. Pencatatan dalam pengambilan data yaitu:

T1: Suhu refrigeran saat masuk kompresor, oC.


60

T2: Suhu refrigeran saat keluar kompresor, oC.

T3: Suhu refrigeran saat keluar kondensor, oC.

T4: Suhu ruang pendinginan showcase, oC.

P1: Tekanan refrigeran masuk kompresor, Psig.

P2: Tekanan refrigeran keluar kompresor, Psig.

I : Arus yang mengalir ke kompresor, Ampere

Pengukuran suhu dan pengukuran tekanan dilakukan setiap 20 menit sekali

hingga kompresor mati dan mencapai suhu kerja showcase. Tabel 4.1 merupakan

tabel untuk mencatat hasil pengukuran suhu dan tekanan.

Tabel 4.1 Tabel pencatatan hasil pengukuran suhu dan pengukuran tekanan

No Waktu t

(menit)

T1

(oC)

T2

(oC)

T3

(oC)

T4

(oC)

P1

(psig)

P2

(psig)

I

(Ampere)

1 20

2 40

3 60

4 80

5 100

6 120

7 140

8 160

9 180

10 200

11 220

12 240

13 260

14 280

15 300

16 …..


61

4.7 Cara Mengolah Data dan Pembahasan

Prosedur pengolahan data dan pembahasan yang digunakan selama penelitian

berlangsung :

a. Setelah memperoleh atau mencatat semua data suhu dan tekanan pada Tabel

4.1, maka langkah selanjutnya yaitu menggambarkan hasil proses siklus

kompresi uap pada diagram P-h.

b. Dari gambar siklus kompresi uap pada diagram P-h dapat diperoleh nilai

entalpi (h1, h2, h3, dan h4), suhu kerja kondensor (Tc) dan suhu kerja

evaporator (Te).

c. Setelah nilai entalpi diketahui, kemudian digunakan untuk menghitung kalor

yang dilepas oleh kondensor, kalor yang diserap evaporator, kerja yang

dilakukan kompresor, COPaktual, COPideal , laju aliran massa refrigeran serta

efisiensi dari showcase tersebut.

d. Perhitungan dan pengolahan data dapat menggunakan persamaan yang ada

seperti pada Persamaan (2.1) menghitung kerja kompresor, Persamaan (2.2)

menghitung energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran

(Qout), Persamaan (2.3) menghitung energi kalor yang diserap oleh

evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), pada Persamaan (2.4)

menghitung (COPaktual), Persamaan (2.5) menghitung (COPideal), Persamaan

(2.6) menghitung efisiensi dan Persamaan (2.7) menghitung laju aliran massa

refrigeran.

e. Hasil-hasil perhitungan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik terhadap

waktu.


62

f. Hasil-hasil penggambaran grafik kemudian dibahas dengan

mempertimbangkan hasil-hasil sebelumnya dan mengacu pada tujuan

penelitian untuk mempermudah dalam pembahasan.

4.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Kesimpulan adalah intisari yang diperoleh dari hasil pembahasan yang telah

dilakukan dalam penelitian yang sudah berlangsung. Kesimpulan juga harus dapat

menjawab tujuan dari penelitian dan harus jelas dalam penyampaiannya.


63

BAB V

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil Penelitian

Hasil penelitian yang dilakukan pada mesin showcase dengan variasi tanpa

menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor. Maka dapat diperoleh

hasil: tekanan refrigeran masuk dan keluar kompresor (P1, P2) sesuai dengan

skematik yang digambarkan (Gambar 4.3), suhu refrigeran masuk kompresor (T1),

suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu

ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere). Dari hasil data tersebut maka dapat untuk

menggambar diagram P-h (Gambar 4.11) dan dari diagram tersebut maka di dapat:

nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te).

a. Nilai tekanan

Tabel 5.1 menyajikan nilai tekanan masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan

keluar kompresor (P2) yang dihasilkan dari pengujian variasi tanpa menggunakan

kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor hingga suhu ruangan pendinginan

mencapai suhu 5,8 ºC.


64

Tabel 5.1 Data nilai tekanan pengukuran masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan

keluar kompresor (P2) dalam satuan psi

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas Menggunakan 1 Menggunakan 3

Kipas Kipas

Tekanan (psi) Tekanan (psi) Tekanan (psi)

P1 P2 P1 P2 P1 P2

1 20 5 130 0 150 0 140

2 40 5 215 1 153 0 140

3 60 5 220 1 153 0 140

4 80 5 220 1 153 0 140

5 100 5 220 1 152 0 140

6 120 5 220 1 152 0 140

7 140 5 220 1 152

8 160 5 220 1 152

9 180 5 220 1 152

10 200 5 220

11 220 5 210

12 240 5 210

13 260 5 210

14 280 5 210

15 300 5 210

Data tekanan pengukuran ini didapatkan dari hasil pengujian mesin showcase

yang dirakit atau dibuat. Data ini masih dalam satuan psi maka jika akan di ubah ke

satuan absolut dengan satuan bar maka dapat dikonversikan dengan cara tekanan

pengukuran ditambah 14,7 psi kemudian hasilnya dikalikan dengan 0,0689476 bar

psi

yang disajikan pada Tabel 5.2.


65

Tabel 5.2 Nilai tekanan absolut masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar

kompresor (P2) dalam satuan bar

No

Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas Menggunakan 1 Menggunakan 3

Kipas Kipas

Tekanan (bar) Tekanan (bar) Tekanan (bar)

P1 P2 P1 P2 P1 P2

1 20 1,36 9,98 1,01 11,35 1,01 10,67

2 40 1,36 15,83 1,08 11,56 1,01 10,67

3 60 1,36 16,18 1,08 11,56 1,01 10,67

4 80 1,36 16,18 1,08 11,56 1,01 10,67

5 100 1,36 16,18 1,08 11,49 1,01 10,67

6 120 1,36 16,18 1,08 11,49 1,01 10,67

7 140 1,36 16,18 1,08 11,49

8 160 1,36 16,18 1,08 11,49

9 180 1,36 16,18 1,08 11,49

10 200 1,36 16,18

11 220 1,36 15,49

12 240 1,36 15,49

13 260 1,36 15,49

14 280 1,36 15,49

15 300 1,36 15,49

b. Nilai suhu kerja masuk dan keluar kompresor, suhu kerja keluar kondensor,

suhu kerja ruangan dan arus listrik

Hasil penelitian mesin showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor untuk hasil nilai suhu refrigeran masuk

kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar

kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) hingga suhu ruangan

pendinginan mencapai 5,8 ºC disajikan pada Tabel 5.3, Tabel 5.4 dan Tabel 5.5.


66

Tabel 5.3 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar

kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan

arus listrik (Ampere) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Suhu (ºC) I

T1 T2 T3 T4 (Ampere)

1 20 19,3 71,4 49,3 18,5 0,90

2 40 18,8 81,3 50,4 15,3 0,90

3 60 18,5 87,3 49,9 12,1 0,90

4 80 18,8 88,7 50,1 10,8 0,90

5 100 18,7 90,4 49.8 9,4 0,90

6 120 17,2 89,9 49.8 8,5 0,90

7 140 17,5 91,6 49,6 8,0 0,90

8 160 17,2 91,5 49.7 7,6 0,90

9 180 16,6 91,1 49.5 7,2 0,90

10 200 18,7 91,9 49.3 6,8 0,90

11 220 17,7 89,9 49.7 6,5 0,90

12 240 18,1 90,6 49.9 6,3 0,90

13 260 19,9 88,9 49.6 6,2 0,90

14 280 19,1 90,3 49.4 6,0 0,90

15 300 18,5 90,5 49,8 5,8 0,90



arus listrik (Ampere) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Suhu (ºC) I


1 20 17,7 60,2 35,0 18,3 0,96

2 40 18,5 66,5 35,2 13,2 0,96

3 60 18,2 70,5 35,1 11,2 0,96

4 80 18,4 72,0 35,0 9,0 0,96

5 100 17,2 73,4 35,0 8,0 0,96

6 120 17,3 75,3 34,8 7,2 0,96

7 140 16,1 75,4 34,6 6,6 0,96

8 160 17,6 76,8 34,7 6,1 0,96

9 180 17,9 75,6 34,7 5,8 0,96


67



arus listrik (Ampere) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Suhu (ºC) I


1 20 22,2 62,6 32,6 15,9 1,05

2 40 22,4 70,4 33,2 11,8 1,05

3 60 23,4 74,0 33,3 9,4 1,05

4 80 22,3 79,0 33,3 7,8 1,05

5 100 21,5 80,8 33,5 6,3 1,05

6 120 20,3 79,7 33,6 5,8 1,05

c. Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator

(Te)

Hasil pengolahan data dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas

pendingin kondensor dengan menggunakan diagram P-h diperoleh nilai entalpi tiap

titik (h1, h2, h3, h4), suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator

(Te) disajikan pada Tabel 5.6, Tabel 5.7 dan Tabel 5.8.

Tabel 5.6 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran

evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas Pendingin Kondensor Suhu (ºC)

Nilai Entalpi (kJ/kg)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

1 20 418,0 473,5 268,0 268,0 -19,2 39,3

2 40 418,5 482,5 270,5 270,5 -19,2 57,5

3 60 417,5 483,2 270,0 270,0 -19,2 58,2

4 80 418,0 484,0 270,0 270,0 -19,2 58,2

5 100 417,5 483,5 270,0 270,0 -19,2 58,2

6 120 417,4 482,0 270,0 270,0 -19,2 58,2


68

Tabel 5.6 Lanjutan nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu

refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas Pendingin Kondensor Suhu (ºC)

Nilai Entalpi (kJ/kg)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

7 140 416,8 482,0 269,8 269,8 -19,2 58,2

8 160 416,6 481,8 269,8 269,8 -19,2 58,2

9 180 416,0 481,8 269,8 269,8 -19,2 58,2

10 200 417,5 482,5 268,0 268,0 -19,2 58,2

11 220 416,4 480,2 269,5 269,5 -19,2 56,5

12 240 417,0 481,0 270,0 270,0 -19,2 56,5

13 260 418,5 483,5 269,6 269,6 -19,2 56,5

14 280 417,8 482,1 269,8 269,8 -19,2 56,5

15 300 417,0 481,1 270,0 270,0 -19,2 56,5


evaporator (Te) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas Pendingin Kondensor

Nilai Entalpi (kJ/kg) Suhu (ºC)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

1 20 417,1 482,1 247,5 247,5 -26,0 44,2

2 40 417,5 480,0 246,1 246,1 -24,5 44,9

3 60 417,2 479,8 248,4 248,4 -24,5 44,9

4 80 417,5 480,0 248,2 248,2 -24,5 44,9

5 100 417,4 479,9 247,8 247,8 -24,5 44,5

6 120 417,4 479,8 247,7 247,7 -24,5 44,5

7 140 416,7 479,7 247,2 247,2 -24,5 44,5

8 160 416,8 478,2 247,4 247,4 -24,5 44,5

9 180 417,5 480,0 247,6 247,6 -24,5 44,5


69


evaporator (Te) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas Pendingin Kondensor

Nilai Entalpi (kJ/kg) Suhu (ºC)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

1 20 423,5 483,8 244,8 244,8 -26 43,8

2 40 423,6 484,0 244,5 244,5 -26 43,8

3 60 424,2 483,8 244,8 244,8 -26 43,8

4 80 424,2 483,8 244,8 244,8 -26 43,8

5 100 422,5 482,5 245,0 245,0 -26 43,8

6 120 419,2 480,2 245,1 245,1 -26 43,8

5.2 Perhitungan

a. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1). Hasil pengolahan data Win dengan variasi tanpa


kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel

5.9, 5.10 dan 5.11. Sebagai contoh perhitungan mencari Win diambil pada menit ke

300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

Win = (h2 – h1) kJ/kg

= (481,1 – 417,0) kJ/kg

= 64,1 kJ/kg


70

Tabel 5.9 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) tanpa menggunakan

kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

h1 h2 Win (kJ/kg)

1 20 418,0 473,5 55,5

2 40 418,5 482,5 64,0

3 60 417,5 483,2 65,7

4 80 418,0 484,0 66,0

5 100 417,5 483,5 66,0

6 120 417,4 482,0 64,6

7 140 416,8 482,0 65,2

8 160 416,6 481,8 65,2

9 180 416,0 481,8 65,8

10 200 417,5 482,5 65,0

11 220 416,4 480,2 63,8

12 240 417,0 481,0 64,0

13 260 418,5 483,5 65,0

14 280 417,8 482,1 64,3

15 300 417,0 481,1 64,1

Tabel 5.10 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 1


No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas

h1 h2 Win (kJ/kg)

1 20 417,1 482,1 65,0

2 40 417,5 480,0 62,5

3 60 417,2 479,8 62,6

4 80 417,5 480,0 62,5

5 100 417,4 479,9 62,5

6 120 417,4 479,8 62,4

7 140 416,7 479,7 63,0

8 160 416,8 478,2 61,4

9 180 417,5 480,0 62,5


71

Tabel 5.11 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 3


No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas

h1 h2 Win (kJ/kg)

1 20 423,5 483,8 60,3

2 40 423,6 484,0 60,4

3 60 424,2 483,8 59,6

4 80 424,2 483,8 59,6

5 100 422,5 482,5 60,0

6 120 419,2 480,2 61,0

b. Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)

Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Hasil pengolahan data Qout dengan

variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan

pada Tabel 5.12, 5.13 dan 5.14. Sebagai contoh perhitungan mencari Qout diambil

pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

Qout = (h2 – h3) kJ/kg

= (481,1 – 270,0) kJ/kg

= 211,1 kJ/kg

Tabel 5.12 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)

tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

h2 h3 Qout (kJ/kg)

1 20 473,5 268,0 205,5

2 40 482,5 270,5 212,0

3 60 483,2 270,0 213,2


72

Tabel 5.12 Lanjutan energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

h2 h3 Qout (kJ/kg)

4 80 484,0 270,0 214,0

5 100 483,5 270,0 213,5

6 120 482,0 270,0 212,0

7 140 482,0 269,8 212,2

8 160 481,8 269,8 212,0

9 180 481,8 269,8 212,0

10 200 482,5 268,0 214,5

11 220 480,2 269,5 210,7

12 240 481,0 270,0 211,0

13 260 483,5 269,6 213,9

14 280 482,1 269,8 212,3

15 300 481,1 270,0 211,1


menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas

h2 h3 Qout (kJ/kg)

1 20 482,1 247,5 234,6

2 40 480,0 246,1 233,9

3 60 479,8 248,4 231,4

4 80 480,0 248,2 231,8

5 100 479,9 247,8 232,1

6 120 479,8 247,7 232,1

7 140 479,7 247,2 232,5

8 160 478,2 247,4 230,8

9 180 480,0 247,6 232,4


73



No Waktu Menggunakan 3 Kipas

h2 h3 Qout (kJ/kg)

1 20 483,8 244,8 239,0

2 40 484,0 244,5 239,5

3 60 483,8 244,8 239,0

4 80 483,8 244,8 239,0

5 100 482,5 245,0 237,5

6 120 480,2 245,1 235,1

c. Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin)

Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Hasil pengolahan data Qin dengan

variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan

pada Tabel 5.15, 5.16 dan 5.17. Sebagai contoh perhitungan mencari Qin diambil

pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

Qin = (h1 – h4) = (h1 – h3) kJ/kg

= (417,0 – 270,0) kJ/kg

= 147,0 kJ/kg

Tabel 5.15 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin)

tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

h1 h3 Qin (kJ/kg)

1 20 418,0 268,0 150,0

2 40 418,5 270,5 148,0

3 60 417,5 270,0 147,5

4 80 418,0 270,0 148,0


74


refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

h1 h3 Qin (kJ/kg)

5 100 417,5 270,0 147,5

6 120 417,4 270,0 147,4

7 140 416,8 269,8 147,0

8 160 416,6 269,8 146,8

9 180 416,0 269,8 146,2

10 200 417,5 268,0 149,5

11 220 416,4 269,5 146,9

12 240 417,0 270,0 147,0

13 260 418,5 269,6 148,9

14 280 417,8 269,8 148,0

15 300 417,0 270,0 147,0



No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas

h1 h3 Qin (kJ/kg)

1 20 417,1 247,5 169,6

2 40 417,5 246,1 171,4

3 60 417,2 248,4 168,8

4 80 417,5 248,2 169,3

5 100 417,4 247,8 169,6

6 120 417,4 247,7 169,7

7 140 416,7 247,2 169,5

8 160 416,8 247,4 169,4

9 180 417,5 247,6 169,9



No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas

h1 h3 Qin (kJ/kg)

1 20 423,5 244,8 178,7

2 40 423,6 244,5 179,1


75


refrigeran (Qin) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas

h1 h3 Qin (kJ/kg)

3 60 424,2 244,8 179,4

4 80 424,2 244,8 179,4

5 100 422,5 245,0 177,5

6 120 419,2 245,1 174,1

d. Koefisien prestasi aktual (COPaktual)

Koefisien prestasi aktual (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.4). Hasil pengolahan data COPaktual dengan variasi tanpa



5.18, 5.19 dan 5.20. Sebagai contoh perhitungan mencari COPaktual diambil pada

menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

COPaktual = Qin / Win = (h1 – h4) / (h2 – h1)

= 147,0 kJ/kg / 64,1 kJ/kg

= 2,29

Tabel 5.18 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

Qin (kJ/kg) Win (kJ/kg) COPaktual

1 20 150,0 55,5 2,70

2 40 148,0 64,0 2,31

3 60 147,5 65,7 2,25

4 80 148,0 66,0 2,24

5 100 147,5 66,0 2,23

6 120 147,4 64,6 2,28

7 140 147,0 65,2 2,25


76

Tabel 5.18 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan


No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas


8 160 146,8 65,2 2,25

9 180 146,2 65,8 2,22

10 200 149,5 65,0 2,30

11 220 146,9 63,8 2,30

12 240 147,0 64,0 2,30

13 260 148,9 65,0 2,29

14 280 148,0 64,3 2,30

15 300 147,0 64,1 2,29

Tabel 5.19 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas


1 20 169,6 65,0 2,61

2 40 171,4 62,5 2,74

3 60 168,8 62,6 2,70

4 80 169,3 62,5 2,71

5 100 169,6 62,5 2,71

6 120 169,7 62,4 2,72

7 140 169,5 63,0 2,69

8 160 169,4 61,4 2,76

9 180 169,9 62,5 2,72

Tabel 5.20 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas


1 20 178,7 60,3 2,96

2 40 179,1 60,4 2,97

3 60 179,4 59,6 3,01

4 80 179,4 59,6 3,01


77

Tabel 5.20 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas


5 100 177,5 60,0 2,96

6 120 174,1 61,0 2,85

e. Koefisien prestasi ideal (COPideal)

Koefisien prestasi ideal (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.5). Hasil pengolahan data COPideal dengan variasi tanpa



5.21, 5.22 dan 5.23. Sebagai contoh perhitungan mencari COPideal diambil pada

menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

COPideal = (Te) / (Tc – Te)

= (-20,0 + 273,15) / (56,1 +273,15) – (-20,0 + 273,15)

= 3,33

Tabel 5.21 Koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

Te Tc COPideal

1 20 -19,2 39,3 4,34

2 40 -19,2 57,5 3,31

3 60 -19,2 58,2 3,28

4 80 -19,2 58,2 3,28

5 100 -19,2 58,2 3,28

6 120 -19,2 58,2 3,28

7 140 -19,2 58,2 3,28

8 160 -19,2 58,2 3,28


78

Tabel 5.21 Lanjutan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

Te Tc COPideal

9 180 -19,2 58,2 3,28

10 200 -19,2 58,2 3,28

11 220 -19,2 56,5 3,35

12 240 -19,2 56,5 3,35

13 260 -19,2 56,5 3,35

14 280 -19,2 56,5 3,35

15 300 -19,2 56,5 3,35

Tabel 5.22 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas

Te Tc COPideal

1 20 -26,0 44,2 3,52

2 40 -24,5 44,9 3,58

3 60 -24,5 44,9 3,58

4 80 -24,5 44,9 3,58

5 100 -24,5 44,5 3,60

6 120 -24,5 44,5 3,60

7 140 -24,5 44,5 3,60

8 160 -24,5 44,5 3,60

9 180 -24,5 44,5 3,60

Tabel 5.23 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas

Te Tc COPideal

1 20 -26,0 43,8 3,54

2 40 -26,0 43,8 3,54

3 60 -26,0 43,8 3,54

4 80 -26,0 43,8 3,54

5 100 -26,0 43,8 3,54

6 120 -26,0 43,8 3,54


79

f. Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ)

Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.6). Hasil pengolahan data ṁ dengan variasi tanpa



5.24, 5.25 dan 5.26. Sebagai contoh perhitungan mencari ṁ diambil pada menit ke

300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

ṁ = (V x I) / Win = P / Win

= (220 x 0,90) / 64,1 kg/s

= 3,09 kg/s

Tabel 5.24 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

I Win ṁ

(Ampere) (kJ/kg) (kg/s)

1 20 0,90 55,5 3,57

2 40 0,90 64,0 3,09

3 60 0,90 65,7 3,01

4 80 0,90 66,0 3,00

5 100 0,90 66,0 3,00

6 120 0,90 64,6 3,07

7 140 0,90 65,2 3,04

8 160 0,90 65,2 3,04

9 180 0,90 65,8 3,01

10 200 0,90 65,0 3,05

11 220 0,90 63,8 3,10

12 240 0,90 64,0 3,09

13 260 0,90 65,0 3,05

14 280 0,90 64,3 3,08

15 300 0,90 64,1 3,09


80

Tabel 5.25 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

I Win ṁ


1 20 0,96 65,0 3,25

2 40 0,96 62,5 3,38

3 60 0,96 62,6 3,37

4 80 0,96 62,5 3,38

5 100 0,96 62,5 3,38

6 120 0,96 62,4 3,38

7 140 0,96 63,0 3,35

8 160 0,96 61,4 3,44

9 180 0,96 62,5 3,38

Tabel 5.26 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 3 kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

I Win ṁ


1 0 1,03 59,0 3,84

2 20 1,05 60,3 3,83

3 40 1,05 60,4 3,82

4 60 1,05 59,6 3,88

5 80 1,05 59,6 3,88

6 100 1,05 60,0 3,85

7 120 1,05 61,0 3,79

g. Efisiensi (Ƞ) mesin showcase

Efisiensi (Ƞ) mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.7). Hasil pengolahan data Ƞ dengan variasi tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.27, 5.28 dan

5.29. Sebagai contoh perhitungan mencari Ƞ diambil pada menit ke 300 pada variasi

tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.


81

Ƞ = COPaktual / COPideal x 100%

= (2,29 / 3,33 ) x 100%

= 69%

Tabel 5.27 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Tanpa Kipas

COPideal COPaktual Efisiensi

1 20 4,34 2,70 62%

2 40 3,31 2,31 70%

3 60 3,28 2,25 68%

4 80 3,28 2,24 68%

5 100 3,28 2,23 68%

6 120 3,28 2,28 70%

7 140 3,28 2,25 69%

8 160 3,28 2,25 69%

9 180 3,28 2,22 68%

10 200 3,28 2,30 70%

11 220 3,35 2,30 69%

12 240 3,35 2,30 68%

13 260 3,35 2,29 68%

14 280 3,35 2,30 69%

15 300 3,35 2,29 68%

Tabel 5.28 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas


1 20 3,52 2,61 74%

2 40 3,58 2,74 77%

3 60 3,58 2,70 75%

4 80 3,58 2,71 76%

5 100 3,60 2,71 75%

6 120 3,60 2,72 75%

7 140 3,60 2,69 75%


82

Tabel 5.28 Lanjutan efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 1 Kipas


8 160 3,60 2,76 77%

9 180 3,60 2,72 75%

Tabel 5.29 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor

No Waktu

(Menit)

Menggunakan 3 Kipas


1 20 3,54 2,96 84%

2 40 3,54 2,97 84%

3 60 3,54 3,01 85%

4 80 3,54 3,01 85%

5 100 3,54 2,96 84%

6 120 3,54 2,85 81%

5.3 Pembahasan

Dari hasil penelitian dan perhitungan showcase yang dibuat dapat bekerja

dengan baik dalam mendinginkan minuman kemasan air teh yang berisi 180 ml

sebanyak 22 buah dan kemasan air mineral yang berisi 600 ml sebanyak 1 buah

hingga suhu ruangan pendinginan mencapai 5,8 ºC. Penelitian yang dilakukan

menghasilkan data berupa: tekanan refrigeran masuk dan keluar kompresor (P1, P2),

suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu

refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere), data

tersebut dapat digunakan untuk menggambar diagram P-h. Dari diagram P-h maka

dapat diketahui nilai entalpi h1, h2, h3, h4 pada masing-masing variasi dan juga

diperoleh suhu kerja rata-rata evaporator (Te) dan kondensor (Tc) pada variasi


83

showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar -19,2 ºC dan 56,3

ºC. Untuk variasi showcase menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar

-24,7 ºC dan 44,6 ºC. Dan untuk variasi showcase menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor sebesar -26,0 ºC dan 43,8 ºC. Dari nilai entalpi, kerja evaporator (Te) dan

kondensor (Tc) yang diketahui maka dapat dicari besar kerja kompresor persatuan

massa refrigeran (Win), energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran (Qout), energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran

(Qin), (4) COPaktual mesin showcase, COPideal mesin showcase, laju aliran massa

refrigeran (ṁ) dan efisiensi mesin showcase (ƞ).

Gambar 5.1 Perbandingan kerja kompresor (Win) tanpa kipas, menggunakan 1

kipas dan 3 kipas pendingin kompresor

Hasil perhitungan suhu kerja kompresor (Win) dengan variasi showcase tanpa


kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.9,

Tabel 5.10 dan Tabel 5.11. Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan

kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk

64,1 62,5 61,0

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

Win

(kJ/

kg)

Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas


84

mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kerja kompresor (Win) terkecil

sebesar 55,5 kJ/kg, terbesar sebesar 66,0 kJ/kg dan rata-rata sebesar 64,3 kJ/kg.

Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang

pendinginan sebesar 5,8 ºC, kerja kompresor (Win) terkecil sebesar 61,4 kJ/kg,

terbesar sebesar 65,0 kJ/kg dan rata-rata sebesar 62,7 kJ/kg. Untuk showcase

dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu

pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8

ºC, kerjakompresor (Win) terkecil sebesar 59,6 kJ/kg, terbesar sebesar 60,4 kJ/kg

dan rata-rata sebesar 60,2 kJ/kg.

Dari Gambar 5.1 menunjukkan bahwa kerja kompresor (Win) pada saat suhu

mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor sebesar 64,1 kJ/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar

62,5 kJ/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 61,0 kJ/kg.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan

maka semakin kecil atau meringankan kerja kompresor dan memperlancar laju

aliran refrigeran dalam siklus kompresi uap.


85

Gambar 5.2 Perbandingan kalor yang dilepas kondensor (Qout) tanpa kipas,

menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor

Hasil perhitungan untuk kalor yang dilepas kondensor (Qout) dengan variasi

showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada

Tabel 5.12, Tabel 5.13 dan Tabel 5.14. Untuk showcase dengan variasi tanpa

menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama

300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang

dilepas kondensor (Qout) terkecil sebesar 205,5 kJ/kg, terbesar sebesar 214,5 kJ/kg

dan rata-rata sebesar 212,0 kJ/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1


mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang dilepas kondensor

(Qout) terkecil sebesar 230,8 kJ/kg, terbesar sebesar 234,6 kJ/kg dan rata-rata

sebesar 232,4 kJ/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas

pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk

mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang dilepas kondensor

211,1

232,4 235,1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

Qou

t(k

J/kg)



86

(Qout) terkecil sebesar 235,1 kJ/kg, terbesar sebesar 239,5 kJ/kg dan rata-rata

sebesar 238,2 kJ/kg.

Dari Gambar 5.2 menunjukkan bahwa kalor yang dilepas kondensor (Qout)

pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor sebesar 211,1 kJ/kg, menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor sebesar 232,4 kJ/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

sebesar 235,1 kJ/kg. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak

kipas yang digunakan maka semakin cepat kalor yang dilepas ke lingkungan, hal

ini disebabkan karena refrigeran yang bertekanan dan bersuhu tinggi yang berasal

dari kompresor melewati kondensor yang menggunakan 1 kipas pendingin akan

mengalami pendinginan lebih cepat sehingga aliran udara ke lingkungan lebih

cepat.

Gambar 5.3 Perbandingan kalor yang diserap kondensor (Qin) tanpa kipas,


Hasil perhitungan untuk kalor yang diserap kondensor (Qin) dengan variasi


147,0

169,9 174,1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

Qin

(kJ/

kg)



87




300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang

diserap kondensor (Qin) terkecil sebesar 146,2 kJ/kg, terbesar sebesar 150,0 kJ/kg

dan rata-rata sebesar 147,7 kJ/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1


mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang diserap kondensor

(Qin) terkecil sebesar 168,8 kJ/kg, terbesar sebesar 171,4 kJ/kg dan rata-rata sebesar

169,7 kJ/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin

kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu

ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang diserap kondensor (Qin) terkecil

sebesar 174,1 kJ/kg, terbesar sebesar 179,4 kJ/kg dan rata-rata sebesar 178,0 kJ/kg.

Dari Gambar 5.3 menunjukkan bahwa kalor yang diserap kondensor (Qin)


pendingin kondensor sebesar 147,0 kJ/kg, menggunakan 1 kipas pendingin

kondensor sebesar 169,9 kJ/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

sebesar 174,1 kJ/kg. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa refrigeran lebih cepat

menuju penurunan fasa cair dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor

dibandingkan dengan menggunakan 1 kipas pendingin kondensor maupun tanpa

kipas pendingin kondensor.


88

Gambar 5.4 Perbandingan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa kipas,


Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi aktual (COPaktual) dengan variasi





300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien

prestasi aktual (COPaktual) terkecil sebesar 2,22, terbesar sebesar 2,70 dan rata-rata

sebesar 2,30. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin


ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi aktual (COPaktual) terkecil

sebesar 2,61, terbesar sebesar 2,76 dan rata-rata sebesar 2,71. Untuk showcase

dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu

pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8

2,29

2,722,85

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

CO

Pak

tuaa

l



89

ºC, koefisien prestasi aktual (COPaktual) terkecil sebesar 2,85, terbesar sebesar 3,01

dan rata-rata sebesar 2,96.

Dari Gambar 5.4 menunjukkan bahwa koefisien prestasi aktual (COPaktual)


pendingin kondensor sebesar 2,29, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

sebesar 2,72 dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 2,85. Dengan

demikian dapat dikatakan bahwa semakin cepat kalor yang dilepas ke lingkungan

maka kalor yang diserap evaporator juga cepat, hal ini akan membuat kerja

kompresor (Win) semakin ringan.

Gambar 5.5 Perbandingan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa kipas,


Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi ideal (COPideal) dengan variasi




3,353,60 3,54

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

CO

Pid

eal



90


300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien

prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar 3,28, terbesar sebesar 4,34 dan rata-rata

sebesar 3,38. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin


ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar

3,52, terbesar sebesar 3,60 dan rata-rata sebesar 3,59. Untuk showcase dengan

variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan

selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien

prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar 3,54, terbesar sebesar 3,54 dan rata-rata

sebesar 3,54.

Dari Gambar 5.5 menunjukkan bahwa koefisien prestasi ideal (COPideal) pada

saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor sebesar 3,35, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

sebesar 3,60 dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 3,54. Dengan

demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka kerja

kompresor semakin ringan sehingga akan berpengaruh terhadap suhu refrigeran

evaporator seamkin tinggi sedangkan suhu refrigeran kondensor semakin rendah.


91

Gambar 5.6 Perbandingan laju aliran massa refrigeran (ṁ) tanpa kipas,


Hasil perhitungan untuk laju aliran massa refrigeran (ṁ) dengan variasi





300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa

refrigeran (ṁ) terkecil sebesar 3,00 kg/s, terbesar sebesar 3,57 kg/s dan rata-rata

sebesar 3,09 kg/s. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin


ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa refrigeran (ṁ) terkecil sebesar

3,25 kg/s, terbesar sebesar 3,44 kg/s dan rata-rata sebesar 3,37 kg/s. Untuk

showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan

waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan

3,09

3,38

3,79

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Laj

u a

lira

n m

assa

ref

riger

an (

kg/s

)



92

sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa refrigeran (ṁ) terkecil sebesar 3,79 kg/s, terbesar

sebesar 3,88 kg/s dan rata-rata sebesar 3,84 kg/s.

Dari Gambar 5.6 menunjukkan bahwa laju aliran massa refrigeran (ṁ) pada

saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas

pendingin kondensor sebesar 3,09 kg/s, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

sebesar 3,38 kg/s dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 3,79 kg/s.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan

maka kerja kompresor semakin ringan sehingga akan berpengaruh terhadap suhu

refrigeran evaporator seamkin tinggi sedangkan suhu refrigeran kondensor semakin

rendah.

Gambar 5.7 Perbandingan efisiensi mesin showcase (Ƞ) tanpa kipas,


Hasil perhitungan untuk efisiensi mesin showcase (Ƞ) dengan variasi



68%

75%81%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Efi

sien

si m

esin

show

case



93



300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin

showcase (Ƞ) terkecil sebesar 62 %, terbesar sebesar 70 % dan rata-rata sebesar

68 %. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor

dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang

pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin showcase (Ƞ) terkecil sebesar 74 %,

terbesar sebesar 77 % dan rata-rata sebesar 75 %. Untuk showcase dengan variasi

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama

120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin

showcase (Ƞ) terkecil sebesar 81 %, terbesar sebesar 85 % dan rata-rata sebesar

84 %.

Dari Gambar 5.7 menunjukkan bahwa efisiensi mesin showcase (Ƞ) pada saat

suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin

kondensor sebesar 68 %, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 75 %

dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 81 %. Dengan demikian

dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka kerja

kompresor semakin ringan dan efisiensi akan meningkat. Tak dipungkiri bahwa

showcase yang dibuat atau dirakit tidak mencapai efisiensi 100 % karena masih ada

celah ataupun rongga yang dapat membuat udara lingkungan masuk kedalam ruang

pendinginan.


94

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat diamb beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

a. Showcase yang dibuat atau dirakit dapat bekerja dengan baik hingga

mencapai suhu ruang pendinginan 5,8 oC. Untuk showcase tanpa kipas

kondensor memerlukan waktu selama 300 menit. Untuk showcase

menggunakan 1 kipas kondensor memerlukan waktu selama 180 menit.

Untuk showcase menggunakan 3 kipas kondensor memerlukan waktu selama

120 menit.

b. Suhu kerja evaporator (Te) dan suhu kerja kondensor (Tc) showcase dengan

variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar -19,2 ºC dan 56,3

ºC, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar -24,7 ºC dan

44,6 ºC serta dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata

sebesar -26,0 ºC dan 43,8 ºC. Dan karakteristik showcase meliputi:

1) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) showcase dengan variasi

tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 64,3 kJ/kg, menggunakan

1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 62,7 kJ/kg dan dengan

menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 60,2 kJ/kg.

2) Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) showcase

dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 212,0


95

kJ/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 232,4

kJ/kg dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata


3) Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) showcase

dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 147,7

kJ/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 169,7

kJ/kg dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata


4) COPaktual mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor

rata-tata sebesar 2,30, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata

sebesar 2,71 dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata

sebesar 2,96.

5) COPideal mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor

rata-tata sebesar 3,38, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata

sebesar 3,59 dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata

sebesar 3,54.

6) Laju aliran massa refrigeran (ṁ) showcase dengan variasi tanpa kipas

pendingin kondensor rata-tata sebesar 3,09 kg/s, menggunakan 1 kipas

pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,37 kg/s dan dengan menggunakan 3

kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,84 kg/s.

7) Efisiensi mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor

rata-tata sebesar 68 %, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata


96

sebesar 75 % dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-

rata sebesar 81 %.

6.2 Saran

Dari hasil penelitian yang dilakukan, ada beberapa saran yang dapat

dikemukakan:

a. Kipas pendingin kondensor sebaiknya sama dengan lebar dan tinggi

kondensor, agar angin dari kipas mengenai seluruh bagian dari kondensor dan

sebaiknya aliran hembusan udara kipas menghadap keluar lingkungan

sehingga kalor dari kondensor tidak langsung mengenai dinding showcase

sehingga nilai COP dan efisiensi showcase semakin meningkat.

b. Letak kipas di dalam ruang pendingin sebaiknya diubah menjadi serong

dengan arah hembusan udara langsung menuju evaporator, agar sirkulasi

udara yang terjadi di dalam ruang pendinginan menjadi lebih baik.

c. Saluran pipa dari evaporator menuju kompresor sebaiknya tidak berdekatan

dengan saluran pipa menuju kondensor sehingga tidak berpengaruh terhadap

suhu kerja evaporator dan kondensor. Sebaiknya saluran pipa dari evaporator

menuju kompresor dilapisi isolator seperti karet busa isolasi pipa (superlon),

agar refrigeran tidak menyerap kalor dari udara lingkungan sehingga kinerja

showcase menjadi lebih optimal dan baik.

d. Dinding showcase lebih baik terbuat dari bahan yang dapat menahan dingin

dari dalam ruang pendingin agar tidak keluar ke luar, karena kalau terbuat

dari bahan kaca dan kerangka aluminium akan terlihat jelas bahwa suhu


97

dingin keluar ke lingkungan (keluar embun dari dinding kaca dan

aluminium).


98

DAFTAR PUSTAKA

Kemas, Ridhuan. dan I Gede, Angga., 2009, Pengaruh Media Pendingin Air Pada

Kondensor Terhadap Kerja Mesin Pendingin, Metro. Universitas

Muhammadiyah.

Anwar, khairil., 2010, Efek Beban Pendingin Terhadap Kinerja Sistem Mesin

Pendingin.

Helmi, Risza., 2011, Perbandingan COP Pada Refrigerator Dengan Refrigeran CFC

R12 Dan HC R134a Untuk Diameter Pipa Kapiler Yang Berbeda,

Universitas Guna Dharma.

Indriyanto, 2013, Mesin Kulkas dengan Panjang Pipa Kapiler 175 cm dan

Mengetahui Karakteristik Kulkas, (Hal 38).

Willis, G. R., 2013, Prestasi Refrigeran R22 dengan R134a Pada Mesin Pendingin,

Jurnal Teknik Mesin.

Ridwan, 2005, Perbandingan Unjuk Kerja atau Coefficient Of Performance (COP)

Refrigeran 12 (R.12) Terhadap Refrigeran 134a (R.134a) Pada Suatu

Refrigerator 75 W.

Karyanto, E. dan Emon Pariangga. 2005, Teknik Mesin Pendingin, Volume 1,

Jakarta : Penerbit CV Restu Agung.

Ridwan., 2005, Perbandingan Unjuk Kerja Atau Coefficient Of Performance

(COP) Refrigeran 12 (R.12) Terhadap Refrigeran 134a (R.134a) Pada Suatu

Refrigerator 75 W.

Stoecker, WF., 1987, Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, Penerbit Erlangga.

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


99

LAMPIRAN

a. Diagram P-h Showcase Tanpa Menggunakan Kipas Pendingin Kondensor


100


101


102


103


104


105


106


107


108


109


110


111


112


113


114

b. Diagram P-h Showcase Menggunakan 1 Kipas Pendingin Kondensor


115


116


117


118


119


120


121


122


123

c. Diagram P-h Showcase Menggunakan 3 Kipas Pendingin Kondensor


124


125


126


127


128


Documents

KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN DAYA 1/3 HP DAN … · KIPAS DI KONDENSOR ... dan sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah di tulis atau diterbitkan oleh