PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori 2.1.1. Freezer Pada saat ini, dibanyak tempat banyak ditemui mesin pendingin,

i

KARAKTERISTIK MESIN FREEZER DENGAN PANJANG PIPA

KAPILER 190 CM

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

STEFANUS TRI NUGROHO

NIM : 095214033

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE CHARACTERISTICS OF A FREEZER MACHINE WITH A 190 CM

CAPILLARY PIPE

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Academic Engineering degree

in Mechanical Engineering Study Program

By:

STEFANUS TRI NUGROHO

Student Number : 095214033

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2013


iii SANATA DHARMA UNIVERSITY


iv


v


vi


vii

ABSTRAK

Teknologi mesin freezer saat ini sangat mempengaruhi kehidupan dunia

modern, tidak hanya terbatas untuk peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup,

namun juga sudah menyentuh hal-hal esensial yang menunjang kehidupan

manusia. Mesin Pembeku (freezer, ice maker, cold storage, dll) dipergunakan

untuk membekukan bahan bahan yang ada didalamnya. Dengan kondisi yang

beku, buah buahan dan daging dapat awet dalam waktu yang relatif lama. Tujuan

dari penelitian ini adalah : (a) membuat mesin freezer (b) menghitung kerja

kompresor mesin freezer persatuan massa refrigeran (c) menghitung energi kalor

persatuan massa refrigeran yang diserap mesin freezer (d) menghitung energi

kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas mesin freezer (e) menghitung COP.

Penelitian dilakukan di laboratorium. Mesin freezer yang dipergunakan

dalam penelitian memakai siklus kompresi uap. Mesin freezer menggunakan pipa

kapiler dengan panjang pipa kapiler 190 cm. Daya kompresor sebesar 115 W.

Evaporator dan kondenser yang digunakan adalah komponen standar dari mesin

freezer berdaya 115 W. Data-data penelitian yang diambil pada penelitian

meliputi suhu dan tekanan pada mesin freezer. Nilai- nilai entalpi diambil dari P-h

diagram yang didasarkan nilai suhu dan tekanan dari hasil penelitian. Perhitungan

kalor yang diserap evaporator, kalor yang dibuang kondenser dan kerja kompresor

serta COP didasarkan pada entalpi yang diperoleh.

Penelitian memberikan hasil (a) mesin freezer sudah berhasil dibuat dan

bekerja dengan baik. (b) kerja kompresor persatuan massa refrigeran pada saat

nilainya tetap dengan harga Win sebesar 54 kJ/kg, pada t=360 menit. (c) Kalor

yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran pada saat nilainya tetap

dengan harga Qin sebesar 144 kJ/kg, pada t=360 menit. (d) Kalor yang dilepas

kondensor persatuan massa refrigeran pada saat nilainya tetap dengan harga Qout

sebesar 198 kJ/kg, pada t=330 menit. (e) COP yang dihasilkan pada saat nilainya

tetap dengan harga COP sebesar 2,67 kJ/kg, pada t=360 menit.

Kata Kunci : kompresi uap, mesin freezer, COP, kondensor, evaporator.


viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas berkah dan rahmat Tuhan Yang Maha Sempurna,

sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas Akhir ini

merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program

studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Penulis merasa bahwa penelitian yang sedang di lakukan merupakan

penelitian yang tidak mudah, karena pada penelitian ini penulis melakukan

langsung cara pembuatan dari awal, pengambilan data, pemahaman tentang

prinsip kerja alat, dan solusi yang tepat terhadap masalah yang dihadapi. Penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Karakteristik Mesin Freezer

Dengan Panjang Pipa Kapiler 190 cm ” ini karena adanya bantuan dan kerjasama

dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

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

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. P.K. Purwadi, M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin dan

sekaligus sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir.

3. Wibowo Kusbandono, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik yang

telah membimbing saya selama kuliah.

4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi

selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.


ix


x

DAFTAR ISI

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

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

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

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

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

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

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

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

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

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

1.l Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah.................................................................................. 4

1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................. 4

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

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

2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................ 21

BAB III. PEMBUATAN ALAT DAN METODE PENELITIAN .................... 22


xi

3.l Pembuatan Alat ................................................................................... 22

3.2 Metodologi Penelitian ......................................................................... 30

BAB IV. HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN

DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 33

4.1 Hasil Penelitian ................................................................................... 33

4.2 Perhitungan ......................................................................................... 38

4.3 Pembahasan ......................................................................................... 42

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 46

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 46

5.1 Saran ................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 48

LAMPIRAN


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Tekanan masuk kompresor ( P1 ) dan

tekanan keluar kompresor ( P2 ) ........................................... 33

Tabel 4.2. Suhu masuk kompresor ( T1 ) dan

Suhu keluar Kompresor ......................................................... 34

Tabel 4.3. Suhu masuk kondensor ( T2 ) dan

Suhu keluar kondensor ( T3 ) ................................................ 35

Tabel 4.4. Suhu masuk evaporator ( T4 ) dan

Suhu evaporator ..................................................................... 36

Tabel 4.5. Nilai entalpi ............................................................................ 37

Tabel 4.6. Energi yang diserap evaporator

persatuan massa .................................................................... 38

Tabel 4.7. Kerja kompresor ..................................................................... 39

Tabel 4.8. Energi yang dilepas kondensor

persatuan massa .................................................................... 40

Tabel 4.9. COP ......................................................................................... 41


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Freezer ..................................................................................... 6

Gambar 2.2. Kompresor Hermetik .................................................................. 7

Gambar 2.3. Condenser ............................................................................... 8

Gambar 2.4. Filter ........................................................................................ 9

Gambar 2.5. Pipa Kapiler ............................................................................. 9

Gambar 2.6. Evaporator Plat ....................................................................... 10

Gambar 2.7. Perpindahan Kalor Konduksi .................................................. 11

Gambar 2.8. Perpindahan Kalor Konveksi .................................................. 11

Gambar 2.9. Skematik Mesin Freezer

Siklus Kompresi Uap ............................................................. 14

Gambar 2.10. Diagram P-h ............................................................................ 15

Gambar 3.1. Kompresor ............................................................................... 22

Gambar 3.2. Kondenser ................................................................................ 23

Gambar 3.3. Pipa kapiler .............................................................................. 24

Gambar 3.4. Evaporator ................................................................................ 25

Gambar 3.5. Filter ........................................................................................ 25

Gambar 3.6. Tube cutter .............................................................................. 26

Gambar 3.7. Pelebar Pipa ............................................................................ 26

Gambar 3.8. Pompa Vakum ......................................................................... 27

Gambar 3.9. Manifold Gage ......................................................................... 28

Gambar 3.10. Alat Las Tembaga ................................................................... 28


xiv

Gambar 3.11. Bahan Las ................................................................................ 29

Gambar 3.12. Spiral ........................................................................................ 29

Gambar 3.13. Mesin Freezer .......................................................................... 31

Gambar 3.14. Posisi Pemasangan Alat Ukur .................................................. 32

Gambar 4.1. Energi kalor yang diserap evaporator persatuan

massa refrigeran dari t= 30 sampai t= 480 menit .................... 42

Gambar 4.2. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran

dari t= 30 sampai t= 480 menit ............................................... 43

Gambar 4.3. Energi kalor yang dilepas condenser persatuan

massa refrigeran dari t= 30 sampai t= 480 menit .................... 44

Gambar 4.4. Hubungan COP terhadap waktu dari t=30

sampai t=480 menit .................................................................. 45


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem refrigerasi sangat menunjang peningkatan kualitas hidup manusia.

Kemajuan dalam bidang refrigerasi akhir-akhir ini adalah akibat dari

perkembangan sistem kontrol yang menunjang kinerja dari sistem refrigerasi.

Aplikasi dari sistem refrigerasi tidak terbatas, tetapi yang paling banyak

digunakan adalah untuk pengawetan makanan dan pendingin, misalnya lemasi es,

freezer, cold strorage, air conditioner/AC Window, AC split dan AC mobil.

Dengan perkembangan teknologi saat ini, refrigeran (bahan pendingin) yang di

pasarkan dituntut untuk ramah lingkungan, disamping aspek teknis lainnya yang

diperlukan. Apapun refrigeran yang dipakai, semua memiliki kelebihan dan

kekurangan masing-masing, oleh karena itu diperlukan kebijakan dalam memilih

refrigeran yang paling aman berdasarkan kepentingan saat ini dan masa yang akan

datang. Semua mesin pendingin tersebut sebagian besar mempergunakan mesin

pendingin siklus kompresi uap.

AC dipergunakan orang untuk mendinginkan udara di dalam ruangan agar

orang yang berada di dalam ruangan mendapatkan kondisi udara yang nyaman,

meliputi suhu, kelembaban, disribusi, dan kebersihan udara. Dengan adanya AC

di dalam ruangan, diharapkan orang yang tinggal di dalam ruangan AC tersebut

akan merasa nyaman. Jika AC dipergunakan di dalam ruang kerja di kantor,

diharapkan orang dapat bekerja secara optimal. Tetapi jika AC di pergunakan di


2

dalam alat transportasi (mobil, bis, kereta api, dan lain-lain) diharapkan orang

orang yang berada di dalamnya dapat menikmati perjalanan dengan nyaman.

Kulkas dipergunakan orang untuk mendinginkan seperti : sayur mayur,

daging, minuman, buah-buahan, telur dan lain-lain. Dengan adanya kulkas

diharapkan sayur mayur, daging, telur, buah buahan tidak cepat busuk atau

dengan kata lain menjadi awet. Karena bahan bahan tersebut mampu bertahan

dalam beberapa hari, ibu rumah tangga tidak direpotkan, misalnya untuk pergi ke

pasar setiap hari. Dengan adanya kulkas, orang juga dapat menikmati minuman

yang dingin dan segar.

Mesin Pembeku (freezer, ice maker, cold storage, dan lain-lain)

dipergunakan untuk membekukan bahan bahan yang ada didalamnya. Dengan

adanya mesin pembeku orang dapat membekukan air menjadi es, daging segar

menjadi daging beku, maupun bahan makanan yang lain. Dengan kondisi yang

beku, buah-buahan, dan daging dapat awet dalam waktu yang relatif lama, bahkan

sampai beberapa bulan. Hal ini memberi keuntungan dalam hal pengiriman buah-

buahan, bahan makanan dan daging dari satu tempat ke tempat lain dalam waktu

yang cukup lama. Dengan adanya mesin pembeku orang dapat membuat es

dengan kapasitas produksi seperti yang diinginkan. Untuk kapasitas kecil dan

cepat orang dapat mempergunakan ice maker.

Mesin pendingin juga mempunyai peranan penting dalam pelaksanaan

olahraga ice skating. Lantai es yg dipergunakan dalam arena olah raga ice skating

adalah hasil pembekuan air oleh mesin pendingin. Dengan adanya mesin

pendingin, olahraga ice skating dapat dimungkinkan dilakukan dimana saja dan


3

kapan saja. Tidak harus berada ditempat yang bermusim salju. Mesin pendingin

pembuat es juga dapat dipergunakan untuk membuat tempat-tempat

hiburan/wisata dengan nuansa musim salju.

Mengingat peranan mesin pendingin yang sangat penting di saat sekarang

ini, maka penulis berkeinginan untuk mengerti, memahami, dan mengenal kerja

mesin pendingin terutama freezer beserta dengan karakteristik freezer. Caranya

adalah dengan membuat freezer dan mendapatkan karakteristik dari freezer

tersebut, meskipun dengan kapasitas ukuran freezer untuk rumah tangga.

1.2 Tujuan penelitian

Tujuan penelitian di dalam penelitian ini adalah :

a. Membuat freezer siklus kompresi uap standar yang dipergunakan untuk

membekukan air.

b. Mendapatkan karakteristik freezer yang dibuat:

1. Mendapatkan besarnya energi kalor persatuan masa yang dihisap

evaporator dari waktu ke waktu.

2. Mendapatkan besarnya energi kalor persatuan masa yang dilepas

kondenser dari waktu ke waktu.

3. Mendapatkan besarnya kerja kompresor dari waktu ke waktu.

4. Mendapatkan nilai COP mesin pendingin dari waktu ke waktu.

1.3 Batasan masalah

Batasan masalah yang di ambil dalam penelitian ini adalah :


4

a. Freezer yang dirancang menggunakan kompresor dengan daya 1/6 PK atau

115 W.

b. Freezer yang dirancang menggunakan panjang pipa kapiler 190 cm, diameter

standar 0,110 inch.

c. Refrigeran yang dipergunakan dalam freezer : R134a

d. Evaporator yang dipergunakan merupakan evaporator jenis plat.

e. Kondenser yang digunakan menggunakan kondenser dengan pipa U yang

berjumlah 10 lekukan yang berbentuk U.

f. Beban pendinginan pada percobaan yang dilakukan menggunakan air.

Volume air sebesar 0,5 liter, kondisi awal air mempunyai suhu 27,2 ⁰C.

1.4 Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Mempunyai pengalaman dalam pembuatan freezer dengan siklus kompresi

uap ukuran rumah tangga.

b. Mampu memahami karakteristik freezer dengan siklus kompresi uap.

c. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai sumber referensi bagi para peneliti

lain.


5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1. Freezer

Pada saat ini, dibanyak tempat banyak ditemui mesin pendingin, seperti :

di dalam rumah tangga, di dalam toko/mall, di rumah sakit, di kantor kantor, di

industri, di tempat hiburan, di berbagai alat transportasi, dan lain lain. Ada mesin

pendingin yang berfungsi untuk mendinginkan, membekukan dan ada juga yang

dipergunakan untuk sistem pengkondisian udara. Beberapa contoh mesin yang

berfungsi mendinginkan dan membekukan adalah : kulkas, freezer, ice maker,

cold storage, show chase, dispenser, AC (Air Conditioner), dan lain-lain.

Pada dasarnya prinsip kerja dari freezer adalah memanfaatkan sifat dari

gas freon yang suhunya akan menjadi rendah bila tekanannya juga rendah.

Kompresor memompakan gas freon dengan tekanan yang tinggi dan temperatur

yang tinggi. Lalu gas freon dikirim ke kondenser untuk dibuang kalornya agar

freon dapat berubah bentuk menjadi cair akan tetapi tekanannya masih tinggi.

Freon cair ini terus masuk ke pipa kapiler dengan terlebih dahulu disaring dari

kemungkinan kotoran yang ikut terbawa. Dari pipa kapiler ini freon cair diuapkan

oleh evaporator. Didalam evaporator tekanan dan temperature freon rendah sekali

sehingga freon kembali ke dalam bentuk gas. Freon yang telah berbentuk gas ini

akan masuk ke saluran hisap untuk disirkulasikan ulang oleh kompresor.


6

Gambar 2.1 Freezer

2.1.2. Komponen-komponen utama dari freezer.

Dibawah ini akan dijelaskan secara rinci komponen-komponen utama dari

freezer :

a. Kompresor

Kompresor merupakan suatu alat yang digunakan sebagai penekan gas

freon sehingga tekanannya menjadi tinggi. Kompresor hermetic (welded

compressor) merupakan jenis kompresor dimana antara kompresor dan motor

listriknya menjadi satu kesatuan. Kompresor hermetic banyak diaplikasikan pada

mesin pendingin berskala kecil (Kulkas, Freezer, AC Split dan AC Windows).

Kompresor hermetic digerakkan menggunakan motor listrik, motor listrik

terdiri dari kumparan elemen tembaga yang disusun sedemikian rupa mengelilingi

magnet. Apabila kumparan tersebut dialiri listrik maka akan menyebabkan magnet

berputar.


7

Dudukan pada Kompresor hermetic terbuat dari karet yang diharapkan

dapat meredam getaran yang ditimbulkan dari putaran motor listrik maupun

kompresornya.

Oli sebagai pelumas maupun pendingin dimasukkan pada sisi dalam

kompresor, pada bagian tersebut terjadi pencampuran antara oli dengan refrigeran,

dan sebagian oli ikut bersirkulasi dalam sistem refrigerasi kompresi uap.

Gambar 2.2 Kompresor Hermetic

Bila kumparan motor listrik dialiri tegangan listrik maka akan timbul

medan magnet yang menyebabkan poros magnet berputar, gerak rotasi putaran

poros tersebut akan dirubah menjadi gerak translasi pada torak kompresor. Akibat

adanya gerak translasi piston akan menghisap refrigeran dan melakukan proses

kompresi (pada saat piston melakukan gerak hisap maka katup hisap akan


8

membuka dan katup buang akan menutup, demikan juga sebaliknya saat piston

melakukan gerak kompresi maka katup hisap akan tertutup dan katup buang akan

membuaka).

b. Kondenser

Kondenser adalah alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas

dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi atau alat penukar kalor

(Heat Exchanger) untuk mengkondisi gas menjadi zat cair.

Untuk penempatanya sendiri, kondenser ditempatkan diluar ruangan yang

sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya keluar. Kondenser

merupakan jaringan pipa yang berfungsi sebagai pengembunan. Refrigeran yang

yang dipompakan dari kompresor akan mengalami penekanan sehingga mengalir

ke pipa kondenser, kemudian mengalami pengembunan. Dari sini refrigeran yang

sudah mengembun dan menjadi zat cair akan mengalir menuju pipa evaporator.

Gambar 2.3 Kondenser

c. Filter

Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran

bahan pendingin yang keluar setelah melakukan sirkulasi agar tidak masuk


9

kedalam pipa kapiler dan kompresor. Selain itu, bahan pendingan yang akan

disalurkan pada proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor

lebih maksimal.

Gambar 2.4 Filter

d. Pipa kapiler

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

dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk

mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Cairan refrigeran memasuki pipa kapiler

tersebut dan mengalir sehingga tekanannya berkurang akibat dari gesekan dan

percepatan refrigeran. Diameter dan panjang pipa kapiler ditetapkan berdasarkan

kapasitas pendinginan, kondisi operasi dan jumlah refrigeran dari mesin

refrigerasi yang bersangkutan.

Gambar 2.5 Pipa Kapiler


10

e. Evaporator Plat (Plate-Surface Evaporator)

Evaporator plat adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau

keseluruhan sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Evaporator mempunyai

dua prinsip dasar, untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang

terbentuk dari cairan. Evaporator umumnya terdiri dari tiga bagian, yaitu penukar

panas, bagian evaporasi (tempat di mana cairan mendidih lalu menguap), dan

pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukkan ke dalam kondenser

(untuk diembunkan/kondensasi) atau ke peralatan lainnya.

Gambar 2.6 Evaporator plat

2.1.3. Perpindahan Kalor Konduksi dan Konveksi

a. Perpindahan Kalor Konduksi

Perpindahan kalor konduksi dapat berlangsung pada benda padat, cair dan

gas. Untuk perpindahan kalor konduksi pada zat cair dan gas, syaratnya adalah

dalam keadaan yang diam.


http://id.wikipedia.org/wiki/Evaporasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Kondensasi

11

Gambar 2.7 Perpindahan kalor konduksi

b. Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan kalor konveksi terjadi pada fluida yang mengalir (zat cair dan

gas). Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada benda padat.

Perpindahan kalor konveksi ada 2 macam : konveksi paksa dan konveksi bebas.

Konveksi paksa terjadi jika aliran fluida yang mengalir dikarenakan ada peralatan

bantu yang memaksa fluida mengalir, sedangkan konveksi bebas, tidak ada

peralatan bantu yang mengalirkan fluida. Aliran fluida pada konveksi bebas

terjadi karena ada perbedaan kerapatan.

Gambar 2.8 Perpindahan kalor konveksi


12

2.1.4. Refrigeran

Refrigeran merupakan bahan pendingin atau fluida yang digunakan untuk

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

membuang panas melalui perubahan fase dari gas ke cair (kondensasi), sehingga

refrigeran dapat dikatakan sebagai pemindah panas dalam sistem pendingin.

Adapun pengertian lainnya adalah Refrigerasi atau pendinginan merupakan proses

pengambilan atau pengeluaran kalor dari suatu materi atau ruangan dan

mempertahankan keadaannya sedemikian rupa sehingga temperaturnya lebih

rendah dari pada lingkungan sekitarnya. Pada refrigerator, refrigerant yang ideal

sekurang-kurangnya mengikuto sifat-sifat sebagai berikut :

1. Tidak beracun, berwarna dan berbau.

2. Bukan termasuk bahan yang mudah terbakar.

3. Bukan penyebab korosif.

4. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor.

5. Memiliki struktur kimia yang stabil.

6. Memiliki titik didih yang rendah.

7. Memiliki tingkat penguapan yang rendah.

8. Memiliki harga yang relatif murah.

Sifat-sifat di atas jarang sekali di jumpai pada refrigeran yang mempunyai

sifat secara mutlak memuaskan untuk semua sistem pendingin. R134a sebagai

salah satu alternatif memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak

mudah terbakar dan relatif stabil.


13

2.1.5. Beban Pendinginan dan Proses Perubahan fase

Beban pendinginan adalah besarnya kalor total yang dihisap evaporator

dari lingkungannya ketika mesin pendingin bekerja merupakan besar beban

pendingin.

Perhitungan beban pendingan sebagai berikut :

Beban pendinginan dibedakan atas beban laten dan beban sensibel. Berikut

akan di jelaskan mengenai beban laten, dan juga beban sensibel :

a. Beban laten

Beban laten adalah besarnya energi yang dihisap evaporator yang berasal

dari perubahan fase media yang didinginkan (proses pembekuan). Persamaan

yang dipergunakan :

Qlaten = m x c …………………………………...……………………………(2.1)

Pada persamaan (2.1) :

m : masa zat.

c : kalor laten zat.

b. Beban sensibel

Beban sensibel adalah besarnya energi yang dihisap evaporator yang

berasal dari penurunan suhu media yang didinginkan.

Qsensibel = m x c x ∆T……………………………..…….…………..………….(2.2)

Qsensibel = m x c x (T awal – T suhu yang dituju)


14


m : masa zat.

c : kalor jenis zat.

2.1.6. Siklus kompresi uap standar

a. Rangkaian utama mesin pendingin serta diagram siklus kompresi uap.

Komponen utama mesin pendingin dengan sistem kompresi uap terdiri

dari: (a) Evaporator. (b) Kompresor. (c) Kondenser. (d) Pipa kapiler. (e) Filter

(Strainer), Seperti yang terlihat pada Gambar 2.9 pada halaman selanjutnya.

Gambar 2.9 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap


15

Gambar 2.10 Diagram P-h

b. Siklus diagram kompresi uap (diagram P-h).

1. Tampilan diagram P-h siklus kompresi uap :

Proses 1-2, merupakan proses kompresi menyebabkan kenaikan tekanan

dari tekanan rendah ke tekanan tinggi disepanjang garis entropi konstan.

Proses ini berlangsung secara isentropic. Garis 1-2 mengikuti garis

isentropic pada diagram P-h. Karena berlangsung secara isentropic maka

entropi pada titik 1 dan titik 2 adalah sama. Kondisi pada titik 1 berupa

saturasi gas dan titik 2 dalam keadaan super heated. Enthalpinya naik dari

h1 ke h2. Refrigeran pun mengalami kenaikan suhu.

Proses 2-3, merupakan proses kondensasi (pengembunan) ini terjadi pada

tekanan yang sama (Isobarik). Dalam proses ini terjadi pelepasan kalor

sehingga terjadi penurunan suhu dan enthalpi refrigeran sampai dengan


16

saturasi gas (2a). Kemudian refrigeran terus melepaskan kalor dan mulai

berubah menjadi cair. Dari titk 2a ke titik 3 tidak terjadi penurunan suhu

tetapi terjadi perubahan fase. Karena terjadi pelepasan kalor maka

refrigeran mengalami penurunan enthalpi dari h2 ke h3.

Proses 3-4, berlangsung pada enthalpi tetap sehingga enthalpi di titik 3 dan

titik 4 adalah sama. Tekanan pada titik 3 masih tekanan tinggi kemudian

turun hingga titik 4 di tekanan rendah . Penurunan tekanan ini disertai

dengan penurunan suhu. Kondisi refrigeran yang tadinya saturasi cair (titik

3) menjadi campuran gas dan cair.

Proses 4-1, merupakan proses evaporasi ini terjadi pada tekanan yang

sama (isobarik). Dalam proses ini terjadi penarikan kalor sehingga terjadi

kenaikan enthalpi. Suhu tidak mengalami kenaikan karena kalor yang

diambil digunakan untuk mengubah fasa dari yang tadinya campuran

(titik4) menjadi gas jenuh (titik 1). Dalam proses inilah terjadi pendinginan

terhadap objek karena kalor pada objek ditarik oleh refrigeran dalam

evaporator. Kapasitas pendinginan ditentukan pada proses ini yaitu

besarnya penarikan kalor.

2. Evaporator

Tempat terjadinya perubahan fase refrigeran dari cair menjadi gas.

Pada saat proses perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor

diambil dari lingkungan evaporator, dalam hal ini benda (benda padat

atupun cair) yang ada di dalam evaporator mesin pendingin.


17

Pada proses perubahan fase terjadi peningkatan entalpi refrigeran yang

besarnya ∆h = h1-h4.

Proses penguapan freon di evaporator berlangsung pada tekanan tetap.

Proses penguapan freon di evaporator berlangsung pada suhu tetap.

3. Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan freon, dari tekanan rendah

ke tekanan tinggi.

Fase refrigeran ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi

gas keluar kompresor berupa uap panas lanjut.

Suhu gas refrigeran yang keluar dari kompresor suhunya tinggi, lebih

tinggi dari suhu kerja kondenser demikian pula dengan nilai tekanannya.

Proses berlangsung secara isentropic adiabatis.

Pada proses ini entalpi refrigeran mengalami kenaikan, sebesar :

∆h = h2-h1.

4. Kondenser

Kondenser berfungsi sebagai tempat kondensasi atau pengembunan freon.

5. Proses yang berlangsung pada kondenser terdiri atas 2 proses :

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

proses dari gas jenuh ke cair jenuh.

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

dan proses dari gas jenuh ke cair jenuh, berlangsung pada tekanan yang

tetap.


18

Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh ke cair jenuh

berlangsung pada suhu yang tetap.

Pada proses yang terjadi pada kondenser, kondenser mengeluarkan kalor.

Kalor yang dilepaskan kondenser dibuang keluar dan diambil oleh udara

sekitar.

6. Filter

Filter berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran yang melewati filter,

sehingga kotoran tidak dapat melewatinya. Selain itu filter juga berfungsi

untuk menangkap uap air serta oli pada kompresor yang secara bersamaan

melewati pipa yang melewatinya.

Jika tidak ada filter, kotoran akan dapat masuk ke pipa kapiler dan bisa

membuat pipa kapiler menjadi buntu dan menyebabkan sistem menjadi

tidak dapat bekerja dengan baik. Demikian juga dengan uap air, air akan

dapat beku di pipa kapiler yang menyebabkan saluran menjadi tertutup.

7. Pipa Kapiler

Pipa Kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan freon.Pipa kapiler

dipasang diantara kondenser dan evaporator. Pada sisi masuk pipa kapiler

dipasang filter. Ketika freon mengalir di dalam pipa kapiler, freon

mengalami penurunan tekanan karena adanya gesekan dengan dengan

permukaan bagian dalam pipa kapiler. Diameter pipa kapiler yang umum

dipergunakan pada mesin pendingin adalah 0,102 inch atau 0,110 inch.

Proses penurunan tekanan di dalam pipa kapiler diasumsikan berlangsung


19

pada entalpi konstan (proses yang ideal). Pada saat masuk pipa kapiler,

fase freon cair penuh, tetapi ketika masuk evaporator fase freon berupa

campuran yaitu, fase cair dan gas.

2.1.7. Perhitungan untuk karakteristik mesin pendingin

a. Kerja kompresor persatuan masa.

Kerja kompresor persatuan masa refrigeran yang diperlukan agar mesin

pendingin dapat bekerja dapat dihitung dengan persamaan (2.3) :

Win = h2-h1, (kJ/kg)…………………………………………………...………(2.3)


Win : kerja yang dilakukan kompresor, (kJ/kg)

h2 : nilai enthalpi refrigeran keluar dari kompresor, (kJ/kg)

h1 : nilai enthalpi refrigeran masuk ke kompresor, (kJ/kg)

b. Kalor yang dilepas oleh kondenser persatuan masa.

Besar kalor yang dilepas kondenser persatuan masa refrigeran dapat

dihitung dengan persamaan (2.4) :

Qout = h2-h3, (kJ/kg)………………………………..………………………….(2.4)


h2 : nilai enthalpi refrigeran masuk ke kondenser, (kJ/kg)

h3 : nilai enthalpi refrigeran keluar dari kondenser, (kJ/kg)


20

c. Kalor yang diserap evaporator per satuan masa.

Besar kalor yang diserap evaporator per satuan masa refrigeran dapat

dihitung dengan persamaan (2.5) :

Qin = h1-h4 = h1-h3, (kJ/kg)…………………..………………..………………(2.5)


h1 : nilai enthalpi refrigeran keluarvaporator dari , (kJ/kg)

h4 : nilai enthalpi refrigeran keluar dari katup ekspansi, (kJ/kg)

d. COP mesin pendingin.

COP (Coefficient Of Performance) mesin pendingin adalah perbandingan

antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang diperlukan untuk

menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin pendingin dapat dihitung dengan

persamaan (2.6) :

COP = Qin/Win = (h1-h4)/(h2-h1)………..………………………...………….(2.6)

2.1.8. Isolator

Isolator adalah bahan yang dipergunakan untuk mencegah keluarnya kalor

dari pipa kapiler menuju evaporator. Sifat dari isolator adalah mempunyai nila

konduktivitas termal yang rendah. Ada isolator yang tahan terhadap suhu dingin

dan ada isolator yang tahan terhadap suhu panas. Pada persoalan ini dipilih yang

tahan terhadap suhu dingin, yaitu styrofoam dengan memiliki sifat-siat tahan

benturan, ringan, tahan air, mudah dipotong, dan ekonomis.


21

2.2. Tinjaun pustaka

Willis,G.R (2013) melakukan penelitian dengan variasi refrigeran.

Refrigeran yang digunakan adalah R22 dan R134a. Penelitian dilakukan agar

dapat mengetahui perbandingan antara kedua refrigerant ini mana yang lebih baik.

Hasil penelitian berupa nilai koefisien prestasi (COP) dan efek refrigerasi.

Diperoleh kesimpulan bahwa prestasi kerja R22 lebih lebih baik dari R134a.

Tetapi telah diketahui bahwa dari segi ramah lingkungan R134a jauh lebih ramah

lingkungan dari R22.

Witjahjo,S (2009) melakukan penelitian terhadap penggunaan LPG

(liquefied petroleum gas) sebagai fluida kerja pada sistem kompresi uap.

Penelitian ini dilakukan mengingat LPG memiliki sifat termodinamika yang

mendekati sifat termodinamika R12. Kesimpulan dari penelitian ini adalah LPG

dapat digunakan sebagai refrigerant pengganti R12 dengan beban pendinginan

sedang.

Helmi,R (2008) melakukan penelitian terhadap perbandingan COP pada

refrigerator dengan refrigerant R12 dan R134a variasi panjang pipa kapiler : 1,75

m, 2 m, 2,25 m. Penelitian dilakukan agar dapat mengetahui COP yang terbaik

dari penggunaan kedua refrigerant R12 dan R134a. Diperoleh hasil penelitian nilai

COP tertinggi adalah 4,06 dihasilkan dengan mempergunakan refrigerant R134a.

Suhu terendah yang dihasilkan sebesar -16⁰C.


22

BAB III

PEMBUATAN ALAT DAN METODELOGI PENELITIAN

3.1. Pembuatan alat

3.1.1. Komponen mesin pendingin

Komponen yang digunakan didalam pembuatan freezer pada penelitian ini

meliputi : kompresor, kondenser, pipa kapiler, evaporator, filter.

a. Kompresor

Kompresor merupakan suatu alat yang digunakan sebagai penekan gas

freon sehingga tekanannya menjadi tinggi. Pada Gambar 3.1 disajikan gambar

kompresor jenis hermetic.

Gambar 3.1 kompresor jenis hermetic

Jenis kompresor : Hermetic Refrigeration

Seri compressor : Model BES45H

Voltase : 220 V

Arus : 0,88 A

Daya kompresor : 115 Watt (1/6 HP)


23

b. Kondenser

Kondenser adalah alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas

dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi atau alat penukar kalor

(Heat Exchanger) untuk mengkondisi uap menjadi zat cair. Pada Gambar 3.2

disajikan gambar kondenser jenis pipa U.

Gambar 3.2 Kondenser

Panjang pipa : 900 cm

Diameter pipa : 0,47 cm

Bahan pipa : Baja

Bahan sirip : Baja

Diameter sirip : 0,2 cm

jarak antar sirip : 0,45 cm

Jumlah sirip : 110 buah

c. Pipa kapiler

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

dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk


24

mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Cairan refrigeran memasuki pipa kapiler

tersebut dan mengalir sehingga tekanannya berkurang akibat dari gesekan dan

percepatan refrigeran. Pada Gambar 3.3 disajikan gambar pipa kapiler.

Gambar 3.3 Pipa kapiler

Panjang pipa kapiler : 190 cm

Diameter pipa kapiler : 0,110 inch

Bahan pipa kapiler : Tembaga

d. Evaporator

Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau

keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap.

Evaporator mempunyai dua prinsip dasar, untuk menukar panas dan untuk

memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. Pada Gambar 3.4 disajikan gambar

evaporator jenis plat.


25

Gambar 3.4 Evaporator plat

e. Filter

Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran

bahan pendingin yang keluar setelah melakukan sirkulasi agar tidak masuk

kedalam pipa kapiler dan kompresor. Pada Gambar 3.5 disajikan gambar filter.

Gambar 3.5 Filter (saringan)

3.1.2. Peralatan pendukung pembuatan mesin pendingin

Peralatan pendukung adalah peralatan yang digunakan untuk

mempermudah pengerjaan didalam pengerjaan pembuatan freezer


26

a. Tube cutter

Sebagai alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil potongan pada pipa lebih

baik serta dapat mempermudah pengelasan pada proses selanjutnya. Pada Gambar

3.6 disajikan gambar tube cutter.

Gambar 3.6 Tube cutter

b. Pelebar pipa (Tube expander)

Pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan pada ujung pipa tembaga

agar dapat disambungkan. Pada Gambar 3.7 disajikan gambar pelebar pipa.

Gambar 3.7 Pelebar pipa


27

c. Pompa vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem

pendinginan sehingga dapat menghilangkan gas gas yang tidak terkondensasi

seperti udara dan uap air. Hal ini dilakukan agar tidak menggangu refrigerasi.

Karna uap air yang berlebihan pada sistem pendinginan akan memperpendek

umur operasi filter dan bagian penyaringan. Pada Gambar 3.8 disajikan gambar

pompa vakum.

Gambar 3.8 Pompa vakum

d. Manifold gage

Digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran atau freon dalam sistem

pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat beroprasi. Yang terlihat

dalam manifold gage adalah tekanan evaporator atau tekanan isap kompresor, dan

tekanan kondenser atau tekanan keluaran kompresor. Pada Gambar 3.9 disajikan

gambar manifold gage.


28

Gambar 3.9 Manifold gage

e. Alat las tembaga

Menambal, dan menyambung atau melepaskan sambungan pipa tembaga

pada sistem pendinginan freezer. Pada Gambar 3.10 disajikan gambar alat las

tembaga.

Gambar 3.10 Alat las tembaga

f. Bahan las

Bahan las atau bahan tambah yang digunakan dalam penyambungan pipa

kapiler menggunakan bahan tambah perak kuningan dan borak. Untuk bahan


29

tambah borak digunakan jika penyambungan antara tembaga dan besi.

Penggunaan bahan tambah dikarenakan pada proses pengelasan tembaga akan

lebih merekat jika menggunakan borak sebagai pengikat dan kuningan / perak

sebagai bahan tambah. Pada Gambar 3.11 disajikan gambar bahan las.

Gambar 3.11 Bahan las

g. Spiral

Spiral digunakan untung mempermudah didalam melengkungkan pipa

tembaga. Pada Gambar 3.12 disajikan gambar spiral.

Gambar 3.12 Spiral

3.1.3. Pembuatan mesin pendinginan dan pemasangan alat ukur.

Langkah langkah dalam pembuatan mesin pendingin :


30

a. Mempersiapkan komponen komponen mesin pendingin dan alat ukur

tekanan.

b. Mempersiapkan komponen pendukung pembuatan mesin pendingin.

c. Proses penyambungan komponen komponen mesin pendingin beserta dengan

alat ukur tekanan.

d. Proses pemvakuman mesin pendingin.

e. Proses pengisian refrigeran pada mesin pendingin.

f. Pemasangan alat ukur suhu/termokopel.

g. Proses uji coba.

3.2 Metodelogi penelitian

3.2.1. Benda uji

Benda uji yang dipakai dalam penelitian ini merupakan mesin freezer

siklus kompresi uap hasil buatan sendiri dengan menggunakan komponen standart

dari mesin freezer yang terdapat dipasaran. Panjang pipa kapiler yang

dipergunakan sepanjang 190 cm. Pada Gambar 3.13 disajikan mesin freezer.


31

Gambar 3.13 Mesin freezer

3.2.2 Beban pendinginan

Beban pendinginan pada percobaan yang dilakukan menggunakan air.

Volume air sebesar 0,5 liter, kondisi awal air mempunyai suhu 27,2 C⁰.

3.2.3 Cara pengambilan data

a. Data suhu dibaca langsung dari alat ukur yang dipakai. Posisi termokopel

ditempatkan pada posisi yang diinginkan. (a) Evaporator. (b) Kompresor. (c)

Kondenser. (d) Katup Ekspansi. (e) Filter (Strainer). Seperti pada Gambar

3.14 dibawah ini :


32

Gambar 3.14 posisi pemasangan alat ukur

b. Data tekanan diperoleh dari diagram P-h, berdasarkan suhu yang diperoleh.

3.2.4. Cara Pengolahan data.

a. Data yang diperoleh dari penelitian dipergunakan untuk mendapatkan nilai

nilai entalpi yang diperoleh dari grafik P-h diagram.

b. Dari nilai nilai entalpi yang didapat kemudian dipergunakan untuk

menghitung besarnya kerja kondenser, kerja evaporator, kerja kompresor

dan COP mesin pendingin.

3.2.5. Cara Mendapatkan Kesimpulan

Hasil dari pengolahan data kemudian dari hasil pembahasan akan didapat

kesimpulan.


33

BAB IV

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4. 1. Hasil Penelitian

a. Nilai tekanan masuk dan keluar kompressor

Hasil penelitian untuk nilai tekanan masuk dan keluar kompressor

disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Tekanan masuk (P1) dan keluar compressor (P2)

No Waktu

(Menit)

P1 P2

Bar

1 30 1,28 12,51

2 60 1,21 11,76

3 90 1,21 11,76

4 120 1,14 11,69

5 150 1,14 11,69

6 180 1,14 11,69

7 210 1,14 11,69

8 240 1,14 11,69

9 270 1,14 11,69

10 300 1,14 11,69

11 330 1,14 11,69

12 360 1,14 11,69

13 390 1,14 11,69

14 420 1,14 11,69

15 450 1,07 11,00

16 480 1,07 11,07


34

b. Nilai suhu masuk dan keluar kompressor

Hasil penelitian untuk nilai suhu masuk dan suhu keluar kompresor

disajikan pada Tabel 4.2

Tabel 4.2 Suhu masuk compressor (T1) dan keluar kompressor

No Waktu

(menit)

T1 T2

ºC

1 30 -4,1 68,1

2 60 -4,4 68,7

3 90 -4,9 71,2

4 120 -4 76

5 150 -4,6 76

6 180 -4,2 77

7 210 -4,7 77,2

8 240 -3,4 76,1

9 270 -3,9 76,6

10 300 -4,4 75

11 330 -4,1 75

12 360 -3,8 73,9

13 390 -4,1 73

14 420 -4,4 73,4

15 450 -4,6 73

16 480 -4,8 73,2


35

c. Nilai suhu masuk kondenser (keluar kompresor) dan keluar kondenser

Hasil penelitian untuk nilai suhu masuk kondenser dan suhu keluar

kondenser disajikan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Suhu masuk kondenser (T2) dan keluar kondenser (T3)

No Waktu

(menit)

T2 T3

ºC

1 30 68,1 40

2 60 68,7 42,8

3 90 71,2 41,9

4 120 76 41,3

5 150 76 41,5

6 180 77 42,8

7 210 77,2 42,1

8 240 76,1 40,8

9 270 76,6 37,8

10 300 75 40,6

11 330 75 40,1

12 360 73,9 40,1

13 390 73 40,2

14 420 73,4 40,1

15 450 73 40,4

16 480 73,2 40,2


36

d. Nilai suhu masuk evaporator dan suhu didalam evaporator

Hasil penelitian untuk nilai suhu masuk evaporator dan suhu didalam

evaporator pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Suhu masuk evaporator (T4) dan suhu evaporator

No Waktu

(menit)

T4 Tevaporator

ºC

1 30 -6,8 -19,2

2 60 -9 -20,1

3 90 -9,5 -20,7

4 120 -9,3 -20,4

5 150 -9,9 -20,3

6 180 -8,9 -20,2

7 210 -9,6 -20,1

8 240 -9,2 -19,8

9 270 -9,3 -19,6

10 300 -9,9 -19,7

11 330 -9,8 -19,9

12 360 -7,9 -20

13 390 -8,6 -19,9

14 420 -9 -20,1

15 450 -9,9 -19,6

16 480 -10,1 -19,1


37

e. Nilai entalpi

Hasil penelitian untuk nilai entalpi disajikan pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Nilai entalpi

No Waktu

(menit)

Entalpi (kJ/kg)

h1 h2 h3 h4

1 30 400 446 256 256

2 60 399 452 261 261

3 90 399 452 261 261

4 120 400 456 259 259

5 150 400 456 260 260

6 180 400 458 261 261

7 210 400 458 261 261

8 240 401 456 258 258

9 270 401 457 253 253

10 300 400 455 258 258

11 330 400 455 257 257

12 360 401 455 257 257

13 390 400 454 257 257

14 420 400 454 256 256

15 450 400 454 260 260

16 480 400 454 256 256


38

4. 2. Perhitungan

a. Energi yang diserap evaporator

Perhitungan energi yang diserap evaporator persatuan masa refrigerant

diperoleh dengan menggunakan persamaan (2.5) yaitu : Qin = (h1 – h4) = (h1 – h3),

kJ/kg. Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Energi yang di serap evaporator persatuan

masa refrigeran

No Waktu

(menit)

h1 h4 Qin

(kJ/kg) kJ/kg

1 30 400 256 144

2 60 399 261 138

3 90 399 261 138

4 120 400 259 141

5 150 400 260 140

6 180 400 261 139

7 210 400 261 139

8 240 401 258 143

9 270 401 253 148

10 300 400 258 142

11 330 400 257 143

12 360 401 257 144

13 390 400 256 144

14 420 400 256 144

15 450 400 256 144

16 480 400 256 144


39

b. Kerja kompressor

Perhitungan kerja kompressor diperoleh dengan menggunakan persamaan

(2.3) yaitu : Win= (h2 – h1), kJ/kg. Hasil perhitungan disajikan pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Kerja compressor persatuan masa refrigeran

No Waktu

(menit)

h2 h1 Win

(kJ/kg) kJ/kg

1 30 446 400 46

2 60 452 399 53

3 90 452 399 53

4 120 456 400 56

5 150 456 400 56

6 180 458 400 58

7 210 458 400 58

8 240 456 401 55

9 270 457 401 56

10 300 455 400 55

11 330 455 400 55

12 360 455 401 54

13 390 454 400 54

14 420 454 400 54

15 450 454 400 54

16 480 454 400 54


40

c. Kerja kondenser

Perhitungan energi yang dilepas kondenser persatuan masa diperoleh

dengan menggunakan persamaan (2.4) yaitu : Qout = (h2 – h3), kJ/kg. Hasil

perhitungan disajikan pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Enargi yang dilepas kondenser persatuan

masa refrigeran

No Waktu

(menit)

h3 h2 Qout

(kJ/kg) kJ/kg

1 30 256 446 190

2 60 261 452 191

3 90 261 452 191

4 120 259 456 197

5 150 260 456 196

6 180 261 458 197

7 210 261 458 197

8 240 258 456 198

9 270 253 457 204

10 300 258 455 197

11 330 257 455 198

12 360 257 455 198

13 390 256 454 198

14 420 256 454 198

15 450 256 454 198

16 480 256 454 198


41

d. Koefisien prestasi (COP)

Perhitungan kerja koefisien prestasi diperoleh dengan menggunakan

persamaan (2.6) yaitu : COP = (Qin / Win). Hasil perhitungan disajikan pada Tabel

4.9.

Tabel 4.9 COP

No Waktu

(menit)

Qin Win COP

kJ/kg

1 30 144 46 3,13

2 60 138 53 2,60

3 90 138 53 2,60

4 120 141 56 2,52

5 150 140 56 2,50

6 180 139 58 2,40

7 210 139 58 2,40

8 240 143 55 2,60

9 270 148 56 2,64

10 300 142 55 2,58

11 330 143 55 2,60

12 360 144 54 2,67

13 390 144 54 2,67

14 420 144 54 2,67

15 450 144 54 2,67

16 480 144 54 2,67


42

4.3 Pembahasan

Hasil perhitungan untuk energi kalor yang diserap evaporator persatuan

masa refrigeran dari waktu t=30 menit sampai t=480 menit disajikan pada Gambar

4.1 . Dari Gambar 4.1 , pada awal mula nampak bahwa energi kalor yang diserap

evaporator dengan berjalannya waktu mengalami penurunan sampai pada waktu

tertentu nilai kalor yang diserap evaporator tetap pada harga tertentu. Pada

penelitian ini nilai kalor yang diserap evaporator mulai tetap pada waktu sekitar

t=360 menit, dengan harga Qin sebesar 144 kJ/kg. Kemungkinan proses

penurunan Qin pada awal mula disebabkan oleh karena suhu evaporator

memerlukan waktu untuk mencapai suhu kerja rancangan evaporator, dan pada

saat itu juga beban pendinginan mengalami proses pendinginan secara bersamaan

dengan suhu kerja evaporator. Pada Gambar 4.1 disajikan energy yang diserap

evaporator persatuan masa refrigeran.

Gambar 4.1 Energi yang diserap evaporator persatuan masa refrigeran

dari t=30 menit sampai t=480 menit


43

Hasil perhitungan untuk kerja kompresor persatuan masa refrigeran dari

waktu t=30 menit sampai t=480 menit disajikan pada Gambar 4.2. Dari Gambar

4.2, pada awal mula nampak bahwa kerja kompresor dengan berjalannya waktu

mengalami kenaikan sampai pada waktu tertentu nilai kerja kompresor persatuan

masa refrigeran tetap pada harga tertentu. Pada penelitian ini kerja kompresor

persatuan masa refrigeran mulai tetap pada waktu sekitar t= 360 menit, dengan

harga Win sebesar 54 kJ/kg. Pada Gambar 4.2 disajikan kerja kompresor persatuan

masa refrigeran.

Gambar 4.2 Kerja kompresor persatuan masa refrigeran dari t=30 menit

sampai t=480 menit

Hasil perhitungan untuk energy kalor yang dilepas kondenser persatuan

masa refrigeran dari waktu t = 30 menit sampai t=480 menit disajikan pada

Gambar 4.3. Dari Gambar 4.3, pada awal mula nampak bahwa kerja kondenser

dengan berjalannya waktu mengalami kenaikan sampai pada waktu tertentu nilai


44

kerja kondenser persatuan masa refrigeran stabil pada harga tertentu. Pada

penelitian ini kerja kondenser persatuan masa refrigeran mulai stabil pada waktu

sekitar t=330 menit, dengan harga Qout sebesar 198 kJ/kg. Pada Gambar 4.3

disajikan energi yang di lepas kondenser persatuan masa refrigeran.

Gambar 4.3 Energi yang di lepas kondenser persatuan masa refrigeran

dari t=30 menit sampai t=480 menit

Hasil perhitungan untuk COP dari waktu t = 30 menit sampai t=480 menit

disajikan pada Gambar 4.4. Dari Gambar 4.4, pada awal mula nampak bahwa

COP dengan berjalannya waktu mengalami kenaikan sampai pada waktu tertentu

nilai COP refrigeran tetap pada harga tertentu. Pada penelitian ini COP refrigeran

mulai tetap pada waktu sekitar t=360 menit, dengan harga COP sebesar 2,67

kJ/kg. Pada Gambar 4.4 disajikan COP.


45

Gambar 4.4 COP dari t=30 menit sampai t=480 menit


46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

a. Mesin pendingin telah berhasil dibuat dan mampu bekerja dengan baik.

b. Kerja kompresor persatuan masa refrijeran mulai tetap pada 54 kJ/kg dengan

t=360 menit.

c. Energi yang dihisap oleh evaporator persatuan masa refrigerant mulai tetap

pada 144 KJ/kg dengan t=360 menit.

d. Energi yang dilepaskan kondenser persatuan masa refrigerant mulai tetap

pada 198 KJ/kg dengan t=330 menit.

e. COP aktual mesin pendingin frezzer mulai tetap pada 2,67 KJ/kg dengan

t=360 menit.

5.2. Saran

Setelah dilakukan pengambilan data dari mesin pendingin ada kekurangan

dan kelebihan yang perlu di perhatikan, untuk itu perlu adanya saran untuk

pengembangan mesin pendingin ini agar nantinya teman-teman yang akan

melakukan penelitian dengan Variasi seperti kami dapat terbantu, antara lain :

a. Diharapkan sebelum melakukan penelitian kita sebaiknya mengecek terlebih

dahulu apakah keran - keran yang akan mengalirkan zat refrigerant pada pipa


47

kapiler dengan panjang yang berbeda-beda sudah tertutup dengan rapat agar

nantinya sewaktu melakukan pengambilan data milik kita sendiri tidak

merubah suhu yang akan kita ukur.

b. Perlu diperhatikan dengan seksama sebelum kita memulai sebuah penelitian,

yaitu data apa saja yang kita perlukan untuk penelitian kita.

c. Sebaiknya untuk evaporator setelah diisolasi menggunakan Styrofoam,

alangkah baiknya kalo ditambah lagi alat isolatornya agar pada saat

melakukan pengukuran evaporator benar-benar tidak bersentuhan dengan

udara sekitar, agar data yang kita peroleh tidak berubah-ubah saat kita

melakukan pengambilan data.


48

DAFTAR PUSTAKA

Frank Kreith. 1986. Principle of Heat Transfer (Prinsip – Prinsip Perpindahan

Panas). Erlangga. Jakarta.

Helmi,R.,2008,Perbandingan Cop Pada Refrigerator Dengan Refrigerant R12

Dan R134a, Jakarta.

Holman, J. P., 1994, Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta.

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

Willis,G.R.,2013,Penggunaan Refrigeran R22 dan R134a pada Mesin Pendingin,

Jakarta.

Witjahjo,S.,2009,Uji Prestasi Mesin Pendingin Menggunakan Refrigeran Lpg,

Palembang.

http://agus-subarkah.blogspot.com/ diakses pada tanggal 13 Agustus 2013.

http://sekawan-servis-pendingin.blogspot.com/2011/05/jenis-jenis-kompressor-

pada-mesin.html diakses pada tanggal 13 Agustus 2013.

http://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-kondenser-adalah.html

diakses pada tanggal 13 Agustus 2013.

http://artomaryanto.blogspot.com/2010/03/kondenser.html?zx=54dce796ff2dfbc0


http://anggara14s.blogspot.com/2012/03/kondenser.html diakses pada tanggal 13

Agustus 2013.

http://www.contoh-skripsi.com/2012/03/perancangan-ulang-mesin-ac-split.html



http://agus-subarkah.blogspot.com/

http://sekawan-servis-pendingin.blogspot.com/2011/05/jenis-jenis-kompressor-pada-mesin.html

http://sekawan-servis-pendingin.blogspot.com/2011/05/jenis-jenis-kompressor-pada-mesin.html

http://karangpundung.blogspot.com/2011/05/definisi-kondensor-adalah.html

http://artomaryanto.blogspot.com/2010/03/kondensor.html?zx=54dce796ff2dfbc0

http://anggara14s.blogspot.com/2012/03/kondensor.html

http://www.contoh-skripsi.com/2012/03/perancangan-ulang-mesin-ac-split.html

49

http://id.scribd.com/doc/76560160/15/Refrigeran-Primer diakses pada tanggal 13

Agustus 2013.

http://catatan-teknik.blogspot.com/2010/09/siklus-refrigerasi-dalam-diagram-p-

h.html diakses pada tanggal 13 Agustus 2013.


http://id.scribd.com/doc/76560160/15/Refrigeran-Primer

http://catatan-teknik.blogspot.com/2010/09/siklus-refrigerasi-dalam-diagram-p-h.html

http://catatan-teknik.blogspot.com/2010/09/siklus-refrigerasi-dalam-diagram-p-h.html

50

LAMPIRAN

Percobaan 1

Percobaan 2


51

Percobaan 3

Percobaan 4


52

Percobaan 5

Percobaan 6


53

Percobaan 7

Percobaan 8


54

Percobaan 9

Percobaan 10


55

Percobaan11

Percobaan 12


56

Percobaan 13

Percobaan 14


57

Percobaan 15

Percobaan 16


Documents

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori 2.1.1. Freezer Pada saat ini, dibanyak tempat banyak ditemui mesin pendingin,