107
i PENGARUH VARIASI PUTARAN KIPAS PADA KONDENSOR TERHADAP KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN ALKOHOL SIKLUS KOMPRESI UAP STANDAR SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Oleh : ANAK AGUNG ALIT NANDI WARDHANA NIM : 145214040 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

  • Upload
    ledat

  • View
    244

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

i

PENGARUH VARIASI PUTARAN KIPAS PADA KONDENSOR

TERHADAP KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN

ALKOHOL SIKLUS KOMPRESI UAP STANDAR

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh :

ANAK AGUNG ALIT NANDI WARDHANA

NIM : 145214040

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

ii

THE EFFECT OF THE VARIETY FAN’S ROTATION IN CONDENSOR

TO THE CHARACTERISTICS OF ALCOHOL COOLING MACHINE

WITH STANDARD VAPOR COMPRESSION CYCLE

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By

ANAK AGUNG ALIT NANDI WARDHANA

Student Number : 145214040

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

vi

INTISARI

Mesin pendingin pada saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengankemajuan teknologi. Mesin pendingin dapat berfungsi sebagai: refrigerator, freezer, airconditioner (AC). Dari berbagai macam mesin pendingin yang ada mempunyai kegunaanyang berbeda-beda di antaranya sebagai pengawet makanan, pembeku air (pembuat es),dan penyejuk udara. Mengingat peranan dan pentingnya mesin pendingin secara umum,maka diperlukan pengetahuan tentang pembuatan dan pengembangan mesin pendingin.Tujuan dari penelitian ini adalah (a) membuat mesin pendingin siklus kompresi uapstandar yang dipergunakan untuk mendinginkan alkohol (b) mengetahui karakteristik darimesin pendingin alkohol yang telah dibuat: (1) COP (Coefficient Of Performance) mesinpendingin alkohol (aktual/ideal) (2) efisiensi mesin pendingin alkohol.

Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian initerdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator. refrigeran yangdigunakan adalah refrigeran R-134a dan peralatan tambahan yaitu filter. Daya kompresorsebesar 1/5 hp. Beban pendinginan adalah alkohol dengan valume 5 liter dan kadaralkohol sebesar 70% dengan sifat alkohol anti beku. Variasi penelitian yang dilakukanpada penelitian ini adalah pada bagian kipas pendingin kondensor. Pada penelitiandilakukan tiga variasi putaran kipas pada kondensor yaitu 800 rpm, 1000 rpm, dan 1200rpm.

Hasil penelitian menunjukan (a) mesin pendingin yang telah dibuat dapatbekerjadengan baik sesuai dengan yang diharapkan. (b) karakteristik mesin pendingin alkohol (1)nilai COPaktual untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 3,079, putaran kipas1000 rpm rata-ratanya sebesar 2,850, dan untuk putaran kipas 1200 rpm rata-ratanyasebesar 2,859 (2) nilai efisiensi untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 72,61%,putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 70,56%, dan untuk putaran kipas 1200 rpmrata-ratanya sebesar 71,25%.

Kata Kunci: Mesin pendingin alkohol, siklus kompresi uap standar, efisiensi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

vii

ABSTRACT

Cooling machines are getting more and more utilized as the advancement oftechnology. Cooling machines can be formed as: refrigerator, freezer, or air conditioner(AC). Various types of cooling machines have their own purposes, such as foodpreservative, water freezer (ice maker), and air conditioner. Knowing that the use ofcooling machines is important, it is needed to have knowledge about how to make anddevelop cooling machines. The aims of this research are (a) to make a standard vaporcompression cycle cooling machine that is used for cooling alcohol, (b) to find outcharacteristics of the alcohol cooling machine that has been made: (1) COP (CoefficientOf Performance) of the alcohol cooling machine (actual/ideal) (2) the efficiency of thealcohol cooling machine.

Main components of the cooling machine that is used in this research arecompressor, condenser, capillary pipe, and evaporator. Refrigerant that is used isrefrigerant R-134a and a filter as additional equipment. Power of the compressor is 1/5hp. The cooling load is alcohol with volume of 5 liters and alcohol levels of 70% withanti-freezing alcohol properties. Variety of research that is done in this research is thecondenser cooling fan. This research conducts three varieties of condenser fan rounds;800 rpm, 1000 rpm, and 1200 rpm.

Result of the research shows (a) the cooling machine that has been made workswell as it was expected (b) the characteristics of the alcohol cooling machine (1) value ofCOPactual for 800 rpm fan rounds is in the amount of 3,079, for 1000 rpm fan rounds is inthe amount of 2,850, and for 1200 rpm fan rounds is in the amount of 2,859 (2) efficiencyvalue for 800 rpm is in the amount of 72,61%, for 1000 rpm is in the amount of 70,56%,and for 1200 rpm is in the amount of 71,25%.

Keywords: Alcohol Cooling Machine, standard steam compression cycle, efficiency.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat yang

diberikan dalam penyusunan Skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan dengan baik

dan lancar

Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib mahasiswa Program Studi Teknik

Mesin untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, akhirnya Skripsi ini dapat

terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati penulis

menyampaikan rasa terimakasih yang besar kepada :

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

Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

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

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, dan

sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Anak Agung Gede Emas Ardhana Putra dan Supraptiningsih selaku orang tua

penulis dan keluarga penulis yang telah mendoakan, mendukung dan memberikan

semangat moral maupun material dalam menyelesaikan Skripsi.

5. Anom Putra Yudistira dan Istri Candra Widita selaku kakak kandung penulis yang

selalu memberikan doa, semangat, dan menghibur dalam menyelesaikan Skripsi.

6. Berta Palupi selaku kakak sepupu penulis yang telah membantu dalam

menyelesaikan Skripsi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xi

DAFTAR ISI

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

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

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................................ iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI........................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI............................................................................. v

INTISARI .......................................................................................................................... vi

ABSTRACT........................................................................................................................ vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................................................................viii

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

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

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN .................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR........................................................................................................ xv

DAFTAR TABEL........................................................................................................... xvii

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

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

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

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

1.4. Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin Pendingin .............................................. 3

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ........................................... 4

2.1. Dasar Teori ............................................................................................................... 4

2.1.1. Definisi Mesin Pendingin ......................................................................................... 4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xii

2.1.2. Siklus Kompresi Uap................................................................................................ 5

2.1.3. Komponen-Komponen Siklus Kompresi Uap .......................................................... 8

2.1.4. Refrigeran Siklus Kompresi Uap............................................................................ 12

2.1.5. Perhitungan-Perhitungan Pada Sklus Kompresi Uap ............................................. 16

2.1.6. Alkohol ................................................................................................................... 20

2.1.7. Intruksi Kerja Dinas Quality Assurance ................................................................. 21

2.2. Tinjauan Pustaka..................................................................................................... 22

BAB III PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN .......................... 26

3.1. Pembuatan Mesin Pendingin..................................................................................... 26

3.1.1. Komponen Utama Mesin Pendingin....................................................................... 26

3.1.2. Alat ......................................................................................................................... 30

3.1.3. Bahan ...................................................................................................................... 35

3.1.4. Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin................................................ 37

3.1.5. Langkah-langkah Pembuatan Mesin pendingin...................................................... 40

3.2. Objek Penelitian ........................................................................................................ 42

3.3. Skematik Penelitian................................................................................................... 42

3.4. Variasi Penelitian ...................................................................................................... 44

3.5. Alur Penelitian .......................................................................................................... 44

3.6. Alat Bantu Penelitian ............................................................................................... 46

3.7. Cara Pengambilan Data dan Pengolahan Data .......................................................... 48

3.8. Cara Pengolahan Data ............................................................................................... 48

3.9. Kesimpulan ............................................................................................................... 49

BAB IV HASIL PENELITIAN, PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN......... 50

4.1. Hasil Penelitian ......................................................................................................... 50

4.2. Hasil Pengolahan Data .............................................................................................. 52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xiii

4.3. Pembahasan............................................................................................................... 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................ 84

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 84

5.2 Saran.......................................................................................................................... 85

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 86

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xiv

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN

Simbol Keterangan

Q : Laju perpindahan kalor (W)

: Gradien suhu perpindahan kalor (-K/m)

k : Konduktifitas thermal kalor (W/m.K)

A : Luas bidang penampang (m²)

Ts : Temperatur permukaan (K)

: Temperatur fluida yang mengalir dekat permukaan (k)

h : Entalpi (kJ/kg)

Wk : Kerja kompresor (kJ/kg)

Qc : Kalor yang dilepas kondensor (kJ/kg)

Qe : Kalor yang diserap evaporator

COP : Koefisien prestasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Alir Mesin Pendingin ...................................................................... 4

Gambar 2.2. Skema Siklus Kompresi Uap ......................................................................... 6

Gambar 2.3. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram P-h ....................................................... 6

Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram T-s ....................................................... 7

Gambar 2.5. Kompresor Jenis Terbuka .............................................................................. 9

Gambar 2.6. Kompresor Jenis Hermatik............................................................................. 9

Gambar 2.7. Kompresor Jenis Semi Hermatik.................................................................. 10

Gambar 2.8. Kondensor .................................................................................................... 10

Gambar 2.9. Evaporator .................................................................................................... 11

Gambar 2.10. Pipa Kapiler................................................................................................ 12

Gambar 2.11. Filter ........................................................................................................... 12

Gambar 2.12. Diagram tekanan-entalpi R-134a ............................................................... 19

Gambar 2.13. Ethylene Glycol .......................................................................................... 20

Gambar 3.1. Konstruksi Mesin Pendingin ........................................................................ 27

Gambar 3.2. Kompresor Hermetik.................................................................................... 28

Gambar 3.3. Kondensor Jenis Pipa Bersirip ..................................................................... 28

Gambar 3.4. Evaporator .................................................................................................... 29

Gambar 3.5. Pipa Kapiler.................................................................................................. 29

Gambar 3.6. Filter ............................................................................................................. 30

Gambar 3.7. Pemotong pipa (Tubing cutter) .................................................................... 31

Gambar 3.8. Pembengkok Pipa......................................................................................... 31

Gambar 3.9. Pompa Vakum.............................................................................................. 32

Gambar 3.10. Pengembang Pipa (Flaring Tool)............................................................... 32

Gambar 3.11. Tang ........................................................................................................... 33

Gambar 3.12. Bor.............................................................................................................. 33

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xvi

Gambar 3.13. Meteran dan Mistar .................................................................................... 34

Gambar 3.14. Alat Las ...................................................................................................... 34

Gambar 3.15. Bahan Las................................................................................................... 35

Gambar 3.16. Pipa Tembaga............................................................................................. 37

Gambar 3.17. Pressure Gauge .......................................................................................... 38

Gambar 3.18. Penampil Suhu Digital dan Termokopel .................................................... 39

Gambar 3.19. Tang Ampere.............................................................................................. 40

Gambar 3.20. Objek Penelitian ......................................................................................... 42

Gambar 3.21. Skematik Mesin Pendingin Alkohol .......................................................... 43

Gambar 3.22 Diagram Alir Langkah Pelaksanaan............................................................ 45

Gambar 3.23. (a) Thermocouple dan (b) APPA................................................................ 46

Gambar 3.24. Pressure Gauge .......................................................................................... 47

Gambar 3.25. Diagram P-h R-134a. ................................................................................. 47

Gambar 3.26. Stopwatch ................................................................................................... 48

Gambar 4.1. Perbandingan suhu kondensor terhadap waktu pada setiap variasi.............. 55

Gambar 4.2. Perbandingan suhu evaporator terhadap waktu pada setiap variasi ............. 56

Gambar 4.3. Perbandingan Win pada setiap variasi........................................................... 63

Gambar 4.4. Perbandingan Qout pada setiap variasi putaran kipas.................................... 65

Gambar 4.5. Perbandingan Qin setiap variasi putaran kipas.............................................. 68

Gambar 4.6. Perbandingan COPaktual pada setiap variasi putaran kipas ............................ 70

Gambar 4.7. Perbandingan COPideal pada setiap variasi putaran kipas ............................. 73

Gambar 4.8. Perbandingan efisiensi setiap variasi putaran kipas ..................................... 75

Gambar 4.9. Perbandingan laju aliran massa refrigeran setiap variasi putaran kipas ....... 78

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data penelitian mesin pendingin dengan variasi putaran kipas 800 rpm......... 50

Tabel 4.2. Data Penelitian mesin pendingin dengan variasi putaran kipas 1000 rpm....... 51

Tabel 4.3. Data penelitian mesin pendingin variasi putaran kipas 1200 rpm ................... 52

Tabel 4.4. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 800 rpm....... 53

Tebel 4.5. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 1000 rpm..... 54

Tabel 4.6. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 1200 rpm..... 55

Tabel 4.7. nilai entalpi pada putaran kipas 800 rpm ......................................................... 59

Tabel 4.8. nilai entalpi pada putaran kipas 1000 rpm ....................................................... 59

Tabel 4.9. nilai entalpi pada putaran kipas 1200 rpm ....................................................... 60

Tabel 4.10. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 800 rpm...................................... 61

Tabel 4.11. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1000 rpm.................................... 61

Tabel 4.12. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1200 rpm.................................... 62

Tabel 4.13. Qout kondensor pada putaran kipas 800 rpm .................................................. 63

Tabel 4.14. Qout kondensor pada putaran kipas 1000 rpm ................................................ 64

Tabel 4.15. Qout kondensor pada putaran kipas 1200 rpm ................................................ 64

Tabel 4.16. Qin evaporator pada putaran kipas 800 rpm ................................................... 66

Tabel 4.17. Qin evaporator pada putaran kipas 1000 rpm ................................................. 66

Tabel 4.18. Qin evaporator pada putaran kipas 1200 rpm ................................................. 67

Tabel 4.19. COPaktual pada putaran kipas 800 rpm ............................................................ 68

Tabel 4.20. COPaktual pada putaran kipas 1000 rpm .......................................................... 69

Tabel 4.21. COPaktual pada putaran kipas 1200 rpm .......................................................... 69

Tabel 4.22. COPideal pada putaran kipas 800 rpm.............................................................. 71

Tabel 4.23. COPideal pada putaran kipas 1000 rpm............................................................ 71

Tabel 4.24. COPideal pada putaran kipas 1200 rpm............................................................ 72

Tabel 4.25. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 800 rpm ......................................... 73

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

xviii

Tabel 4.26. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1000 rpm ....................................... 74

Tabel 4.27. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1200 rpm ....................................... 74

Tabel 4.28. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 800 rpm ............................. 76

Tabel 4.29. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1000 rpm ........................... 76

Tabel 4.30. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1200 rpm ........................... 77

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Dewasa ini perkembangan teknologi semakin lama semakin pesat. Mesin

pendingin bukan merupakan suatu alat yang dianggap mewah dan asing bagi

masyarakat. Sebagai misal mesin pendingin, banyak dijumpai diberbagai tempat:

di rumah tangga, di swalayan/mall, di rumah sakit, di kantor-kantor, di tempat

industri, di tempat hiburan dan bahkan di berbagai alat transportasi. Ditinjau dari

kegunaannya mesin pendingin mempunyai fungsi untuk mendinginkan,

membekukan, dan untuk sistem pengkondisian udara.

Contoh mesin yang berfungsi untuk mendinginkan dan membekukan adalah:

kulkas, freezer, ice maker, cold storage, show case, dispenser, dll. Sedangkan

mesin yang berfungsi untuk sistem pengkondisian udara adalah: AC rumah

tangga, AC industri, AC alat transportasi, dll. Semua mesin tersebut

mempergunakan siklus kompresi uap dalam bekerjanya.

Adapun contoh mesin pendingin di tempat industri adalah mesin pendingin

alkohol untuk perlakuan dingin pada spesimen atau benda kerja sebelum

dilakukan pengujian impak. Perlakuan dingin pada spesimen merupakan suatu

upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang ada dilapangan.

Bahwa semakin rendah suhu maka karakteristik suatu material akan berubah dari

ulet menjadi getas. Seperti tenggelamnya kapal Titanic yang salah satu faktor

penyebabnya adalah perubahan karakteristik material pada konstruksi kapal akibat

suhu ekstrim di Samudra Atlantik Utara.

Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat

(rapid load). Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur

ketahanan beban terhadap beban kejut. Pengujian impak merupakan suatu upaya

untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

2

perlengkapan transportasi, kontruksi dan sistem perpipaan dimana beban tidak

selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan dating secara tiba-tiba.

Mesin pendingin alkohol untuk perlakuan logam pada spesimen ini

sebelumnya telah dilakukan di laboratorium PT. KHI PIPE INDUSTRI untuk

pengujian sampel pipa.

1.2 Rumusan Masalah

Mengingat pentingnya peranan mesin pendingin pada perlakuan logam, maka

penulis berkeinginan untuk mengerti, memahami dan mengenal kerja mesin

pendingin beserta dengan karakteristik mesin pendingin lebih lanjut. Caranya

adalah dengan merancang, membuat dan melakukan penelitian untuk

mendapatkan karakteristik mesin pendingin. Pada penelitian ini, mesin pendingin

dipergunakan untuk alkohol sebagai media proses perlakuan benda kerja sebelum

dilakukan uji impak dengan metode charpy.

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah:

a. Merancang dan membuat mesin pendingin siklus kompresi uap standar yang

dipergunakan untuk mendinginkan alkohol.

b. Mengetahui karakteristik dari mesin pendingin alkohol yang telah dibuat:

1. Mengetahui kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win).

2. Mengetahui energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa

refrigeran (Qin).

3. Mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran (Qout)

4. Mengetahui COP aktual dan COP ideal dari mesin pendingin.

5. Mengetahui efisiensi mesin pendingin (η).

6. Mengetahui laju aliran refrigeran yang mengalir di dalam siklus kompresi

uap (ṁ)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

3

1.4 Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin Pendingin

Batasan-batasan dalam pembuatan alat penelitian:

a. Mesin pendingin bekerja dengan siklus kompresi uap, dan diasumsikan tidak

ada proses pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut.

b. Komponen utama dalam siklus kompresi uap yaitu: kompresor, kondensor,

pipa kapiler, filter, evaporator dan tempat untuk mendinginkan alkohol.

c. Refrigeran yang dipergunakan dalam mesin pendingin adalah R-134a.

d. Daya kompresor yang dipergunakan sebesar 1/5 HP, jenis kompresor

hermetic jenis torak, diperoleh di pasaran.

e. Ukuran komponen utama yang lain, ukurannya menyesuaikan dengan

besarnya daya kompresor yang dipergunakan, semuanya diperoleh di pasaran.

f. Fluida yang didinginkan adalah alkohol dengan kadar 70%.

g. Kapasitas alkohol yang didinginkan sebanyak 5 liter.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini:

a. Mempunyai pengalaman dalam pembuatan mesin pendingin alkohol sebagai

media untuk perlakuan pada spesimen sebelum dilakukan uji impak

b. Mampu memahami karakteristik mesin pendingin dengan siklus kompresi

uap.

c. Sebagai bekal untuk memahami mesin pendingin, pembeku dan mesin

pendingin pengkondisian udara yang menggunakan siklus kompresi uap.

d. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai referensi untuk para peneliti lainnya

yang ingin melakukan penelitian terkait mesin pendingin.

e. Hasil penelitian dapat menambah khasanah dalam pengetahuan yang dapat

ditempatkan di perpustakaan atau di proseding, atau dipublikasikan di dalam

media masa lainnya.

f. Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin pendingin alkohol untuk

perlakuan logam.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

4

BAB II

LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Dasar Teori

2.1.1. Definisi Mesin Pendingin

Skematik sistem kerja mesin pendingin berkebalikan dengan mesin kalor.

Skematik sistem kerja mesin pendingin diberikan pada Gambar 2.1. Mesin

pendingin bekerja mengambil kalor dari tandon kalor bersuhu rendah dan

memindahkan kalor ke tandon bersuhu tinggi dengan bantuan kerja dari

kompresor. Pada lemari es yang biasa digunakan di rumah, makanan dan air

sebagai tandon kalor bersuhu rendah, sedangkan udara lingkungan di mana posisi

lemari es ditempatkan sebagai tendon kalor bersuhu tinggi dan kompresor bekerja

sebagai sumber energi yang memindahkan kalor.

Pada penelitian ini alkohol sebagai tandon kalor bersuhu rendah dan udara

di mana alat penelitian ditempatkan sebagai tandon kalor bersuhu tinggi.

Sedangkan kerja (W) yang diberikan dilakukan oleh kompresor yang bekerja

dengan sumber energi dari listrik.

Gambar 2.1. Skematik Sistem Kerja Mesin Pendingin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

5

Pada sistem kerja mesin pendingin, kalor Qin diambil dari tandon kalor

bersuhu rendah dan kerja yang diberikan dilakukan oleh kompresor sebesar Win

dan membuang kalor Qout ke tandon kalor bersuhu tinggi, yang dapat dinyatakan

dengan Persamaan (2.1). Simbol R pada Gambar (2.1) menyatakan refrigeran atau

mesin pendingin.

Qout = Win + Qin … (2.1)

Jadi pemakaian kerja mekanis Win sebesar:

Win = Qout – Qin … (2.2)

Persamaan (2.2) berlaku untuk siklus refrigerasi maupun siklus pompa

kalor namun tujuan siklus berbeda. Refrigerasi digunakan untuk mendinginkan

ruangan atau objek yang didinginkan atau dibekukan, atau untuk menjaga suhu

udara di dalam rumah lebih rendah dari suhu sekitarnya. Sedangkan pompa kalor

digunakan untuk memanaskan ruangan, atau untuk menjaga agar suhu ruangan

lebih tinggi dari suhu sekitarnya

Pada penelitian ini siklus refrigerasi digunakan untuk mendinginkan

alkohol hingga mencapai suhu yang diinginkan dan menjaga suhu tersebut agar

tetap sesuai keinginan.

2.1.2. Siklus Kompresi Uap

Dari sekian banyak jenis sistem refrigerasi, yang paling umum digunakan

adalah refrigerasi dengan siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi

uap adalah kompresor, evaporator, kondensor, dan katub ekspansi atau pipa

kapiler. Skema rangkaian komponen siklus kompresi uap tersaji pada Gambar 2.2.

Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h

dan diagram T-s.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

6

Gambar 2.2. Skema Rangkaian Komponen Utama Siklus Kompresi Uap

Gambar 2.3. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram P-h

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

7

Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram T-s

Proses dari skema alir siklus kompresi uap (Gambar 2.2.) adalah:

a. Proses Kompresi (proses 1-2)

Proses kompresi adalah proses menaikan tekanan refrigeran (proses 1-2).

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

dalam kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah mengalami

kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan tinggi. Karena proses ini

berlangsung secara isentropic, maka temperature ke luar kompresor pun

meningkat.

b. Proses Desuperheating (Proses 2-2a) dan Proses Kondensasi (Proses2-3)

Proses penurunan suhu dan proses kondensasi refrigeran (Proses 2-3)

berlangsung di dalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi dan

bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang kalor (Qout)

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

terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya (udara), sehingga

kalor berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang menyebabkan uap

refrigeran mengembun menjadi cair. Proses ini berlangsung pada tekanan tetap.

c. Proses Throtling (Proses 3-4)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

8

Proses penurunan tekanan refrigeran (Proses 3-4) disebut juga proses

throtling. Pada proses ini fase refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase

campuran (cair dan gas). Proses berlangsung secara isoentalpi atau tidak terjadi

perubahan entalpi tetapi terjadi penurunan tekanan dan temperatur.

d. Proses Penguapan atau Evaporasi (Proses 4-1).

Proses pendidihan refrigeran (Proses 4-1) disebut juga proses evaporasi.

Proses ini berlangsung di dalam evaporator. Kalor dari dalam ruangan akan

diserap oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah

fase dari campuran cair + uap menjadi uap jenuh bertekanan rendah. Selanjutnya,

refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan bersirkulasi lagi. Begitu

seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai. Proses berlangsung pada

tekanan tetap.

Dengan demikian proses-proses siklus kompresi uap pada diagram P-h dan

diagram T-s, adalah sebagai berikut

a. 1-2 : Proses kompresi (berlangsung secara isentropik atau

adiabatik dan reversible).

b. 2-3 : Proses desuperheating dan proses kondensasi (pelepasan

panas dan pengembunan) pada tekanan konstan.

c. 3-4 : Proses ekspansi atau throtling tidak reversible atau

isentalpik atau dengan entalpi konstan.

d. 4-1 : Proses penguapan atau evaporasi.

2.1.3. Komponen-Komponen Siklus Kompresi Uap

Komponen utama dari siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor,

evaporator, pipa kapiler.

a. Kompresor

Kompresor merupakan jantung dari siklus kompresi uap. Kompresor

menghisap uap refrigeran yang bertekanan rendah dari evaporator dan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

9

mengkompresikannya menjadi uap bertekanan tinggi sehingga uap akan

tersirkulasi.

1. Kompresor Jenis Terbuka

Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing-masing

bergerak sendiri dalam keadaan terpisah dengan menggunakan pulley. Contoh

gambar kompresor jenis terbuka dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Kompresor Jenis Terbuka

(sumber: http://www.jyengine.com)

2. Kompresor Jenis Hermatik

Jenis kompresor hermatik adalah kompresor yang motor penggeraknya dan

kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak

langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama

dengan kompresor. Contoh gambar kompresor jenis hermetic dapat dilihat pada

Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Kompresor Jenis Hermatik

(sumber: http://www.edukasielektronika.com)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

10

3. Kompresor Jenis Semi Hermatik

Jenis kompresor jenis ini merupakan kompresor yang motor penggeraknya

serta kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya

terpisah dari kompresor. Kompresor digerakan oleh motor penggerak dengan

sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor. Contoh

gambar kompresor jenis semi hermetic dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Kompresor Jenis Semi Hermatik

(sumber: http://www.seekpart.com)

b. Kondensor

Kondensor adalah suatu alat untuk merubah fase bahan pendingin dari

bentuk gas menjadi cair. Pada saat terjadinya perubahan fase tersebut, panas

dilepas oleh kondensor ke udara sekitar melalui permukaan rusuk-rusuk

kondensor. Bahan pendingin saat keluar kompresor mempunyai suhu dan tekanan

tinggi. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin didinginkan

awalnya menjadi gas jenuh kemudian mengembun berubah menjadi cair. Contoh

gambar kondensor dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Kondensor

(sumber: http://www.edukasielektronika.com)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

11

c. Evaporator

Evaporator adalah suatu tempat dimana bahan pendingin menguap dari

cair menjadi gas. Proses penguapannya memerlukan kalor, kalor diambil dari

lingkungan sekitar evaporator (air di sekitar evaporator). Evaporator berbentuk

berbagai macam, ada yang berbentuk pipa, pipa dengan plat dan pipa dengan sirip.

Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau

kuningan. Namun kebanyakan terbuat dari alumunium. Kerusakan yang sering

dijumpai pada evaporator adalah kebocoran pipa. Hampir semua kerusakan terjadi

karena kebocoran sehingga mesin pendingin tidak mampu mendinginkan (ruang

pendinginan). Contoh gambar evaporator dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Evaporator Jenis Pipa

d. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah salah satu alat penurun tekanan. Pipa kapiler

merupakan suatu pipa pada mesin pendingin yang mempunyai diameter yang

paling kecil jika dibandingkan dengan pipa-pipa lainnya. Jika pada evaporator

pipa mempunyai diameter 8 mm, maka untuk pipa kapiler berdiameter 1,7 mm.

Kerusakan mesin pendingin yang paling banyak dijumpai pada pipa kapiler, yaitu

terjadinya kebocoran pada pipa kapiler dan tersumbatnya pipa kapiler oleh

kotoran-kotoran pada refrigeran. Contoh gambar pipa kapiler dapat dilihat pada

Gambar 2.10.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

12

Gambar 2.10. Pipa Kapiler

e. Filter

Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran

bahan pendingin selama melakukan sirkulasi, sehingga kotoran tidak masuk ke

dalam pipa kapiler. Selain itu, bahan pendingin yang akan disalurkan pada proses

berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal. Bentuk

dari alat ini ialah berupa tabung kecil dengan diameter antara 10 – 20 mm, dengan

bahan dari tembaga sedangkan panjangnya tak kurang dari 8 – 15 cm. Contoh

gambar filter dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Filter

(sumber: http://www.edukasielektronika.com)

2.1.4. Refrigeran Siklus Kompresi Uap

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang

mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, bahan tersebut

adalah bahan pendingin (refrigeran). Refrigeran yaitu fluida atau zat pendingin

yang memegang peranan penting dalam sistem pendingin. Refrigeran digunakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

13

untuk menyerap panas melalui perubahan fase dari cair menjadi gas (evaporasi)

dan membuang panas melalui perubahan fase dari gas menjadi cair (kondensasi).

Refrigeran dapat dikatakan sebagai pemindah panas dalam sistem pendingin.

Refrigeran mengalami beberapa proses atau perubahan fase (cair dan uap), yaitu

refrigeran yang mula-mula pada keadaan awal (cair) setelah melalui beberapa

proses akan kembali ke keadaan awalnya.

Secara umum refrigeran dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:

a. Refrigeran primer

Refrigeran primer adalah refrigeran yang digunakan dalam sistem

kompresi uap dan mengalami perubahan fase selama proses refrigerasinya.

Refrigeran primer meliputi beberapa macam diantaranya yaitu:

1. Udara

Penggunaan udara sebagai refrigeran umumnya dipergunakan untuk pesawat

terbang. Sistem pendingin dengan refrigeran udara menghasilkan COP yang

lebih rendah, tetapi aman.

2. Ammonia (NH3)

Amonia adalah satu-satunya refrigeran selain kelompok fluorocarbon yang

masing digunakan sampai saat ini. Walaupun ammonia beracun dan kadang-

kadang mudah terbakar atau meledak pada kondisi tertentu, namun ammonia

biasa digunakan pada instalasi-instalasi suhu rendah pada industri besar.

3. Karbondioksida (CO2)

Karbondioksida merupakan refrigeran yang pertama dipakai seperti halnya

ammonia. Refrigeran ini kadang-kadang digunakan untuk proses pembekuan

dengan cara bersentuhan langsung dengan bahan makanan. Tekanan

pengembunannya yang tinggi membatasi penggunaannya hanya pada suhu

rendah. Untuk suhu tinggi digunakan refrigeran lain.

4. Hidrokarbon

Hidrokarbon merupakan refrigeran paling banyak dipakai pada industri

karena harganya yang murah dan termasuk refrigeran yang ramah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

14

lingkungan. Jenisnya adalah butana, iso butana, propana, propylana, etana

dan etylana. Semuanya termasuk bahan yang mudah terbakar dan meledak.

Hidrokarbon dapat terbakar bila berada di dalam daerah segitiga api yaitu

tersedianya hidrokarbon, udara dan sumber api. Jika salah satu ketiga faktor

tersebut tidak terpenuhi maka proses kebakaran tidak akan terjadi

5. Refrigeran R-12

Refrigeran ini biasa dilambangkan R-12 dan mempunyai rumus kimia CCl2F2

(Dichloro Difluoro Methane). Refrigeran ini sudah tidak boleh dipergunakan

lagi pada saat ini. Dulu digunakan untuk kompresor torak. R-12 mempunyai

titik didih --21,6˚F (-29,8˚C) pada tekanan 1 atm. Refrigeran ini tidak ramah

lingkungan dan menimbulkan pemanasan global.

6. Refrigeran R-22

Refrigeran ini biasa dilambangkan R-22 dan mempunyai rumus kimia

CHClF2. R-22 mempunyai titik didih -41,4˚F (-40,8˚C). refrigeran ini telah

dilarang untuk digunakan, karena merusak lapisan ozon dan pemanasan

global.

7. Refrigeran R-134a

Refrigeran ini biasanya dilambangkan R-134a dan mempunyai rumus kimia

CH3CH2F. R-134a mempunyai titik didih -15˚F (-26,2˚C). refrigeran ini

merupakan alternatif pengganti R-22 dan R-12. Refrigeran ini dianggap

sebagai refrigeran yang ramah lingkungan.

b. Refrigeran sekunder

Refrigeran sekunder adalah fluida yang membawa panas dari bahan yang

sedang didinginkan ke evaporator pada sistem refrigerasi. Refrigeran sekunder

mengalami perubahan suhu bila menyerap panas dan membebaskannya pada

evaporator, tetapi tidak mengalami perubahan fase. Secara teknis air dapat

digunakan sebagai refrigeran sekunder, namun yang paling sering diguakan

adalah larutan garam (brine) dan larutan anti beku (antifreezes) yang merupakan

larutan dengan suhu beku dibawah 0˚C. larutan anti beku yang sering digunakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

15

adalah larutan air dan glikol etilen, glikol propilen, atau kalsium klorida. Glikol

propilen mempunyai keistimewaan tidak berbahaya bila terkena bahan makanan.

Jenis refrigeran yang digunakan pada saat ini terdiri dari tiga susunan

yaitu:

1. Hydro fluoro carbon (HFC), merupakan refrigeran baru sebagai alternative

untuk menggantikan posisi Freon. Hal ini disebabkan karena refrigeran Freon

mengandung zat chlor (CI) yang dapat merusak lapisan ozon. Sedangkan

HFC terdiri dari atom-atom hydrogen, fluorine dan karbon tanpa adanya zat

chlor (CI)

2. Hydro cloro fluoro carbon (HCFC), merupakan refrigeran yang terdiri dari

hydrogen, klorin, fluorin, dan karbon. Refrigeran ini terkandung jumlah

minimal klorin, yang merusak lingkungan karena penipisan lapisan ozon.

3. Cloro fluoro carbon (CFC), merupakan refrigeran yang mengandung klorin,

fluorin dan karbon. Refrigeran ini membawa jumlah kaporit yang tinggi

sehingga dikenal sebagai refrigeran yang paling berbahaya untuk kerusakan

lapisan ozon.

Ditinjau dari berbagai segi pada saat ini pemakaian refrigeran yang umum

diusulkan adalah hydro fluoro carbon (HFC) karena beberapa sifat positif yang

dimilikinya antara lain sebagai berikut:

1. Tidak beracun, berwarna dan berbau.

2. Bukan termasuk bahan yang mudah terbakar dan meledak.

3. Tidak menyebabkan korosi pada material

4. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor

5. Memiliki struktur kimia yang stabil.

6. Memiliki titik didih yang rendah.

7. Memiliki rekanan kondensasi yang rendah.

8. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi.

9. Memiliki tingkat penguapan yang tinggi.

10. Memiliki kalor laten penguapan yang tinggi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

16

11. Memilki harga yang relatif murah dan mudah diperoleh

2.1.5. Perhitungan-Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap

Untuk mengetahui karakteristik mesin pendingin diperlukan beberapa

rumusan perhitungan, antara lain sebagai berikut :

a. Kerja Kompresor (Win)

Besarnya kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung

dengan menggunakan Persamaan (2.3).

hhW in 12 … (2.3)

Pada Persamaan (2.3) :

Win : besarnya kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg)

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

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

b. Laju Aliran Kalor Yang Dilepas Kondensor (Qout)

Besarnya kalor per satuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat

dihitung dengan Persamaan (2.4)

hhQout 32 … (2.4)

Pada Persamaan (2.4)

Qout : besarnya kalor dilepas di kondesor persatuan massa refrigeran (kJ/kg)

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

h3 : entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

c. Laju Aliran Kalor Yang Diserap Evaporator (Qin)

Besarnya kalor per satuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat

dihitung dengan mempergunakan Persamaan (2.5).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

17

hhQin 41 … (2.5)

Pada Persamaan (2.5) :

Qin : kalor yang diserap di evaporator persatuan massa refrigeran (kJ/kg)

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

h4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg) = h3 (kJ/kg)

d. Coefficient Of Performance actual (COPaktual)

COPaktual adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dari

ruangan yang didinginkan dengan kerja yang dilakukan kompresor. Dapat

dihitung dengan mempergunakan Persamaan 2.6.

WQ

COPin

inaktual … (2.6)

Pada Persamaan (2.6):

COPaktual : koefisien prestasi kerja mesin siklus kompresi uap secara aktual.

Qin : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran

(kJ/kg).

Win : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran

(kJ/kg).

e. Coefficient Of Performance ideal (COPideal)

COPideal dapat dihitung dengan mempergunakan Persamaan (2.7).

TTTCOP

ec

eideal … (2.7)

Pada Persamaan (2.7):

COPideal : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal.

Te : suhu kerja mutlak evaporator (K)

Tc : suhu kerja mutlak kondensor (K)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

18

f. Efisiensi Mesin Siklus Kompresi Uap

Efisiensi mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.8).

%100COPCOP

ideal

aktual … (2.8)

Pada Persamaan (2.8):

COPaktual : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual

COPideal : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal.

g. Laju Aliran Refrigeran

Laju aliran refrigeran (ṁ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan

(2.9).

hhIVm

12

… (2.9)

Pada Persamaan (2.9)

V : Tegangan (volt)

I : Arus lstrik pada kompresor (ampere)

h2 : Nilai entalpi refrigeran keluar kompresor (kJ/kg)

h1 : Nilai entalpi refrigeran masuk kompresor (kJ/kg)

Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi dan menggambarkan siklus

kompresi uap yang terjadi pada mesin, nilai entalpi di setiap titik dapat diketahui,

sehingga besaran yang penting seperti kerja kompresor, kerja kondensor, kerja

evaporator, COP dan efisiensi serta laju aliran refrigeran dalam siklus kompresi

uap standar di atas dapat diketahui. Untuk diagram tekanan-entalpi R-134a dapat

dilihat pada Gambar 2.12.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

19

Gambar 2.12. Diagram tekanan-entalpi R-134a(sumber : http://biblio3.url.edu.gt)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

20

2.1.6. Alkohol

Alkohol merupakan senyawa yang memilki gugus fungsional –OH yang

terikat pada rantai karbon alifatik. Dalam molekul alkohol, gugus fungsi –OH

berikatan secara kovalen dengan atom karbon. Alkohol yang memiliki satu gugus

–OH disebut dengan monoalkohol, sedangkan yang memilki lebih dari satu gugus

–OH disebut dengan polialkohol. Alkanol merupakan monoalkohol turunan

alkana..

Pada umumnya alkohol digunakan sebagai senyawa pelarut, dan sebagai

bahan minuman beralkohol. Adapun beberapa senyawa yang banyak digunakan

dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya pemanfaat alkohol di industri, methanol

digunakan sebagai bahan baku formaldehid, sebagai cairan antibeku, dan pelarut.

Jenis alkohol yang memiliki sifat antibeku adalah etilen glikol. etilen

glikol (1,2-etanadiol) yang berfungsi sebagai zat anti beku. Etilen glikol biasa

ditambahkan dalam air radiator mobil untuk mencegah air membeku selama

musim dingin. Contoh senyawa tersebut menunjukan bahwa senyawa turunan

alkana yang mengalami substitusi dengan gugus hidroksil (-OH).

Gambar 2.13. Ethylene Glycol

Pada penelitian ini alkohol yang dipergunakan adalah alkohol dengan

kadar 70%. Penggunaan alkohol pada penelitian ini karena sifat alkohol yang

antibeku.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

21

2.1.7. Intruksi Kerja Dinas Quality Assurance

a. Batasan:

1. Pengujian ini dilakukan bila disyaratkan dalam spesifikasi

2. Lokasi pengambilan ditentukan berdasarkan pada persyaratan pembeli atau

berdasar standar yang ditetapkan.

3. Jumlah sample ditentukan berdasar pada persyaratan pembeli atau berdasar

standar yang ditetapkan.

b. Prosedur:

1. Ambil 1 set sample (3 buah) pada tempat yang telah ditetapkan.

2. Tandai dengan paint marker.

3. Sample tidak boleh diratakan (flattening)

Sample dimilling sampai dengan ukuran yang diperlukan (full size =

10×10×ST mm atau subsize = 10×6,7×55 mm atau 10×5×55 mm) diberi

notch (V notch), sample sesuai standar ASTM A-370.

Untuk sample pada daerah las, maka sebelum membuat notch (V notch),

sample harus dietching terlebih dahulu untuk mendapatkan titik tengah lasan

yang diinginkan dengan menggunakan campuran :

a. 1 bagian HNO3 (asam nitrat) dalam volume

b. 3 bagian CH3OH

4. Etching sample tersebut dengan cara merendamnya, sehingga keluar

bayangan lasnya. Lakukan pembuatan notch pada daerah yang diinginkan

sesuai dengan ASTM A-370.

5. Amplas bagian yang tajam.

6. Periksa dalam alat proyektor notch (pembesaran ± 140×), apakah notch sudah

sesuai dan kondisi notch harus sempurna.

7. Masukan sample kedalam pendingin sampai temperatur 0˚C atau disesuaikan

dengan permintaan dan tidak boleh bersentuhan satu dengan yang lain.

8. Sample didiamkan selama 10 menit sebelum dilakukan pengujian. Letakan

sample di tempat yang telah disediakan pada mesin.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

22

9. Uji impact dilakukan dengan cara melepaskan tuas pemukul, dan catat

energinya.

10. Catat hasil uji pada lembar yang telah disediakan.

c. Batas peneriman:

1. Nilai impact rata-rata dari 3 sample tidak boleh lebih rendah dari nilai yang

ditentukan dalam standar atau kontrak

2. Nilai impact individual sample tidak boleh lebih rendah dari nilai individual

yang ditentukan dalam standar atau kontrak.

2.2. Tinjauan Pustaka

Widiyatmoko (2015), melakukan perancangan, perakitan, dan pengujian

performa mesin pembuat es krim manual dengan kapasitas 5 liter. Tujuan

penelitian ini adalah untuk mengetahui COP mesin. Motode yang digunakan

adalah metode eksperimen di laboratorium. Dengan variasi beban pendingin.

Pengujian dilakukan dengan pengambilan data temperatur, tekanan, tegangan

listrik, dan arus listrik dengan perbedaan waktu 10 menit. Beban yang digunakan

adalah es krim dengan variasi volume ¼ liter, 1/2 liter, dan 1 liter. Diperoleh hasil

COP rata-rata tiap variasi beban pendingin yaitu COP dengan beban ¼ liter bahan

es krim sebesar 2,45, COP dengan beban 1/2 liter bahan es krim sebesar 2,51,

COP dengan beban 1 liter bahan es krim sebesar 2,6. Untuk beban 5 liter mesin

pembuat eskrim tersebut memiliki COP 3,365. Proses perakitan yang tidak

sempurna menyebabkan adanya perbedaan COP perencanaan dan interpolasi

linier pengujian, COP perencanaan pada kapasitas 5 liter adalah 2, sedangkan

COP hasil interpolasi pengujian adalah 3,365.

Khairil Anwar (2010), melakukan penelitian mengenai efek beban pendingin

terhadap kinerja sistem mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien

prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang digunakan adalah eksperimental

dengan variasi beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu

60, 100, 200, 300 dan 400 watt di dalam ruang pendingin. Tujuannya untuk

mengetahui kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan. Hasil

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

23

penelitian menunjukkan bahwa peningkatan beban pendingin menyebabkan

koefisien prestasi mesin pendingin akan membentuk kurva parabola. Performa

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

dengan COP sebesar 2,64. Sedangkan untuk waktu pendinginan diperoleh paling

lama pada beban yang paling tinggi (bola lampu 400 watt).

Heroe Poenomo (2015), melakukan analisis karakteristik unjuk kerja sistem

pendingin (Air Conditioning) yang menggunakan Freon R-22 berdasarkan pada

variasi putaran kipas pendingin kondensor. Tujuannya untuk mengetahui

karakteristik dan unjuk kerja sistem pendingin. Metode yang digunakan dalam

penelitian ini adalah eksperimental. Percobaan dengan menggunakan peralatan

dari mesin refrigerasi sistem pendingin undara di laboratorium Fluida, data-data

yang dicatat adalah suhu, tekanan dan perbedaan tekanan di kompresor. Untuk

membuat variasi putaran poros fan kondensor dilakukan dengan melakukan

beberapa perubahan frequensi motor listrik yang menggerakkannya. Variasi

putaran motor listrik fan kondensor yang digunakan adalah 50 rpm sampai dengan

150 rpm. Data hasil pencatatan berupa tekanan dan temperatur selanjutnya diplot

pada diagram P-h untuk refrigeran R-22. Berdasarkan pembahasan hasil

perhitungan data yang diperoleh, dapat ditarik beberapa kesimpulan karakteristik

dan unjuk kerja sistem pendingin, semakin besar laju aliran udara untuk

mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi semakin meningkat.

Karena laju aliran pelepasan kalor yang besar akan berimbas pada temperatur

kondensor yang semakin rendah, sehingga dapat mencapai temperatur yang lebih

rendah lagi pada keluaran evaporator. Jadi, kerja kompresor lebih ringan pada

variasi laju pelepasan kalor yang paling besar.

Marwan Effendy (2005), melakukan penelitian pengaruh kecepatan udara

pendingin kondensor terhadap koefisien prestasi air conditioning. Tujuannya

untuk meningkatkan laju aliran udara di kondensor terhadap koefisien prestasi

sistem pendingin AC. Metode yang digunakan adalah eksperimental. Dalam

melakukan penelitian dirakit sistem pendingin AC yang tediri dari kompresor,

kondensor, katub ekspansi, dan evaporator. Refrigeran yang dipergunakan adalah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

24

Freon R-12. Bagian kondensor dipasang kipas angina yang bisa diatur putarannya.

Untuk keperluan pengambilan data ditambahkan alat ukur seperti orifice,

manometer, dan thermometer yang menyatu dengan sistem, sedangkan kecepatan

udara yang dihisap diukur dengan anemometer. Dalam penelitian berhasil

mengekur data tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan

variasi kecepatan udara pendingin di kondensor. Kecepatan udara pendingin

kondensor diatur dengan menambahkan putaran motor listrik penggerak kipas.

Variasi kecepatan udara pendingin antara 0,2 – 2,98 m/s yang dihasilkan dari

putaran kipas 60 – 309 rpm. Hasil penelitian menunjukan semakin besar laju

aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi

semakin meningkat. Pada kecepatan udara pendingin diatas 2,98 m/s pengaruh

perubahan terhadap koefisien prestasi relatif kecil.

Aris Nur Cahyadi dan Sudjud Darsopuspito (2014), melakukan penelitian

pengujian performa mesin DAR yang berada di Jurusan Teknik Mesin ITS

Surabaya, yang diberi beban pendinginan pada kabin evaporatornya. Tujuan

penelitian ini untuk mengetahui performa mesin DAR yang diberi beban

pendingin yang berubah-ubah dan untuk mengetahui besarnya penghematan listrik

yang dilakukan oleh piranti kolektor surya tipe Parabolic Through. Metode yang

dipergunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental. Beban pendinginan pada

penelitian ini berupa electric heater yang disambungkan dengan voltage regulator

untuk mengatur panas output electric heater tersebut. Ada tiga variasi beban

pendinginan yang akan diujikan yaitu beban pendinginan dengan suhu heater

25˚C, suhu heater 32,5˚C dan terakhir suhu heater 37˚C. pasangan Refrigeran-

Absorben yang digunakan pada penelitian ini adalah Musicool22-DMF

(Dimetilformamida) dan gas hidrogen sebagai gas inert. Panas yang diberikan ke

generator berasal dari fluida panas berupa engine oil yang disirkulasikan pada

pipa generator. Engine oil ini dipanaskan oleh dua piranti, yaitu electric heater

dan kolektor surya yang dikontrol oleh kontroler ATMega 32 bergantian

memanasi engine oil. Hasil yang diperoleh dari pengujian performa sistem DAR

dengan tiga variasi beban pendinginan yaitu semakin tinggi beban pendinginan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

25

maka semakin baik performa sistem DAR. Kapasitas pendinginan optimal ialah

136 W, COP tertinggi 0,87, laju aliran massa refrigeran terbesar ialah 0,75 gram/s,

dan circulation ratio terendah yaitu 2,17.

Ekadewi Anggraini Handoyo dan Agus Lukito (2002), melakukan penelitian

pengaruh usaha melilitkan pipa kapiler pada line suction terhadap performansi

suatu mesin pendingin. Tujuannya untuk mengetahui performansi mesin

pendingin, COP dan waktu pendinginan. Metode yang dipergunakan adalah

eksperimental. Pada eksperimen ini mesin pendingin yang dipergunakan adalah

freezer. Waktu pendinginan didapat dari waktu untuk menurunkan 1˚C air garam

dari 6˚C menjadi 5˚C da seterusnya hingga -3˚C. dari eksperimen yang dilakukan

didapat bahwa pipa kapiler yang dililitkan pada line suction dapat meningkatkan

COP freezer sedangkan waktu pendinginan tidak banyak berubah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

26

BAB III

PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Pembuatan Mesin Pendingin

3.1.1. Komponen Utama Mesin Pendingin

Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian

ini terdiri dari: kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator. Refrigeran

yang digunakan adalah refrigeran R-134a dan peralatan tambahan yaitu filter.

Mesin pendingin beserta komponen-komponennya dapat dilihat pada Gambar

3.1. Beban pendinginan adalah alkohol dengan volume 5 liter dan kadar alkohol

sebesar 70% dengan sifat alkohol anti beku.

1

2

4 5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

27

Gambar 3.1. Konstruksi Mesin Pendingin

Keterangan pada Gambar (3.1) :

1. Kompresor

2. Kondensor

3. Evaporator

4. Pipa kapiler

5. Filter

Mesin pendingin pada konstruksi seperti pada Gambar 3.1. memiliki beberapa

bagian penting, yaitu :

a. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang berfungsi menghisap dan memompakan

refrigeran ke komponen-komponen sistem pendingin, sehingga terjadi sirkulasi

refrigeran yang mengalir pada mesin pendingin. Dalam pembuatan alat mesin

pendingin ini kompresor yang digunakan adalah kompresor hermetic jenis torak

merk HanDen daya 1/5 HP yang didapat di pasaran, lebih jelasnya ditunjukan

pada Gambar 3.2.

3

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

28

Gambar 3.2. Kompresor Hermetik Jenis Torak

b. Kondensor

Dalam pembuatan mesin pendingin ini kondensor yang digunakan yaitu jenis

pipa bersirip. Ukuran kondensor yang digunakan 28,5 cm × 27,5 cm × 8,5 cm dan

jarak antar sirip 0,2 mm, diameter pipa 10 mm, bahan pipa dari tembaga, bahan

sirip dari alumunium dan banyaknya lilitan 22. Seperti disajikan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Kondensor Jenis Pipa Bersirip

c. Evaporator

Besarnya evaporator yang digunakan tergantung dari seberapa besar media

yang didinginkan. Jenis evaporator yang digunakan pada mesin pendingin ini

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

29

adalah berjenis pipa, panjang pipa: 2 m, dengan diameter: 10 mm. bentuk

evaporator disajikan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Evaporator Jenis Pipa

d. Pipa kapiler

Pipa kapiler yang digunakan terbuat dari bahan tembaga dengan panjang 100

cm dengan diameter pipa 0,7 mm, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Pipa Kapiler

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

30

e. Filter

Filter berfungsi untuk menyaring atau menyerap kotoran yang akan masuk ke

ruang pipa kapiler. Bentuk dari alat ini berupa tabung kecil yang terbuat dari

bahan tembaga. Filter ini digunakan dalam mesin pendingin dengan diameter 19

mm sedangkan panjangnya 90 mm, seperti disajikan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Filter

3.1.2. Alat

Peralatan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin alkohol, antara

lain adalah:

a. Pemotong Pipa

Tubing cutter fungsinya untuk memotong pipa-pipa pada mesin pendingin agar

potongan yang dihasilkan bisa rata. Untuk memotong pipa dengan tubing cutter

yaitu pipa dimasukan diantara roller dan cutting wheel lalu tangkai dari tubing

cutter diputar 360˚, seperti disajikan pada Gambar 3.7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

31

Gambar 3.7. Pemotong pipa (Tubing cutter)

b. Pembengkok Pipa

Pembengkok pipa berfungsi untuk membengkokan pipa agar pipa tidak rusak

dan lebih rapih dari pada tidak dilakukan tanpa alat, seperti disajikan pada

Gambar 3.8

Gambar 3.8. Pembengkok Pipa

c. Pompa Vakum

Pompa vakum fungsinya untuk menghisap atau menghilangkan udara dan uap

air di dalam sistem mesin pendingin. Hal ini dilakukan karena udara yang

mengandung uap air akan mempercepat proses pembekuan zat pendingin

akibatnya saluran-saluran akan tersumbah es, seperti disajikan pada Gambar 3.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

32

Gambar 3.9. Pompa Vakum

d. Pengembang Pipa

Flaring tool fungsinya untuk mengembangkan ujung pipa agar dapat

disambung dengan sambungan berulir. Flaring tool terdiri dari 2 buah blok yang

disatukan dengan baut dan mur kupu-kupu (wing nut). Kedua blok ini membentuk

lubang dengan bermacam-macam ukuran pipa yang dapat diselipkan. Selain itu

flaring tool juga mempunyai sebuah joke yang terdiri dari kaki-kaki yang dapat

diselipkan pada blok yang mempunyai sebuah baut pada bagian atasnya dengan

batang yang dapat diputar, sedangkan ujung lain pada bagian bawah diberi sebuah

flare cone yang berbentuk kerucut dengan sudut 45˚ untuk menekan dan

mengembangkan ujung pipa, seperti disajikan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Pengembang Pipa (Flaring Tool)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

33

e. Tang

Tang adalah alat yang digunakan untuk mencengkram, memotong kawat atau

kabel. Dalam pembuatan mesin pendingin ini tang digunakan untuk mencegkaram

pipa pada saat pengelasan, seperti disajikan pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Tang

f. Bor

Bor digunakan untuk membuat lubang pada pembuatan mesin pendingin

alkohol. Bor digunakan untuk membuat lubang paku dan lubang untuk baut,

seperti disajikan pada Gambar 3.12

Gambar 3.12. Bor

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

34

g. Meteran dan Mistar

Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, dalam pembuatan

mesin pendingin alkohol. Meteran digunakan untuk mengukur panjang besi.

Sedangkan mistar untuk mengukur panjang sterofoam, seperti disajikan pada

Gambar 3.13

Gambar 3.13. Meteran dan Mistar

h. Alat Las

Fungsi alat las untuk menyambungkan pipa-pipa pada mesin pendingin. Hasil

penyambungan pipa-pipa harus bagus supaya tidak terjadi kebocoran. Alat las

yang dipergunakan adalah Gas las Hi-cook yang didapat di pasaran, seperti

disajikan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14. Alat Las

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

35

i. Bahan Las

Bahan las yang digunakan untuk menyambung pipa-pipa mesin pendingin

yaitu berupa borak dan perak. Penggunaan bahan borak diperlukan untuk

penyambungan tembaga dengan besi, agar hasil pengelasan lebih baik. Bahan

perak digunakan untuk mengelas pipa tembaga dengan tembaga, seperti disajikan

pada Gambar 3.15.

(a) Perak

(b) Borak

Gambar 3.15. Bahan Las

3.1.3. Bahan

Bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin alkohol, antara lain

adalah:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

36

a. Kaca

Kaca digunakan pada bagian tutup bak penampungan alkohol. Penggunaan

kaca pada mesin pendingin alkohol ini karena sifatnya yang transparan dengan

tujuan agar isi bak penampungan alkohol dapat dilihat dari luar.

b. Sterofoam

Sterofoam memiliki kemampuan penghantar panas yang rendah. Sterofoam

digunakan untuk penutup bagian bawah bak penampungan dan sebagai lapisan

dari tutup bak penampungan agar udara luar tidak kontak langsung dengan

ruangan pendingin.

c. Lakban dan Lem

Lakban digunakan untuk merekatkan lapisan alumunium pada bagian tutup bak

penampungan. Sedangkan lem digunakan untuk merekatkan sterofoam yang ada

di bawah bak penampungan alkohol.

d. Baut

Baut digunakan untuk menyatukan rangka besi, plat bagian samping bak

penampungan, roda dengan rangka mesin, kaki kompresor dengan rangka, dan

kondensor dengan rangka.

e. Roda

Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan

mesin pendingin alkohol dari satu tempat ke tempat lain. Jumlah roda yang

digunakan sebanyak 4 buah.

f. Plat Seng

Plat seng digunakan sebagai tutup bagian atas bak penampungan alkohol.

Pemilihan plat seng sebagai tutup adalah agar udara yang ada di lingkungan tidak

masuk ke ruang pendingin.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

37

g. Kipas

Kipas digunakan untuk menghisap panas yang ada di kondensor ke lingkungan.

Banyaknya kipas yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebanyak satu buah

dengan ukuran 120 mm x 120 mm, jumlah sudu lima buah dan daya motor listrik

40 W.

h. Pipa Tembaga

Pipa tembaga memiliki fungsi sebagai komponen penyambung antara

kompresor dengan kondensor, dan antara pipa kapiler dengan evaporator.

Diameter pipa tembaga yang digunakan adalah 10 mm dengan panjang 4 meter,

seperti disajikan pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16. Pipa Tembaga

i. Alumunium

Alumunium digunakan sebagai pelapis tutup atas bak pendingin. Fungsinya

agar dingin yang ada di dalam ruang pending tidak keluar ke lingkungan.

3.1.4. Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin

a. Pressure Gauge

Pressure Gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran baik pada saat

pengisian maupun pada saat beroperasi. Pada mesin pendingin ini dipasang dua

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

38

Pressure Gauge pada tekanan keluaran kompresor dan tekanan masuk kompresor.

Pressure Gauge yang digunakan ada dua jenis seperti terlihat pada Gambar 3.17.

a) Tekanan 0 - 220 Psi (dipasang pada pipa masuk kompresor, berwarna biru).

b) Tekanan 0 - 500 Psi (dipasang pada pipa keluar kompresor, berwarna merah).

a) Pressure Gauge untuk Tekanan 0-220 Psi (tekanan rendah)

b) Pressure Gauge untuk Tekanan 0-500 Psi (tekanan tinggi)

Gambar 3.17. Pressure Gauge

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

39

b. Termokopel

Termokopel adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu refrigeran

sebagai data yang dibutuhkan. Alat penampil suhu secara digital, mempergunakan

Tipe APPA-51 Digital thermometer. Prinsip kerjanya ujung kabel ditempelkan

pada bagian yang akan diukur kemudian menghidupkan alat penampil suhu

digital, tekan ˚C/˚F sensor akan secara otomatis bekerja dan hasilnya ditampilkan

pada layar digital, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.18.

Gambar 3.18. Penampil Suhu Digital dan Termokopel

c. Tang Ampere

Tang ampere adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus. Jenis alat

ukur yang digunakan adalah VIP Digital Tang Ampere Model 3803L. Prinsip

kerjanya mencapit kabel pada kompresor kemudian sensor secara otomatis akan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

40

bekerja dan hasilnya ditampilkan pada layar digital, seperti ditunjukkan pada

Gambar 3.19.

Gambar 3.19. Tang Ampere

3.1.5. Langkah-langkah Pembuatan Mesin pendingin

Langkah-langkah pembuatan mesin pendingin alkohol dapat diketahui sebagai

berikut ini:

a. Mempersiapkan semua komponen utama mesin pendingin alkohol seperti

kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, refrigeran R-134a dan

komponen pendukung pembuatan mesin pendingin alkohol seperti alat

pemotong pipa, alat pembengkok pipa, pompa vakum, alat las, pressure gauge,

dan alat-alat yang lain yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin

alkohol.

b. Proses pembuatan rangka mesin pendingin alkohol, pada proses ini

memerlukan alat sebagai berikut alat gerindra potong untuk memotong besi

sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan, bor dan baut untuk

menyambungakan antara besi yang telah dipotong satu dengan yang lainnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

41

c. Setelah proses pembuatan rangka telah selesai, kemudian dilakukan proses

pemasangan kompresor, kondensor, dan bak penampungan alkohol pada

rangka yang telah dibuat dengan menggunakan baut agar posisi tidak berubah-

ubah.

d. Setelah itu, dilanjutkan dengan proses pembuatkan evaporator dengan

menggunakan pipa tembaga dengan diameter 7,5 mm dan panjang 1,5 m yang

ditekuk dengan menggunakan alat penekuk pipa sehingga evaporator berbentuk

persegi empat yang mengelilingi bagian dalam bak penampungan.

e. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan

kondensor. Bahan yang digunakan pada proses pengelasan ini menggunakan

bahan perak dan kuningan.

f. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan input

filter.

g. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler.

h. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan

evaporator.

i. Proses penyambungan dengan las antara evaporator dengan kompresor. Bahan

yang digunakan pada proses pengelasan ini menggunakan bahan perak,

kuningan dan borak.

j. Setelah semua bagian tersambung, dilanjutkan dengan proses pemvakuman.

Dalam proses pemvakuman diperlukan pompa vakum. Proses ini bertujuan

untuk mengeluarkan udara yang masih terjebak di dalam saluran saluran-

saluran pipa pada mesin pendingin agar siklus dalam mesin pendingin alkohol

dapat bekerja dengan baik.

k. Kemudian, proses pengisian refrigeran R-134a. proses ini diperlukan refrigeran

R-134a sebagai fluida kerja mesin pendingin. Tekanan refrigeran yang akan

dimasukan dalam siklus mesin pendingin harus sesuai dengan standar kerja

kompresor agar dapat bekerja dengan baik.

l. Setelah proses pengisian refrigeran selesai, mesin dapat diuji coba. Setelah

berjalan dengan baik, mesin dapat digunakan untuk penelitian

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

42

3.2. Objek Penelitian

Objek penelitian adalah mesin pendingin alkohol hasil buatan sendiri, gambar

dari alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar 3.20.

vplume alkohol yang didinginkan sebanyak 5 liter.

Gambar 3.20. Objek Penelitian

3.3. Skematik Penelitian

Skematik mesin pendingin alkohol dapat dilihat pada Gambar 3.21. Pada

Gambar 3.21 dijelaskan letak penempatan Pressure Gauge dan alat ukur

termokopel.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

43

Gambar 3.21. Skematik Mesin Pendingin Alkohol

Penjelasan pada Gambar 3.21:

Menunjukkan arah kalor yang dilepas oleh kondensor

Menunjukkan arah kalor yang diserap oleh evaporator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

44

P1, P2 Menunjukkan posisi Pressure Gauge, warna biru (P1) untuk menunjukan

tekanan refrigeran yang masuk kompresor, warna merah (P2) untuk

tekanan refrigeran keluar kompresor

Menunjukkan posisi peletakan termokopel pada sistem kompresi uap.

Pada penelitian ini digunakan satu buah termokopel yaitu diletakkan pada

tempat penampungan alkohol.

3.4. Variasi Penelitian

Variasi penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pada bagian

kipas pendingin kondensor, untuk meneliti karakteristik. Pada penelitian

dilakukan tiga variasi putaran kipas pada kondensor. Berikut adalah rincian variasi

penelitian:

a. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 800 rpm.

b. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 1000 rpm.

c. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 1200 rpm.

3.5. Alur Penelitian

Alur penelitian yang dilakukan dalam pelaksanaan penelitian ini disajikan

dalam diagram alir pada Gambar 3.22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

45

Mulai

Perancangan

Persiapan Alat dan Komponen

Pembuatan Mesin:Perakitan, Pemvakuman,

Pengisian Freon , dll.

Uji Coba

Lakukan VariasiPenelitian 1-3

Pengambilan Data

Selesai Variasi ?

Pencarian Nilai EntalpiUntuk Setiap Variasi

Pengolahan Data:Win, Qin, Qout, COPaktual, COPideal, Efisiensi dan laju Aliran Massa Refrigeran

Pembahasan, Kesimpulan, Saran

Selesai

Gambar 3.22 Diagram Alir Langkah Pelaksanaan

Tidak Baik

Baik

TidakTidak

Ya

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

46

3.6. Alat Bantu Penelitian

Proses penelitian mesin pendingin alkohol membutuhkan alat bantu untuk

pengambilan data penelitian, meliputi:

a. Thermocouple dan Penampil suhu digital

Thermocouple adalah sensor suhu yang digunakan untuk mengubah perbedaan

suhu menjadi perubahan tegangan listrik (voltase), APPA berfungsi sebagai alat

yang memperlihatkan nilai suhu yang diukur, seperti tersaji pada Gambar 3.23.

Gambar 3.23. (a) Thermocouple dan (b) APPA

b. Alat ukur tekanan

Pressure gauge mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran.

Pressure gauge berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi sedangkan yang

berwarna biru untuk tekanan rendah, seperti tersaji pada Gambar 3.24.

b

a

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

47

Gambar 3.24. Pressure Gauge

c. Diagram P-h

Diagram P-h berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin

pendingin alkohol. Dengan diagram P-h dapat diketahui nilai entalpi disetiap titik

yang diteliti, (h1,h2,h3,h4) dan juga suhu kerja evaporator dan kondensor, seperti

tersaji pada Gambar 3.25

Gambar 3.25. Diagram P-h R-134a.

d. Stopwatch

Stopwatch berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya

pengambilan data dalam pengujian mesin pendingin alkohol, seperti tersaji pada

Gambar 3.26.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

48

Gambar 3.26. Stopwatch

3.7. Cara Pengambilan Data dan Pengolahan Data

Pengambilan data tekanan kerja kompresor beserta suhu alkohol, suhu bola

basa, suhu bola kering dan arus pada kompresor secara bersama-sama. Hal

pertama yang harus dilakukan adalah mengecek alat ukur termokopel dan clamp

meter sebelum ditempelkan pada tempatnya, agar saat proses pengambilan data

tidak ada kendala pada alat ukut. Selanjutnya data emerlukan proses sebagi

berikut

a. Mengecek kebocoran refrigeran pada mesin pendingin

b. Mengisi alkohol sebanyak 5 liter pada tempatnya (ruang pendingin)

c. Memasang ujung kabel termokopel pada dinding bagian dalam ruang

pendingin.

d. Menutup ruang pendingin agar tidak terjadi kontak langsung dengan udara luar

e. Mengisi air pada temperatur bola basah

f. Mengecek Gauge Manifold yang sudah terpasang pada mesin pendingin.

g. Setelah semua siap, mesin pendingin siap untuk dihidupkan

3.8. Cara Pengolahan Data

Dari data tekanan dan temperatur yang didapat, maka data tersebut dapat

diolah agar diketahui besarnya suhu pada kondensor dan evaporator. Kemudian

dapat diketahui juga nilai entalpi pada setiap titik yaitu h1, h2, h3, h4 (kJ/kg) yang

diperoleh dari grafik P-h diagram, kemudian dimasukan kedalam rumus untuk

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

49

mengetahui kerja kompresor, besarnya panas yang dilepas kondensor, besarnya

panas yang diserap evaporator, COP, efisiensi dan besarnya laju aliran massa

refrigeran pada mesin pendingin.

3.9. Kesimpulan

Hasil kesimpulan ini didapat dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan

perbandingan data dari berbagai variasi alat yang telah dibuat. Dengan mengacu

pada perhitungan pada mesin pendingin, maka kesimpulan mengenai karakteristik

mesin pendingin alkohol dapat diperoleh. Kesimpulan harus menjawab tujuan dari

penelitian.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

50

BAB IV

HASIL PENELITIAN, HASIL PENGOLAHAN DATA DAN

PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

Hasil penelitian ditampilkan berdasarkan jenis variasi yang telah dilakukan.

Jenis variasi yang dilakukan pada penelitian ini dibedakan berdasarkan putaran

kecepatan kipas pendingin kondensor dengan beban pendinginan yang sama.

Penelitian mesin pendingin alkohol mendapatkan hasil meliputi: tekanan

refrigeran masuk kompresor (P1), tekanan refrigeran keluar kompresor (P2), suhu

alkohol yang didinginkan (oC), arus listrik kompresor (I), temperatur bola basah

(0C), temperatur bola kering (oC)

a. Data Hasil Peneltian

Berikut adalah data hasil penelitian dari setiap variasi

Tabel 4.1. Data penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 800 rpm

Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu

Alkohol

(menit)TWB

(oC)

TDB

(oC)

P1

(psig)

P1

(psia)

P2

(psig)

P2

(psia)

I

(A)(oC)

0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2

10 25 27 4 18,7 140 154,7 1,01 14,3

20 25 27 8 22,7 145 159,7 1,04 7,6

30 25 27 8 22,7 145 159,7 1,02 3,1

40 25 27 8 22,7 150 164,7 1,02 -2

50 25 27 8 22,7 150 164,7 1,02 -6,5

60 25 27 8 22,7 150 164,7 1,04 -10,4

70 25 27 8 22,7 150 164,7 1,05 -13,8

80 25 27 8 22,7 150 164,7 1 -16,4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

51

Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu

Alkohol

(menit)TWB

(oC)

TDB

(oC)

P1

(psig)

P1

(psia)

P2

(psig)

P2

(psia)

I

(A)(oC)

90 25 27 6 20,7 145 159,7 0,99 -16,8

100 25 27 6 20,7 145 159,7 1 -17,9

Tabel 4.2. Data Penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 1000 rpm

Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu

Alkohol

(menit)TWB

(oC)

TDB

(oC)

P1

(psig)

P1

(psia)

P2

(psig)

P2

(psia)

I

(A)(oC)

0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2

10 25 27 6 20,7 145 159,7 1,06 9

20 25 27 8 22,7 150 164,7 1,03 4

30 25 27 8 22,7 150 164,7 1,1 -1,7

40 25 27 8 22,7 150 164,7 1,08 -7,1

50 25 27 6 20,7 150 164,7 1,11 -11,8

60 25 27 6 20,7 145 159,7 1,13 -16

70 25 27 4 18,7 145 159,7 1,1 -19,2

80 25 27 2 16,7 145 159,7 1,14 -21,2

90 25 27 2 16,7 145 159,7 1,14 -22,7

100 25 27 0 14,7 140 154,7 1 -24,1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

52

Tabel 4.3. Data penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 1200 rpm

Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu

Alkohol

(menit)TWB

(oC)

TDB

(oC)

P1

(psig)

P1

(psia)

P2

(psig)

P2

(psia)

I

(A)(oC)

0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2

10 25 27 4 18,7 135 149,7 0,99 5,5

20 25 27 4 18,7 135 149,7 1 -0,6

30 25 27 6 20,7 145 159,7 1 -5,6

40 25 27 6 20,7 145 159,7 1,03 -9,9

50 25 27 6 20,7 145 159,7 0.99 -13,6

60 25 27 4 18,7 135 149,7 1,04 -16,8

70 25 27 2 16,7 135 149,7 1,02 -19,4

80 25 27 2 16,7 135 149,7 1,04 -21,6

90 25 27 0 14,7 135 149,7 1 -23,3

100 25 27 0 14,7 135 149,7 1,03 -24,6

b. Keterangan Tabel Hasil Penelitian

Pada tabel hasil penelitian yang telah dijabarkan, hasil penelitian dibedakan

berdasarkan variasi putaran kipas kondensor. Pada Tabel 4.1 ditampilkan data

hasil penelitian dengan putaran kipas 800 rpm, Tabel 4.2 ditampilkan data hasil

penelitian dengan putaran kipas 1000 rpm, dan Tabel 4.3 ditampilkan data hasil

penelitian dengan putaran kipas 1200 rpm. Data diambil setiap 10 menit sekali,

sampai menit ke-100. Penelitian dimulai ketika suhu alkohol telah mencapai 27,2oC.

4.2. Hasil Pengolahan Data

a. Menghitung Nilai Suhu Pada Kondensor dan Evaporator

Dengan mempergunakan data yang diperoleh dari penelitian (P1 dan P2) maka

dengan mempergunakan tabel Thermodynamic Properties Of HFC-134a. dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

53

diperoleh suhu kerja kondensor (dengan mempergunakan P2) dan suhu kerja

evaporator (dengan mempergunakan P1). Berikut adalah contoh perhitungan pada

putaran kipas 1200 rpm menit ke-100.

Mencari nilai suhu kondensor (Tc):

P2 = 149,7 psia

P(psia)

T(oF)

147,594 104149,7 Tc

149,804 105

= 149,7 − 147,594149,804 − 147,594 × (105 − 104) + 104 = 104,953 ℉ = 313,679Mencari nilai suhu evaporator (Te):

P1 = 14,7 psia

P(psia)

T(oF)

14,659 -1514,7 Te

15,035 -14

= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (−14) − (−15) + (−15) = −14,8910℉= 247,099Tabel 4.4. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 800 rpm

Waktu

(menit)

P1

(psia)

P2

(psia)

Tevaporator

(K)

Tcondensor

(K)

0 98,7 94,7 298,870 297,48210 18,7 154,7 252,491 314,91420 22,7 159,7 257,039 316,120

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

54

Waktu

(menit)

P1

(psia)

P2

(psia)

Tevaporator

(K)

Tcondensor

(K)

30 22,7 159,7 257,039 316,12040 22,7 164,7 257,039 317,29750 22,7 164,7 257,039 317,29760 22,7 164,7 257,039 317,29770 22,7 164,7 257,039 317,29780 22,7 164,7 257,039 317,29790 20,7 159,7 254,852 316,120100 20,7 159,7 254,852 316,120

Tebel 4.5. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

P1

(psia)

P2

(psia)

Tevaporator

(K)

Tcondensor

(K)

0 98,7 94,7 298,87 297,48210 20,7 159,7 254,852 316,12020 22,7 164,7 257,039 317,29730 22,7 164,7 257,039 317,29740 22,7 164,7 257,039 317,29750 20,7 164,7 254,852 317,29760 20,7 159,7 254,852 316,12070 18,7 159,7 252,491 316,12080 16,7 159,7 249,923 316,12090 16,7 159,7 249,923 316,120100 14,7 154,7 247,099 314,914

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

55

Tabel 4.6. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

P1

(psia)

P2

(psia)

Tevaporator

(K)

Tcondensor

(K)

0 98,7 94,7 298,870 297,48210 18,7 149,7 252,491 313,67920 18,7 149,7 252,491 313,67930 20,7 159,7 254,852 316,12040 20,7 159,7 254,852 316,12050 20,7 159,7 254,852 316,12060 18,7 149,7 252,491 313,67970 16,7 149,7 249,923 313,67980 16,7 149,7 249,923 313,67990 14,7 149,7 247,099 313,679100 14,7 149,7 247,099 313,679

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada

setiap variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1 dan Gambar

4.2.

Gambar 4.1. Perbandingan suhu kondensor terhadap waktu pada setiap variasi

313314315316317318

0 20 40 60 80 100 120Suhu

Kon

dens

or (K

)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

56

Gambar 4.2. Perbandingan suhu evaporator terhadap waktu pada setiap variasi

b. Menghitung Nilai Entalpi

Dari data yang diperoleh dari penelitian (P1 dan P2) dapat diperoleh nilai

entalpi pada setiap titik dapat di cari dengan menggunakan tabel Thermodynamic

Properties Of HFC-134a. Untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik kesatu (h1)

maka dapat dicari dengan menggunakan tekanan masuk kompresor (P1), dan

untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik kedua (h2) maka dapat dicari dengan

menggunakan nilai entropi pada titik kesatu yang kemudian diinterpolasi pada

tekanan keluar kompresor (P2), dan untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik

ketiga dan keempat (h3 dan h4) maka dapat dicari dengan menggunakan tekanan

keluar kompresor (P2). Berikut adalah contoh perhitungan pada variasi putaran

kipas 1200 rpm menit ke-100:

Mencari nilai entapi pada titik satu (h1):

P1 = 14,7 psia

P(psia)

hg(Btu/lb)

14,659 100,914,7 h1

15,035 101,1

246,000248,000250,000252,000254,000256,000258,000

0 20 40 60 80 100 120

Suhu

Eva

pora

tor (

K)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

57

= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (101,1 − 100,9) + 100,9= 100,922 = 234,744

Mencari nilai entalpi pada titik dua (h2):

P1 = 14,7 psia

P(psia)

Sg(Btu/lb)

14,659 0,227414,7 Sg

15,035 0,2273

= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (0,2273 − 0,2274) + 0,2274= 0,2274 = 0,529

Pada tekanan 140 psia

S(Btu/lb)

h(Btu/lb)

0,2234 118,90,2274 X0,2279 121,4

= 0,2274 − 0,22340,2279 − 0,2234 × (121,4 − 118,9) + 118,9= 121,122 = 281,730

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

58

Pada tekanan 150 psia

S(Btu/lb)

h(Btu/lb)

0,2257 120,80,2274 X0,2301 123,4

= 0,2274 − 0,22570,2301 − 0,2257 × (123,4 − 120,8) + 120,8= 121,804 = 283,316

Pada tekanan keluar kompresor (P2)

P2 = 149,7

P(psia)

h(Btu/lb)

140 121,122149,7 h2

150 121,804

= 149,7 − 140150 − 140 × (121,804 − 121,122) + 121,122= 121,783 = 283,267

Mencari nilai entalpi pada titik tiga dan empat (h3 dan h4)

P2 = 149,7 psia

h3 = h4

P(psia)

hf(Btu/lb)

147,594 46,6149,7 h3

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

59

P(psia)

hf(Btu/lb)

149,804 46,9

= = 149,7 − 147,594149,804 − 147,594 × (46,9 − 46,6) + 46,6= = 46,8858 = 109,0568

Tabel 4.7. Entalpi pada putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 238,1382 282,2206 110,8804 110,880420 240,9736 281,7716 112,811 112,81130 240,9736 281,7716 112,811 112,81140 240,9736 281,246 114,6392 114,639250 240,9736 281,246 114,6392 114,639260 240,9736 281,246 114,6392 114,639270 240,9736 281,246 114,6392 114,639280 240,9736 281,246 114,6392 114,639290 239,578 282,288 112,811 112,811100 239,578 282,288 112,811 112,811

Tabel 4.8. Entalpi pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 239,578 282,288 112,811 112,81120 240,9736 282,3904 114,6392 114,639230 240,9736 282,3904 114,6392 114,6392

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

60

Waktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

40 240,9736 282,3904 114,6392 114,639250 239,578 282,7881 114,6392 114,639260 239,578 282,288 112,811 112,81170 238,1382 282,9532 112,811 112,81180 236,5984 283,7487 112,811 112,81190 236,5984 283,7487 112,811 112,811100 234,7446 284,7117 110,8804 110,8804

Tabel 4.9. Entalpi pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 238,1382 281,4855 109,0568 109,056820 238,1382 281,4855 109,0568 109,056830 239,578 282,288 112,811 112,81140 239,578 282,288 112,811 112,81150 239,578 282,288 112,811 112,81160 238,1382 281,4855 109,0568 109,056870 236,5984 282,3089 109,0568 109,056880 236,5984 282,3089 109,0568 109,056890 234,7446 283,2673 109,0568 109,0568100 234,7446 283,2673 109,0568 109,0568

c. Menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.3). Berikut adalah contoh perhitungan kerja

kompresor pada putaran kipas 1200 rpm menit ke-100.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

61

Win = h2 – h1

= (121,783 – 100,922) BTU/lb

= 20,861 BTU/lb

=48,522 kJ/kg

Tabel 4.10. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 800 rpmWaktu

(Menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 -0,9629610 238,1382 282,2206 44,0823520 240,9736 281,7716 40,7980430 240,9736 281,7716 40,7980440 240,9736 281,246 40,2723650 240,9736 281,246 40,2723660 240,9736 281,246 40,2723670 240,9736 281,246 40,2723680 240,9736 281,246 40,2723690 239,578 282,288 42,71001100 239,578 282,288 42,71001

Tabel 4.11. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(Menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 -0,9629610 239,578 282,288 42,7100120 240,9736 282,3904 41,4167630 240,9736 282,3904 41,4167640 240,9736 282,3904 41,4167650 239,578 282,7881 43,2101

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

62

Waktu

(Menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)

60 239,578 282,288 42,7100170 238,1382 282,9532 44,8150480 236,5984 283,7487 47,1503590 236,5984 283,7487 47,15035100 234,7446 284,7117 49,96713

Tabel 4.12. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(Menit)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)

0 264,7686 263,8056 -0,9629610 238,1382 281,4855 43,3473420 238,1382 281,4855 43,3473430 239,578 282,288 42,7100140 239,578 282,288 42,7100150 239,578 282,288 42,7100160 238,1382 281,4855 43,3473470 236,5984 282,3089 45,7105580 236,5984 282,3089 45,7105590 234,7446 283,2673 48,52269100 234,7446 283,2673 48,52269

Untuk melihat perbandingan lebih jelas perbedaan antara data pada setia variasi,

data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

63

Gambar 4.3. Perbandingan Win pada setiap variasi

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

Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). Berikut adalah contoh

perhitungan menggunakan data penelitian pada putaran kipas 1200 rpm, menit ke-

100.

Qout = h2 – h3

= (121,783 – 46,886) BTU/lb

= 74,897 BTU/lb

= 174,21 kJ/kg

Tabel 4.13. Qout kondensor pada putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

Qout

(kJ/kg)

0 263,8056 85,41072 178,394910 282,2206 110,8804 171,340120 281,7716 112,811 168,960630 281,7716 112,811 168,9606

35

40

45

50

55

0 20 40 60 80 100 120

Win

(kJ/

kg)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

64

Waktu

(menit)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

Qout

(kJ/kg)

40 281,246 114,6392 166,606750 281,246 114,6392 166,606760 281,246 114,6392 166,606770 281,246 114,6392 166,606780 281,246 114,6392 166,606790 282,288 112,811 169,477100 282,288 112,811 169,477

Tabel 4.14. Qout kondensor pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

Qout

(kJ/kg)

0 263,8056 85,41072 178,394910 282,288 112,811 169,47720 282,3904 114,6392 167,751130 282,3904 114,6392 167,751140 282,3904 114,6392 167,751150 282,7881 114,6392 168,148960 282,288 112,811 169,47770 282,9532 112,811 170,142280 283,7487 112,811 170,937790 283,7487 112,811 170,9377100 284,7117 110,8804 173,8313

Tabel 4.15. Qout kondensor pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

Qout

(kJ/kg)

0 263,8056 85,41072 178,3949

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

65

Waktu

(menit)

h2

(kJ/kg)

h3

(kJ/kg)

Qout

(kJ/kg)

10 281,4855 109,0568 172,428720 281,4855 109,0568 172,428730 282,288 112,811 169,47740 282,288 112,811 169,47750 282,288 112,811 169,47760 281,4855 109,0568 172,428770 282,3089 109,0568 173,252180 282,3089 109,0568 173,252190 283,2673 109,0568 174,2104100 283,2673 109,0568 174,2104

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada

setiap variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.

Gambar 4.4. Perbandingan Qout pada setiap variasi putaran kipas

166167168169170171172173174175

0 20 40 60 80 100 120

Q out

(kJ/

kg)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

66

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

Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat dihitung

dengan menggunakan Persamaan (2.5). Berikut adalah contoh perhitungan

menggunakan data penelitian variasi putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100

Qin = h1 – h4

= (100,922 – 46,886) BTU/lb

= 54,036 BTU/lb

= 125,687 kj/kg

Tabel 4.16. Qin evaporator pada putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

Qin

(kJ/kg)

0 264,7686 85,41072 179,357910 238,1382 110,8804 127,257820 240,9736 112,811 128,162630 240,9736 112,811 128,162640 240,9736 114,6392 126,334450 240,9736 114,6392 126,334460 240,9736 114,6392 126,334470 240,9736 114,6392 126,334480 240,9736 114,6392 126,334490 239,578 112,811 126,767100 239,578 112,811 126,767

Tabel 4.17. Qin evaporator pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

Qin

(kJ/kg)

0 264,7686 85,41072 179,3579

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 85: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

67

Waktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

Qin

(kJ/kg)

10 239,578 112,811 126,76720 240,9736 114,6392 126,334430 240,9736 114,6392 126,334440 240,9736 114,6392 126,334450 239,578 114,6392 124,938860 239,578 112,811 126,76770 238,1382 112,811 125,327280 236,5984 112,811 123,787490 236,5984 112,811 123,7874100 234,7446 110,8804 123,8642

Tabel 4.18. Qin evaporator pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

h1

(kJ/kg)

h4

(kJ/kg)

Qin

(kJ/kg)

0 264,7686 85,41072 179,357910 238,1382 109,0568 129,081420 238,1382 109,0568 129,081430 239,578 112,811 126,76740 239,578 112,811 126,76750 239,578 112,811 126,76760 238,1382 109,0568 129,081470 236,5984 109,0568 127,541680 236,5984 109,0568 127,541690 234,7446 109,0568 125,6877100 234,7446 109,0568 125,6877

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap

variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 86: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

68

Gambar 4.5. Perbandingan Qin setiap variasi putaran kipas

f. Coefficient Of Performance (COPaktual)

Coefficient Of Performance (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.6). Berikut adalah contoh perhitungan menggunakan data penelitian

pada putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.

COPaktual = Qin / Win

= (125,687 / 48,522) kJ/kg

= 2,59

Tabel 4.19. COPaktual pada putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)

Qin

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)COPaktual

10 127,2578 44,08235 2,88681920 128,1626 40,79804 3,14139130 128,1626 40,79804 3,14139140 126,3344 40,27236 3,13699950 126,3344 40,27236 3,136999

123

124

125

126

127

128

129

130

0 20 40 60 80 100 120

Q in

(kJ/

kg)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 87: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

69

Waktu

(menit)

Qin

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)COPaktual

60 126,3344 40,27236 3,13699970 126,3344 40,27236 3,13699980 126,3344 40,27236 3,13699990 126,767 42,71001 2,968086100 126,767 42,71001 2,968086

Tabel 4.20. COPaktual pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

Qin

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)COPaktual

10 126,767 42,71001 2,96808620 126,3344 41,41676 3,0503230 126,3344 41,41676 3,0503240 126,3344 41,41676 3,0503250 124,9388 43,2101 2,89142560 126,767 42,71001 2,96808670 125,3272 44,81504 2,79654380 123,7874 47,15035 2,62537690 123,7874 47,15035 2,625376100 123,8642 49,96713 2,478913

Tabel 4.21. COPaktual pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

Qin

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)COPaktual

10 129,0814 43,34734 2,97783920 129,0814 43,34734 2,97783930 126,767 42,71001 2,96808640 126,767 42,71001 2,968086

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 88: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

70

Waktu

(menit)

Qin

(kJ/kg)

Win

(kJ/kg)COPaktual

50 126,767 42,71001 2,96808660 129,0814 43,34734 2,97783970 127,5416 45,71055 2,79019980 127,5416 45,71055 2,79019990 125,6877 48,52269 2,590288100 125,6877 48,52269 2,590288

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap

variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Perbandingan COPaktual pada setiap variasi putaran kipas

g. Coefficient Of Performance (COPideal)

Coefficient Of Performance (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.7). Berikut adalah contoh perhitungan menggunakan data penelitian

variasi putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.

2

2.5

3

3.5

0 20 40 60 80 100 120

CO

P akt

ual

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 89: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

71

COPideal = (Te) / (Tc – Te)

= (247,099 K) / (313,679 – 247,099) K

= 3,711

Tabel 4.22. COPideal pada variasi putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)

Tc

(K)

Te

(K)COPideal

10 314,914 252,491 4,04483920 316,12 257,039 4,3506230 316,12 257,039 4,3506240 317,297 257,039 4,26564150 317,297 257,039 4,26564160 317,297 257,039 4,26564170 317,297 257,039 4,26564180 317,297 257,039 4,26564190 316,12 254,852 4,159627100 316,12 254,852 4,159627

Tabel 4.23. COPideal pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

Tc

(K)

Te

(K)COPideal

10 316,12 254,852 4,15962720 317,297 257,039 4,26564130 317,297 257,039 4,26564140 317,297 257,039 4,26564150 317,297 254,852 4,08122360 316,12 254,852 4,15962770 316,12 252,491 3,96817580 316,12 249,923 3,77544390 316,12 249,923 3,775443

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 90: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

72

Waktu

(menit)

Tc

(K)

Te

(K)COPideal

100 314,914 247,099 3,643722

Tabel 4.24. COPideal pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

Tc

(K)

Te

(K)COPideal

10 313,679 252,491 4,12647920 313,679 252,491 4,12647930 316,12 254,852 4,15962740 316,12 254,852 4,15962750 316,12 254,852 4,15962760 313,679 252,491 4,12647970 313,679 249,923 3,91999280 313,679 249,923 3,91999290 313,679 247,099 3,71131100 313,679 247,099 3,71131

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap

variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 91: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

73

Gambar 4.7. Perbandingan COPideal pada setiap variasi putaran kipas

h. Efisiensi kalor mesin pendingin alkohol (η)

Efisiensi mesin pendingin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan

(2.8). Berikut adalah contoh perhitungan dengan menggunakan data penelitian

putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.

Efisiensi (η) = (COPaktual / COPideal) × 100%

= (2,59 / 3,711) × 100 %

= 69,79%

Tabel 4.25. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 800 rpmWaktu

(menit)COPaktual COPideal

Efisiensi kalor

(η)

10 2,886819 4,044839 71,3704320 3,141391 4,35062 72,2055930 3,141391 4,35062 72,2055940 3,136999 4,265641 73,5410950 3,136999 4,265641 73,54109

3.63.73.83.9

44.14.24.34.4

0 20 40 60 80 100 120

CO

P ide

al

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 92: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

74

Waktu

(menit)COPaktual COPideal

Efisiensi kalor

(η)

60 3,136999 4,265641 73,5410970 3,136999 4,265641 73,5410980 3,136999 4,265641 73,5410990 2,968086 4,159627 71,35463100 2,968086 4,159627 71,35463

Tabel 4.26. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)COPaktual COPideal

Efisiensi kalor

(η)

10 2,968086 4,159627 71,3546320 3,05032 4,265641 71,5090730 3,05032 4,265641 71,5090740 3,05032 4,265641 71,5090750 2,891425 4,081223 70,8470160 2,968086 4,159627 71,3546370 2,796543 3,968175 70,474380 2,625376 3,775443 69,5382390 2,625376 3,775443 69,53823100 2,478913 3,643722 68,03243

Tabel 4.27. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)COPaktual COPideal

Efisiensi kalor

(η)

10 2,977839 4,126479 72,1641520 2,977839 4,126479 72,1641530 2,968086 4,159627 71,3546340 2,968086 4,159627 71,35463

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 93: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

75

Waktu

(menit)COPaktual COPideal

Efisiensi kalor

(η)

50 2,968086 4,159627 71,3546360 2,977839 4,126479 72,1641570 2,790199 3,919992 71,1787180 2,790199 3,919992 71,1787190 2,590288 3,71131 69,79445100 2,590288 3,71131 69,79445

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap

variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Perbandingan efisiensi setiap variasi putaran kipas

i. Laju aliran massa refrigeran (ṁ)

Laju aliran massa refrigeran dapat dijitung dengan menggunakan Persamaan

(2.9). Berikut adalah contoh perhitungan dengan menggunakan data penelitian

putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.

67

68

69

70

71

72

73

74

0 20 40 60 80 100 120

Efis

iens

i (%

)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 94: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

76

ṁ = ( × )/1000−ṁ = (220 × 1,03)/1000283,267 − 234,744 = 0,00467Tabel 4.28. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 800 rpm

Waktu

(menit)

Tegangan

(V)

Arus

(Ampere)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

(kg/detik)

10 220 1,01 238,1382 282,2206 0,00504120 220 1,04 240,9736 281,7716 0,00560830 220 1,02 240,9736 281,7716 0,005540 220 1,02 240,9736 281,246 0,00557250 220 1,02 240,9736 281,246 0,0055726 220 1,04 240,9736 281,246 0,00568170 220 1,05 240,9736 281,246 0,00573680 220 1 240,9736 281,246 0,00546390 220 0,99 239,578 282,288 0,0051100 220 1 239,578 282,288 0,005151

Tabel 4.29. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1000 rpmWaktu

(menit)

Tegangan

(V)

Arus

(Ampere)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

(kg/detik)

10 220 1,06 239,578 282,288 0,0054620 220 1,03 240,9736 282,3904 0,00547130 220 1,1 240,9736 282,3904 0,00584340 220 1,08 240,9736 282,3904 0,00573750 220 1,11 239,578 282,7881 0,00565160 220 1,13 239,578 282,288 0,00582170 220 1,1 238,1382 282,9532 0,005480 220 1,14 236,5984 283,7487 0,005319

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 95: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

77

Waktu

(menit)

Tegangan

(V)

Arus

(Ampere)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

(kg/detik)

90 220 1,14 236,5984 283,7487 0,005319100 220 1 234,7446 284,7117 0,004403

Tabel 4.30. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1200 rpmWaktu

(menit)

Tegangan

(V)

Arus

(Ampere)

h1

(kJ/kg)

h2

(kJ/kg)

(kg/detik)

10 220 0,99 238,1382 281,4855 0,00502520 220 1 238,1382 281,4855 0,00507530 220 1 239,578 282,288 0,00515140 220 1,03 239,578 282,288 0,00530650 220 0,99 239,578 282,288 0,00516 220 1,04 238,1382 281,4855 0,00527870 220 1,02 236,5984 282,3089 0,00490980 220 1,04 236,5984 282,3089 0,00500590 220 1 234,7446 283,2673 0,004534100 220 1,03 234,7446 283,2673 0,00467

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap

variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 96: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

78

Gambar 4.9. grafik perbandingan laju aliran massa refrigeran setiap variasi

putaran kipas

4.3. Pembahasan

Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa mesin pendingin

alkohol dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan data yang baik. Suhu

alkohol sebelum penelitian dimulai, dikondisikan sama pada setiap variasi 27,2oC.

dari penelitian yang dilakukan, diperoleh data berupa tekanan refrigeran masuk

kompresor (P1), tekanan refrigeran keluar kompresor (P2), suhu alkohol (Thidrogen),

Arus (I), temperatur udara bola basah (TWB), dan temperatur udara bola kering

(TDB). Yang kemudian dapat digunakan untuk menggambarkan siklus kompresi

uap pada P-h diagram dan dapat digunakan untuk mencari nilai entalpi pada setiap

titik dengan menggunakan bantuan Thermodynamics Properties Of HFC-134a.

Hasil yang didapat berupa nilai entalpi yang dapat dilihat pada Tabel 4.7 untuk

variasi putaran kipas 800 rpm, Tabel 4.8 untuk variasi putaran kipas 1000 rpm,

dan Tabel 4.9 untuk variasi putaran kipas 1200 rpm. Dari data entalpi yang

didapat maka dapat diperoleh nilai kerja kompresor (Win), nilai kalor persatuan

massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout), nilai kalor persatuan massa

refrigeran yang diserap oleh evaporator (Qin), Coefficient Of Performance Actual

0.004

0.005

0.006

0.007

0 20 40 60 80 100 120

laju

alir

an m

assa

refr

iger

an (k

g/de

tik)

Waktu (menit)

800 rpm 1000 rpm 1200 rpm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 97: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

79

(COPaktual), Coefficient Of Performance Ideal (COPideal), nilai efisiensi kalor (η),

dan laju aliran massa refrigeran (ṁ).

Untuk nilai kerja kompresor (Win), diperoleh hasil yang tertera pada Tabel

4.10, Tabel 4.11 dan Tabel 4.12. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi

putaran 800 rpm nilai kerja kompresor terendah sebesar 40,272 kJ/kg, nilai kerja

kompresor tertinggi sebesar 44,082 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10

menit sampai 100 menit sebesar 41,246 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm,

nilai kerja kompresor terendah sebesar 41,416 kJ/kg, nilai kerja kompresor

tertinggi sebesar 49,967 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10 menit sampai

100 menit sebesar 44,196 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai kerja

kompresor terendah sebesar 42,710 kJ/kg, nilai kerja kompresor tertinggi sebesar

48,522 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 44,663 kJ/kg. Untuk mengetahui perbandingan nilai kerja kompresor

untuk setiap variasi putaran kipas data dapat dilihat pada Gambar 4.3. dari grafik

dapat dilihat terjadi peningkatan nilai Win seiring dengan peningkatan putaran

kipas pada kondensor. Hal ini disebabkan karena nilai entalpi pada titik satu yang

semakin kecil pada setiap variasi namun nilai entalpi pada titik dua pada setiap

variasi relative sama. Contoh pada data penelitian menit ke-70 pada setiap variasi.

Dapat dilihat bahwa entalpi pada titik satu semakin menurun sedangkan nilai

entalpi pada titik dua semakin meningkat. Penurunan nilai entalpi pada titik satu

disebabkan oleh penurunan nilai tekanan absolut yang diperoleh setiap variasinya.

Hal tersebut yang menyebabkan semakin besar nilai Win yang diperoleh.

Nilai kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout) dapat

dilihat pada Tabel 4.13, Tabel 4.14 dan Tabel 4.15. dari data yang diperoleh,

untuk penelitian variasi putaran kipas 800 rpm nilai kalor yang dilepas kondensor

terendah sebesar 166,606 kJ/kg, nilai kalor yang dilepas kondensor tertinggi

sebesar 171,340 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang dilepas kondesor t = 10 menit

sampai 100 menit sebesar 168,125 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm nilai

kalor yang dilepas kondesnor terendah sebesar 167,751 kJ/kg, nilai kalor yang

dilepas kondensor tertinggi sebesar 173,831 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 98: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

80

dilepas kondensor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 169,620 kJ/kg. Variasi

putaran kipas 1200 rpm nilai kalor yang dilepas kondensor terendah adalah

169,477 kJ/kg, nilai kalor yang dilepas kondensor tertinggi sebesar 174,210 kJ/kg,

rata-rata nilai kalor yang dilepas kondensor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar

172,064 kJ/kg. Untuk mengetahui perbandingan nilai kalor persatuan massa

refrigeran yang dilepas oleh kondensor untuk setiap variasi, data dapat dilihat

pada Gambar 4.4. Gambar 4.4 berisi grafik perbandingan antara nilai kalor

persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor untuk setiap variasi. Dari

grafik dapat dilihat bahwa dengan adanya penambahan kecepatan putaran kipas

pendingin pada kondensor, kalor yang dilepas oleh kondensor semakin

meningkat. Hal ini sebabkan adanya aliran udara yang lebih cepat, sehingga kalor

dari kondensor akan lebih cepat terbuang ke lingkungan sekitar.

Nilai kalor persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator (Qin) dapat

dilihat pada Tabel 4.16, Tabel 4.17 dan Tabel 4.18. dari data yang diperoleh,

untuk penelitian variasi putaran kipas 800 rpm, nilai kalor yang diserap evaporator

terendah sebesar 126,334 kJ/kg, nilai kalor yang diserap evaporator tertinggi

sebesar 128,163 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang diserap evaporator t = 10 menit

sampai 100 menit sebesar 126,879 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai

kalor yang diserap evaporator terendah sebesar 123,787 kJ/kg, nilai kalor yang

diserap evaporator tertinggi sebesar 126,767 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang

diserap evaporator t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 125,424 kJ/kg. Variasi

putaran kipas 1200 rpm, nilai kalor yang diserap evaporator terendah sebesar

125,687 kJ/kg, nilai kalor yang diserap evaporator tertinggi sebesar 129,081

kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang diserap evaporator t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 127,400 kJ/kg. untuk mengetahui perbandingan nilai kalor persatuan

massa refrigeran yang diserap oleh evaporator oleh setiap variasi, data dapat

dilihat pada Gambar 4.5. Dari grafik dapat dilihat bahwa nilai rata-rata Qin

tertinggi diperoleh pada putaran kipas 1200 rpm. Hal ini dikarenakan tekanan

keluar kompresor mengalami banyak penurunan pada setiap variasi sedangkan

tekanan masuk kompresor tidak mengalami banyak menurunan, sehingga

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 99: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

81

menghasilkan selisih nilai entalpi yang semakin besar juga. Contohnya pada menit

ke-60 pada setiap variasi. Tekanan keluar kompresor mengalami banyak

penurunan sedangkan tekanan masuk kompresor tidak banyak mengalami

penurunan pada setiap variasinya, sehingga nilai Qin yang dihasilkan juga semakin

besar.

Nilai Coefficient Of performance (COPaktual) dapat dilihat pada Tabel 4.19,

Tabel 4.20 dan Tabel 4.21. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi

putaran kipas 800 rpm, nilai COPaktual terendah sebesar 2,886, nilai COPaktual

tertinggi sebesar 3,141, rata-rata nilai COPaktual t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 3,08. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai COPaktual terendah sebesar

2,478, nilai COPaktual tertinggi sebesar 3,050, rata-rata nilai COPaktual t = 10 menit

sampai 100 menit sebesar 2,85. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai COPaktual

terendah sebesar 2,59, nilai COPaktual tertinggi sebesar 2,977, rata-rata nilai

COPaktual t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 2,86. Untuk mengetahui

perbandingan nilai COPaktual untuk setiap variasi, data dapat dilihat pada Gambar

4.6. Dari grafik dapat dilihat bahwa terjadi penurunan nilai COPaktual mesin

pendingin. Pada grafik COPaktual yang paling tinggi diperoleh pada variasi putaran

kipas 800 rpm. Hal ini disebabkan oleh nilai kalor yang diserap oleh evaporator

pada variasi putaran kipas 800 rpm yang paling tinggi dibandingkan dengan

variasi putaran kipas 1000 rpm dan 1200 rpm. Dapat dilihat nilai Qin pada variasi

putaran kipas 800 rpm menit ke 100 memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan

dengan variasi putaran kipas 1000 rpm dan 1200 rpm. Meningkatnya nilai

COPaktual juga dipengaruhi oleh penurunan nilai kerja kompresor.

Coefficient Of Performance (COPideal) dapat dilihat pada Tabel 4.22, Tabel

4.23 dan Tabel 4.24. Dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi putaran

kipas 800 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 4.044, nilai COPideal tertinggi

sebesar 4.35, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 4.24.

variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 3,64, nilai COPideal

tertinggi sebesar 4.26, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 4,04. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 3,71,

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 100: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

82

nilai COPideal tertinggi sebesar 4.16, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai

100 menit sebesar 4,01. Untuk mengetahui perbandingan nilai COPideal pada setiap

variasi, data dapat dilihat pada Gambar 4.7. Dari grafik dapat dilihat adanya

penurunan COPideal pada setiap variasinya. Hal ini dikarenakan adanya

penambahan putaran kipas mengakibatkan nilai tekanan keluar maupun masuk

kompresor semakin menurun. Semakin rendah tekanan keluar kompresor dan

tekanan masuk kompresor maka semakin rendah nilai temperatur kondensor dan

temperatur evaporator yang dihasilkan. Sehingga nilai COPideal yang dihasilkan

juga semakin rendah.

Efisiensi kalor mesin pendingin dapat dilihat pada Tabel 4.25, Tabel 4.26 dan

Tabel 4.27. dari data yang diperoleh, untuk variasi putaran kipas 800 rpm, nilai

efisiensi kalor terendah sebesar 71,35%, nilai efisiensi kalor tertinggi sebesar

73,54%, rata-rata nilai efisiensi kalor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar

72,62%. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai efisiensi kalor terendah sebesar

68,03%, nilai efisiensi kalor tertinggi sebesar 71,51%, rata-rata nilai efisiensi

kalor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 70,56%. Variasi putaran kipas 1200

rpm, nilai efisiensi kalor terendah sebesar 69,79%, nilai efisiensi kalor tertinggi

sebesar 72,16%, rata-rata nilai efisiensi kalor t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 71,25%. Untuk mengetahui perbendingan efisiensi kalor mesin pendingin

untuk setiap variasi, data dapat dilihat pada Gambar 4.8. dari grafik dapat dilihat

adanya penurunan nilai efisiensi mesin pendingin setiap variasi. Pada grafik

ditunjukan bahwa nilai efisiensi tertinggi diperoleh pada putaran kipas 800 rpm..

Hal ini dikarenakan oleh nilai COPideal pada variasi putaran kipas 800 rpm yang

paling tinggi. Contohnya pada variasi putaran kipas 800 rpm menit ke 100, nilai

COPideal yang diperoleh lebih tinggi dari pada variasi putaran kipas 1000 rpm dan

1200 rpm. Sehinga diperoleh efisiensi yang tinggi juga.

Laju aliran massa refrigeran (ṁ) dapat dilihat pada Tabel 4.28, Tabel 4.29

dan Tabel 4.30. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi putaran kipas

800 rpm, nilai laju aliran massa refrigeran terendah sebesar 0,0050 kg/detik, nilai

laju aliran massa refrigeran tertinggi sebesar 0,0057 kg/detik, rata-rata nilai laju

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 101: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

83

aliran massa refrigerant t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 0,0054 kg/detik.

Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai laju aliran massa refrigeran terendah sebesar

0,0044 kg/detik, nilai laju aliran massa refrigeran tertinggi sebesar 0,0058

kg/detik, rata-rata nilai laju aliran massa refrigeran t = 10 menit sampai 100 menit

sebesar 0,0054 kg/detik. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai laju aliran massa

refrigeran terendah sebesar 0,0045 kg/detik, nilai laju aliran massa refrigeran

tertinggi sebesar 0,0053 kg/detik, rata-rata nilai laju aliran massa refrigeran t = 10

menit sampai 100 menit sebesar 0,0050 kg/detik. Untuk mengetahui perbandingan

antara laju aliran massa refrigeran pada setiap variasi, data dapat dilihat pada

Gambar 4.9. Dari grafik dapat dilihat bahwa laju aliran massa refrigeran terendah

diperoleh oleh variasi putaran kipas 1200 rpm.

Dari data pada tabel diatas diketahui suhu terendah alkohol yang

dihasilkan oleh mesin pendingin adalah -17,9˚C untuk variasi putaran kipas 800

rpm, -24,1˚C untuk variasi putaran kipas 1000 rpm, dan -24,6˚C untuk variasi

putaran kipas 1200 rpm. Dari data ini dapat disimpulkan bahwa dengan adanya

penambahan putaran kipas pada kondensor maka tekanan kerja pada kompresor

akan menurun dan kalor yang dilepas pada kondensor juga semakin besar

sehingga dapat menghasilkan suhu akhir yang lebih dingin.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 102: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

84

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian diperoleh beberapa kesimpulan:

1. Mesin pendingin yang telah dibuat dapat berkerja dengan baik. Dengan

menghasilkan suhu akhir alkohol -17,9˚C untuk variasi putaran kipas 800

rpm.

2. Karakteristik mesin pendingin alkohol antara lain:

a. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) untuk

putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 126,879 kJ/kg, putaran kipas

1000 rpm rata-ratanya sebesar 125,424 kJ/kg, dan untuk putaran kipas

1200 rpm rata-ratanya sebesar 127,400 kJ/kg.

b. Kalor yang dilepas oleh kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)

untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 168,125 kJ/kg, putaran

kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 169,620 kJ/kg, dan untuk putaran

kipas 1200 rpm rata-ratanya sebesar 172,064 kJ/kg.

c. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) untuk putaran kipas

800 rpm rata-ratanya sebesar 41,246 kJ/kg, putaran kipas 1000 rpm rata-

ratanya sebesar 44,196 kJ/kg, dan untuk putaran kipas 1200 rpm rata-

ratanya sebesar 44,663 kJ/kg.

d. COPaktual untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 3,079, putaran

kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 2,850, dan untuk putaran kipas 1200

rpm rata-ratanya sebesar 2,859.

e. COPidieal untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 4,239, putaran

kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 4,036, dan untuk putaran kipas 1200

rpm rata-ratanya sebesar 4,012.

f. Efisiensi kalor (η) untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar

72,61%, putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 70,56%, dan untuk

putaran kipas 1200 rpm rata-ratanya sebesar 71,25%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 103: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

85

g. Laju aliran massa refrigeran (ṁ) untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya

sebesar 0,0054 kg/detik, putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar

0,0054 kg/detik, dan untuk variasi putaran kipas 1200 rpm rata-ratanya

sebesar 0,0050 kg/detik.

5.2 Saran

Beberapa saran terkait untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih baik:

a. Sebelum proses pengambilan data sebaiknya dilakukan pengecekan beberapa

kali, sehingga saat pengambilan data tidak terjadi kendala seperti kebocoran

pada bak penampungan atau kebocoran pada pipa pengelasan.

b. Untuk lebih meningkatkan kinerja mesin pendingin perlu dilakukan

pengembangan lebih lanjut dengan pendinginan lanjut dan pemanasan lanjut

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 104: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

86

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, Khairil. (2010). Efek Beban Pendingin Terhadap Performa Sistem Mesin

Pendingin.

Cahyadi, N. A., Darsopuspito, Sudjud. (2014). Studi Eksperimen Variasi Beban

Pendinginan pada Evaporator Mesin Pendingin Difusi Absorpsi

Musicool22-DMF.

Effendy, Marwan. (2005). Pengaruh Kecepatan Udara Pendingin Kondensor

Terhadap Koefisien Prestasi Air.

Hara, Supratman (1989) W. F. Stoecker, J.W. Jones. Refrigerasi Dan

Pengkondisian Udara Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga.

Purnomo, Heroe. (2015). Analisis Karakteristik Unjuk Kerja Sistem Pendingin

(Air Conditioning) Yang Menggunakan Freon R-22 Berdasarkan Pada

Variasi Putaran Kipas Pendingin Kondensor.

Widiyatmoko. (2015). Perancangan, Perakitan, dan Pengujian Performa Mesin

Pembuat Es Krim Manual Kapasitas 5 Liter.

http://www.biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/Manualeslng/02/16/08.pdf

(diakses tanggal 12 Oktober 2017)

http://www.edukasielektronika.com/2015/09/pengertian-kulkas-bagian-bagian-

kulkas.html (diakses tanggal 26 Mei 2017)

http://www.jyengine.com/Air_compressor_set_htm (diakses tanggal 26 Mei 2017)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 105: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

87

http://www.seekpart.com/product/Semi-Hermetic-Refrigeration-Compressor-L-V-

W-Z-Series-3920825.html (diakses tanggal 26 Mei 2017)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 106: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 107: SKRIPSI - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol. Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian ini terdiri

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI