PRAKTIKUM 3 COLD STORAGE TEST R-134a A. TUJUAN Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan mahasiswa mampu: - Memahami siklus refrigerasi pada cold storage - Menghitung COP B. TEORI DASAR 1. Pengertian Cold Storage Cold storage merupakan suatu alat yang didesain untuk tempat penyimpanan dingin. Prinsip kerja dari cold storage pada dasarnya sama seperti alat pendingin yang lainnya. Cold storage dirancang dengan menggunakan bahan atau unsur pendingin (refrigerant) yang mempunyai sifat mekanis yang dimasukkan ke dalam suatu system yang didistribusikan melalui komponen- komponen utama pendingin yang telah dibuat, sehingga dapat mengubah ruangan menjadi dingin. Semua bagian dari system pendingin adalah serupa, kecuali ukuran- ukurannya, tergantung dari kerangka pendinginan tersebut.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PRAKTIKUM 3
COLD STORAGE TEST
R-134a
A. TUJUAN
Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan mahasiswa mampu:
- Memahami siklus refrigerasi pada cold storage
- Menghitung COP
B. TEORI DASAR
1. Pengertian Cold Storage
Cold storage merupakan suatu alat yang didesain untuk tempat
penyimpanan dingin. Prinsip kerja dari cold storage pada dasarnya sama
seperti alat pendingin yang lainnya. Cold storage dirancang dengan
menggunakan bahan atau unsur pendingin (refrigerant) yang mempunyai sifat
mekanis yang dimasukkan ke dalam suatu system yang didistribusikan
melalui komponen-komponen utama pendingin yang telah dibuat, sehingga
dapat mengubah ruangan menjadi dingin. Semua bagian dari system
pendingin adalah serupa, kecuali ukuran-ukurannya, tergantung dari kerangka
pendinginan tersebut.
2. Komponen-komponen Cold Storage
Kompresor
Kompresor adalah jantung dari system tata udara, kompresor
berguna untuk menghisap uap refrigerant dari ruang penampung uap.
Ketika di dalam penampung uap, tekanannya diusahakan agar tetap
rendah. Lalu ketika di dalam kompresor, tekanan refrigerant dinaikkan
sehingga memudahkan pencairannya kembali. Energy yang diperlukan
untuk kompresi diberrikan oleh motor listrik yang menggerakkan
kompresor. Jumlah refrigerant yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi
tergantung pada jumlah uap yang dihisap masuk ke dalam kompresor.
Kondensor
Kondensor berguna untuk pengembunan dan pencairan kembali
uap refrigerant. Uap refrigerant yang bertekanan dan bersuhu tinggi pada
akhir kompresi dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin
(dengan udara pendingin pada system dengan pendingin udara) yang ada
pada suhu normal. Dengan kata lain, uap refrigerant menyerahkan
panasnya (kalor laten pengembunan) kepada air dingin di dalam
kondensor, sehingga mengembun dan menjadi air. Jadi karena air
pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka ia akan menjadi panas
pada waktu keluar dari kondensor. Uap refrigerant menjadi uap sempurna
di dalam kondensor, kemudian dialirkan ke dalam melalui pipa
kapiler/katup ekspansi.
Katup Ekspansi
Untuk menurunkan tekanan pada refrigerant cair (yang
bertekanan tinggi) yang dicairkan di dalam kondensor, agar dapat mudah
menguap, maka dipergunakan alat yang dinamakan katup ekspansi atau
pipa kapiler. Katup ekspansi ini dirancang untuk suatu penurunan
tekanan tertentu. Cairan refrigerant mengalir ke dalam evaporator,
tekanannya turun dan menerima kalor penguapan dari udara, sehingga
menguap secara berangsur-angsur. Selanjutnya, proses siklus tersebut di
atas terjadi secara berulang-ulang. Katup ekspansi mengatur agar
evaporator dapat selalu bekerja sehingga diperoleh efisiensi siklus
refrigerasi yang maksimal.
Evaporator
Tekanan cairan refrigerant yang diturunkan pada katup ekspansi,
didistribusikan secara merata ke pipa evaporator oleh distributor
refrigerant, pada saat itu refrigerant akan menguap dan menyerap kalor
dari udara ruangan yang dialirkan melalui permukaan luar dari pipa
evaporator. Cairan refrigerant diuapkan secara berangsur-angsur karena
menerima kalor sebanyak kalor laten penguapan, selama proses
penguapan itu, di dalam pipa akan terdapat campuran refrigerant dalam
fasa cair dan gas. Suhu penguapan dan tekanan penguapan dalam
keadaan konstan pada saat itu terjadi. Evaporator adalah penukar kalor
yang memegang peranan paling penting di dalam siklus refrigerasi, yaitu
mendinginkan media sekitarnya.
Refrigerant
Refrigerant sangat penting peranannya bagi mesin penyegar
udara, sehingga dalam memilih jenis refrigerant haruslah yang paling
sesuai dengan jenis kompresor yang dipakai, dan karakteristik
termodinamikanya yang antara lain meliputi suhu penguapan dan tekanan
penguapan serta suhu pengembunan dan tekanan pengembunan.
3. Coeficient of Perfomance (COP)
Coeficient of performance merupakan koefisien unjuk kerja dari siklus
refrigerasi atau pendingin yang menunjukkan kualitas unjuk kerja suatu
system refrigerasi dan dinyatakan dengan suatu angka hasil perbandingan
antara energy yang diserap dari udara ruang dan energy yang digunakan untuk
mengkoompresi gas di kompresor.
Rumus untuk menghitung COP:
COP= Q evapW comp
=h1−h4
h2−h1
Dimana:
H = enthalpy (kJ/kg) ………………………….dicari di PH diagram R134a
(sesuai refrigerant yang digunakan)
C. PERALATAN YANG DIGUNAKAN
1. Cooling storage
2. Refrigerant R134a
3. Thermogun
4. Tang ampere
D. DIAGRAM RANGKAIAN
Gambar 1. Diagram Rangkaian
E. PROSEDUR PELAKSANAAN
1. Menyalakan semua komponen mesin pendingin yang ada di cooling storage
2. Mengisikan refrigerant R134a pada kompresor pada tekanan tertentu
a) Sambungkan selang kuning ke pompa vakum.
b) Buka kedua katup service unit.
c) Aktifkan pompa vakumnya ±15 menit.
d) Rapatkan kemabali service manifoldnya. kemudian tunggu ±15 menit jika
tekanan vakumnya naik berarti sistem masih bocor, cari kebocorannya.
e) Jika vakum konstan berarti sistem telah sempurna.
f) Ganti!, sambungan selang kuning ke tabung freon R134a kemudian buka
kedua katup di service manifold.
g) Buka katup penutup tabung refrigerant dan amati tekanannya, jika sudah
tidak naik maka tutuk katup dischargenya kemudian kompresor distart.
h) Amati pada bagian suction jika sudah terdapat bungan es berarti
refrigeran telah penuh dan segera tutup kedua katup service manifold
kemudian tutup pula katup penutup tabung frreon R134a.
i) Indikator isi refrigerant juga bisa dilakukan dengan melihat amperenya,
jika amperenya sudah mendekati ampere operasional motor berarti
refrigerant telah penuh.
j) Tutup kembali katup suction dan discharge kompresor dan lepaskan
selang-selang service manifold dari kompresor.
3. Tunggu 10 menit.
4. Ukur suhu pada setiap titik yang ditentukan menggunakan thermogun.
5. Ulangi langkah 3 dan 4 sampang 6x pengukuran.
F. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Hitung COP dari setiap percobaan!
G. DATA HASIL PRAKTIKUM
Berikut ini adalah data hasil praktikum cold strorage test R-134a yang
ditunjukkan oleh Tabel 1.
Tabel 1. Data Hasil Praktikum Cold Strorage Test R-134a
t
(menit)
P1
(bar)
P2
(bar)
T1
(C)
T2
(C)
T3
(C)
T4
(C)
T5
(C)
T6
(C)
Tload
(C)
I
(A)
10 0.8 8 26.5 48 35 34.5 -3 15.5 5 3.8
20 0.8 8.8 27 47.5 38.5 27 -6 17.5 5 3.7
30 0.8 8.8 27 47 38 34.5 -7 15 6 3.7
40 0.6 8.4 27.5 45.5 37 27 -9 15 1 3.7
50 0.6 8.4 27.5 48 37 31 -9 20 1 3.7
60 0.6 8.2 27 47.5 35.5 30 -9 17.5 0 3.7
Keterangan :
1 psi = 0.06895 bar T3 = Tout Kondensor
P1 = Pin Kompresor T4 = Tin Katup Ekspansi
P2 = Pout Kompresor T5 = Tout Katup Ekspansi
T1 = Tin Kompresor T6 = Tout Evaporator
T2 = Tout Kompresor T = T air dalam cold storage
H. ANALISA
a. Perhitungan COP
Waktu 10 menit
Diketahui:
P1 = 0.8 bar
P2 = 8 bar
h1 = 425.97 kJkg
h2 = 431.94 kJkg
h3 = 248.82 kJkg
h4 = 196.40 kJkg
Ditanya : COP?
Jawab:
W =h 2−h 1
¿431.94 kJkg
−425.97 kJkg
¿5.97 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿425.97 kJ
kg−196.40 kJ
kg
5.97 kJkg
¿38.454 kJkg
Waktu 20 menit
Diketahui:
P1 = 0.8 bar
P2 = 8.8 bar
h1 = 426.64 kJkg
h2 = 429.95 kJkg
h3 = 254.79 kJkg
h4 = 192.42 kJkg
Ditanya : COP?
Jawab:
W =h 2−h 1
¿429.95 kJkg
−426.64 kJkg
=3.31 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿426.64 kJ
kg−192.42 kJ
kg
3.31 kJkg
¿70.761 kJkg
Waktu 30 menit
Diketahui:
P1 = 0.8 bar
P2 = 8.8 bar
h1 = 426.64 kJkg
h2 = 429.29 kJkg
h3 = 254.12 kJkg
h4 = 190.43 kJkg
Ditanya: COP?
Jawab:
W =h 2−h 1
¿429.29 kJkg
−426.64 kJkg
¿2.65 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿426.64 kJ
kg−190.43 kJ
kg
2.65 kJkg
¿89.135 kJkg
Waktu 40 menit
Diketahui:
P1 = 0.6 bar
P2 = 8.4 bar
h1 = 427.30 kJkg
h2 = 428.63 kJkg
h3 = 252.13 kJkg
h4 = 189.10 kJkg
Ditanya: COP?
Dijawab:
W =h 2−h 1
¿428.63 kJkg
−427.30 kJkg
¿1.33 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿427.30 kJ
kg−189.10 kJ
kg
1.33 kJkg
¿179.097 kJkg
Waktu 50 menit
Diketahui:
P1 = 0.6 bar
P2 = 8.4 bar
h1 = 427.30 kJkg
h2 = 431.28 kJkg
h3 = 252.80 kJkg
h4 = 189.10 kJkg
Ditanya: COP?
Jawab:
W =h 2−h 1
¿431.28 kJkg
−427.30 kJkg
¿3.98 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿427.30 kJ
kg−189.10 kJ
kg
3.98 kJkg
¿59.849 kJkg
Waktu 60 menit
Diketahui:
P1 = 0.6 bar
P2 = 8.2 bar
h1 = 426.97 kJkg
h2 = 431.61 kJkg
h3 = 249.81 kJkg
h4 = 188.77 kJkg
Ditanya: COP?
Jawab:
W =h 2−h 1
¿431.61 kJkg
−426.97 kJkg
¿4.64 kJkg
COP=( h1−h4 )
W
¿426.97 kJ
kg−188.77 kJ
kg
4.64 kJkg
¿51.336 kJkg
b. Pembahasan
Dari perhitungan yang telah dilakukan didapatkan hasil entalphi (h) dan COP
sebagai berikut:
Tabel Hasil Entalpi (H) Dan COP
t
(menit)
h1
(kJkg )
h2
(kJkg )
h3
(kJkg )
h4
(kJkg )
COP
(h1−h4 )(h2−h1 )
10 425.97 431.94 248.82 196.40 38.454
20 426.64 429.95 254.79 192.42 70.761
30 426.64 429.29 254.12 190.43 89.135
40 427.30 428.63 252.13 189.10 179.097
50 427.30 431.28 252.80 189.10 59.849
60 426.97 431.61 249.81 188.77 51.336
Dari hasil entalphi (h) dan COP didapatkan grafik time (t) dengan COP
sebagai berikut:
0 10 20 30 40 50 60 700
20406080
100120140160180200
time (t) dengan COP
t (menit)
COP
Gambar 2. Hubungan Antara Time (t) dan COP
Dari Gambar 2 yang telah dibuat dapat dilihat bahwa semakin lama
waktu yang diberikan maka nilai COP yang dihasilkan akan semakin naik itu
berlaku pada waktu 10-40 menit, namum pada waktu 40menit ke waktu 50
dan 60 menit nilai dari COP tersebut turun dikarenakan adanya kenaikan
temperatur pada T2,T4 dan T6. Selain grafik hubungan antara time (T) dan
COP juga didapatkan grafik hubunhan antara time (t) dan T load yang
ditunjukkan oleh Gambar 3.
0 10 20 30 40 50 60 7001234567
time (t) dengan Tload
t (menit)
T lo
ad (C
)
Gambar 3. Hubungan Antara Time (t) dan Tload
Dari Gambar 3 didapatkan hubungan antara time (waktu) dan Tload
didapatkan semakin lama waku maka Tload akan semakin turun.
I. Kesimpulan
Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
Semakin lama waktu pengoperasian maka temperature air di dalam cold
storage dan temperature keluar evaporator semakin menurun.
Kompresor menghisap uap refrigerant dengan tekanan dan temperature pada
sisi suction (P1;T1) rendah, sehingga dapat dikompresi yang menyebabkan
tekanan dan tekanan dan temperature pada posisi discharge (P2;T2) tinggi.
Temperature keluar katup ekspansi (T5) lebih rendah dari temperature masuk
katup ekspansi (T4).
Perbedaan Tekanan masuk dan keluar pada kompresor menyebabkan COP