Top Banner
CHEST FREEZER DENGAN DAYA KOMPRESOR 1/5 PK DAN PANJANG PIPA KAPILER 1,2 METER SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Diajukan oleh : YOHANES WAHYUDI WIBOWO NIM: 105214074 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
99

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

Jul 23, 2019

Download

Documents

Domien
Welcome message from author
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
Page 1: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

i

CHEST FREEZER DENGAN DAYA KOMPRESOR 1/5 PK DAN

PANJANG PIPA KAPILER 1,2 METER

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh :

YOHANES WAHYUDI WIBOWO

NIM: 105214074

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

ii

CHEST FREEZER WITH COMPRESSOR POWER 1/5 PK AND

1.2 METERS CAPILLARY PIPE

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By

YOHANES WAHYUDI WIBOWO

Student Number : 105214074

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

iii

CHEST FREEZER DENGAN DAYA KOMPRESOR 1/5 PK DAN

PANJANG PIPA KAPILER 1,2 METER

Disusun oleh

YOHANES WAHYUDI WIBOWO

NIM : 105214074

Telah disetujui oleh

Dosen Pembimbing Skripsi

Ir. PK. Purwadi, M. T.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

iv

CHEST FREZEER DENGAN DAYA KOMPRESOR 1/5 PK

DAN PANJANG PIPA KAPILER 1,2 METER

Dipersiapkan dan disusun oleh :

NAMA : YOHANES WAHYUDI WIBOWO

NIM : 105204074

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Skripsi

Pada tanggal, 25 November 2014

Susunan Dewan Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua Doddy Purwadianto, ST, MT ..............................

Sekretaris A. Prasetyadi, S.Si, M.Si ..............................

Anggota Ir. PK Purwadi, M.T ..............................

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, 25 November 2014

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Dekan,

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si.,M.Sc.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan

Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

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

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 25 November 2014

Yohanes Wahyudi Wibowo

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma :

Nama : Yohanes Wahyudi Wibowo

Nomor Mahasiswa : 105214074

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

Chest Freezer dengan Daya Kompresor 1/5 PK dan Panjang Pipa Kapiler 1,2

Meter

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media yang lain, menglolanya di internet atau media lain untuk kepentingan

akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya

selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 25 November 2014

Yang menyatakan,

Yohanes Wahyudi Wibowo

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat,

rahmat dan karuniaNya yang diberikan sehingga penulisan Skripsi berjudul “Chest

Freezer dengan Daya Kompresor 1/5 PK dan Panjang Pipa Kapiler 1,2 Meter” dapat

terselesaikan dengan baik.

Tujuan penyusunan Skripsi ini adalah memenuhi salah satu persyaratan untuk

mendapatkan gelar sarjana S1 diprogam Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Terwujudnya Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang telah

mendorong dan membimbing penulis, baik tenaga, ide-ide, maupun pemikiran, oleh

karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-

besarnya kepada :

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

Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

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

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing

Skripsi.

3. Doddy Purwadianto, S.T, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Seluruh Staf Pengajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

viii

5. Paulus Sukidi dan Christina Sutarti selaku orang tua dan keluarga yang tidak

dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan memberi semangat

dalam menyelesaikan Skripsi.

6. Yohana Hesti Oktania Meliani sebagai adik, serta keluarga besar Tio Jupri yang

selalu memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.

7. Kekasih hati Veronika Antika Sari atas dukungan moral dan pengertiannya

selama mendapatkan kesulitan.

8. Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Mesin, terimakasih atas kebersamaannya

dalam menempuh proses akademik dan perkuliahan.

9. Keluarga kos Wisma Tenang (Edy, Dedi, Hendri, Virly, Novri, Adit, Noney,

Mas Dwi), terimakasih dalam kebersamaannya.

10. Seluruh Staf Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi USD.

11. Semua pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian Skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian Skripsi ini masih banyak

kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu saya mengharapkan masukan, kritik, dan

saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat

bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terimakasih.

Yogyakarta, 25 November 2014

Penulis,

Yohanes Wahyudi Wibowo

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

ix

DAFTAR ISI

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

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

LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv

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

HALAMAN PERNYATAAN PEMPUBLIKASIAN KARYA ............................ vi

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xv

ABSTRAK ........................................................................................................... xvi

ABSTRACT ........................................................................................................ xvii

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

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

1.2 Tujuan .................................................................................................... 2

1.3 Batasan-Batasan ..................................................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

BAB II. DASAR TEORI TINJAUAN PUSTAKA ................................................. 4

2.1 Mesin Chest Freezer .............................................................................. 4

2.1.1 Kompresor...................................................................................... 5

2.1.2 Kondensor ...................................................................................... 9

2.1.3 Evaporator .................................................................................... 10

2.1.4 Pipa Kapiler ................................................................................. 11

2.1.5 Filter ............................................................................................. 11

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

x

2.1.6 Thermostat .................................................................................... 12

2.1.7 Bahan Pendingin (Refrigeran R134a) ........................................... 14

2.1.8 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja Chest Freezer ........... 15

2.1.9 Perhitungan Karakteristik Mesin Chest Freezer ........................... 19

2.2 Tinjauan Pustaka .................................................................................. 23

BAB III. PEMBUATAN ALAT ............................................................................ 25

3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Chest Freezer ........................................ 25

3.1.1 Komponen Utama Mesin Chest Freezer .......................................... 25

3.1.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Alat .............................................. 29

3.1.3 Langkah-langkah Pembuatan Mesin Chest Freezer ......................... 35

BAB IV. METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 40

4.1 Mesin Chest Freezer yang Diteliti ....................................................... 40

4.2 Skematik Mesin Chest Freezer ............................................................ 41

4.3 Alur Pembuatan Mesin Chest Freezer dan Penelitian ......................... 42

4.4 Skematik Mesin Chest Freezer yang Diteliti ...................................... 43

4.5 Alat Bantu Penelitian ........................................................................... 44

4.5.1 Termokopel dan Penampil Suhu Digital ...................................... 44

4.5.2 Pengukur Tekanan ....................................................................... 45

4.5.3 P-h Diagram ................................................................................. 46

4.5.4 Air ................................................................................................ 47

4.5.5 Kabel Roll .................................................................................... 47

4.6 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan ........................................ 48

4.7 Cara Mengolah Data dan Melakukan Pembahasan ............................. 49

4.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan ........................................................... 50

BAB V. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ....................................... 51

5.1 Hasil Penelitian .................................................................................... 51

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xi

5.1.1 Nilai Tekanan Tinggi dan Tekanan Rendah ................................ 51

5.1.2 Nilai Masuk Kompresor dan Keluar Kondensor ......................... 52

5.1.3 Nilai Entalpi, Suhu Evaporator dan Suhu Kondensor ................. 52

5.2 Perhitungan .......................................................................................... 54

5.2.1 Perhitungan Energi Kalor yang Diserap Evaporator (Qin) ........... 54

5.2.2 Perhitungan Energi Kalor yang Dilepas Kondensor (Qout) .......... 56

5.2.3 Kerja Kompresor (Win) ................................................................ 58

5.2.4 Koefisien Prestasi Aktual (COPaktual) ........................................... 60

5.2.5 Koefisien Prestasi Ideal (COPideal) ............................................... 62

5.2.6 Laju Aliran Massa Refrigeran ( )............................................... 64

5.2.7 Efisiensi Chest Freezer ................................................................ 66

5.3 Pembahasan ......................................................................................... 68

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 71

6.1 Kesimpulan .......................................................................................... 71

6.2 Saran .................................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xii

DARTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mesin Chest Freezer ......................................................................... 5

Gambar 2.2 Kompresor jenis Hermatik ................................................................ 9

Gambar 2.3 Kondensor dalam Mesin Chest Freezer ............................................ 9

Gambar 2.4 Evaporator Mesin Chest Freezer..................................................... 10

Gambar 2.5 Pipa Kapiler ..................................................................................... 11

Gambar 2.6 Filter ................................................................................................ 12

Gambar 2.7 Thermostat ....................................................................................... 13

Gambar 2.8 Refrigeran ........................................................................................ 14

Gambar 2.9 Skematik Siklus Refrigerasi Kompresi Uap.................................... 16

Gambar 2.10 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h ........................................ 16

Gambar 2.11 Siklus Kompresi Uap pada Diagram T-s......................................... 17

Gambar 3.1 Kompresor ....................................................................................... 25

Gambar 3.2 Kondensor ....................................................................................... 26

Gambar 3.3 Pipa Kapiler ..................................................................................... 27

Gambar 3.4 Evaporator ....................................................................................... 27

Gambar 3.5 Tabung Berisi Refrigeran R134a...................................................... 28

Gambar 3.6 Filter ................................................................................................ 28

Gambar 3.7 Tube Cutter ...................................................................................... 29

Gambar 3.8 Pelebar Pipa ..................................................................................... 30

Gambar 3.9 Tang ................................................................................................. 30

Gambar 3.10 Pompa Vakum ................................................................................. 31

Gambar 3.11 Manifold Tekanan Tinggi ................................................................ 31

Gambar 3.12 Manifold Tekanan Rendah .............................................................. 32

Gambar 3.13 Alat Las ........................................................................................... 32

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xiii

Gambar 3.14 Borak dan Kawat Las Perak/ Tembaga ........................................... 33

Gambar 3.15 Metil ................................................................................................ 33

Gambar 3.16 Thermostat ....................................................................................... 34

Gambar 3.17 Styrofoam ........................................................................................ 34

Gambar 3.18 Proses Pengelasan Kompresor dengan Kondensor ......................... 35

Gambar 3.19 Proses Pengelasan Kondensor dengan Filter ................................... 36

Gambar 3.20 Proses Pengelasan Filter dengan Pipa Kapiler ................................ 37

Gambar 3.21 Proses Pengelasan Pipa Kapiler dengan Evaporator ....................... 37

Gambar 3.22 Proses Pengelasan Evaporator dengan Kompresor ......................... 38

Gambar 3.23 Proses Pemvakuman ........................................................................ 38

Gambar 3.24 Proses Pengisian Refrigeran R134a ................................................ 39

Gambar 4.1 Mesin yang Diteliti (Chest Freezer) ............................................... 40

Gambar 4.2 Skematik Mesin Chest Freezer ....................................................... 41

Gambar 4.3 Alur Pembuatan Mesin Chest Freezer dan Penelitian .................... 42

Gambar 4.4 Skematik Mesin Chest Freezer dengan Posisi Alat Ukur Suhu ...... 43

Gambar 4.5 Skematik Mesin Chest Freezer dengan Posisi Alat Ukur Tekanan 44

Gambar 4.6 Termokopel ..................................................................................... 45

Gambar 4.7 Penampil Suhu Digital APPA51 ..................................................... 45

Gambar 4.8 Pengukur Tekanan ........................................................................... 46

Gambar 4.9 P-h Diagram .................................................................................... 46

Gambar 4.10 Air (beban pendinginan) ................................................................. 47

Gambar 4.11 Kabel Roll ....................................................................................... 47

Gambar 5.1 Energi Kalor yang Diserap Evaporator Persatuan Massa

Refrgeran .......................................................................................... 56

Gambar 5.2 Energi Kalor yang Dilepas Kondensor Persatuan Massa

Refrigeran ....................................................................................... 58

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xiv

Gambar 5.3 Kerja Kompresor Persatuan Massa Refrigeran .............................. 60

Gambar 5.4 Koefisien Prestasi Aktual Chest Freezer ....................................... 62

Gambar 5.5 Koefisien Prestasi Ideal Chest Freezer .......................................... 64

Gambar 5.6 Laju Aliran Massa Refrigeran ........................................................ 66

Gambar 5.7 Efisiensi Chest Freezer .................................................................. 68

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Pencatatan Hasil Pengukuran Suhu..................................................... 48

Tabel 4.2 Pencatatan Hasil Pengukuran Tekanan Refrigeran ............................. 49

Tabel 5.1 Data Hasil Pengukuran P1, P2, P3 dan P4............................................. 51

Tabel 5.2 Data Hasil Penelitian Suhu Masuk Kompresor dan Keluar

Kondensor ........................................................................................... 52

Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .......... 53

Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam Satuan kJ/kg pada Siklus Kompresi Uap ............ 54

Tabel 5.5 Energi Kalor Persatuan Massa Refrigeran yang Diserap

Evaporator (Qin) .................................................................................. 55

Tabel 5.6 Energi Kalor Persatuan Massa Refrigeran yang Dilepas

Kondensor (Qout) .................................................................................. 57

Tabel 5.7 Kerja Kompresor (Win) Persatuan Massa Refrigeran .......................... 59

Tabel 5.8 Koefisien Prestasi Aktual Chest Freezer (COPaktual) ........................... 61

Tabel 5.9 Koefisien Prestasi Ideal Chest Freezer (COPideal) ............................... 63

Tabel 5.10 Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran ( ) ................................. 65

Tabel 5.11 Perhitungan Efisiensi Chest Freezer .................................................... 67

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xvi

ABSTRAK

Tujuan mesin Chest Freezer dengan menggunakan siklus kompresi uap adalah

sebagai berikut (1) membuat mesin chest freezer (2) menghitung karakteristik mesin

chest freezer yang dibuat antara lain (a) menghitung Qin (b) menghitung Qout (c)

menghitung Win (d) menghitung COPideal dan COPaktual (e) menghitung laju aliran

massa refrigerant (f) menghitung Efisien Chest Freezer.

Penelitian dan pelaksanaan di Laboratorium Teknik Mesin USD, adapun

batasan–batasan dalam pembuatan mesin Chest Freezer menggunakan siklus

kompresi uap antara lain (1) Chest Freezer mempergunakan siklus kompresi uap

dalam bekerjanya (2) komponen mesin pendingin terdiri dari komponen utama seperti

kompresor, kondensor, pipa kapiler, filter, dan evaporator (3) refrigeran yang

digunakan dalam mesin pendingin chest freezer adalah R134a (4) kompresor yang

dipergunakan adalah kompresor hermetik berdaya 1/5 PK (5) evaporator dan

kondensor yang dipergunakan adalah evaporator dan kondensor standar yang dipakai

pada mesin kulkas berdaya 1/5 PK (6) peralatan tambahan yang digunakan adalah

filter. Dari pengujian mesin pendingin Chest Freezer untuk mendinginkan air dengan

siklus kompresi uap yang telah dilakukan (1) mesin pendingin Chest Freezer dengan

siklus kompresi uap yang dibuat dapat mendinginkan air dengan volume 0,5 liter

sampai menjadi es pada suhu (-27,22°C) selama 210 menit (2) energi kalor persatuan

massa refrigeran yang diserap evaporator (Qin) terendah sebesar 172,12 kJ/kg, energi

kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator tertinggi sebesar 181,43

kJ/kg dan energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator nilai rata-

rata sebesar 176,48 kJ/kg (3) energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas

kondensor (Qout) terendah sebesar 225,63 kJ/kg, energi kalor persatuan massa

refrigeran yang dilepas kondensor tertinggi sebesar 239,57 kJ/kg dan energi kalor

persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor nilai rata-rata sebesar 236,96

kJ/kg (4) kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) terendah sebesar 48,85

kJ/kg, kerja kompresor persatuan massa refrigeran tertinggi sebesar 67,45 kJ/kg dan

kerja kompresor persatuan massa refrigeran nilai rata-rata sebesar 60,47 kJ/kg (5)

koefisien Prestasi COPaktual terendah sebesar 2,55, Koefisien Prestasi COPaktual

tertinggi sebesar 3,61 dan Koefisien Prestasi COPaktual nilai rata-rata sebesar 2,93 (6)

koefisien Prestasi COPideal terendah sebesar 3,81, Koefisien Prestasi COPideal tertinggi

sebesar 4,74 dan Koefisien Prestasi COPideal nilai rata-rata sebesar 3,89 (7) laju aliran

massa refrigeran ( ) terendah sebesar 0,0035 kg/detik, laju aliran massa refrigeran

( ) tertinggi sebesar 0,0049 kg/detik dan Laju aliran massa refrigeran ( ) nilai rata-

rata sebesar 0,0039 kg/detik (8) efisiensi Chest Freezer terendah sebesar 0,66,

Efisiensi Chest Freezer tertinggi sebesar 0,8 dan Efisiensi Chest Freezer nilai rata-

rata 0,75.

Kata Kunci : Chest Freezer, siklus kompresi uap, COP, laju aliran massa refrigeran,

efisiensi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xvii

ABSTRACT

The machine by using chest freezer cycle compressions steam is as follows (1)

made a chest freezer (2) the counting characteristic of a freezer chest made among

others (a) count counting Qin (b) count counting Qout (c) count Win (d) count COPideal

and COPaktual (e) count mass flow rate refrigerant (f) count effiecient chest freezer.

Research and implementation in engineering laboratory bucks, the limits to

machine fabrication chest freezer use compression cycle steam among others (1)

chest freezer cycle use the compression of a vapor in an undeveloped (2) the

components cooling machine consisting of the main components of the compressor,

as a condenser; capillary, pipe the filter, and evaporator (3) a refrigerant used in

cooling machine chest freezer is R134a (4) a compressor in which work is done is a

compressor hermetic defenseless 1/5 PK (5) evaporator and a condenser in which

work is done is evaporator and a condenser standard that is worn on a defenseless a

refrigerator 1/5 PK (6) auxiliary apparatus that is used is filter.

From cooling machine testing chest freezer to cool water with a cycle of the

compression of steam has been done (1) the cooling machine chest freezer

compression of the cycle with steam made can be cool water with the volume of 0.5

liters up to be ice at temperatures (-27,22 °C) for 210 minutes (2) the energy heat

engine the union of a mass of refrigerant absorbed evaporator (Qin) lowest of 172,12

kJ/kg, the association of energy heat engine mass refrigerant absorbed evaporator

highest of 181,43 kJ/kg and energy heat engine the union of a mass of refrigerant

absorbed evaporator average value of 176,48 Kj/kg (3) the energy heat engine the

union of a mass of refrigerant that is removable a condenser (Qout) lowest of 225,63

kJ/kg, the association of energy heat engine mass refrigerant that is removable of a

condenser highest 239,57 kJ/kg and energy heat engine the union of a mass of

refrigerant that is removable a condenser average value of 236,96 kJ/kg (4) the work

of the compressor of the union of a mass of refrigerant (Win) lowest of 48,85 kJ/kg,

the work of the compressor of the union of a mass of refrigerant highest 67,45 kJ/kg

and the work of the compressor of the union of a mass of refrigerant average value of

60,47 kJ/kg (5) the lowest of the coefficients 2,55 COPaktual achievement , supreme

achievement of the coefficients COPaktual 3,61 achievement and the coefficients 2,93

COPaktual the value of an average of (6) the lowest of the coefficients 3,81 COPideal

achievement , supreme achievement of the coefficients COPideal 4,74 achievement and

the coefficients 3.89 COPideal the value of an average of (7) the rate of the flow of

refrigerant mass ( ) lowest of 0,0035 kg/second, the rate of the flow of refrigerant

mass ( ) of the highest kg/second and the rate of the flow of refrigerant mass ( ) the

value an average of 0,0039 kg/second (8) the freezer 0,66 lowest of the chest the

chest the freezer is 0.8 and efficiency chest freezer average value of 0.75.

Keyword : Chest freezer , the cycle of the compression of steam , COP , the rate of

the flow of refrigerant mass , efficiency .

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xviii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring kemajuan teknologi dan meningkatkan taraf hidup, mesin pendingin

semakin banyak dimanfaatkan. Hampir disetiap tempat, banyak ditemui mesin-mesin

pendingin. Seperti dijumpai di dalam rumah tangga, di tempat-tempat hiburan, di

mall, di berbagai alat transportasi, dan lain sebagainya. Beberapa jenis mesin

pendingin dapat dilihat dari fungsinya. Ada mesin pendingin yang berfungsi untuk

mendinginkan udara, membekukan, dan ada juga mesin pendingin yang dipergunakan

untuk system pengkondisian udara. Contoh mesin pendingin yang berfungsi untuk

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

dispenser, cold storage dan lain-lain. Dan contoh untuk mesin pendingin yang

digunakan untuk pengkondisian udara seperti AC, water chiller, dan lain sebagainya.

Mesin pendingin chest freezer digunakan untuk membekukan bahan-bahan

yang ada didalamnya dengan suhu diantara -15°C sampai dengan -30°C. Mesin chest

freezer dapat ditemui di mini market dan di toko-toko tempat penjualan ikan dan

sayuran. Pembeku ini tidak digunakan sebagai secara luas karena laju pembekuannya

yang lambat. Dalam keadaan beku, bahan-bahan makanan ataupun buah-buahan akan

lebih awet dalam waktu yang relative lama, bahkan hingga hitungan bulan. Contoh

makanan yang dapat diawetkan : nugget, ice cream, buah-buahan, daging segar, ikan

segar, susu segar, seafood dan lain-lain. Jarak yang jauh dan waktu tempuh yang lama

bukan lagi menjadi halangan dalam pengiriman bahan-bahan makanan untuk

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xix

mencukupi kebutuhan manusia. Dengan demikian, mesin pembeku dapat sangat

membantu dalam hal pengiriman suatu bahan makanan ataupun buah-buahan dari

suatu tempat ke tempat lain.

Mesin pendingin mempunyai peran yang cukup penting dalam kehidupan

rumah tangga, industri, sarana transportasi, sarana olahraga, dan hiburan. Mengingat

pentingnya peranan mesin pendingin bagi masyarakat di saat sekarang ini, maka

penulis berkeinginan untuk mempelajari, memahami, dan mengenal kerja mesin

pendingin. Dengan cara membuat chest freezer dan mengetahui karakteristiknya

diharapkan penulis dapat memahami sistem mesin pendingin.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan pembuatan alat mesin chest freezer ini adalah :

1. Membuat mesin chest freezer.

2. Menghitung karakteristik mesin chest freezer yang dibuat :

a. Menghitung Qin (laju aliran kalor yang diserap evaporator persatuan massa

refrigeran).

b. Menghitung Qout (laju aliran kalor yang dilepas kondensor persatuan massa

refrigeran).

c. Menghitung Win (energi mekanik yang dipergunakan kompresor persatuan

massa refrigeran).

d. Menghitung COPideal dan COPaktual.

e. Menghitung laju aliran massa refrigeran.

f. Menghitung Efisien Chest Freezer.

2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xx

1.3 Batasan - Batasan

Batasan - batasan yang diambil di dalam pembuatan peralatan mesin Chest

Freezer ini adalah sebagai berikut :

1. Chest Freezer mempergunakan siklus kompresi uap dalam bekerjanya.

2. Komponen mesin pendingin terdiri dari komponen utama seperti: kompresor,

kondensor, pipa kapiler, filter, dan evaporator.

3. Refrigeran yang digunakan dalam mesin pendingin chest freezer adalah R134a.

4. Kompresor yang dipergunakan adalah kompresor hermetik berdaya 1/5 PK.

5. Evaporator dan kondensor yang dipergunakan adalah evaporator dan kondensor

standar yang dipakai pada mesin kulkas berdaya 1/5 PK.

6. Peralatan tambahan yang digunakan adalah filter.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian adalah :

1. Bagi penulis, mampu memahami mesin chest freezer dan karakteristiknya dengan

mempergunakan daya kompresor 1/5 PK dan panjang pipa kapiler 1,2 meter,

menggunakan siklus kompresi uap.

2. Bagi penulis, mampu mempunyai pengalaman dalam pembuatan mesin chest

freezer dengan siklus kompresi uap.

3. Dapat dipergunakan sebagai referensi atau tolok ukur bagi peneliti lain yang ingin

membuat mesin pendingin.

3

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxi

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin chest freezer

Mesin Chest Freezer adalah alat pembeku yang bekerja dengan mengambil atau

menyerap panas dari kompartemen atau lingkungan sekitarnya. Panas yang terus

menerus diambil akan menurunkan suhu dan membuat benda didalamnya menjadi

beku. Mesin Chest Freezer menggunakan fluida kerja yang disebut refrigeran untuk

mengambil panas. Refrigeran yang paling umum digunakan adalah freon. Namun

sekarang secara bertahap freon telah diganti dengan bahan lain yang lebih ramah

terhadap lingkungan.

Mesin Chest Freezer bekerja dengan mengambil panas dilingkungan sekitar

evaporator. Proses diawali dengan refrigeran dalam bentuk gas masuk ke kompresor

dan kemudian kompressor melakukan proses kompresi ke kompresor sehingga suhu

refrigeran menjadi sangat panas. Gas panas bergerak melalui kondensor dan mulai

didinginkan. Kondisi gas berubah dari gas panas lanjut menjadi cair. Setelah dari

kondensor refrigeran mengalir menuju pipa kapiler atau katup expansi dalam bentuk

cair. Pipa kapiler memiliki diameter yang sangat kecil sehingga ketika refrigeran

melewati pipa tersebut tekanan refrigeran berubah menjadi rendah. Suhu refrigeran

menjadi sangat rendah pula. Untuk mesin Chest Freezer suhu refrigeran bisa

mencapai -30°C .

Dari pipa kapiler refrigeran mengalir ke evaporator. Di Evaporator refrigeran

menyerap kalor dari lingkungan sehingga fase refrigeran berubah dari fase cair ke

4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxii

gas. Proses penyerapan kalor berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap. Setelah

refrigeran melewati evaporator, refrigeran dihisap oleh kompresor untuk memulai

siklus kompresi uap dari awal lagi.

Gambar 2.1 Mesin Chest Freezer

(sumber : http://chestfreezer.yolasite.com)

2.1.1 Kompresor

Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap

bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan tekanan

dari uap refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi dari evaporator

yang menyebabkan kenaikan temperatur dari refrigeran. Kompresor dirancang dan

diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka waktu yang lama, karena kompresor

merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi kompresi uap dan juga kapasitas

refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada kemampuan kompresor untuk

memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu disirkulasikan. Kompresor berfungsi

5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxiii

untuk menghisap uap refrigeran yang berasal dari evaporator dan menekannya ke

kondenser sehingga tekanan dan temperaturnya akan meningkat ke suatu titik dimana

uap akan mengembun pada temperatur media pengembun.

Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai pada mesin-mesin pendingin

yaitu :

1. Kompresor Torak

Pada kompresor jenis ini, refrigerant ditekan dan dihisap oleh piston yang

bergerak naik turun atau maju mundur melalui katup tekan dan katup isap.

Refrigerant cair setelah melalui katup ekspansi/pipa kapiler akan menguap di

evaporator dan di isap oleh kompresor melalui katup isap kemudian ditekan melalui

katup tekan.

2. Kompresor Rotasi

Ada dua jenis kompresor rotari yang umum digunakan, yaitu :

a. Daun Pisau Tetap (Stationary Blade atau Roller Type)

Pada kompresor rotary type ini terdiri dari : Roller sebuah besi baja

berbentuk silinder yng berputar pada ujung poros rotor yang tidak sepusat

(eksentrik). Kedua roller dan ujung poros berputar dalam rumah yang berbentuk

silinder yang selanjutnya disebut silinder. Oleh karena ujung poros yang tidak

sepusat, maka roller juga berputar tidak sepusat dan menyinggung bagian dalam

dinding silinder pada satu garis. Jika poros berputar, maka roller pun akan ikut

berputar pada bagian dalam dari silinder tersebut. Sebuah pisau yang ditekan

oleh pegas dari belakang melalui alur pada silinder selalu menekan roller pada

6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxiv

satu garis. Daun pisau bergerak maju mundur pada alur dari silinder mengikuti

roller selama roller berputar pada bagian dalam silinder.

b. Daun Pisau Berputar (Rotary Blade atau Vane Type)

Terdiri dari satu silinder yang di dalamnya terdapat roller yang dilengkapi

dengan 2 atau 4 buah daun pisau (blade/vane). Ujung poros yang tidak sepusat

dapat memutar roller di dalam silinder dengan satu sisi roller selalu menyinggung

dinding silinder bagian dalam. Jarak dari roller dan silinder hanya dipisahkan

oleh lapisan minyak yang sangat tipis. Pisau-pisau bergerak maju dan mundur

pada alurnya.

Pada waktu poros berputar, ujung pisau selalu menempel pada dinding

silinder bagian dalam, ujung pisau dapat menempel pada dinding silinder karena

dorongan gaya sentrifugal dari poros yang sedang berputar. Ada juga yang diberi

pegas di bagian belakang pisau agar dapat menekan lebih kuat dan rapat.

3. Kompresor Centrifugal

Kompresor sentrifugal banyak dipakai pada instalasi Air Conditioning yang

berkapasitas besar. Kompresor sentrifugal adalah kompresor putaran tinggi dengan

volume yang besar tetapi tekananya rendah. Kompresor ini terdiri dari roda impeller

yang menjadi satu dengan poros yang semuanya ada di dalam rumah besi.

Prinsip kerja kompresor sentrifugal adalah sama dengan fan atau pompa

sentrifugal. Gas tekanan rendah dan kecepatan rendah dari saluran hisap mengalir

melalui poros roda impeller. Pada waktu melalui roda impeller gas di dorong tegak

lurus keluar antara daun impeller dan tenaga sentrifugal yang timbul dari roda yang

7 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxv

berputar, dan dari ujung daun ke rumah kompresor dengan kecepatan yang tinggi dan

suhu serta tekanan yang tinggi pula.

Mesin Chest Freezer yang dipergunakan kompresor jenis hermetic.

1. Kompresor hermetik

Kompresor jenis hermatik atau (Hermatic type compressor), jenis kompresor

yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam suatu rumahan yang

tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran

motor penggerak sama dengan kompresor.

Keuntungan dari kompresor hermatik adalah :

a. Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau.

b. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan

rendah.

c. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran.

d. Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar.

Kerugian kompresor hermatik adalah :

a. Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui.

b. Kerusakan yang terjadi didalam kompresor susah diketahui sebelum rumah

kompresor dibuka.

c. Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil.

8 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxvi

.

Gambar 2.2 Kompresor jenis Hermatik

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

2.1.2 Kondensor

Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk membuang kalor ke

lingkungan, sehingga uap refrigeran akan mengembun dan berubah fasa dari uap ke

cair. Sebelum masuk ke kondensor refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan

bertekanan tinggi, sedangkan setelah keluar dari kondensor refrigeran berupa cairan

jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum

masuk ke kondensor.

Gambar 2.3 Kondensor dalam Mesin Chest Freezer

(sumber : http://idkf.bogor.net)

9 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxvii

2.1.3 Evaporator

Evaporator adalah penukar kalor yang memegang peranan paling penting

didalam siklus pendinginan, yaitu mendinginkan media sekitarnya. Evaporator

berfungsi untuk mendinginkan udara ruangan atau cairan. Selain itu fungsi

eavaporator pada sistem pendinginan adalah sebagai pipa penguapan. Dilihat dari

betuknya, evaporator memiliki konstruksi yang sama dengan bagian kondensor yang

hanya menggunakan diameter pipa lebih besar dibandingkan pipa untuk kondensor.

Didalam tabung dipasang plat–plat penyekat. Plat–plat tersebut berfungsi sebagai

penunjang pipa refrigeran dan mengalirkan cairan yang hendak didinginkan, sehingga

dapat mengalir tegak lurus pada pipa dengan kecepatan tinggi. Dengan demikian

laju–laju perpindahan kalor semakin baik karena kontak antara cairan yang hendak

didinginkan dalam pipa refrigeran dapat dibuat lebih baik.

Gambar 2.4 Evaporator Mesin Chest Freezer

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

10 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxviii

2.1.4 Pipa Kapiler

Pipa kapiler adalah pengatur bahan pendingin atau refrigeran pada sistem

pendinginan yang ditempatkan pada antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan

rendah. Refrigeran cairan yang mengalir melalui pipa kapiler terjadi pressure drop

yang berarti tekanan dan suhunya diturunkan sesuai dengan kebutuhan evaporator.

Penggunaan pipa kapiler pada mesin pendingin akan mempermudah pada waktu start,

karena dengan mempergunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja tekanan

pada kondensor dan evaporator selalu sama. Hal ini berarti meringankan tugas

kompresor pada waktu start.

Gambar 2.5 Pipa Kapiler

(sumber : http://www.bloganton.info)

2.1.5 Filter

Biasanya saringan didalamnya terdiri atas silica gel dan screen. Ada juga yang

hanya Screen saja tanpa silica gel. Fungsi dari Silica gel adalah untuk menyerap

kotoran dan Air. Sedangkan Screen yang terdiri dari kawat kasa yang halus gunanya

11 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxix

untuk menyaring kotoran dalam sistem yaitu adanya potongan timah, karat juga

kotoran bekas pengelasan dan juga berguna untuk pengecekan pada saat

pemvakuman udara di kompresor dan di pipa. Pada kompresor Hermetis (motor dan

kompresor menjadi 1 tempat), Apabila kotoran akibat kawat yang terbakar tersebut

melewati pipa kapiler atau keran ekspansi, akan menyebabkan saluran buntu dan jika

pipa kapiler atau keran ekspansi buntu maka tidak akan terjadi proses pendinginan.

Gambar 2.6 Filter

(sumber : http://parma-teknik.blogspot.com)

2.1.6 Thermostat

Thermostat adalah suatu alat yang mempunyai fungsi untuk mengatur batas

suhu dalam ruang evaporator, mengatur lamanya kompresor berhenti dan mengatur

untuk menjalankan kompresor bekerja. Pada thermostat dilengkapi dengan tabung

yang berisi cairan yang mudah menguap. Tabung tersebut ditempatkan pada ruang

mesin pendingin (ruang evaporator) kemudian disalurkan oleh pipa kapiler ke ruang

gas.

12 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxx

Prinsip kerja thermostat adalah jika ruang dalam mesin pendingin mencapai

titik beku (dalam evaporator sudah mencapai suhu yang ditentukan), maka cairan

dalam tabung thermostat akan beku. Cairan yang membeku akan menyusut, dengan

terjadinya penyusutan berarti gas dari ruang gas akan mengalir ke pipa kapiler yang

kosong. Ruang gas akan menjadi kendur, pegas akan menekannya sehingga kontak

saklar akan membuka dengan demikian terputuslah hubungan listrik dari PLN.

Dengan terputusnya arus listrik maka kompresor akan berhenti bekerja dalam waktu

yang relative lama dan apabila mang pendingin atau evaporator suhunya naik dan

tidak pada titik beku, fluida dalam thermostat akan menjadi cair yang berarti ruang

gas memberi tekanan pada saklar kontak sehingga saklar menutup dan

menghubungkan kembali arus listrik dari PLN. Kompresor akan bekerja kembali dan

demikian berturut -turut kerja thermostat.

Gambar 2.7 Thermostat

(sumber : http://specialiskulkas.blogspot.com)

13 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxi

2.1.7 Bahan Pendingin (Refrigeran R134a)

Bahan pendingin atau refrigeran R134a adalah suatu zat yang mudah diubah

wujudnya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Untuk dapat terjadinya suatu proses

pendinginan diperlukan suatu bahan pendingin atau refrigeran yang digunakan untuk

mengambil panas dari evaporator dan membuangnya dalam kondensor. Terdapat

berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap. Suhu refrigerasi

yang dibutuhkan sangat menentukan dalam pemilihan fluida. Refrigeran yang umum

digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons.

Gambar 2.8 Refrigeran R134a

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

Suatu bahan pendingin mempunyai syarat–syarat untuk keperluan proses

pendinginan antara lain :

1. Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan.

14 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxii

2. Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, minyak

pelumas dan sebagainya.

3. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem

pendingin.

4. Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat–alat yang sederhana maupun

dengan alat detector kobocoran.

5. Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.

6. Mempunyai kalor laten penguapan yang besar, agar panas yang diserap

evaporator sebesar–besarnya.

7. Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar aliran refrigeran dalam

pipa sekecil mungkin.

8. Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh.

9. Konduktifitas thermal yang tinggi.

10. Konstanta dieletrika dari refrigeran yang kecil, tahanan lisrtrik yang besar, serta

tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik.

11. Tidak merusak tubuh manusia.

2.1.8 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja Chest Freezer

Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang terbanyak

digunakan, dengan komponen utamanya adalah kompresor, evaporator, pipa kapiler

atau katup expansi, dan kondensor. Keempat komponen tersebut melakukan proses

yang saling berhubungan dan membentuk siklus kompresi uap. Siklus refrigerasi

kompresi uap memiliki dua keuntungan. Pertama, sejumlah besar energi panas

15 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxiii

diperlukan untuk merubah cairan menjadi uap, dan oleh karena itu banyak panas yang

dapat dibuang dari ruang yang disejukkan. Kedua, sifat-sifat isothermal penguapan

membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida kerja.

Siklus kompresi uap ditunjukkan dalam Gambar 2.9, Gambar 2.10 dan Gambar

2.11 :

Gambar 2.9 Skematik Siklus Refrigerasi Kompresi Uap

Gambar 2.10 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h

16 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxiv

Gambar 2.11 Siklus Kompresi Uap dengan Diagram T-s

Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap mesin refrigerasi :

a. Proses kompresi (l -2)

Proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik (isoentropi atau

entropi konstan). Pada siklus teoritis diasumsikan refrigeran tidak mengalami

perubahan kondisi selama mengalir di jalur hisap. Pada proses ini uap refrigeran pada

tekanan evaporasi dikompresi sampai pada tekanan kondensor, setelah dikompresi

refrigeran menjadi uap panas lanjut bertekanan tinggi. Proses berlangsung secara

isentropik. Temperature refrigeran ke luar dari kompresor pun meningkat.

b. Proses penurunan suhu (2-2a) dan proses kondensasi (2a-3a)

Proses ini berlangsung di kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan

bertemperatur tinggi keluar dari kompresor membuang kalor di kondensor sehingga

fasanya berubah dari gas panas lanjut menjadi cair. Di kondensor terjadi pertukaran

kalor antara refrigeran dengan udara, kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang

17

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxv

ada sekitar kondensor sehingga refrigeran mengembun menjadi cair. Pada proses 2-

2a, merupakan proses pendinginan sensible dari temperatur keluar kompresor menuju

temperatur kondensasi. Proses ini terjadi pada tekanan konstan. Jumalah panas yang

dipindahkan selama proses ini adalah beda entalpi antara titik 2-2a, sedangkan pada

Proses 2a-3a adalah proses kondensasi uap didalam kondensor. Proses kondensasi

terjadi pada tekanan konstan. Jumlah panas yang dipindahkan selama proses ini

adalah jumlah antara panas yang dikeluarkan pada proses 2- 2a ditambah panas yang

dikeluarkan pada proses 2a-3a. Panas total ini berasal dari panas yang diserap oleh

refrigeran yang menguap di dalam evaporator dan panas yang masuk karena adanya

kerja mekanis pada kompresor.

c. Proses pendinginan lanjut (3a-3)

Proses ini berlangsung dari kondensor menuju pipa kapiler, proses ekspansi

berlangsung dari titik 3a ke titik 3, Refrigeran dalam wujud cair jenuh mengalir

melalui alat ekspansi. Refrigeran mengalami ekspansi pada entalpi konstan dan

berlangsung secara ireversible.

d. Proses ekspansi (3-4)

Proses ekspansi berlangsung dari titik 3-4. Pada proses ini terjadi penurunan

tekanan refrigeran dari tekanan kondensasi titik 3 menjadi tekanan evaporasi titik 4.

Pada waktu cairan di ekspansikan melalui alat ekspansi ke evaporator, temperatur

refrigeran juga turun dari temperatur kondensasi ke temperatur evaporasi. Hal ini

disebabkan oleh terjadinya penguapan sebagian cairan refrigeran selama proses

ekaspansi. Proses 3- 4 merupakan proses ekspansi adabatik dimana entalpi fluida

18 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxvi

berubah disepanjang proses. Refrigeran pada titik 4 berada pada kondisi campuran

cair- uap.

e. Proses evaporasi (4 -1a)

Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar (tekanan sama) dan isotermal

(suhu sama). Refrigeran dalam wujud campuran cair dan gas bertekanan rendah

menyerap kalor dari lingkungan sekitar / media yang didinginkan sehingga wujudnya

berubah seluruhnya menjadi gas jenuh bertekanan rendah.

f. Proses pemanasan lanjut (1a-1)

Proses berlangsungnya refrigeran yang meninggalkan evaporator dalam fase

uap jenuh. Proses ini berlangsung secara reversible dan pada tekanan yang konstan.

Proses penguapan refrigeran pada evaporator atau disebut juga efekrefrigeran (RE).

Proses ini berlangsung pada temperatur dan tekanan uap.

2.1.9 Perhitungan Karakteristik Mesin Chest Freezer

Dengan bantuan diagram entalpi-tekanan, entalpi atau nilai (h) dalam siklus

kompresi uap dapat diketahui sehingga dapat dihitung kerja kompresor, energi kalor

yang diserap evaporator, energi kalor yang dilepas kondensor, koefisien prestasi

(COP), efisiensi dan laju aliran massa.

1. Kerja Kompresor (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi dari

titik 1 ke 2 (Gambar 2.l0 dan Gambar 2.11), yang dapat dihitung dengan Persamaan

(2.1).

19 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxvii

Win = ( h2-h1) ................. (2.1)

pada Persamaan (2. l):

Win : kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h2 : nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

h1 : nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

2. Energi kalor yang dilepaskan oleh kondensor (Qout)

Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor merupakan

perubahan entalpi pada titik 2 ke 3 (Gambar 2.l0 dan Gambar 2.11), perubahan

tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.2).

Qout = (h2-h3) ................. (2.2)

pada Persamaan (2.2) :

Qout : energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h3 : nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor, kJ/kg

h2 : nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kJ/kg

3. Energi kalor yang yang diserap oleh evaporator (Qin)

Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator

merupakan proses perubahan entalpi pada titik 4 ke 1 (Gambar 2.l0 dan Gambar

2.11), perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.3).

20 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxviii

Qin = (h1-h4) ................ (2.3)

pada Persamaan (2.3) :

Qin : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

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

pada saat masuk kompresor, kJ/kg

h4 : nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi

saat keluar dari pipa kapiler. Karena proses pada pipa kapiler berlangsung

pada entalpi yang tetap maka nilai h4=h3, kJ/kg

4. Koefisien prestasi aktual (COPaktual)

Koefisien prestasi aktual siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan

(2.4).

pada Persamaan (2. 4):

COPaktual : koefisien prestasi chest freezer aktual

Qin : kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

Win : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

5. Koefisien prestasi ideal (COPideal)

Koefisien prestasi ideal pada siklus kompresi uap dapat dihitung dengan

Persamaan (2.5).

.............. (2.4)

21

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xxxix

pada Persamaan (2.5):

COPideal : koefisien prestasi maksimum chest freezer

Te : suhu evaporator, oC

Tc : suhu kondensor, oC

6. Efisiensi chest freezer

Efisiensi chest freezer dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6).

pada Persamaan (2.6):

COPideal : koefisien prestasi maksimum chest freezer

COPaktual : koefisien prestasi chest freezer

7. Laju aliran massa refrigeran

Laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.7).

............ (2.7)

pada Persamaan (2.7):

: laju aliran massa refrigeran, kg/detik

Win : kerja kompresor, kJ/kg

V : besar voltage dari listrik yang dipergunakan kompresor, volt

I : besar Arus listrik yang dipergunakan kompresor, ampere

............... (2.5)

................ (2.6)

22 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xl

2.2 Tinjauan Pustaka

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

pendinginan terhadap performa sistem mesin pendingin. Penelitian ini membahas

tentang efek beban pendingin terhadap kinerja sistem mesin pendingin meliputi

kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang

digunakan adalah metode eksperimental dengan fariasi beban pendingin yang

diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan 400 watt didalam

ruang pendingin. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa perfoma optimum pada

pengujian selama 30 menit diperoleh pada bolam lampu 200 watt dengan COP

sebesar 2,64. Sedangkan untuk waktu pendinginan diperoleh paling lama oleh beban

paling tinggi (bola lampu 400 watt).

Amna Citra Farhani (2007) meneliti pengaruh penggantian R-12 dengan R-22

pada mesin pendingin. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa penggantian R-22

pada mesin pendingin kompresi uap yang mempergunakan refrigerant R-12

mempengaruhui kinerja komponen mesin pendingin. Efek pendinginan, panas buang

kondensor dan kerja kompresi yang dihasilkan pada mesin yang menggunakan R-22

lebih besar, namun tidak diikuti dengan laju pendinginan yang cepat. Besarnya nilai

ketiga parameter ini dikarenakan besarnya laju aliran massa yang terjadi. Suhu

evaporasi yang dapat dicapai R-22 lebih rendah dari pada R-12 karena kurangnya

kalor serap air sebagai medium pendingin.

Wilis, GR (2013) telah melakukan penelitian yang membandingan prestasi

kerja refrigeran R-22 dengan refrigeran R-134a pada mesin pendingin. Penelitian ini

23 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xli

membahas perbandingan antara refrigeran R-22 dengan R-134a untuk menentukan

refrigeran mana yang lebih baik digunakan, baik dari efek refrigerasi, koefisien

prestasi (COP) dan ramah lingkungan. Dari hasil penelitian yang dilakukan pada

kedua jenis refrigeran, diketahui bahwa karakteristik dari kedua refrigeran berbeda

yang berpengaruh pada prestasi kerjanya. R-22 dari segi prestasi kerjanya lebih baik

dari R-134a, tetapi R-22 tidak ramah lingkungan sebaliknya R-134a lebih ramah

lingkungan tetapi prestasi kerjanya lebih rendah dari R-22.

24 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlii

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Chest Freezer

3.1.1 Komponen Utama Mesin Chest Freezer

Komponen utama mesin Chest Freezer yang dipergunakan dalam penelitian ini

adalah kompresor, kondensor, pipa kapiler, filter, evaporator dan refrigeran R134a.

a. Kompresor

Spesifikasi kompresor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.1 Kompresor

Jenis kompresor : Hermetik

Seri kompresor : AE 150 FK -932

Voltase : 220 Volt

Daya kompresor : 1/5 PK

25

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xliii

b. Kondensor

Spesifikasi kondensor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.2 Kondensor

Jenis : Kondensor Tipe U, dengan jumlah 11U

Panjang Pipa : 1100 cm jumlah U : 11

Diameter pipa : 0,47 cm diameter sirip : 0,1 cm

Bahan pipa : Besi banyaknya sirip : 55 buah

Bahan sirip : Baja panjang sirip : 70 cm

Jarak antar sirip : 0,45 cm

c. Pipa Kapiler

Spesifikasi pipa kapiler yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut:

26 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xliv

Gambar 3.3 Pipa Kapiler

Panjang pipa kapiler : 1,2 meter

Diameter pipa kapiler : 0,028 inchi

Bahan pipa kapiler : Tembaga

d. Evaporator

Spesifikasi evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai

berikut :

Gambar 3.4 Evaporator

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

Bahan pipa evaporator : Tembaga

Diameter pipa evaporator : 0,47 cm

27

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlv

Bahan plat evaporator : Almunium

e. Refrigeran R134a

Refrigerant R134a dipergunakan sebagai fluida kerja Chest Freezer yang

dibuat. Dalam penelitian ini dipergunakan refrigeran R134a karena lebih ramah

lingkungan dibandingkan dengan jenis refrigeran lain yang tersedia di pasaran.

Gambar 3.5 Tabung Berisi Refrigeran R134a

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

f. Filter

Spesifikasi filter yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

Gambar 3.6 Filter

(sumber : http://parma-teknik.blogspot.com)

28 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlvi

Panjang filter : 10 cm

Diameter : 1,5 cm

Bahan : tembaga

3.1.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Alat

a. Tube Cutter

Tube cutter adalah jenis alat yang biasa digunakan untuk memotong pipa. Hasil

potongan dengan menggunakan tube cutter akan lebih bersih, lebih cepat, dan lebih

nyaman dibandingkan memotong pipa dengan menggunakan gergaji besi.

Gambar 3.7 Tube Cutter

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

b. Pelebar Pipa

Pelebar pipa adalah alat yang digunakan untuk memperbesar diameter dalam

pada pipa. Ukuran dari diameter alat pelebar pipa sangat bervariasi tergantung dari

kebutuhan. Tujuan dari pipa dilebarkan adalah agar pada saat kedua pipa

disambungkan dengan las dapat menempel lebih kuat dibandingkan dengan

disambung tanpa melakukan proses pelebaran pipa.

29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlvii

Gambar 3.8 Pelebar Pipa

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

c. Tang

Tang adalah alat bantu yang berbentuk seperti gunting dan berguna untuk

mencapit, memotong, dan mengencangkan baut.

Gambar 3.9 Tang

d. Pompa Vakum

Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk proses pemvakuman

atau untuk mengeluarkan udara dari dalam sistem mesin Chest Freezer sebelum diisi

freon sebagai fluida kerja Chest Freezer.

30 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlviii

Gambar 3.10 Pompa Vakum

(sumber : http://www.indonetwork.co.id)

e. Manifold Gauge

Manifold gauge adalah alat yang berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran

pada Chest Freezer. Manifold gauge yang dipakai pada alat ini adalah jenis single

manifold gauge. Dalam Chest Freezer ini dipergunakan 2 buah single manifold

gauge yang akan digunakan untuk mengukur tekanan masuk dan tekanan keluar, jadi

membutukan 2 jenis manifold gauge yaitu manifold gauge tekanan tinggi dan

tekanan rendah.

Gambar 3.11 Manifold Tekanan Tinggi

(sumber : http://www.friogasrefrigeracao.com.br)

31 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xlix

Gambar 3.12 Manifold Tekanan Rendah

(sumber : http://www.friogasrefrigeracao.com.br)

f. Alat Las

Dalam pembuatan mesin Chest Freezer dibutuhkan peralatan las yang berguna

untuk menyambung komponen-komponen Chest Freezer.

Gambar 3.13 Alat Las

(sumber : http://tungkulogam.wordpress.com)

g. Bahan Las

Bahan las atau bahan tambah yang digunakan dalam penyambungan pipa

kapiler menggunakan bahan tambah perak kuningan dan borak. Untuk bahan tambah

32 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

l

borak digunakan jika penyambungan antara tembaga dengan besi. Penggunaan bahan

tambah dikarenakan pada proses pengelasan tembaga akan lebih merekat jika

menggunakan borak sebagai pengikat, dan tembaga / perak sebagai bahan tambah.

Gambar 3.14 Borak dan Kawat Las Perak/ Tembaga

(sumber : http://anggi-pendingin09.blogspot.com)

h. Metil

Metil berfungsi untuk membersihkan lubang pipa-pipa setelah pengelasan.

Gambar 3.15 Metil

33 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

li

i. Termostat

Termostat adalah alat yang mempunyai fungsi sebagai pengatur suhu pada

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

memutus arus listrik sehingga kompresor berhenti bekerja.

Gambar 3.16 Thermostat

(sumber : http://specialiskulkas.blogspot.com)

j. Styrofoam

Styrofoam berfungsi membungkus evaporator dan juga sebagai isolator kalor

untuk mempertahankan suhu.

Gambar 3.17 Styrofoam

(sumber : http://www.4fishstuff.com)

34 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lii

3.1.3 Langkah-langkah Pembuatan Mesin Chest Freezer

Langkah-langkah pembuatan Chest Freezer dapat diketahui sebagai berikut ini :

a. Mempersiapkan komponen utama pembuatan mesin Chest Freezer seperti

kompresor, kondensor pipa kapiler, filter, evaporator dan refrigeran R134a,

komponen pendukung pembuatan Chest Freezer seperti alat pemotong pipa, pompa

vakum, manifold gauge, alat las, termostat dan alat-alat yang dipergunakan dalam

pembuatan Chest Freezer.

b. Proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan kondensor, dalam

proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai penghubung antara kompresor dengan

kondensor. Dalam proses penyambung terdapat perbedaan material yang akan

disambung pipa output kompresor terbuat dari besi sedangkan kondensor terbuat dari

tembaga. Proses penyambungan komponen ini membutuhkan bahan bantu borak yang

berfungsi sebagai bahan tambahan dalam proses pengelasan karena perbedaan

karakteristik material dan agar pipa saluran keluar kompresor dan pipa saluran masuk

kondensor tersambung dengan baik dan tidak bocor. Bahan yang digunakan pada

pengelasan atau penyambungan ini menggunakan bahan perak dan kuningan.

Gambar 3.18 Proses Pengelasan Kompresor dengan Kondensor

35 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

liii

c. Proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan filter, dalam proses ini

diperlukan pipa tembaga sebagai penghubung antara pipa output kondensor dengan

input filter. Proses penyambungan menggunakan las yang menggunakan bahan perak

dan kuningan. Diperlukan borak sebagai perekat dalam proses pengelasan karena

terdapat perbedaan material antara kondensor dengan filter. Alat bantu yang

diperlukan adalah tang yang mempunyai fungsi untuk menahan pipa tembaga pada

saat penyambungan dengan las.

Gambar 3.19 Proses Pengelasan Kondensor dengan Filter

d. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler, dalam proses

ini diperlukan alat las yang mempunyai fungsi untuk menyambung output filter

dengan pipa input pada pipa kapiler. Proses penyambungan menggunakan alat las

dengan bahan perak dan kuningan sebagai penyambungnya. Tang adalah alat bantu

yang mempunyai fungsi sebagai penahan pada sat proses pengelasan dilakukan.

36 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

liv

Gambar 3.20 Proses Pengelasan Filter dengan Pipa Kapiler

e. Proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan evaporator, dalam

proses ini diperlukan alat las yang berfungsi untuk menyambung saluran keluar pipa

kapiler dengan saluran pipa masuk evaporator. Proses penyambungan menggunakan

las dengna bahan perak dan kuningan. Tang mempunyai fungsi menahan pada saat

proses pengelasan dan juga memipihkan diameter pipa saluran masuk evaporator

supaya pipa kapiler dapat tersambung dengan baik.

Gambar 3.21 Proses Pengelasan Pipa Kapiler dengan Evaporator

f. Proses penyambungan dengan las antara evaporator dengan kompresor, dalam

proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai pipa penghubung evaporator dengan

37 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lv

kompresor. Proses penyambungan komponen tersebut menggunakan alat las dengan

bahan kuningan dan perak.

Gambar 3.22 Proses Pengelasan Evaporator dengan Kompresor

g. Proses pemvakuman Chest Freezer, dalam proses pemvakuman diperlukan pompa

vakum yang mempunyai fungsi untuk proses pemvakuman tersebut. Proses ini

bertujuan untuk mengeluarkan udara-udara yang masih terjebak dalam saluran-

saluran pipa di Chest Freezer agar siklus dalam Chest Freezer dapat bekerja dengan

maksimal.

Gambar 3.23 Proses Pemvakuman

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

sebagai fluida kerja Chest Freezer. Tekanan refrigeran yang akan dimasukan dalam

38 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lvi

siklus Chest Freezer harus sesuai dengan standar kerja Chest Freezer agar dapat

bekerja dengan maksimal.

Gambar 3.24 Proses Pengisian Refrigeran R134a.

39 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lvii

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Mesin Chest Freezer yang Diteliti

Mesin yang diteliti merupakan Chest Freezer dengan siklus kompresi uap hasil

rangkaian sendiri dengan komponen standar dari Chest Freezer yang tersedia di

pasaran. Mesin Chest Freezer yang dirangkai disertai pemanasan lanjut dan

pendinginan lanjut berdaya 1/5 PK, dengan panjang pipa kapiler 1,2 meter. Proses

pendinginan yang terjadi dalam mesin Chest Freezer ini dilakukan dengan cara

kontak langsung dengan benda yang ada di dalam ruangan evaporator. Proses

pendinginan evaporator sama seperti proses pendinginan yang terjadi pada kulkas

satu pintu.

Gambar 4.1 Mesin yang diteliti (Chest Freezer)

40

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lviii

4.2 Skematik Mesin Chest Freezer

Skematik mesin Chest Freezer disajikan pada Gambar 4.2

Gambar 4.2 Skematik Mesin Chest Freezer

Keterangan pada Gambar 4.2

1. Kompresor

2. Kondensor

3. Filter

4. Pipa Kapiler

5. Evaporator

41 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lix

4.3 Alur Pembuatan Mesin Chest Freezer dan Penelitian

Alur pembuatan dan proses penelitian disajikan pada Gambar 4.3

Gambar 4.3 Alur Pembuatan Mesin Chest Freezer dan Penelitian

Mulai

Perancangan Mesin Chest Freezer

Persiapan Komponen-komponen Mesin Chest Freezer

Penyambungan Komponen-komponen Mesin Chest Freezer

Pemvakuman Mesin Chest Freezer

Pengisian Refrigeran 134a

Uji Coba

Pengambilan Data T1,T2,T3,T4,P1,P2

Pengelolahan Data W in, Q out, Q in, COP,

Efisiensi dan Laju Aliran Massa Refrigeran

Selesai

Pembahasan, Kesimpulan dan Saran

Tidak Baik

Baik

42

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lx

4.4 Skematik Mesin Chest Freezer yang Diteliti

Gambar 4.4 menyajikan skematik dari mesin pendingin yang diteliti. Dalam

skematik ini ditentukan posisi titik-titik yang dipasangi termokopel dari Chest

Freezer yang bekerja dengan siklus kompresi uap.

Gambar 4.4 Skematik Mesin Chest Freezer dengan Posisi Alat Ukur Suhu

Keterangan pada Gambar 4.4:

T1 : posisi termokopel sebelum masuk kompresor, °C

Tc : posisi termokopel pada kondensor, °C

T2 : posisi termokopel setelah keluar kondensor, °C

Te : posisi termokopel pada evaporator, °C

Gambar 4.5 menyajikan skematik dari mesin pendingin yang diteliti. Dalam

skematik ini ditentukan posisi titik-titik yang dipasangi alat ukur tekanan dari mesin

Chest Freezer yang bekerja dengan siklus kompresi uap.

43

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxi

Gambar 4.5 Skematik Mesin Chest Feezer dengan Posisi Alat Ukur Tekanan.

Keterangan pada Gambar 4.5 :

P1 : pada posisi alat ukur tekanan refrigeran sebelum masuk kompresor, psig

P2 : pada posisi alat ukur tekanan refrigeran setelah keluar kompresor, psig

P3 : pada posisi alat ukur tekanan refrigeran sebelum masuk pipa kapiler, psig

P4 : pada posisi alat ukur tekanan refrigeran setelah keluar pipa kapiler, psig

4.5 Alat Bantu Penelitian

Proses penelitian mesin Chest Freezer ini membutuhkan alat-alat yang

dipergunakan untuk membantu dalam pengujian Chest Freezer tersebut. Alat-alat

bantu tersebut adalah :

4.5.1 Termokopel dan Penampil Suhu Digital

Termokopel mempunyai fungsi sebagai sensor suhu yang digunakan untuk

mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan dengan listrik. Penampil

suhu digital mempunyai fungsi sebagai alat yang memperlihatkan nilai suhu yang

diukur.

44 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxii

Gambar 4.6 Termokopel

(sumber : http://elektronikautis.blogspot.com)

Gambar 4.7 Penampil Suhu Digital APPA51

(sumber : http://elektronikautis.blogspot.com)

4.5.2 Pengukuran Tekanan

Pengukur tekanan mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan

refrigeran. Pengukur tekanan berwarna merah untuk mengatur tekanan tinggi,

sedangkan yang berwarna biru untuk mengukur tekanan rendah.

45 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxiii

Gambar 4.8 Pengukur Tekanan

4.5.3 P–h Diagram

P–h diagram mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap

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

yang diteliti. Tekanan tinggi pada P-h dengan diperoleh dari (P2+P3)/2, dan tekanan

rendah pada P-h dengan diperoleh dari (P1+P4)/2.

Gambar 4.9 P–h Diagram

46

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxiv

4.5.4 Air

Air mempunyai fungsi sebagai beban pendinginan pada mesin Chest Freezer

yang dipergunakan dalam penelitian.

Gambar 4.10 Air (beban pendinginan)

(sumber : https://plus.google.com)

4.5.5 Kabel Roll

Kabel roll alat yang mempunyai fungsi membagi daya listrik ke sejumlah alat,

baik listrik maupun elektronik. Karena panjang kabel listrik pada alat penelitian

terbatas.

Gambar 4.11 Kabel roll

(sumber : http://www.doitbest.co.id)

47 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxv

4.6 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan

Untuk mendapatkan data suhu pada T1 dan T2 (Gambar 4.4) dipergunakan alat

ukur termokopel. Pengukuran suhu dilakukan setiap 30 menit.

Tabel 4.1 Pencatatan Hasil Pengukuran Suhu

No

Waktu

t Nilai Suhu

(menit) T1, °C T1, °F T2, °C T2, °F

1 10 … … … …

2 30 … … … …

3 60 … … … …

4 90 … … … …

5 120 … … … …

6 150 … … … …

7 180 … … … …

8 210 … … … …

Untuk mendapatkan data tekanan pada P1, P2, P3, dan P4 (Gambar 4.5)

dipergunakan alat ukur tekanan. Pengukuran tekanan dilakukan setiap 30 menit. Hasil

pengukuran dicatat dalam Tabel 4.2.

48 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxvi

Tabel 4.2 Pencatatan Hasil Pengukuran Tekanan Refrigeran

No

Waktu

t Nilai Tekanan Dalam (psig)

(menit) P1 P 2 P 3 P 4

Tekanan

Rendah

(P1+P4)/2

Tekanan

Tinggi

(P1+P3)/2

1 10 … … … … … …

2 30 … … … … … …

3 60 … … … … … …

4 90 … … … … … …

5 120 … … … … … …

6 150 … … … … … …

7 180 … … … … … …

8 210 … … … … … …

4.7 Cara Mengolah Data dan Melakukan Pembahasan

Prosedur pengolahan data :

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

selanjutnya adalah menggambarkan proses siklus kompresi uap pada P – h

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

entalpi (h1, h2, h3, h4), temperatur evaporator dan temperatur kondensor.

49 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxvii

b. Data nilai-nilai entalpi yang sudah didapat kemudian digunakan untuk menghitung

besarnya energi persatuan massa yang dilepaskan oleh kondensor, menghitung

kerja kompresor, menghitung besarnya entalpi persatuan massa yang diserap oleh

evaporator, nilai COP ideal, nilai COP aktual Chest Freezer dan efisiensi.

c. Perhitungan dan pengolah data dapat menggunakan persamaan-persamaan yang

ada seperti persamaan (2.1) untuk menghitung kerja kompresor, persamaan (2.2)

untuk menghitung energi kalor yang dilepas kondensor, persamaan (2.3) untuk

menghitung kalor yang diserap evaporator, persamaan (2.4) untuk menghitung

COP aktual, persamaan (2.5) untuk menghitung COP ideal, persamaan (2.6) untuk

menghitung efisiensi Chest Freezer dan persamaan (2.7) untuk menghitung laju

aliran massa refrigeran.

d. Hasil-hasil perhitungan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik untuk

memudahkan pembahasan hasil penelitian. Dalam proses pembahasan, harus

memperhatikan hasil-hasil penelitian sebelumnya dan juga harus mengacu pada

tujuan dari penelitian

4.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Kesimpulan dapat diperoleh dari hasil pembahasan yang sudah dilakukan

Kesimpulan merupakan inti dari pembahasan, kesimpulan harus menjawab tujuan

dari penelitian.

50

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxviii

BAB V

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil Penelitian

5.1.1 Nilai Tekanan Tinggi dan Tekanan Rendah

Hasil penelitian untuk P1, P2, P3 dan P4 disajikan pada Tabel 5.1. Tekanan

tinggi diperoleh berdasarkan nilai P2 dan P3 dan tekanan rendah diperoleh dari nilai P4

dan P1.

Tabel 5.1 Data Hasil Pengukuran P1, P2, P3 dan P4

NO t

(menit)

Tekanan (psia)`

P1 P2 P3 P4

Tekanan

Rendah

(P1+P4)/2

Tekanan

Tinggi

(P2+P3)/2

1 10 24,7 144,7 147,7 22,1 23,4 146,2

2 30 13,5 132,7 136,7 15,5 14,5 134,7

3 60 13,1 134,7 138,7 15,7 14,4 136,7

4 90 13,1 135,7 139,7 16,3 14,7 137,7

5 120 13,1 139,7 142,7 16,9 15 141,2

6 150 13,9 139,7 143,1 16,7 15,3 141,4

7 180 13,9 138,7 143,1 16,9 15,4 140,9

8 210 14,1 134,7 139,7 16,9 15,5 137,2

51

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxix

5.1.2 Nilai Suhu Masuk Kompresor dan Keluar Kondensor

Hasil dari penelitian didapatkan data nilai rata-rata suhu masuk kompresor (T1)

dan suhu keluar kondensor (T2). Data sesuai dengan beban pendinginan 0,5 liter air.

Tabel 5.2 Data Hasil Penelitian Suhu Masuk Kompresor dan Keluar

Kondensor.

NO

Waktu

t

(menit)

Suhu masuk

kompresor T1

Suhu keluar

kondensor T2

T1°C T1°F T2°C T2°F

1 10 29,07 84,34 32,52 90,54

2 30 30,1 86,2 33,01 91,42

3 60 27,97 82,36 33,92 93,06

4 90 28,92 84,06 33,94 93,1

5 120 27,75 81,96 36,05 96,9

6 150 27,65 81,78 34,76 94,58

7 180 27,07 80,74 34,74 94,06

8 210 27,1 80,78 33,86 92,96

5.1.3 Nilai Entalpi, Suhu Evaporator dan Suhu Kondensor

Nilai entalpi pada tiap titik pengambilan data suhu evaporator dan suhu

kondensor disajikan pada Tabel 5.3. Nilai entalpi suhu evaporator dan suhu

kondensor yang disajikan dimulai dari menit 10 sampai menit ke 210, dengan beban

pendinginan 0,5 liter air.

52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxx

Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap.

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter air Suhu

evaporator

°F

Suhu

kondensor

°F Entalpi (Btu/lb)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

1 10 119 140 43 43 5 103

2 30 121 146 43 43 -18 95

3 60 120 146 43 43 -19 98

4 90 120 146 43 43 -19 99

5 120 119 146 44 44 -20 100

6 150 119 146 44 44 -17 100

7 180 119 146 44 44 -17 100

8 210 119 148 45 45 -17 99

Dalam perhitungan, besar entalpi harus dalam satuan Standar Internasional yaitu

kJ/kg (1 Btu/lb = 2,326 kJ/kg). Besar nilai konversi entalpi setiap titik 1, 2, 3, 4 dari

waktu ke waktu disajikan pada Tabel 5.4.

53 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxi

Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam Satuan kJ/kg pada Siklus Kompresi Uap.

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter air Suhu

evaporator

°C

Suhu

kondensor

°C Entalpi (kJ/kg)

h1 h2 h3 h4 Te Tc

1 10 276,79 325,64 100,01 100,01 -15 39,44

2 30 281,44 339,59 100,01 100,01 -27,77 35

3 60 279,12 339,59 100,01 100,01 -28,33 36,66

4 90 279,12 339,59 100,01 100,01 -28,33 37,22

5 120 276,79 339,59 102,34 102,34 -28,88 37,77

6 150 276,79 339,59 102,34 102,34 -27,22 37,77

7 180 276,79 339,59 102,34 102,34 -27,22 37,77

8 210 276,79 344,24 104,67 104,67 -27,22 37,22

Contoh untuk menentukan besaran nilai entalpi dapat dilihat dari diagram

tekanan-entalpi pada jenis refrigeran R 134a. Dari diagram dapat dilihat nilai h1 saat

menit ke 90 adalah 120 Btu/lb. Dalam perhitungan satuan h harus dalam kJ/kg jadi

nilai h1 = 120 Btu/lb = 276,12 kJ/kg (120 x 2,326 kJ/kg).

5.2 Perhitungan

5.2.1 Perhitungan Energi Kalor yang Diserap Evaporator (Qin)

54 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxii

Jumlah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3) yaitu : Qin = h1 – h4, kJ/kg.

Sebagai contoh perhitungan untuk Qin pada menit ke 90 dengan beban

pendinginan 0,5 liter air.

Qin = h1 – h4, kJ/kg

= (279,12– 100,01) kJ/kg

= 179,11 kJ/kg

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.5.

Tabel 5.5 Energi Kalor Persatuan Massa Refrigeran yang Diserap Evaporator (Qin)

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter air

Entalpi (kJ/kg) Qin

(kJ/kg) h1 h4

1 10 276,79 100,01 176,78

2 30 281,44 100,01 181,43

3 60 279,12 100,01 179,11

4 90 279,12 100,01 179,11

5 120 276,79 102,34 174,45

6 150 276,79 102,34 174,45

7 180 276,79 102,34 174,45

8 210 276,79 104,67 172,12

55 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxiii

Dari Tabel 5.5 Besarnya kalor yang diserap evaporator dapat dibuat dan disajikan

dalam bentuk grafik seperti tersaji pada Gambar 5.1

Gambar 5.1 Energi Kalor yang Diserap Evaporator Persatuanan Massa Refrigeran

5.2.2 Perhitungan Energi Kalor yang Dilepas Kondensor (Qout)

Jumlah energi kalor yang dilepas kondensor (Qout) persatuan massa refrigeran

dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2) yaitu : Qout = h3 – h2, kJ/kg

Sebagai contoh perhitungan untuk Qout pada menit ke 90 dengan beban

pendinginan 0,5 liter air.

Qout = h2 – h3 (kJ/kg)

= (339,59 –100,01 ) kJ/kg

0

30

60

90

120

150

180

210

240

0 30 60 90 120 150 180 210 240

Qin

, k

J/k

g

Waktu t, menit

56

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxiv

= 239,58 kJ/kg

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.6.

Tabel 5.6 Energi Kalor Persatuan Massa Refrigeran yang Dilepas Kondensor (Qout)

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter

air

Entalpi (kJ/kg) Qout

(kJ/kg) h2 h3

1 10 325,64 100,01 225,63

2 30 339,59 100,01 239,58

3 60 339,59 100,01 239,58

4 90 339,59 100,01 239,58

5 120 339,59 102,34 237,25

6 150 339,59 102,34 237,25

7 180 339,59 102,34 237,25

8 210 344,24 104,67 239,57

57 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxv

Dari Tabel 5.6 Energi kalor yang dilepas kondensor persamaan massa

refrigeran dapat dibuat dan disajikan dalam bentuk grafik seperti tersaji pada Gambar

5.2.

Gambar 5.2 Energi Kalor yang Dilepas Kondensor Persamaan Massa Refrigeran

5.2.3 Kerja Kompresor (Win)

Kerja kompresor (Win) persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1) yaitu : Win = h2 – h1, kJ/kg.

Sebagai contoh perhitungan untuk (Win) pada menit ke 90 dengan beban

pendinginan 0,5 liter air.

Win = (h2 – h1) kJ/kg

0

50

100

150

200

250

300

350

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

Qou

t, k

J/k

g

Waktu t, menit

58 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxvi

= (339,59 – 279,12) kJ/kg

= 60,47 kJ/kg

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.7.

Tabel 5.7 Kerja Kompresor (Win) Persatuan Massa Refrigeran

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter air

Entalpi, (kJ/kg) Win

(kJ/kg) h2 h1

1 10 325,64 276,79 48,85

2 30 339,59 281,44 58,15

3 60 339,59 279,12 60,47

4 90 339,59 279,12 60,47

5 120 339,59 276,79 62,8

6 150 339,59 276,79 62,8

7 180 339,59 276,79 62,8

8 210 344,24 276,79 67,45

59 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxvii

Dari Tabel 5.7 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang dilakukan

kompresor dapat dibuat dan disajikan dalam bentuk grafik seperti tersaji pada

Gambar 5.3.

Gambar 5.3 Kerja Kompresor Persatuan Massa Refrigeran.

5.2.4 Koefisien Prestasi Aktual (COPaktual)

Koefisien prestasi aktual (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.4) yaitu : COPaktual =

=

.

Sebagai contoh perhitungan untuk (COPaktual) pada menit ke 90 dengan beban

pendinginan 0,5 liter air.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

Win

, kJ

/kg

Waktu t, menit

60 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxviii

COPaktual =

=

COPaktual =

=

= 2,96

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.8.

Tabel 5.8 Koefisien Prestasi Aktual Chest Freezer (COPaktual)

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendinginan 0,5 liter air

Qin

kJ/kg

Win

kJ/kg COPaktual

1 10 176,78 48,85 3,61

2 30 181,43 58,15 3,12

3 60 179,11 60,47 2,96

4 90 179,11 60,47 2,96

5 120 174,45 62,8 2,77

6 150 174,45 62,8 2,77

7 180 174,45 62,8 2,77

8 210 172,12 67,45 2,55

61

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxix

Dari Tabel 5.8 Koefisien prestasi aktual Chest Freezer dapat dibuat dan disajikan

dalam bentuk grafik seperti tersaji pada Gambar 5.4.

Gambar 5.4 Koefisien Prestasi Aktual Chest Freezer

5.2.5 Koefisien Prestasi Ideal (COPideal)

Koefisien prestasi ideal (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.5) yaitu : COPideal =

.

Sebagai contoh perhitungan untuk (COPideal) pada menit ke 90 dengan beban

pendingin 0,5 liter air.

Te =

= -28,33 °C

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

CO

P a

ktu

al

Waktu t, menit

62 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxx

Tc =

= 37,22 °C

COPideal =

=

= 3,73

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.9.

Tabel 5.9 Koefisien Prestasi COPideal Chest Freezer

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendingin 0,5 liter air

Suhu, (°F)

Suhu, (°C)

COPideal

Te Tc Te Tc

1 10 5 103 -15 39,44 4,74

2 30 -18 95 -27,77 35 3,9

3 60 -19 98 -28,33 36,66 3,76

4 90 -19 99 -28,33 37,22 3,73

5 120 -20 100 -28,88 37,77 3,66

6 150 -17 100 -27,22 37,77 3,78

7 180 -17 100 -27,22 37,77 3,78

8 210 -17 99 -27,22 37,22 3,81

63 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxi

Dari Tabel 5.9 Koefisien prestasi ideal Chest Freezer dapat dibuat dan disajikan

dalam bentuk seperti tersaji grafik pada Gambar 5.5.

Gambar 5.5 Koefisien Prestasi Ideal Chest Freezer

5.2.6 Laju Aliran Massa Refrigeran

Laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.7) yaitu :

.

Sebagai contoh perhitungan untuk pada menit ke 90 dengan beban 0,5 liter

air.

=

= 0,004 kg/detik

0

1

2

3

4

5

6

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

CO

Pid

eal

Waktu t, menit

64 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxii

Hasil perhitungan secara keseluruhan disajikan pada Tabel 5.10.

Tabel 5.10 Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran

NO t

(menit)

Beban pendingin 0,5 liter air

Win

(kJ/kg)

V.I/1000

(kJ/detik)

(kg/detik)

1 10 48,85 0,242 0,0049

2 30 58,15 0,242 0,0041

3 60 60,47 0,242 0,004

4 90 60,47 0,242 0,004

5 120 62,8 0,242 0,0038

6 150 62,8 0,242 0,0038

7 180 62,8 0,242 0,0038

8 210 67,45 0,242 0,0035

65 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxiii

Dari Tabel 5.10 Laju aliran massa refrigeran Chest Freezer dapat dibuat dan disajikan

dalam bentuk grafik seperti tersaji pada Gambar 5.6.

Gambar 5.6 Laju Aliran Massa Refrigeran

5.2.7 Efisiensi Chest Freezer

Efisiensi Chest Freezer dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6)

yaitu Efisiensi =

Sebagai contoh perhitungan untuk Efisiensi Chest Freezer pada menit ke 90

dengan beban pendingin 0,5 liter air.

Efisiensi =

0

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

m,k

g/d

etik

Waktu t, menit

66 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxiv

Hasil perhitungan secara menyeluruh disajikan pada Tabel 5.11.

Tabel 5.11 Perhitungan Efisiensi Chest Freezer

NO

Waktu

t

(menit)

Beban pendingin 0,5 liter air

COPaktual COPideal (%)

1 10 3,61 4,74 76,16%

2 30 3,12 3,9 80%

3 60 2,96 3,76 78,72%

4 90 2,96 3,73 79,35%

5 120 2,77 3,66 75,68%

6 150 2,77 3,78 73,28%

7 180 2,77 3,78 73,28%

8 210 2,55 3,81 66,92%

67

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 85: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxv

Dari Tabel 5.11 Efisiensi Chest Freezer dapat dibuat dan disajikan dalam bentuk

grafik seperti tersaji pada Gambar 5.7.

Gambar 5.7 Efisiensi Chest Freezer

5.3 Pembahasan

Hasil penelitian Chest Freezer dari menit 10 sampai dengan 210 diperoleh suhu

evaporator berada pada kisaran -15 °C sampai -27,22 °C. Dengan suhu evaporator

pada kisaran tersebut dapat diperoleh, Chest Freezer dapat bekerja dengan baik.

Chest Freezer mampu mengkondisikan bahan makanan yang didinginkan dengan

baik, sesuai dengan suhu kerja layaknya Chest Freezer.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

Efi

sien

si %

Waktu t, menit

68 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 86: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxvi

Gambar 5.1 memperlihatkan besar nilai energi kalor persatuan massa refrigeran

yang diserap evaporator (Qin) dari waktu ke waktu. Nilai energi kalor persatuan

massa refrigeran terendah sebesar 172,12 kJ/kg dan nilai energi kalor persatuan

massa refrigeran tertinggi sebesar 181,43 kJ/kg. Rata-rata nilai energi kalor persatuan

massa refrigeran dari t = 10 menit sampai t = 210 menit sebesar 176,48 kJ/kg.

Gambar 5.2 memperlihatkan besar nilai kalor persatuan massa refrigeran yang

dilepas kondensor (Qout) dari waktu ke waktu. Nilai energi kalor persatuan massa

refrigeran terendah yang dilepas kondensor sebesar 225,63 kJ/kg dan nilai energi

kalor persatuan massa refrigeran tertinggi yang dilepas kondensor sebesar 239,58

kJ/kg dan rata-rata nilai energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas

kondensor sebesar 236,96 kJ/kg.

Gambar 5.3 memperlihatkan kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

dari waktu ke waktu. Nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran terendah

sebesar 48,85 kJ/kg dan nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran tertinggi

sebesar 67,45 kJ/kg dan rata-rata nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran

sebesar 60,47 kJ/kg. Kerja

Gambar 5.4 memperlihatkan besar Koefisien Prestasi (COP) aktual dari waktu ke

waktu. Nilai COP aktual terendah sebesar 2,55 dan nilai COP aktual tertinggi sebesar

3,61 dan rata-rata nilai COP actual sebesar 2,93.

Gambar 5.5 memperlihatkan besar Koefisien Prestasi COPideal dari waktu ke

waktu. Nilai COP ideal terendah adalah 3,81 dan nilai COP ideal tertinggi adalah sebesar

4,74 dan rata-rata nilai COP ideal adalah sebesar 3,89.

69 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 87: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxvii

Gambar 5.6 memperlihatkan laju aliran massa dari waktu ke waktu. Nilai laju

aliran massa terendah sebesar 0,0035 kg/s dan nilai laju aliran masa tertinggi sebesar

0,0049 kg/s dan rata-rata laju aliran massa sebesar 0,0039 kg/s.

Gambar 5.7 memperlihatkan efisiensi dari waktu ke waktu. Nilai efisiensi

terendah sebesar 0,66 dan nilai efisiensi tertinggi sebesar 0,8 dan rata-rata efisiensi

sebesar 0,75.

Nilai Qin, Qout, Win, COP, laju aliran refrigeran dan efisiensi mesin pendingin

dari waktu ke waktu tidak berada pada nilai yang tetap. Hal ini kemungkinan

disebabkan karena (1) kondisi udara luar dengan suhu dan kelembapan yang

senantiasa berubah (2) adanya es yang menenpel di sistem perpipaan akibat uap air di

udara yang membeku pada sistem perpipaan (3) adanya bunga es yang terjadi pada

evaporator (4) adanya proses perpindahan kalor yang terjadi pada kompresor (5)

beban pendingin yang suhunya senantiasa turun dari waktu ke waktu.

70 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 88: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxviii

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Dari pengujian mesin pendingin Chest Freezer dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

1. Mesin pendingin Chest Freezer dapat bekerja dengan baik dan mendinginkan air

dengan volume 0,5 liter sampai menjadi es kisaran suhu evaporator dari menit 10

sampai dengan menit 210 adalah -15 °C sampai dengan -27,22 °C.

2. Hasil penelitian karakteristik mesin pendingin Chest Freezer

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

terendah sebesar 172,12 kJ/kg, energi kalor persatuan massa refrigeran yang

diserap evaporator tertinggi sebesar 181,43 kJ/kg dan energi kalor persatuan

massa refrigeran yang diserap evaporator rata-rata sebesar 176,48 kJ/kg.

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

terendah sebesar 225,63 kJ/kg, energi kalor persatuan massa refrigeran yang

dilepas kondensor tertinggi sebesar 239,57 kJ/kg dan energi kalor persatuan

massa refrigeran yang dilepas kondensor rata-rata sebesar 236,96 kJ/kg.

c. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) terendah sebesar 48,85

kJ/kg, kerja kompresor persatuan massa refrigeran tertinggi sebesar 67,45

kJ/kg dan kerja kompresor persatuan massa refrigeran rata-rata sebesar 60,47

kJ/kg.

71

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 89: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

lxxxix

d. COPaktual terendah sebesar 2,55, COPaktual tertinggi sebesar 3,61 dan COPactual

rata-rata sebesar 2,93.

e. COPideal terendah sebesar 3,81, COPideal tertinggi sebesar 4,74 dan Prestasi

COPideal rata-rata sebesar 3,89.

f. Laju aliran massa refrigeran ( ) terendah sebesar 0,0035 kg/detik, laju aliran

massa refrigeran ( ) tertinggi sebesar 0,0049 kg/detik dan Laju aliran massa

refrigeran ( ) rata-rata sebesar 0,0039 kg/detik.

g. Efisiensi Chest Freezer terendah sebesar 0,66, Efisiensi Chest Freezer

tertinggi sebesar 0,8 dan Efisiensi Chest Freezer rata-rata 0,75.

6.2 Saran

Dengan merujuk dari penelitian dan pembahasan maka peneliti memberikan

saran sebagai berikut :

1. Pada saat proses pengelasan di pipa kondensor, kompresor, evaporator, filter dan

pipa kapiler harus berhati-hati, supaya tidak ada terjadinya kebocoran.

2. Pada saat pengambilan data mesin Chest Freezer sebaiknya peneliti melakukan

pengecekan kembali alat ukur terlebih dahulu sebelum melakukan penelitian,

supaya proses pengambilan data dapat berjalan sesuai yang diinginkan.

72

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 90: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xc

DAFTAR PUSTAKA

Amna Citra Farhani, 2007, Pengaruh Penggantian R-12 dengan R-22 pada Mesin

Pendingin, Jakarta.

Anwar, Kharil 2010, Efek Beban Pendingin Terhadap Performa Sistem Mesin

Pendingin, Jurnal SMARTek, Vol. 8 No. 3. Agustus 2010: 203 – 214.

Anwar, Khairil, dkk. Efek Temperatur Pipa Kapiler Terhadap Kinerja Mesin

Pendingin. Jurnal Mekanikal, Vol.1 No.1 Januari 2010. Pp. 30-39.

Daniel Febrianto Sulistio Putra 2013, Mesin Pendingin dengan Pemanasan Lanjut

dan Pendingin Lanjut pada Siklus Kompresi Uap, Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma: Yogyakarta.

Dirja, 2004, Dasar Mesin Pendingin, Departemen Pendidikan Nasional, Diakses :

Tanggal 06 April 2012.

Frank Kreith. 1986. Principle of Heat Transfer (prinsip-prinsip perpindah panas).

Erlangga. Jakarta.

Hasan Basri, M. Pengaruh Perubahan Tekanan Kondensor dan Tekanan Evaporator

Terhadap Kinerja Mesin Refrigerasi Fokus 808. Thesis pascasarjana

Universitas Hasanuddin 2007.

Koestoer, R. A 2002 : Perpindahan Kalor; Salemba Teknika, Jakarta.

Kreith, F. 1997 : Prinsip – prinsip Perpindahan Kalor, Edisi Ketiga; Penerbit

Erlangga, Jakarta.

Laksana Aji Wedha, 2012, Mesin Pendingin Dengan Pemanasan Lanjut dan

Pendinginan lanjut, Yogyakarta.

Panggalih Landhung Leo, 2013, Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi Uap,

Yogyakarta.

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

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

Wilis, G.R 2013, Perbandingan Prestasi Kerja Refrigeran R-22 dengan R-134a pada

Mesin Pendingin, Jakarta.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 91: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xci

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 92: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 93: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xciii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 94: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xciv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 95: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 96: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 97: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcvii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 98: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcviii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 99: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI · 2017-12-17 · DAFTAR TABEL ... Tabel 5.3 Nilai Entalpi dalam Satuan Btu/lb pada Siklus Kompresi Uap .....53 Tabel 5.4 Nilai Entalpi dalam

1

xcix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI