FREEZER DENGAN DAYA 1/6 PK DAN PANJANG PIPA KAPILER 150 CM

Transkripsi

1 FREEZER DENGAN DAYA 1/6 PK DAN PANJANG PIPA KAPILER 150 CM SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar sarjana Teknik bidang Teknik Mesin Diajukan oleh LOTHAR PRAMANA NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

2 FREEZER WITH 1/6 HP POWER AND 150 CM IN LENGTH CAPILLARY TUBE Final Project As partial fulfillment of the requirement to obtain Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering By LOTHAR PRAMANA Student Number : MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGI SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii

3

4 FREEZER DENGAN DAY A II6PK DAN PANJAhIG PIPA KAPILER 150 CM Dipersiapkan dan disusun oleh : NIItrI : LOTIIARPRAMANA :l052t4u!4 Telah dipertahanlon di depan Dewan penguji Skripsi Pada tanggal 2TJanuari 2015 hiama Lengkap Susunan Dewan penguji Dr, Asan Damanik Sekretaris : Wibowo Kusbandono, ST, MT Anggota : Ir. PK Purwadi, MT Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyriratan urfuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Yogyakarta, 27 I aw;uli?fi I 5 Fakultas Sains dan Teknologi Prima Rosa, S.Si., M.Sc. lv

5

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PTIBTIKASI KARYA ILMIAH I.II{TUK KEPENTII{GAI\ AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Lofhar Pramaaa Nomor Mahasiswa : 1052L4A64 Demi pe*gembaagan ilmu pengetahuan> s&ya rnernberikan kepad* Perpust*kae* Universitas Sanata Dharma karyailmiah yang berjtrdul : Freezer Dengan Daya 1/6 PK dan Panjang Pipa Kapiler 150 cm Beserta perangkat yaag diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bmfuk media yang lain, mengelolanya di iaternet atau media lain rmtnk kepeatingan akademis knpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan natna saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya Yogyakarta 27 lariuarj 2Al 5 Yang menyatakan, Lothar Prarnana vl

7 ABSTRAK Mesin freezer mempunyai fungsi yang sangat penting dalam kehidupan manusia pada saat sekarang rni. Freezer berfungsi untuk membekukan air menjadi es dan juga bisa membekukan makanan. Dengan kondisi yang beku, buah - buahan dan daging dapat awet dalam waktu yang relatif lama. Tujuan dari penelitian ini adalah (a) membuat mesin pendinginy'eezer, (b) menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran pada mesin freezer, (c) menghitung energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator pada mesin pendingin freezer, (d) menghitung energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor pada mesin pendingin freezer, (e) menghitung COP aktual mesin pendingin freezer, (f) menghitung COP ideal mesin pendingrn freezer, (g) menghitung Efisiensi pada mesin pendingin/ eezer. Penelitian dilakukan di laboraturium manufaktur Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin freezer dengan siklus kompresi uap. Dengan kompresi jenis hermetik yangberdaya 116 PK dengan panjang pipa kapiler 150 cm. Sedangkan kondensor dan evaporator yang digunakan merupakan kondensor dan evaporator standar. Untuk mesin freezer berdaya 116 PK sefia menggunakan refrigeran R134a. beban pendinginanya menggunakan air 0,5 liter air. Mesin freezer sudah berhasil dirangkai dan dapat bekerja, dengan suhu kerja evaporator - 200C dan suhu kerja kondensor sekitar 430C. Nilai rata - rata energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Qin) pada saat stabil sebesar 170,56 kj/kg. Nilai rata - rata energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Qou,) pada saat stabil sebesar 224,56 kj/kg. Nilai rata - rata kerja yang dilakukan kompresor (W;n) pada saat stabil sebesar 54 kj/kg. Nilai rata - rata koefisiensi prestasi aktual freezer (COPup6u1) pada saat stabil sebesar 3,16. Nilai rata - rata koefisiensi prestasi ideal freezer (COP16"4) pada saat stabil sebesar 3,94. Nilai rata - rata efisiensiy'eezer Q) pada saat stabil sebesar 80,270. Kata Kunci : Mesin pendingin, siklus kompresi uap. Qin, Qou,, Win, COP, Efficiency freezer. vll

8 ABSTRAK The freezer has a very important function in human life at this time. Freezer can be used to freeze water and can also freeze foodstuff. With freezing conditions, fruits and meat can be preserved in a relatively long time. This Research was made with an objective to (a) Make a freezer. (b) Calculate the compressor work of freezer. (c) Calculate the heat energy absorbed in the freezer evaporator. (d) Calculate the heat energy released freezer condenser. (e ) Calculate the actual COP freezer. (f ) Calculate the ideal COP freezer. (g ) Calculate efficiency freezer. This research was made at laboratory manufacturing mechanical engineering, Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University, Yogyakarta. Freezer working system using the vapor compression cycle. The kind of hermetic compressors are powerful 1/6 HP with 150 cm long capillary tube. Condenser and evaporator that used is standard for engines powered freezer 1/6 HP. Used refrigerant R134a. 0.5 liter water used for cooling load. The freezer has successfully assembled and able to work, with a working temperature of the evaporator is about C and the temperature of the condenser work around 43 0 C. Heat energy absorbed by the evaporator at stable around 170,6 kj/kg. Heat energy released by the condenser at steady around 224,56 kj / kg. Compressor work when stable is around 54 kj / kg. COP actual freezer when stable is around 3,16. COP Ideal freezer when stable is around 3,94. Efficiency freezer when stable is around 80,27 %. Kata Kunci : Engine coolant,vapor compression cycle., Q in, Q out, W in, COP, Efficiency freezer. vii

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur atas berkah dan rahmat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih karunia-nya, sehingga skripsi dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana di Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Penulis merasa bahwa penelitian yang dilakukan merupakan penelitian yang tidak mudah, karena pada penelitian ini penulis melakukan pembuatan dari awal, pengambilan data, pemahaman tentang prinsip kerja alat, dan solusi terhadap masalah yang telah dihadapi. Penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul Freezer dengan Daya 1/6 PK dan Panjang Pipa Kapiler 150 cm ini karena ada bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 2. Ir. P.K Purwadi, M.T., sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir, Pembimbing Akademik, dan selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma. viii

10 4. Agus Nova dan Suyani selaku orang tua penulis dan keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan memberi semangat penulis dalam menyelesaikan Skripsi. 5. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dan teman-teman lainnya yang selalu memberikan dorongan doa dan motivasi kepada penulis,. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan masukan, kitik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih. Yogyakarta, ianuari Lothar Pramana lx

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i TITLE PAGE... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vi ABSTRAK... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat... 3

12 BAB II. DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Tinjauan Pustaka BAB III. PEMBUATAN ALAT 3.1 Persiapan Peralatan Yang Dipergunakan Dalam Pembuatan Alat Penelitian Penyambungan BAB IV. METODE PENELITIAN 4.1 Benda Uji Skematik Alat Penelitian Alat Bantu Penelitian Cara Mendapatkan Data Cara Mendapatkan Data Cara Mendapatkan Kesimpulan BAB V. HASIL PENELITAIN DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil penelitian Perhitungan Pembahasan... 66

13 BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Freezer... 6 Gambar 2.2 Belt freezer... 7 Gambar 2.3 Cold Storage... 7 Gambar 2.4 Chest Freezer... 8 Gambar 2.5 Scraped Surface Freezer... 9 Gambar 2.6 Komponen utama mesin pendingin Gambar 2.7 Evaporator Gambar 2.8 Kompresor hermetik Gambar 2.9 Kompresor jenis semi hermatik Gambar 2.10 Kondensor Gambar 2.11 Pipa kapiler Gambar 2.12 Thermostat Gambar 2.13 Filter Gambar 2.14 Heater Gambar 2.15 fan Gambar 2.16 Refrigeran R134a Gambar 2.17 Siklus kompresi uap Gambar 2.18 Diagram P-h Gambar 2.19 Diagram T-s Gambar 3.1 Kompresor Gambar 3.2 Kondensor... 31

15 Gambar 3.3 Pipa Kapiler Gambar 3.4 Evaporator Gambar 3.5 Filter Gambar 3.6 Refrigeran R134a Gambar 3.7 Tube Cutter Gambar 3.8 Pelebar Pipa Gambar 3.9 Tang Ampere Gambar 3.10 Pompa Vakum Gambar 3.11 Manifold Gage Gambar 3.12 Alat las Gambar 3.13 Thermostat Gambar 3.14 Pipa Tembaga Gambar 3.15 Plat Baja Gambar 3.16 Sterofoam Gambar 3.17 Pembuatan rangka freezer Gambar 3.18 Proses pengelasan kompresor dengan kondensor Gambar 3.19 Proses pengelasan kondensor dengan filter Gambar 3.20 Proses pengelasan filter dengan pipa kapiler Gambar 3.21 Proses pengelasan pipa kapiler dengan evaporator Gambar 3.22 Proses pengelasan evaporator dengan kompresor Gambar 3.23 Proses pengisian metil Gambar 3.24 Proses pemvakuman Gambar 3.25 Proses pengisian refrigeran R134a... 46

16 Gambar 4.1 Mesin freezer yang diteliti Gambar 4.2 Posisi alat ukur suhu pada skematik mesin freezer Gambar 4.3 Posisi alat ukur tekanan pada skematik mesin freezer Gambar 4.4 Termokopel Gambar 4.5 Penampil suhu Gambar 4.6 Pengukur tekanan Gambar 4.7 Siklus kompresi uap pada P-h diagram untuk R Gambar 4.8 Gelas ukur Gambar 4.9 Air (beban pendingin) Gambar 4.10 Kabel roll Gambar 5.1 Energi kalor yang diserap evaporator Gambar 5.2 Energi kalor yang dilepas kondensor Gambar 5.3 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran Gambar 5.4 Coefficien of Performance aktual (COP aktual ) Gambar 3.5 Coefficien of Performance (COP ideal ) Gambar 5.6 Efisiensi mesin freezer (ƞ)... 70

17 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel untuk mencatat hasil pengukuran Tabel 5.1 Nilai rata - rata suhu dan tabel Tabel 5.2 Nilai entalpi pada titik 1, 2, 3, 4, T e dan T c Tabel 5.3 Jumlah energi kalor yang diserap evaporator(q in ) Tabel 5.4 Jumlah energi kalor yang dilepas kondensor(q out ) Tabel 5.5 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran(w in ) Tabel 5.6 Perhitungan koefisiensi prestasi aktual(cop aktual ) Tabel 5.7 Perhitungan koefisiensi prestasi ideal(cop ideal ) Tabel 5.8 Perhitungan efisiensi freezer(ƞ)... 65

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi mesin pendingin saat ini sangat mempengaruhi kehidupan dunia modern, tidak hanya terbatas untuk peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup, namun juga sudah menyentuh hal-hal esensial penunjang kehidupan manusia. Teknologi ini dibutuhkan untuk penyiapan bahan makanan, penyimpanan dan distribusi makanan, pengkondisian udara untuk kenyamanan ruangan baik pada industri, perkantoran, transportasi maupun rumah tangga. Kulkas atau lemari es, yaitu sebuah alat pendingin yang dapat menjaga kesegaran makanan yang berada di dalamnya. Pada proses kerjanya kulkas menghasilkan kondisi suhu udara yang dingin, menjadikan mikroba yang berada di dalam kulkas sulit untuk berkembang biak sehingga makanan lebih bertahan lama dan tidak mengubah rasanya. Dengan adanya kulkas diharapkan sayur mayur, daging, telur, buah buahan dapat bertahan lebih lama dan awet. Dengan adanya kulkas, orang juga dapat menikmati minuman yang dingin dan segar. Mesin pembeku (freezer, ice maker, cold storage, dll) dipergunakan untuk membekukan bahan bahan yang ada didalamnya. Dengan kondisi yang beku, buah buahan dan daging dapat awet dalam waktu yang relatip lama, bahkan sampai beberapa bulan. Hal ini memberi keuntungan dalam hal pengiriman buah buahan, bahan makanan dan daging dari satu tempat ke tempat lain dalam waktu yang cukup lama. 1

19 Mengingat peranan mesin pendingin yang sangat penting di saat sekarang ini, maka penulis berkeinginan untuk mengerti, memahami dan mengenal kerja mesin, khususnya freezer beserta dengan karakteristik freezer. Caranya adalah dengan membuat freezer dan mendapatkan karakteristik dari freezer tersebut, meskipun dengan kapasitas ukuran freezer untuk rumah tangga. 1.2 Rumusan Masalah Frezer yang ada di pasaran pada kenyataanya tidak terdapat informasi tentang karakteristik dari mesin freezer. Tidak informasi tentang COP dan efisiensi freezer pada name platenya. Informasi tentang karakteristik freezer terutama COP dan efisiensi sangat penting bagi masyarakat untuk memutuskan jenis freezer yang mana yang akan dibeli. 1.3 Tujuan Tujuan dari penelitian tentang peralatan mesin freezer dengan siklus kompresi uap ini adalah : a. Membuat freezer dengan siklus kompresi uap standar dengan daya kompresor 115 watt dan panjang pipa kapiler 150 cm yang dipergunakan untuk membekukan air. b. Mendapatkan karateristik freezer dengan daya kompresor 115 watt dan panjang pipa kapiler 150 cm yang dibuat : 1. Membuat mesin pendingin freezer. 2. Menghitung kerja kompresor (W in ) persatuan massa refrigeran pada mesin pendingin freezer. 2

20 3. Menghitng energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) pada mesin pendingin freezer. 4. Menghitung energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) pada mesin pendingin freezer. 5. Menghitung COP aktual mesin pendingin freezer. 6. Menghitung COP ideal mesin pendingin freezer. 7. Menghitung Efisiensi (ƞ) mesin pendingin freezer. 1.4 Batasan masalah Batasan batasan yang diambil dalam di pembuatan peralatan penelitian ini adalah : a. Komponen mesin freezer terdiri dari komponen utama seperti : kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, dan evaporator. b. Kompresor dengan daya 1/6 PK. Jenis kompresor semi hermetik. c. Freezer yang dirancang menggunakan panjang pipa kapiler 150 cm dan berdiameter 0,028 inci (0,71mm) berbahan tembaga. d. Freezer yang dirancang menggunakan refrigeran R134a. e. Evaporator dan kondensor mempergunakan evaporator dan kondensor standar. f. Beban pendingin yang digunakan adalah air dengan volume 500 ml. 1.5 Manfaat Manfaat penelitian tentang peralatan freezer dengan mempergunakan siklus kompresi uap ini adalah : a. Mempunyai pengetahuan dalam pembuatan freezer dengan siklus kompresi uap untuk ukuran rumah tangga. 3

21 b. Mampu memahami karakteristik freezer dengan siklus kompresi uap. c. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai referensi. 4

22 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Freezer Kebutuhan mesin pendingin yang digunakan untuk mengawetkan makanan ataupun untuk keperluan menyimpan bahan-bahan kimia mendorong terciptanya freezer. Pada dasarnya prinsip kerja dari freezer adalah menciptakan suhu yang sangat rendah yang memungkinkan bahan bahan makanan atau bahan bahan kimia membeku. Dengan adanya aliran listrik maka motor kompresor akan bekerja mengisap gas refrigeran yang bersuhu dan bertekanan rendah dari saluran hisap. Kompresor kemudian memampatkan gas refrigeran sehingga menjadi uap atau gas bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Gas refrigeran yang panas dan bertekanan tinggi tersebut kemudian masuk ke kondensor dan refrigeran akan didinginkan oleh udara di luar mensin freezer (panasnya berpindah dari kondensor ke udara sekelilingnya) sehingga suhunya turun (menjadi dingin) mencapai suhu kondensasi dan wujudnya berubah menjadi cair ( kondensasi atau mengembun ) tetapi tekanannya tetap tinggi. Refrigeran cair yang bertekanan tinggi (tetapi suhunya telah rendah) ini selanjutnya mengalir kedalam penyaring (strainer dan drier). Refrigeran cair kemudian memasuki pipa kapiler yang berdiameter kecil dan panjang sehingga tekanannya turun drastis. Dari pipa kapiler, refrigeran cair yang tekanannya sudah rendah ini kemudian memasuki ruang evaporator. Di 5

23 evaporator refrigeran segera berubah wujud menjadi gas (menguap). Refrigeran dapat berubah wujud dari cair menjadi gas karena ada kalor yang mengalirke evaporator dari lingkungan di sekitar evaporator. Seperti diketahui, suhu lingkungan evaporator lebih tinggi dari suhu evaporator. Gambar 2.1 Freezer Freezer yang dirancang menggunakan daya kompresor 115 watt, menggunakan panjang pipa kapiler 150 cm, dan menggunakan refrigeran 134a. Adapun jenis jenis freezer yang banyak digunakan adalah : a. Belt Freezer Belt freezer adalah jenis freezer yang bekerja dengan cara menyemprotkan udara dingin atau nitrogen cair yang diarahkan langsung ke arah belt atau konveyor secara berlawanan arah yang dapat mengurangi kehilangan panas selama proses evaporasi. Belt freezer bekerja pada suhu 10 0 C sampai C. 6

24 Gambar 2.2 Belt Freezer b. Cold Storages Cold Storages adalah jenis freezer yang dipergunakan untuk membekukan daging dan bahan makanan lainya. Biasanya alat ini dipergunakan oleh para nelayan untuk menyimpan ikan dalam jumlah besar, atau untuk menyimpan daging dalam jumlah besar biasanya yang menggunakan super market. Cold Storages bekerja pada suhu C sampai C. Gambar 2.3 Cold Storages 7

25 c. Chest Freezer Chest Freezer adalah jenis freezer yang berbentuk seperti peti. kegunaan dari chest freezer adalah untuk meletakan atau menyimpan daging sehingga beku. Barang yang dapat di simpan di dalam chest freezer antara lain daging, es, eskrim, asi, obat2an, dll. Umumnya orang menggunakan chest freezer untuk menyimpan daging. Alat ini mempunyai suhu kerja antara C sampai C. Gambar 2.4 Chest Freezer d. Scraped Surface Freezer Scraped Surface Freezer adalah jenis freezer yang digunakan untuk mendinginkan makanan yang berbentuk cair atau semi cair. Alat ini memiliki desain yang mirip dengan alat evaporasi dan sterilisasi panas namun di refrigerasi oleh amonia, air asin atau refrigeran lainnya. Dalam industri es krim, freezer membekukan makanan dari dinding freezer dan secara simultan mengalirkan udara kedalam freezer. Alat ini bekerja pada suhu -4 0 C sampai -7 0 C. 8

26 Gambar 2.5 Scraped Surface Freezer Laju Perpindahan Kalor Laju perpindahan kalor pada mesin pendingin terdiri atas dua jenis yaitu laju perpindahan kalor konduksi dan laju perpindahan kalor konveksi. a. Laju perpindahan kalor konduksi Laju perpindahan kalor konduksi adalah proses diamana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah di dalam suatu medium yang diam (padat, cair, gas) atau antara medium medium yang berlainan yang bersinggunan secara langsung. b. Laju perpindahan kalor konveksi Laju perpindahan kalor secara konveksi adalah proses transpor energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Perpindahan kalor secara konveksi terbagi menjadi dua cara, yaitu konveksi paksa dan konveksi bebas. 1. Konveksi paksa Perpindahan kalor konveksi paksa terjadi ketika fluida yang mengalir pada proses perpindahan kalor mengalir dengan adanya alat bantu yang memaksa fluida 9

27 untuk mengalir. Alat bantu yang dipergunakan dapat berupa pompa, blower, kipas angin atau kompresor. 2. Konveksi bebas Perpindahan kalor konveksi bebas terjadi ketika fluida yang mengalir pada proses perpindahan kalor mengalir tanpa adanya bantuan peralatan dari luar, fluida yang mengalir karena adanya perbedaan massa jenis disebabkan karena adanya perbedaan suhu Komponen Utama Mesin Pendingin Kompresi Uap Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen utama seperti : (a) evaporator, (b) kompresor, (c) kondenser dan (d) pipa kapiler. Gambar 2.6 Komponen utama mesin pendingin siklus kompresi uap. 10

28 a. Evaporator Evaporator adalah bentuk pipa yang dikonstruksi sedemikian rupa. Fungsinya sebagai alat pendingin yang memiliki tekanan yang sangat rendah di dalamnya. Refrigeran cair yang berasal dari pipa kapiler atau keran ekspansi segera berubah wujudnya menjadi gas ketika memasuki evaporator. Gas yang berubah wujud tersebut akan menyerap kalor (panas) dari ruangan (isi) freezer sehingga isi freezer menjadi dingin. Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau dari kuningan. Namun kebanyakan terbuat dari alumanium dan besi. Gambar 2.7 Evaporator Evaporator dibagi menjadi 3 kategori tergantung pada media atau bahan yang akan didinginkan: b. Kompresor Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas untuk mengisap uap refrigeran dari evaporator kemudian menekannya (mengkompres) sehingga demikian suhu dan tekanan uap refrigeran tersebut menjadi lebih tinggi. 11

29 Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu komresor bertorak, kompresor sentrifugal, dan kompresor rotary, selanjutnya dari macam macam kompresor tersebut dibagi dalam 3 kategori, yaitu: 1. Kompresor jenis terbuka ( Open type compressor ) Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah. Tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik. Salah satu ujung poros engkol dari kompresor menonjol keluar, sebuah puli dari luar dipasang pada ujung poros tersebut. Puli pada komresor berfungsi sebagai roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondesor dan kompresor sendiri. Karena ujung poros keluar dari rumah kompresor, maka harus diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar. Keuntungan kompresor jenis terbuka : 1. Putaran komoresor dapat diubah dengan cara mengganti diameter puli. 2. Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah. 3. Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan penggantian komponen. Kerugian kompresor jenis terbuka: 1. Harga lebih mahal. 2. Bentuknya besar dan berat. 3. Memerlukan ruang yang besar. 12

30 2. Kompresor jenis hermatik ( Hermatic type compressor ) Jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor. Keuntungan dari kompresor hermatik: 1. Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau. 2. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah. 3. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran. 4. Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar. Kerugian dari kompresor hermatik adalah: 1. Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui. 2. Kerusakan yang terjadi didalam kompresor sudah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka. 3. Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil. Gambar 2.8 Kompresor hermetik 3. Kompresor jenis semi hermatik ( Semi hermatic type compressor ) Jenis kompresor yang motor penggerak serta kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya terpisah dari kompresor. 13

31 Kompresor digerakkan oleh motor penggerak dengan sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor. Gambar 2.9 Kompresor jenis semi hermatik c. Kondensor Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair. Jenis kondensor yang banyak digunakan pada teknologi saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara. Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat freezer bekerja, kondensor akan terasa hangat bila dipegang. Agar proses perubahan wujud yang diinginkan ini dapat terjadi, maka kalor atau panas yang ada dalam gas refrigeran yang bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem. 14

32 Gambar 2.10 Kondensor d. Pipa kapiler Pipa kapiler adalah suatu pipa pada mesin pendingin baik itu air conditioner, freezer dll.pipa kapiler ini adalah pipa yang paling kecil jika di banding dengan pipa lainnya, untuk pipa kapiler suatu frezzer atau dispenser berukuran 0,026 inch s/d 0,028 inch. Kerusakan pada pipa kapiler di mesin pendingin ini biasanya di sebabkan karena pipa kapiler ini mengalami kebuntuan akibat kotoran yang masuk dan juga oli. Gas refrigeran yang keluar dari kompresor telah menjadi gas yang bertekanan kemudian mengalir melalu pipapipa kondensor dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler. Penempatan pipa kapiler ini biasanya di gulung untuk menghemat tempat dengan menggunakan mal kapasitor agar tidak rusak (di gulung melingkar). Pipa kapiler berfungsi sebagai alat untuk menurunkan tekanan, merubah fase refrigeran dari cair menjadi fase campuran cair dan gas. 15

33 Gambar 2.11 Pipa kapiler Komponen Pendukung Freezer Selain komponen utama, freezer juga memiliki beberapa komponen pendukung lain yang berfungsi untuk membantu kerja dari mesin pendingin, yaitu : thermostate, filter, heater dan fan. a. 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). Prinsip kerja thermostat adalah jika ruang dalam mesin pendingin mencapai suhu tertentu (dalam evaporator sudah mencapai suhu yang ditentukan), maka cairan dalam thermostat akan menyusut, dengan terjadinya penyusutan gas dalam ruang gas mengalir ke pipa kapiler yang kosong. Ruang gas akan menjadi kendur, pegas akan menekan sehingga kontak saklar akan membuka dengan 16

34 demikian terputuslah hubungan listrik. Dengan terputusnya hubungan listrik maka kompresor akan berhenti bekerja dalam waktu yang relatif lama. Apabila ruang pendingin atau evaporator suhunya naik dan mencapai suhu tertentu, fluida dalam thermostat akan menjadi cair yang berarti ruang gas memberi tekanan pada saklar kontak sehingga saklar menutup dan menghubungkan kembali arus listrik. Kompresor akan bekerja kembali, demikian berturut turut kerja thermostat. Gambar 2.12 Thermostat 17

35 b. Filter Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran kotoran yang berbentuk padat yang terbawa refrigeran yang berasal dari sistem itu sendiri atau dari kotoran sisa pemotongan pipa tembaga pada proses pengelasan, dapat juga dari korosi saluran pipa. Filter dipasang pada daerah bertekanan tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat. Gambar 2.13 Filter c. Heater Heater merupakan alat yang berfungsi untuk membantu mempercepat pencairan bunga es pada evaporator kulkas dua pintu dengan menggunakan elemen panas. Heater bekerja secara bergantian dengan kompresor yang diatur oleh timer, setelah kontak pada timer memutuskan aliran listrik yang masuk ke kompresor dan mengalihkanya ke heater maka elemen panas akan bekerja, kemudian temperatur disekitar evaporator akan naik sampai seluruh bunga es 18

36 mencair, heater akan mati setelah thermostate menerima suhu yang dihasilkan oleh heater. Gambar 2.14 Heater d. Fan Fan motor atau kipas angin berfungsi mengalirkan udara. Pada kulkas atau freezer terdapat 2 fan. Fan pertama adalah fan motor evaporator, yang berfungsi untuk mengalirkan udara dingin dari evaporator ke seluruh bagian rak (rak es, rak buah dan rak sayur). Fan kedua adalah fan motor kondensor, fan ini berada dibagian bawah kilkas atau freezer yang berdekatan dengan kondensor yang berfungsi menghisap atau mendorong udara. Pemasangan fan bertujuan agar proses perpindahan kalor dari kondensor ke udara dapat berlangsung dengan baik. Aliran udara dingi dari fan juga dipergunakan untuk mendinginkan kompresor. 19

37 Gambar 2.15 fan Refrigeran R134a sebagai salah satu alternatif memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan relatif stabil. Sehingga jenis refrigeran R134a yang sering digunakan untuk mesin pendingin. Gambar 2.16 Refrigeran R134a 20

38 Persyaratan refrigeran untuk unit refrigerasi adalah sebagai berikut : a. Tidak beracun b. Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, pelumas dan sebagainya c. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem pendingin. d. Bila terjadi kebocoran mudah mencari gantinya. e. Mempunyai susunan kimia yang stabil, tidak terurai setiap kali dimampatkan, diembunkan dan diuapkan. f. Konduktivitas thermal tinggi Siklus Kompresi Uap Gambar 2.18 menyajikas sekilas rangkaian mesin freezer, sedangkan Gambar 2.19 dan Gambar 2.20 berturut turut menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h dan diagram T-s. Gambar 2.17 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap 21

39 Gambar 2.18 Diagram P-h siklus kompresi uap Gambar 2.19 Diagram T-s siklus kompresi uap Siklus kompresi uap pada Gambar 2.18, Gambar 2.19 dan Gambar 2.20 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut : proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan 22

40 lanjut, proses ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap : a. Proses kompresi (1-2) Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.19 dan Gambar Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan (refrigeran mengalami fasa superheated / gas panas lanjut) b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a) Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a dari Gambar 2.19 dan Gambar Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. c. Proses kondensasi (2a-2b) Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b dari Gambar 2.19 dan Gambar Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan. 23

41 d. Proses pendinginan lanjut (2b-3) Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.19 dan Gambar Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar- benar dalam fase cair. e. Proses penurunan tekanan (3-4) Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3-4 dari Gambar 2.19 dan Gambar Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fasa refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase campuran : cair dan gas. f. Proses evaporasi (4-4a) Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a dari Gambar 2.19 dan Gambar Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap. g. Proses pemanasan lanjut (4a-1) Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 dari Gambar 2.19 dan Gambar Pada saat refrigeran meninggalkan evaporatorrefrigeran kemudian 24

42 mengalami proses pemanasan lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk kompresor benar benar dalam fase gas. Proses berlangsung pada tekanan konstan Perhitungan untuk karakteristik freezer Diagram P-h dan diagram T-s, siklus kompresi uap disajikan pada Gambar 2.19 dan Gambar Berdasarkan gambar tersebut dapat dihitung besarnya W comp, Q komp, Q evap, COP, dan efisiensi. a. Kerja kompresor (W in ) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran merupakan perubahan entalpi pada titik 1-2 di Gambar 2.19, yang dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) W in = h 2 h 1, kj/kg (2.1) Pada persamaan (2.1) : W in h 2 h 1 : kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kj/kg : nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kj/kg : nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kj/kg b. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ). Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor merupakan perubahan entalpi pada titik 2-3 di Gambar 2.19, perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.2) Q out = h 2 h 3, kj/kg (2.2) 25

43 Pada persamaan (2.2) : Q out h 3 h 2 : energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kj/kg : nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor, kj/kg : nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kj/kg c. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator merupakan proses perubahan entalpi pada titik 4-1 di Gambar Perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) Q in = h 1 h 4, kj/kg (2.3) Pada Persamaan (2.3) ; Q in H 1 : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kj/kg : nilai entalpi saat keluar evaporator atau sama dengan nilai entalpi pada saat masuk kompresor, kj/kg. h 4 : nilai entalpi saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi pada saat masuk pipa kapiler, kj/kg. d. Koefisien prestas aktual freezer (COP aktual ) Koefisien prestasi siklus kompresi uap standar adalah energi kalor persatuan refrigeran yang diserap evaporator dibagi dengan kerja kompresi, yang dapat dihitung dengan Persamaan (2.4) COP aktual = Q in / W in = ( h 1 -h 4 ) / ( h 2 - h 1 ) ( 2.4) Pada persamaan (2.4) : COP actual : koefisien prestasi aktual freezer 26

44 Q in W in : kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kj/kg : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran, kj/kg e. Koefisien prestas ideal freezer (COP ideal ) COP ideal ferezer dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5) COP ideal = ( 273,15 + Te ) / Tc - T e ) (2.5) Persamaan (2.5) COPideal T c T e : koefisien prestasi ideal freezer : suhu kondensor, K : suhu evaporator, K f. Efisiensi freezer (ƞ) Efisiensi freezer dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6) ƞ = COPaktual / COPideal x 100% (2.6) Pada Persamaan (2.6) : ƞ COPaktual COPideal : efisiensi freezer : koefisiensi prestasi aktual freezer : koefisien prestasi ideal freezer 2.2. Tinjauan Pustaka Anwar, K (2010), melakukan penelitian mengenai efek beban pendingin terhadap kinerja sistem mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien 27

45 prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan variasi beban pendingin. Beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan 400 watt di dalam ruang pendingin. Pengambilan data dilakukan secara langsung pada unit pengujian mesin pendingin. Data dianalisis secara teoritis berdasarkan data eksperimen dengan menentukan kondisi refrigeran pada setiap titik siklus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan beban pendingin menghasilkan koefisien prestasi sistem pendingin berbentuk kurva parabola. Performa optimum pada pengujian selama 30 menit diperoleh pada bola lampu 200 watt dengan COP sebesar 2,64. Hadoyo, E dan Lukito, (2002) telah melakukan tentang analisa pengaruh pipa kapiler yang dililitkan pada line suction terhadap performansi mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan : (a) membahas pengaruh usaha melilitkan pipa kapiler line suction (b) menghitung performansi mesin pendingin tersebut (c) menghitung waktu pendingin. Penelitian dilakukan dengan batasan batasan sebagai berikut : (1) mesin pendingin yang digunakan adalah freezer (2) beban pendingin yang digunakan air. Dari hasil penelitisn didapatkan pipa kapiler yang dililitkan pada line suction dapat meningkatkan nilai COP freezer dan waktu pendingin tidak banyak perubahan. Risza Helmi (2008) melakukan penelitian terhadap perbandingan COP pada refrigerator dengan refrigeran R12 dan R134a variasi panjang pipa kapiler : 1,75 m, 2 m, 2,25 m. penelitian dilakukan untuk mengetahui COP yang terbaik dari penggunaan refrigeran R12dan R134a. diperoleh hasil penelitian nilai COP 28

46 tertinggi adalah 4,06 dihasilkan dengan mempergunakan refrigeran R134a. suhu terendah dihasilkan sebesar -16 o C. Wilis,GR (2013), melakukan penelitian terhadap penggunaan refrigeran R22 dan R134a pada mesin pendingin. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan variasi refrigeran, yaitu dengan menggunakan refrigeran R22 dan R134a. Dari hasil penelitian yang dilakukan diperoleh beberapa kesimpulan. Pertambahan beban berpengaruh pada naiknya kerja kompresi tetapi tidak diiringi kenaikan kapasitas evaporasi yang signifikan sehingga COP yang dihasilkan tiap penambahan beban mengalami penurunan. Penggunaan refrigeran R22 dan R134a yang berbeda berpengaruh pada prestasi kerja mesin. R22 dari segi prestasi kerjanya lebih baik daripada R134a, tetapi R22 tidak ramah lingkungan, sebaliknya, R134a lebih ramah lingkungan tetapi prestasi kerjanya lebih rendah dari R22. 29

47 BAB III PEMBUATAN ALAT 3.1. Persiapan Pembuatan Freezer Komponen utama freezer terdiri dari : Kompresor, Kondensor, Pipa kapiler, Evaporator, Filter, dan refrigeran R134a. 1. Kompresor Gambar 3.1 menyajikan gambar kompresor yang dipergunakandalam penelitian. Gambar 3.1 Kompresor Spesifikasi kompresor : Jenis kompresor Seri kompresor Voltase Spesifikasi kompresor Daya kompresor : Kompresor hermetik : Model BES45H : 220 Volt : 220 v, 115 w, 0.88 A : 115 watt (1/6 Hp) 30

48 2. Kondenser Gambar 3.2 menyajikan gambar kondensor yang dipergunakan. Gambar 3.2 Kondensor Spesifikasi kondensor : Jenis Kondensor : Kondensor tipe U, dengan jumlah U = 9 Panjang pipa : 900 cm Diameter pipa Bahan pipa Bahan sirip Diameter sirip jarak antar sirip Jumlah sirip : 0.47 cm : Besi : Baja : 0,2 cm : 0,45 cm : 110 buah 3. Pipa kapiler : mesin freezer. Gambar 3.3 menyajikan gambar pipa kapiler yang dipergunakan pada 31

49 Spesifikasi pipa kapiler : Gambar 3.3 Pipa Kapiler Panjang pipa kapiler Diameter pipa kapiler Bahan pipa kapiler : 150 cm : inci : Tembaga 4. Evaporator : Gambar 3.4 menyajikan gambar evaporator yang dipergunakan. Spesifikasi evaporator Gambar 3.4 Evaporator Bahan plat evaporator Bahan pipa evaporator Diameter pipa evaporator : Alumunium : Tembaga : 0,47 cm 32

50 Panjang evaporator Lebar evaporator : 34 cm : 16 cm 5. Filter : Gambar 3.5 menyajikan model filter yang dipergunakan. Gambar 3.5 Filter Spesifikasi filter : Panjang filter Bahan Diameter : 10 cm : Tembaga : 2cm 33

51 6. Refrigeran R134a Refrigeran R134a adalah jenis fluida kerja freezer yang dipakai karena lebih ramah lingkungan dibanding jenis refrigeran lainnya yang tersedia di pasaran. Gambar 3.6 Refrigeran R134a Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin 1. Tube Cutter (alat pemotong pipa) Gambar 3.7 menyajikan gambar tube cutter. Gambar 3.7 Tube Cutter 34

52 Fungsi : sebagai alat untuk memotong pipa tembaga. Agar hasil potongan pada pipa lebih baik serta dapat mempermudah pengelasan pada proses selanjutnya. Tidak membuat pipa menjadi bengkok. 2. Pelebar pipa Gambar 3.8 menyajikan gambar pelebar pipa. Gambar 3.8 Pelebar Pipa Fungsi : untuk mengembangkan pada ujung pipa agar dapat disambungkan dengan sambungan berulir. 3. Tang Ampere Gambar 3.9 menyajikan gambar tang ampere. 35

53 Gambar 3.9 Tang Ampere Fungsi : berfungsi untuk mengukur besarnya arus (A) dan tegangan (V) pada kompresor. 4. Pompa vakum Gambar 3.10 menyajikan gambar pompa vakum. Gambar 3.10 Pompa Vakum Fungsi : pompa vakum digunakan untuk mengosongkan refrigeran dari system pendinginan sehingga dapat menghilangkan gas gas yang tidak terkondensasi seperti udara dan uap air. Hal ini dilakukan agar tidak menggangu 36

54 refrigerasi. Karna uap air yang berlebihan pada pada system pendinginan akan memperpendek umur operasi filter dan bagian penyaringan. 5. Manifold gage Gambar3.11 menyajikan gambar manifold gage yang digunakan. Gambar 3.11 Manifold Gage Fungsi : digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran (frreon) dalam system pendinginan baik pada saat pengisian maupun pada saat beroperasi. Yang dapat dilihat pada manifold gage yaitu tekanan evaporator atau tekanan isap kompresor, dan tekanan kondensor atau tekanan keluaran kompresor. 37

55 6. Alat las Gambar 3.12 menyajikan gambar alat las. Gambar 3.12 Alat las Fungsi :berfungsi menambal, menyambung atau melepas sambungan pipa pada system pendingin freezer. Bahan las : kuningan, perak 7. Thermostat Gambar 3.13 menyajikan gambar thermostat. Gambar 3.13 Thermostat 38

56 Fungsi : Sebagai pengatur suhu pada evaporator, jika suhu evaporator sudah tercapai sesuai kebutuhan maka alat ini akan memutuskan arus listrik sehingga kompresor berhenti bekerja. 8. Pipa Tembaga Gambar 3.14 menyajikan gambar pipa tembaga. Gambar 3.14 Pipa Tembaga Fungsi : Sebagai komponen penyambung antara kondensor dengan pipa kapiler dan antara pipa kapiler dengan evaporator. Diameter pipa tembaga : 0,46 cm. 9. Plat Baja : Gambar 3.15 menyajikan gambar plat baja. Gambar 3.15 Plat Baja 39

57 Fungsi : Sebagai kerangka dasar pembuatan freezer. 10. Sterofom Gambar 3.16 menyajikan gambarsterofoam. Gambar 3.16 Sterofoam Fungsi : Sebagai tempat diletakan evaporator agar evaporator dapat tertutup dengan rapat Langkah langkah Pembuatan Freezer Langkah langkah dalam membuat mesin freezer dapat dilakukan sebagai berikut : a. Mempersiapkan komponen komponen mesin freezer, alat ukur tekanan dan alat alat pendukung yang dipergunakan dalam pembuatan freezer. b. Proses pembuatan rangka freezer, bahan yang digunakan plat baja yang menggunakan alat potong plat baja yang berfungsi untuk memotong plat 40

58 sesuai ukuran panjang, lebar, dan tinggi. Alat las yang berfungsi untuk menyambung plat baja menjadi rangka. Gambar 3.17 Pembuatan rangka freezer c. Proses penyambungan kompresor dengan kondensor dengan cara di las, dalam proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai penghubung antara kompresor dengan kondensor.yang akan disambung adalah pipa output kompresor yang 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 berbeda karakteristik material dan agar pipa output kompresor dan pipa saluran masuk kondensor tersambung dengan baik dan tidak bocor. Bahan yang digunakan dalam proses pengelasan menggunakan bahan perak dan kuningan. 41

59 Gambar 3.18 Proses pengelasan kompresor dengan kondensor d. Proses penyambungan dengan las antara kondenser dengan filter, dalam proses ini pipa tembaga diperlukan sebagai penghubung antara pipa output kondensor dengan input filter. Pproses penyambungan menggunakan las yang menggunakan bahan perak dan kuningan sehingga diperlukan borak dalam menghubungkan beda material. Alat bantu yang digunakan adalah tang yang berfungsi untuk menahan pipa tembaga pada saat penyambungan dengan las. 42

60 Gambar 3.19 Proses pengelasan kondensor dengan filter e. Proses penyambungan dengan las antara output filter dengan input pipa kapiler, penyambungan menggunakan las dengan bahan perak dan kuningan. Alat bantu menggunakan tang yang berfungsi untuk penahan pada saat proses pengelasan dilakukan. Gambar 3.20 Proses pengelasan filter dengan pipa kapiler 43

61 f. Proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler output dengan pipa input evaporator, dalam proses penyambungan ini diperlukan alat las dengan bahan perak dan kuningan. Alat bantu menggunakan tang yang berfungsi untuk penahan 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 g. Proses penyambungan dengan las antara evaporator output dengan pipa input kompresor, dalam proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai penghubung. Proses penyambungan komponen tersebut menggunakan alat las dengan bahan kuningan dan perak. 44

62 Gambar 3.22 Proses pengelasan evaporator dengan kompresor h. Proses pengisian metil, dalam proses ini metil mempunyai fungsi untuk membersihkan saluran pipa pipa pada freezer yang sudah jadi dan sebagai proses pengecekan ada atau tidak kebocoron pada freezer. Gamabar 3.23 Proses pengisian metil i. Proses pemvakuman freezer, dalam proses ini diperlukan pompa vakum yang berfungsi untuk proses pemvakuman tersebut. Proses ini bertujuan 45

63 untuk mengeluarkan udara udara yang masih terjebak dalam saluran saluran pipa di freezer agar siklus dalam freezer dapat bekerja dengan maksimal. Gambar 3.24 Proses pemvakuman j. Proses pengisian refrigeran R134a, dalam proses ini diperlukan refrigeran R134a sebagai fluida kerja freezer. Tekanan refrigeran yang akan dimasukan dalam siklus freezer harus sesuai dengan standar kerja freezer agar dapat bekerja dengan maksimal. Gambar 3.25 Proses pengisian refrigeran R134a 46

64 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Mesin yang diteliti Mesin yang diteliti merupakan freezer dengan siklus kompresi uap hasil rangkaian sendiri dengan komponen standar dari freezer yang tersedia di pasaran. Freezer yang dirangkai menggunakan daya kompresor 115 watt dan dengan panjang pipa kapiler 150 cm. Proses pendinginan yang terjadi di dalam freezer ini dilakukan dengan cara kontak langsung dengan benda yang ada di dalam ruangan evaporator. Gambar 4.1 Mesin freezer yang diteliti 47

65 4.2 Skematik Mesin Pendingin Freezer yang Diteliti Gambar 4.2 adalah skematik dari mesin pendingin yang diteliti. Dalam skematik ini ditentukan posisi titik titik yang akan dipasang alat termokopel dari freezer dengan siklus kompresi uap yang sudah di rangkai. Gambar 4.2 Posisi alat ukur suhu pada skematik mesin freezer Keterangan untuk Gambar 4.2 : Titik 1 : posisi termokopel sebelum masuk kompresor Titik 3 : posisi termokopel sebelum masuk filter 48

66 Gambar 4.3 menyajikan skematik dari mesin pendingin yang diteliti. Dalam posisi ini ditentukan posisi titik titik yang dipasang alat ukur tekanan dari freezer dengan siklus kompresi uap yang sudah dirangkai. Gambar 4.3 Posisi alat ukur tekanan pada skematik mesin freezer Keterangan untuk Gambar 4.3 : Titik 1 : posisi alat ukur tekanan sebelum masuk kompresor Titik 2 : posisi alat ukur tekanan setelah keluar kompresor 4.3 Alat Bantu Penelitian Proses penelitian freezer ini membutuhkan alat alat yang digunakan dalam pengujian freezer. Alat alat bantu tersebut adalah 49

67 a. Termokopel dan penampil suhu Termokopel berfungsi sebagai sensor suhu untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Penampil suhu mempunyai fungsi sebagai alat untuk memperlihatkan nilai suhu yang diukur. Gambar 4.4 Termokopel Gambar 4.5 Penampil suhu b. Pengukur tekanan Pengukur tekanan berfungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran. Pengukuran tekanan berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi dan yang berwarna biru untuk mengukur tekanan rendah. Gambar 4.6 Pengukur tekanan 50

68 c. P-h diagram R134a P-h diagram ini berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin pendingin. Dengan p-h diagram, dapat diketahui nilai entalpi disetiap titik yang diteliti (h 1,h 2,h 3 dan h 4 ), suhu evaporator (Te), suhu kondensor (Tc) dan suhu keluar kompresor (T 2 ). Gambar 4.7 menyajikan siklus kompresi uap pada diagram p-h,untuk R134a. Gambar 4.7 Siklus kompresi uap pada P-h diagram untuk R134a. d. Gelas ukur Gelas ukur berfungsi untuk mengetahui volume cairan dalam hal ini adalah volume air. Gambar 4.8 menyajikan gambar gelas ukuran. 51

69 Gambar 4.8 Gelas ukur e. Air Air berfungsi sebagai beban pendingin pada mesin freezer yang diteliti. Gambar 4.9 Air (beban pendingin) 52

70 f. Kabel roll Kabel roll adalah alat yang berfungsi untuk menghubungkan sumber listrik ke sejumlah alat listrik maupun elektronik. Gambar 4.10 Kabel roll 4.4 Beban pendingin Beban pendingin yang digunakan dalam penelitian adalah air. Kondisi suhu awal beban pendinginan dan suhu beban pendingin dari waktu ke waktu diukur dengan menggunakan termokopel. 4.5 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan pada titik yang ditentukan. Untuk mendapatkan data suhu pada 2 titik (T 1 dan T 3 ) dan data tekanan pada 2 titik (P 1 dan P 2 ) pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3 dipergunakan alat ukur termokopel dan alat ukur tekanan. Pengukuran suhu dan pengukuran tekanan 53

71 dilakukan setiap 30 menit sekali. Tabel 4.1 merupakan tabel untuk mencatat hasil pengukuran suhu dan tekanan. Tabel 4.1 Tabel pencatatan hasil pengukuran suhu dan tekanan No Waktu t (menit) T 1 ( 0 C) T 3 ( 0 C) Tekanan rendah P 1 (Bar) Tekanan tinggi P 2 (Bar)

72 4.6 Cara Mengolah Data dan 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 P h diagram dapat diketahui nilai entalpi (h 1, h 2, h 3, h 4 ), suhu evaporator (T e ), suhu kondensor (T c ) dan suhu refrigeran keluar kompresor (T 2 ). b. Nilai entalpi yang sudah didapat kemudian digunakan untuk menghitung besarnya energi persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor, menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran menghitung besarnya energi persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator, nilai COP ideal, nilai COP aktual freezer, dan efisiensi freezer. c. Perhitungan dan pengolahan data dapat menggunakan persamaan persamaan yang ada seperti Persamaan (2.1) untuk menghitung kerja kompresor, Persamaan (2.2) untuk mehitung energi kalor yang dilepas kondensor, Persamaan (2.3) untuk menghitung kalor yang diserap evaporator, Persmaan (2.4) untuk mehitung COP aktual, Persamaan (2.5) untuk menghitung COP ideal dan Persamaan (2.6) untuk menghitung efisiensi freezer. d. Hasil hasil perhitungan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik terhadap waktu. 55

73 e. Hasil hasil penggambaran dalam bentuk grafik tersebut kemudian di bahas. Pembahasan dilakukan dengan mempertimbangkan hasil hasil penelitian sebelumnya atau hasil penelitian orang lain. Juga harus memperhatikan tujuan tujuan penelitian yang sudah ditentukan. 4.7 Cara Mendapatkan Kesimpulan Kesimpulan dapat diperoleh dari pembahasan hasil penelitian yang sudah dilakukan. Kesimpulan adalah intisari dari pembahasan dan kesimpulan harus dapat menjawab tujuan dari penelitian. 56

74 BAB V HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Penelitian Hasil penelitian memberikan nilai suhu refrigeran masuk kompresor dan nilai suhu masuk filter serta tekanan refrigeran masuk kompresor dan tekanan refrigeran keluar kompresor sesuai dengan skematik yang digambarkan (Gambar 4.3). Tabel 5.1 menyajikan nilai rata rata suhu refrigeran masuk kompresor (T 1 ) dan suhu refrigeran sebelum masuk pipa kapiler (T 3 ) dengan beban pendinginan 0,5 liter selama pengambilan data, serta tekanan rata rata menghasilkan tekanan rendah P 1 dan tekanan tinggi P 2. Tabel 5.1 Nilai rata rata suhu masuk kompresor dan sebelum masuk filter dengan nilai rata rata tekanan rendah serta tekanan tinggi. No Waktu t menit T 1 ( 0 C) T 3 ( 0 C) Tekanan rendah P 1 Tekanan tinggi P 2 (Bar) (Bar) ,2 37,02 1,3 10, ,2 38,05 1,4 10, ,8 39,01 1,4 10, ,3 38,44 1,4 10, ,2 38,56 1,4 10, ,8 39,04 1,4 10, ,9 38,65 1,3 10, ,8 38,33 1,4 10, ,0 38,67 1,3 10, ,0 38,88 1,3 10, ,0 39, , ,8 38,54 1,3 10, ,6 38,78 1,3 10, ,1 38,76 1,3 10, ,9 38,66 1,3 10, ,0 38,37 1,3 10,8 57

75 Nilai entalpi pada tiap titik pada siklus kompresi uap disajikan pada Tabel 5.2. Dengan beban pendinginan 0,5 liter air dari waktu 30 menit sampai dengan 480 menit. Tabel 5.2 juga menyajikan suhu evaporator (T e ) dan suhu kondensor (T c ). Tabel 5.2 Nilai entalpi pada titik 1, 2, 3, 4, T e dan T c Nilai entalpi Waktu t (menit) h 1 (kj/kg) h 2 (kj/kg) h 3 (kj/kg) h 4 (kjkg) T e ( 0 C) T c ( 0 C) Perhitungan a. Perhitungan energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ). 58

76 Jumlah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3), Q in = h 1 -h 4, kj/kg. Contoh perhitungan untuk Q in dilakukan pada menit ke 270 dengan beban pendingin sebesar 0,5 liter air. Q in = h 1 -h 4, kj/kg Q in = ( ) kj/kg Q in = 174 kj/kg Hasil perhitungan untuk keseluruhan data disajikan pada Tabel 5.3. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. Tabel 5.3 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ). No Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air h 1 (kj/kg) h 4 (kj/kg) Q in (kj/kg)

77 b. Perhitungan energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ). Jumlah energi kalor yang dilepas kondensor (Q out ) persatuan massa refrigeran dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.2), Q out = h 2 - h 3, kj/kg. Contoh perhitungan untuk Q out dilakukan pada menit ke 270 dengan beban pendingin sebesar 0,5 liter air. Q out = h 2 - h 3, kj/kg Q out = , kj/kg Q out = 227, kj/kg Hasil perhitungan untuk keseluruhan data disajikan pada Tabel 5.4. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. Tabel 5.4 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) No Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air h 2 h 3 (kj/kg) (kj/kg) Q out (kj/kg)

78 c. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) dapat dihitung menggunakan Persamaan (2.1), W in = h 2 - h 1, kj/kg. Contoh perhitungan untuk W in dilakukan pada menit ke 270 dengan beban pendinginan sebesar 0,5 liter air. W in = h 2 - h 1, kj/kg W in = , kj/kg W in = 53, kj/kg Hasil perhitungan untuk keseluruhan data disajikan pada Tabel 5.5. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. Tabel 5.5 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) No Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air h 2 (kj/kg) h 1 (kj/kg) W in (kj/kg)

79 Tabel 5.5 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) No Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air h 2 (kj/kg) h 1 (kj/kg) W in (kj/kg) d. Koefisien prestasi aktual (COP aktual ) Koefisien prestasi aktual (COP aktua l) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4) COP aktual = (Q in ) / (W in ). Contoh perhitungan COP aktual dilakukan pada menit ke 270 dengan beban pendingin sebesar 0,5 liter air. COP aktual = (Q in ) / (W in ) COP aktual = (174) / (53) COP aktual = 3,28 Hasil perhitungan untuk keseluruhan data disajikan pada Tabel 5.6. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. 62

80 No Tabel 5.6 Hasil perhitungan koefisien prestasi aktual freezer (COP aktual ) Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air Q in (kj/kg) W in (kj/kg) COP aktual , , , , , , , , , , , , , , , ,26 e. Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5) COP ideal = ( 273,15 + Te ) / T c - T e ) Contoh perhitungan untuk COP ideal dilakukan pada menit ke 270 dengan beban pendinginan sebesar 0,5 liter air. COP ideal = ( 273,15 + Te ) / T c - T e ) COP ideal = ( 273,15 + (-21) ) / (44 -( -21)) COP ideal = 3,88 63

81 Hasil perhitungan untuk keseluruhan data disajikan pada Tabel 5.7. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. No Tabel 5.7 Hasil perhitungan koefisien prestasi ideal freezer (COP ideal ) Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air T kondensor ( 0 C) T evaporator ( 0 C) COP ideal , , , , , , , , , , , , , , , ,88 f. Efisiensi freezer (%) Efisiensi freezer dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6), yaitu : ƞ = (COP aktual / COP ideal ) x 100% Contoh perhitungan untuk efisiensi freezer dilakukan pada menit 270 dengan beban pendingin sebesar 0,5 liter air. 64

82 Ƞ = (COP aktual / COP ideal ) x 100% Ƞ = (3,28 / 3,88) x 100% Ƞ = 84,63 % Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.8. Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama. Tabel 5.8 Hasil perhitungan efisiensi freezer No Waktu t (menit) Beban pendingin 0,5 liter air COP aktual COP ideal Efisiensi, ƞ (%) ,98 3,94 75, ,05 3,96 77, ,17 4,02 78, ,07 3,96 77, ,15 4,02 78, ,21 4,02 79, ,26 3,82 85, ,04 3,96 76, ,28 3,88 84, ,15 3,88 81, ,33 3,94 84, ,15 3,94 79, ,94 78, ,21 3,94 81, ,17 3,94 80, ,26 3,88 84,14 65

83 5.3 Pembahasan Mesin freezer dapat berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. Nilai rata rata suhu kerja evaporator (T e ) sebesar -20 o C, serta nilai rata rata suhu kerja kondensor (T c ) sebesar 43 o C. Proses yang terjadi pada mesin freezer dapat digambarkan pada diagram p-h dengan siklus kompresi uap yang disertai dengan pendinginan lanjut dan pemanasan lanjut. Gambar 5.1 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator Hasil perhitungan untuk energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) pada waktu t = 30 sampai t = 480 menit disajikan pada Gambar 5.1. Dari menit ke 30 sampai dengan menit 480. Nilai (Q in ) dapat 66

84 dianggap tidak mengalami perubahan (perubahan yang terjadi kecil dan dapat diabaikan). Pada menit ke 30 mesin dianggap sudah berada dalam keadaan yang stabil. Nilai energi kalor yang diserap evaporator paling kecil sebesar 168 kj/kg dan paling besar 174 kj/kg. Nilai rata rata yaitu: 170,56 kj/kg. Gambar 5.2 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran. Hasil perhitungan untuk energi kalor persatuan masa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) pada waktu t = 30 menit sampai t = 480 menit disajikan pada Gambar 5.2. Dari menit ke 30 sampai dengan menit ke 480, perubahan nilai Q out yang terjadi relative kecil, sehingga perubahan yang terjadi dapat diabaikan. Dengan demikian pada menit ke 30, mesin sudah dapat dianggap berjalan dalam keadaan yang stabil. Nilai energi kalor (Q out ) paling kecil sebesar 221 kj/kg dan nilai paling besar sebesar 227 kj/kg. Nilai rata rata sebesar 224,56 kj/kg. 67

85 Gambar 5.3 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran. Hasil perhitungan untuk kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) pada waktu t = 30 menit sampai t= 480 menit disajikan pada Gambar 5.3. Nilai kerja kompresor paling kecil sebesar 52 kj/kg dan yang paling besar sebesar 57 kj/kg. Nilai rata rata sebesar 54 kj/kg. Nilai rata rata ini dapat dianggap sebagai nilai pada saat stabil. Gambar 5.4 Coefficien of Performance aktual (COP aktual ) 68

86 Hasil perhitungan untuk koefisiensi prestasi aktual ((COP aktual ) pada waktu t = 30 menit sampai t = 480 menit disajikan pada Gambar 5.4. Nilai koefisiensi prestasi aktual paling kecil sebesar 2,98. Nilai terbesar sebesar 3,33. Nilai rata rata sebesar 3,16, nilai rata rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil. Gambar 5.5 Coefficien of Performance (COP ideal ) Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi ideal (COP ideal ) pada waktu t = 30 menit sampai t = 480 menit disajikan pada Gambar 5.5. Nilai koefisiensi prestasi ideal terkecil sebesar 3,88 dan nilai terbesar sebesar 4,02. Nilai rata rata sebesar 3,94, nilai ini dapat dianggap nilai pada saat stabil. 69

87 Gambar 5.6 Efisiensi mesin freezer (ƞ) Hasil perhitungan untuk efisiensi freezer pada waktu t = 30 menit sampai t = 480 menit disajikan pada Gambar 5.6. Nilai terkecil efisiensi freezer sebesar 75% dan nilai terbesar sebesar 85 %. Nilai rata ratanya sebesar. 80,27 %. Nilai efisieansi freezer bisa dilihat di Tabel 5.8. Efisiensi freezer tidak dapat mencapai 100 %, kemungkinan dikarenakan (1) Adanya kalor yang keluar dari kompresor ketika mesin bekerja. Pada saat mesin bekerja suhu casing kompresor cukup tinggi, sehingga terjadi proses perpindahan kalor dari dalam kompresor ke lingkungan sekitar. (2) Isolator yang tidak sempurna pada pipa pipa penghubung antara komponen komponen mesin freezer, untuk saluran pipa penghubung dari pipa kapiler ke evaporator, pada permukaan pipa luar terjadi pembentukan es. (3) Adanya pembekuan es di evaporator yang tidak dapat dihindarkan sehingga proses perpindahan kalor tidak maksimal. 70

88 Nilai nilai Q in, Q out, W in, COP aktual, COP ideal dan efisiensi ada sedikit perubahan. Hal ini dapat terjadi kemungkinan dikarenakan kondisi udara di sekitar kondensor tidak stabil, apa lagi pada penelitian ini dilakukan di luar ruangan sehingga kecepatan angin, suhu udara dapat berubah ubah. Proses pemanasan lanjut yang terjadi pada siklus kompresi uap disebabkan karena adanya proses perpindahan kalor yang terjadi pada saat saluran penghubung antara evaporator dan kompresor. Udara luar yang lebih tinggi menyebabkan kalor berpindah dari udara luar ke refrigeran di dalam pipa. Kalor yang diterima refrigeran menyebabkan suhu refrigeran berada pada kondisi uap panas lanjut. Proses pendingin lanjut yang terjadi pada siklus kompresi uap disebabkan karena adanya perpindahan kalor yang terjadi pada saluran penghubung antara kondensor dan pipa kapiler. Kalor berpindah dari refrigeran ke udara lingkungan, yang mengakibatkan kondisi refrigeran sebelum masuk pipa kapiler menjadi dalam keadaan cair. 71

89 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Hasil penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui karakteristik freezer dengan daya kompresor 115 watt, panjang pipa kapiler 150 cm memberikan beberapa kesimpulan : a. Mesin freezer berhasil dirangkai dan dapat bekerja dengan baik, dengan suhu kerja evaporator (T e ) rata rata sebesar -20 o C dan suhu kerja kondensor (T c ) rata rata sebesar 43 o C. b. Nilai rata rata energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) pada saat stabil sebesar 170,56 kj/kg. c. Nilai rata rata energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) pada saat stabil sebesar 224,56 kj/kg. d. Nilai rata rata kerja yang dilakukan kompresor (W in ) pada saat stabil sebesar 54 kj/kg. e. Nilai rata rata koefisiensi prestasi aktual freezer (COP aktual ) pada saat stabil sebesar 3,16. f. Nilai rata rata koefisiensi prestasi ideal freezer (COP ideal ) pada saat stabil sebesar 3,94. g. Nilai rata rata efisiensi freezer (ƞ) pada saat stabil sebesar 80,27%. 72

90 6.2 Saran Dari proses penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui karakteristik freezer dengan daya kompresor 115 watt, panjang pipa kapiler 150 cm, ada beberapa saran yang dapat dikemukakan : a. Sebaiknya dipergunakan kompresor yang tidak memberikan efek panas pada casing ketika bekerja, supaya tidak terjadi proses perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. b. Dalam pembuatan mesin freezer dapat dikembangkan kapasitasnya untuk kapasitas beban pendingin yang lebih besar. c. Dalam perhitungan untuk mencari besar Q in, Q out, W in COP, dan efisiensi tidak perlu sampai menit ke 480, sampai menit ke 90 saja sudah cukup. Karena pada menit ke 90 sudah bisa mewakili untuk menghitung Q in, Q out, W in COP, dan efisiensi. 73

91 DAFTAR PUSTAKA Anwar, K., 2010, Efek Beban Pendinginnan Terhadap Performa Sistem Mesin Pendingin, Jurnal Teknik Mesin, 8.hal Handoyo, EA., dan Lukito, A., 2002, Analisa Pengaruh Pipa Kapiler yang dililitkan pada Line Suction Terhadap Performa mesin pendingin, Jurnal Teknik Mesin, 8.hal Helmi, R., 2008, melakukan penelitian terhadap perbandingan COP pada refrigerator dengan refrigeran R12 dan R134a variasi panjang pipa kapiler, Jurnal Teknik Mesin, 8.hal Wilis, GR., 2013, : Melakukan penelitian terhadap penggunaan refrigeran R22 dan R134a Pada Mesin Pendingin, Jurnal Teknik Mesin, 8.hal

92 LAMPIRAN 75

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108