PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transkripsi

1 PERBANDINGAN KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN REFRIGERAN R134a DAN R502 SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar sarjana teknik program studi Teknik Mesin Diajukan Oleh: FETERNUS ANDI PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

2 COMPARISON OF SHOWCASE CHARACTERISTICS OF R134a REFRIGERANT AND R502 REFRIGERANT FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering By FETERNUS ANDI MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii

3

4

5 PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan unfuk memperoleh gelar kesarjaninn 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,24 Jrru2015 Feternus Andi

6

7 ABSTRAK Dijaman modern seperti sekarang ini kebutuhan akan penggunaan mesin pendingin meningkat dan meluas. Mesin pendingin dapat ditemui di mana saja terutama di dalam mall, di supermarket, pada alat transportasi, di dalam warung, di hotel, di rumah sakit, dll. Showcase adalah mesin pendingin yang bisa mendinginkan minuman dengan suhu kerja antara 2 C - 10 C artinya minuman tidak sampai beku hingga kita dapat langsung meminumnya.tujuan dari penelitian tentang showcase ini adalah: (a) Membuat mesin pendingin showcase dengan mempergunakan refrigeran R-134a dan refrigeran R502. (b) Mengetahui dan membandingkan karakteristik showcase dengan refrigeran R134a dan refrigeran R502 yang telah dibuat (1) Menghitung energi yang diberikan kompresor persatuan refrigeran. (2) Menghitung energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran. (3) Menghitung energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor. (4) Menghitung COP ideal dan COP aktual dari mesin pendingin showcase. (5) Menghitung efisiensi mesin pendingin showcase. Mesin yang diteliti merupakan mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap. Variasi yang digunakan adalah jenis refrigeran, yaitu R134a dan R502. Penelitian pertama showcase dialiri refrigeran R134a dan diuji sebanyak 5 kali dalam 5 hari. Penelitian kedua menggunakan refrigeran R502 dan diuji sebanyak 5 kali salama 5 hari. Dengan daya kompresor sebesar 1/10 Hp, kondenor yang digunakan 6U, pipa kapiler dengan panjang 1 m diameter 0,026 inci, evaporator jenis plat. Hasil penelitian memberikan kesimpulan. (b) Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) R134a lebih unggul dibandingkan R502. Efisiensi showcase untuk R134a lebih unggul dibandingkan dengan R502. vii

8 ABSTRACT Today s moderen age the need for the use of machines increased and widespread cooling. Engine coolant can be found anywhere, especially in malls, at the supermarket, the transportation tool, in cafes, in hotels, in hospitals, etc. Showcase is a cooling machine that could cool drink with a working temperature of between 2 o C-10 o C means no frozen drinks so that we can directly drik. The aim of the research about this showcase is: (a) make showcase cooling machine by using R134a refrigerant and refrigerant R502. (b) knowing and comparing the characteristics showcase with refrigerant R134a and R502 have been made (1) calculate the energy supplied refrigerant compressor unity. (2) calculate the heat energy absorbed by the evaporator refrigerant mass unity (3) calculate the heat energy released refrigerant mass unity condensor. (4) COP calculate ideal and COP actual from the engine cooling showcase. (5) calculate the efficiency of refrigerantion showcase. Machine stuied an engine cooling showcase with vapor compression cycle. Variation used is the type of refrigerant, R134a and R502. The frist study R134a refrigerant folowing showcase and tested as much as 5 time in 5 days. A second study using the refrigerant R502 and tested 5 time for 5 days. Water the power of 1/10 Hp compresor, condensor used 6U, capillary tube with a length of 1 m diameter of 0,026 inches, plate type evaporators. Results of the study provide conclusions. (b) Ideal achievement coefficient (COP ideal ) R134a higher than R502. Efficient showcase for R134a is superior compared to R502 viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat serta limpahan rahmat-nya, sehingga penyusunan Skripsi yang berjudul Perbandingan Karakteristik Showcase dengan refrigean R134a dan R502 dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan Skripsi ini banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Tuhan Yang Maha Esa, kendala-kendala yang dihadapi tersebut dapat diatasi. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si.,M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. PK. Purwadi, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan selaku Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan penulisan Skripsi ini. 4. Teman-teman sekelompok Program Studi Teknik Mesin yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis baik selama dalam mengikuti perkuliahan maupun dalam penulisan Skripsi ini. 5. Fransiskus Muis dan Maria Baq Bong selaku orang tua, yang sangat banyak memberikan bantuan moril, material, arahan, dan selalu mendoakan keberhasilan dan keselamatan selama menempuh pendidikan. ix

10 6. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan Skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih. Yogyakarta, 24 Juni 2015 Penulis x

11 DAFTAR ISI Hal HALAMAN JUDUL... i TITLE PAGE... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... vi KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ABSTRAK ABSTRACT vii viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Mesin Pendingin Showcase... 4 xi

12 2.2 Showcase Bagian Utama Showcase Sistem Kompresi Uap Pada Mesin Pendinginn Siklus Kompresi Uap Perhitungan Karakteristik Showcase Tinjauan Pustaka BAB III PEMBUATAN ALAT Persiapan Pembuatan Showcase Komponen Utama Pembuatan Showcase Peralatan Pendukung Pembuatan Showcase 3.2 Pembuatan Showcase Proses Pembuatan Showcase BAB IV METODE PENELITIAN Mesin yang diteliti Alur Penelitian pada mesin pendingin Showcase 4.3 Skematik alat penelitian Alat Batu Penelitian 4.5 Variasi peenelitian Cara Mendapatkan Data xii

13 4.7 Cara mengolah data dan melakukan Pembahasan 4.8 Cara mendapatkan kesimpulan BAB V HASIL PENELIIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Perhitungan Pembahasan BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR TABEL Hal Tabel 5.1.a Tabel 5.1.b Nilai tekanan masuk dan keluar kompresor R134a Dan R502 Nilai tekanan masuk dan keluar kompresor R134a Dan R502 Tabel 5.2.a Tabel 5.2.b Nilai Suhu kerja masuk kompresor dan keluar kondensor R134a dan R502 dalam satuan o C Nilai Suhu kerja masuk kompresor dan keluar kondensor R134a dan R502 dalam satuan o F Tabel 5.3.a Tabel 5.3.b Nilai suhu kerja Evaporator dan kondensor R134a dan R502 satuan o F Nilai suhu kerja Evaporator dan kondensor R134a dan R502 satuan o C Tabel 5.4 Nilai entalpi pada siklus kompresi uap Tabel 5.5 Nilai kerja kompresor (W in ) Tabel 5.6 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) Tabel 5.7 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang di lepas kondensor (Q out ) Tabel 5.8 Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) Tabel 5.9 Koefisien prestasi ideal (COP aktual ) Tabel 5.10 Efisiensi Showcase η xiv

15 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Showcase... 6 Gambar 2.2 Refrigeran jenis R134a dan R Gambar 2.3 Kompresor Hermatik... 9 Gambar 2.4 Evaporator... 9 Gambar 2.5 Kondensor U, dengan 6U Gambar 2.6 Filter Gambar 2.7 Pipa Kapiler Gambar 2.8 Skematik mesin pendingin Gambar 2.9 siklus kompresi uap pada diagram P-h Gambar 2.10 siklus kompresi uap pada diagram T-s Gambar 3.1 Kompresor Hermatik Gambar 3.2 Kondensor 6U Gambar 3.3 Pipa kapiler Gambar 3.4 Evaporator Gambar 3.5 Filter Gambar 3.6 Refrigeran Gambar 3.7 Aluminium hollow segi empat Gambar 3.8 Akrilik Gambar 3.9 Stereopom Gambar 3.10 Tube Cutter xv

16 Gambar 3.11 Pelebar pipa Gambar 3.12 Manipold gaug Gambar 3.13 Alat las tembaga Gambar 3.14 Bahan las dan borak Gambar 3.15 Pentil Gambar 3.16 Metil Gambar 3.17 Thermostat Gambar 3.18 Alat ukur termo kopel dan APPA Gambar 3.19 Pumpa vakum Gambar 3.20 Kerangka showcase Gambar 3.21 Proses pengelasan kompresor dengan kondensor Gambar 3.22 Proses pengelasan kondensor dengan filter Gambar 3.23 Proses pengelasan filter dengan pipa kapiler Gambar 3.24 Gambar 3.25 Proses pengelasan pipa kapiler dengan evaporator Proses pengelasan evaporator dengan kompresor Gambar 3.26 Pengisian metil Gambar 3.27 Proses pempakuman Gambar 3.28 Proses pengisian refrigeran R134a dan R Gambar 3.29 Proses uji coba showcase Gambar 4.1 Mesin showcase dan skematik mesin showcase xvi

17 Gambar 4.2 Alur penelitian Gambar 4.3 Skematik mesin pendingin showcase Gambar 4.4 Stopwatch Gambar 4.5 Termokopel dan APPA Gambar 4.6 Pressuree gauge Gambar 4.7 Kabel rol Gambar 4.8 Botol minuman Gambar 4.9 Diagram p-h Gambar 4.10 Cara mendapatkan h 1, h 2, h 3, h 4 suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor pada Diagram P-h Gambar 5.1 Kerja yang dilakukan kompresor dengan R134a Gambar 5.2 Kerja yang dilakukan kompresor dengan R Gambar 5.3 Energi yang diserap evaporator dengan R134a Gambar 5.4 Energi yang diserap evaporator dengan R Gambar 5.5 Energi kalor yang dilepas kondensor dengan R134a Gambar 5.6 Energi kalor yang dilepas kondensor dengan R502 Gambar 5.7 Koepisien prestasi ideal showcase dengan R134a Gambar 5.8 Koepisien prestasi ideal showcase dengan R xvii

18 Gambar 5.9 Koepisien prestasi aktual showcase dengan R134a Gambar 5.10 Koepisien prestasi aktual showcase dengan R502 Gambar 5.11 Efisiensi showcase dengan R134a Gambar 5.12 Efisiensi showcase dengan R Gambar 5.13 Kerja kompresor R134a dan R Gambar 5.14 Energi kalor yang diserap evaporator R134a dan R502 Gambar 5.15 Energi kalor yang dilepas kondensor R134 dan R502 Gambar 5.16 COP ideal R134a Dan R Gambar 5.17 COP aktual R134a dan R Gambar 5.18 Efisiensi showcase R134a dan R xviii

19 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dijaman modern seperti sekarang ini kebutuhan akan penggunaan mesin pendingin meningkat dan meluas. Mesin pendingin dapat ditemui di mana saja terutama di dalam mall, di supermarket, pada alat transportasi, di dalam warung, di hotel, di rumah sakit, dll. Mesin pendingin terbagi atas berbagai macam jenis dilihat dari kegunaannya. Ada yang digunakan untuk membekukan, mendinginkan dan ada yang digunakan untuk pengondisian udara. Contoh mesin pendingin yang digunakan untuk membekukan adalah freezer dan ice maker. Digunakan untuk mendinginkan dan membekukan : kulkas 1 pintu, 2 pintu, digunakan untuk mendinginkan : showcase dan chiller, digunakan untuk pengkondisian. AC split, AC window. Showcase di pergunakan untuk mendinginkan minuman dan makanan seperti minuman kaleng, minuman berenergi dan soft drink dan minuman kemasan yang lain, sedangkan makanan yang didinginkan seperti roti atau kue. Showcase sering dijumpai di warung, kantin sekolah, mall, supermarket, alat trasportasi, hotel dll. Dengan latar belakang tersebut, penulis berkeinginan untuk mempelajari, memahami, serta mengenal unjuk kerja dari showcase. Cara yang dilakukan adalah membuat serta meneliti mesin pendingin showcase yang dibuat, dan melakukan penelitian karakteristik mesin showcasenya dengan melakukan juga variasi terhadap refrigerannya yaitu dengan refrigeran R134a dan R502. Dimana kita ketahui mesin pendingin showcase bekerja pada suhu 2 C 10 C. 1

20 Perumusan Masalah Showcase yang dijual di pasaran tidak terdapat informasi mengenai COP dan efisiensi mesin padahal informasi tersebut sarat penting bagi konsumen untuk memilih showcase mana yang sesuai dengan keinginannya. Berapakah nilai COP dan efisiensi showcase dengan mempergunakan refrigeran R134a dan R502. Oleh karna itu perlu dilakukan penelitian tentang showcase dan karakteristik showcase Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : a. Membuat showcase dengan mempergunakan siklus kompresi uap yang dipergunakan untuk mendinginkan minuman dengan mempergunakan refrigeran R134a dan R502. b. Mengetahui karakteristik showcase yang dibuat : - Menghitung kerja kompresor (W in ) persatuan massa refrigeran - Menghitung kalor yang dilepaskan kondensor (Q out ) persatuan massa refrigeran - Menghitung kalor yang diserap evaporator (Q in ) persatuan massa refrigeran - Menghitung COP aktual dan COP ideal showcase - Menghitung efisiensi showcase 1.4. Batasan Masalah Batasan-batasan dalam pembuatan mesin pendingin showcase ini adalah :

21 3 a. Komponent showcase terdiri dari kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler dan filter. b. Daya kompresor yang dipergunakan sebesar 1/10 PK. c. Refrigeran yang digunakan pada showcase adalah R134a dan R502. d. Panjang pipa kapiler yang digunakan 1 m, diameter 0,026 inchi, dan terbuat dari tembaga. e. Kondensor yang digunakan 6U f. Evaporator yang digunakan adalah evaporator plat dengan ukuran panjang 42 cm dan lebar 30 cm g. Ukuran ruang pendingin : 20 cm x 33 cm x 45 cm 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan pada mesin pendingin showcase ini adalah : a. Hasil penelitian dapat menjadi bahan referensi bagi peneliti lain yang akan melakukan penelitian tentang showcase. b. Dapat memberikan gagasan bagi pengembangan ilmu pengetahuan tentang penukar kalor khususnya tentang showcase.

22 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Mesin Pendingin Showcase Showcase adalah alat yang digunakan untuk mendinginkan minuman dan makanan. Dalam bekerjanya showcase umumnya menggunakan siklus kompresi uap. Siklus kompresi uap terdiri dari beberapa proses, yaitu proses kompresi, proses kondensasi, proses penurunan tekanan (proses isentalpi), dan proses penguapan. Mesin pendingin terdiri dari beberapa jenis seperti : Showcase, chiller, AC, Kulkas 1 pintu, Kulkas 2 pintu dan Ice maker. Mesin pendingin tersusun atas beberapa komponen utama. Komponen utama showcase meliputi kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Sedangkan komponen tambahan meliputi filter dan termostat. Fluida kerja yang di pergunakan dalam siklus kompresi uap di namakan daya refrigeran. Bila aliran listrik diberikan pada kompresor maka kompresor akan dapat bekerja. Kompresor akan menghisap refrigeran yang bersuhu dan bertekanan rendah melalui saluran hisap. Kompresor akan memampatkan gas refrigeran sehingga menjadi uap/gas superheated bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Gas kemudian mengalir memasuki kondensor. Gas superheated bertekanan tinggi tersebut di dalam kondensor akan didinginkan oleh udara di luar mesin pendingin. Kalor berpindah dari kondensor ke udara sekelilingnya sehingga suhunya turun mencapai suhu kondensasi (pengembunan) dan wujudnya berubah menjadi cair. Refrigeran yang bertekanan tinggi tersebut selanjutnya akan mengalami proses pendinginan lanjut dan mengalir ke dalam filter (strainer). Refrigeran kemudian memasuki pipa 4

23 5 kapiler yang berdiameter kecil dan panjang sehingga tekanan refrigeran akan turun akibat tekanan turun, suhu refrigeran juga mengalami penurunan. Dari pipa kapiler, refrigeran yang sudah bertekanan rendah ini kemudian memasuki ruang evaporator. Di dalam evaporator, refrigeran berubah wujud dari cair menjadi gas (mendidih). Proses pendidihan dapat berlangsung karena evaporator mengambil kalor dari lingkungan di sekeliling evaporator, sehingga ruangan di sekitar evaporator menjadi dingin. Setelah mendidih dan berubah menjadi gas, refrigeran kembali dihisap oleh kompresor dan siklus berulang kembali dari awal. 2.2 Showcase Bagian Utama Showcase Showcase merupakan mesin pendingin yang dipergunakan untuk mendinginkan minuman kemasan seperti : soft drink, minuman kaleng, minuman botol, yang dapat dijumpai di tempat-tempat perbelanjaan, stasiun, kantin sekolah, serta di tempat yang ramai dikunjungi orang. Gambar 2.1 memperlihatkan contoh dari showcase yang dipergunakan untuk mendinginkan minuman kemasan botol dan kaleng (Gambar 2.1 a dan c) showcase yang dipergunakan untuk mendinginkan minuman botol, kaleng, buah-buahan, (Gambar 2.1 b)

24 6 a. b. c. Gambar 2.1 Showcase Showcase tersusun atas beberapa komponen utama : refrigeran, kompresor, evaporator, kondensor dan pipa kapiler. Komponen tambahan terdiri dari filter dan termostat.

25 7 a. Bahan Mesin Pendingin (Refrigeran) Fluida kerja yang dipergunakan dalam mesin pendingin disebut refrigeran. Refrigeran berfungsi untuk mengambil panas dari ruang pendingin melalui evaporator dan membuangnya dalam kondensor. Pada saat dipergunakan, refrigeran akan berubah ubah fase, dari fase gas ke fase cair atau sebaliknya. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang dapat digunakan dalam sistem kompresi uap. Suhu kerja evaporator dan kondensor menentukan dalam pemilihan refrigeran. Pada penelitian ini refrigeran yang digunakan adalah jenis R134a dan R502. Beberapa syarat refrigeran yang aman untuk digunakan pada mesin pendingin untuk keperluan proses pendinginan yaitu : Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan. Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh. Ramah lingkungan dan tidak merusak lapisan ozon Tidak memberikan efek pemanasan global. Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, minyak pelumas dan sebagainya. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada system pendingin. Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah. Umur hidup di udara pendek Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat alat yang sederhana maupun dengan alat detektor kobocoran.

26 8 Gambar 2.2 Refrigeran jenis R134a dan R502 b. Kompresor Kompresor berfungsi untuk mensirkulasikan bahan pendingin refrigeran keseluruh bagian mesin pendingin dengan cara menaikan tekanan refrigeran. Akibat kenaikan tekanan, suhu refrigeran juga ikut naik. Kompresor yang sering digunakan pada mesin pendingin adalah jenis kompresor Hermetik (Hermetic Compressor). Kompresor ini digerakan langsung oleh motor listrik dengan komponen mekanik yang berada dalam satu wadah tertutup. Posisi porosnya bisa vertikal maupun horizontal. Ada beberapa keuntungan dan kerugian, dalam mempergunakan kompresor hermetik : Keuntungannya adalah : Bentuknya kecil dan harganya murah. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran refrigeran. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga suaranya lebih tenang dan getarannya kecil. Kerugiannya adalah :

27 9 Bagian yang rusak di dalam rumah kompresor tidak dapat diperbaiki sebelum rumah kompresor dipotong Minyak pelumas yang berada di dalam kompresor hermetik susah diperiksa. Gambar 2.3 Kompresor Hermetik c. Evaporator Evaporator merupakan salah satu komponen utama dari mesin pendinginan, yang di dalamnya mengalir refrigeran yang berfungsi untuk menyerap panas dari produk yang didinginkan. Kalor yang dihisap evaporator dipergunakan untuk merubah fase refrigeran dari cair menjadi gas. Produk yang didinginkan meliputi bahan makanan/minuman yang diletakan di ruang pendingin. Evaporator jenis plate sering dipakai untuk proses pendinginan makanan ataupun minuman. Bahan pipa evaporator yang terbaik adalah logam, karena logam berfungsi sebagai konduktor. Pada umumnya terbuat dari bahan tembaga atau alumunium. Tembaga dan kuningan dapat digunakan untuk semua refrigeran. Gambar 2.4 Evaporator jenis plat

28 10 d. Kondensor Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk menurunkan suhu dari gas panas lanjut ke gas jenuh, merubah fase refrigeran dari fase gas jenuh menjadi cair jenuh dan menurunkan suhu dari cair jenuh ke cair lanjut. Pada saat terjadinya penurunan suhu dan perubahan fase, panas dikeluarkan kondensor ke udara melalui rusuk-rusuk kondensor. Sebagai akibat dari kehilangan panas, kondisi refrigeran berubah dari gas panas lanjut ke gas jenuh kemudian berubah fase menjadi cair dan terakhir mengalami penurunan suhu menjadi cair lanjut. Pada saat perubahan dari gas panas lanjut ke gas jenuh, suhu refrigeran mengalami penurunan dan pada saat perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh, suhu refrigeran tetap. Proses perubahan kondisi yang berlangsung di kondensor berjalan pada tekanan yang tetap. Kondensor yang umum digunakan pada mesin pendingin kapasitas kecil, adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, dengan bentuk lintasan U. Gambar 2.5 Kondensor 6U

29 11 e. Filter Filter (saringan) berfungsi untuk menyaring kotoran yang terbawa aliran refrigeran selama bersirkulasi. Filter dipasang pada posisi sebelum pipa kapiler, diharapkan kotoran tidak masuk ke dalam pipa kapiler. Dengan kondisi yang bersih, kemungkinan pipa kapiler tersumbat menjadi kecil. Sehingga kotoran tidak masuk ke dalam kompresor dan pipa kapiler. Bentuk filter berupa tabung kecil dengan diameter antara mm, sedangkan panjangnya sekitar 8-15 mm, di dalam tabung tersebut terdapat penyaring atau filter. Gambar 2.6. Filter f. Pipa Kapiler Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan. Pipa kapiler merupakan pipa dengan ukuran diameter kecil, 0,026 inci. Dengan diameter kecil, hambatan yang terjadi saat refrigeran mengalir di daqlam pipa akan menjadi sangat besar yang menyebabkan tekanan refrigeran turun. Akibat tekanan turun,suhu refrigeran juga akan turun dan dapat mencapai suhu kerja evaporator. Beberapa keuntungan menggunakan pipa kapiler adalah harganya yang murah dan mudah dicari.

30 12 Gambar 2.7 Pipa Kapiler Sistem Kompresi Uap Pada Mesin Pendingin Sistem refrigerasi uap atau kompresi uap merupakan jenis siklus dari mesin pendingin yang sering digunakan saat ini. Mesin ini terdiri dari empat komponen utama yaitu kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, dan komponen tambahan berupa filter. Dalam siklus ini uap refrigeran bertekanan rendah akan ditekan oleh kompresor menjadi bertekanan tinggi, dan kemudian uap refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan tinggi dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran bertekanan tinggi tersebut diturunkan melalui pipa kapiler agar menjadi campuran cairan dan gas refrigeran bertekanan rendah. Refrigeran tersebut kemudian menguap kembali di dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah. Gas keluar dari kompresor akan di kompresi ulang oleh kompresor dan siklus kembali lagi dari awal Siklus Kompresi Uap Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap tersaji pada Gambar 2.8. Siklus kompresi uap pada diagram P-h tersaji pada Gambar 2.9, dan pada diagram T-s tersaji pada Gambar 2.10.

31 13 Gambar 2.8 Skematik Showcase Gambar 2.9 Siklus kompresi uap pada diagram P-h

32 14 Gambar 2.10 Siklus kompresi uap pada diagram T-s Proses kompresi uap pada diagram P-h dan T-s meliputi proses : kompresi, penurunan suhu, pengembunan pendinginan lanjut, proses penurunan tekanan, proses penguapan dan pemanasan lanjut. Proses (1-2) adalah proses kompresi yang berlangsung pada entropi yang tetap (atau berlangsung pada proses isentropis atau pada nilai s konstan). Kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor adalah gas panas lanjut bertekanan rendah, setelah dikompresi refrigeran menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. Proses (2-2a) merupakan penurunan suhu dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh. Proses ini berlangsung di awal kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi yang keluar dari kompresor kemudian membuang panas sehingga refrigeran berubah fase dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh. Pada proses (2a-3a) merupakan proses pembuangan kalor ke lingkungan di sekitar kondensor yang berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap

33 15 (isotermis dan isobar). Di kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan udara, kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang ada di sekitar kondensor sehingga refrigeran mengembun dari gas jenuh atau berubah fase menjadi cair jenuh. Pada proses (3a-3) merupakan proses pendinginan lanjut. Terjadi pelepasan kalor sehingga suhu refrigeran cair yang keluar dari kondensor bersuhu lebih rendah dari suhu pengembunan dan berada pada keadaan cair lanjut. Proses pendinginan lanjut di tujukan agar refrigeran sebelum masuk pipa kapiler, keadaanya benar benar sudah cair. Proses (3-4) merupakan proses penurunan tekanan berlangsung pada entalpi yang tetap. Kondisi refrigeran berubah bentuk dari fase cair lanjut menjadi fase campuran antara cair dan gas. Akibat penurunan tekanan, suhu refrigeran juga mengalami penurunan, sampai mencapai suhu kerja evaperator. Proses (4-1a) merupakan proses penguapan. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari cair menjadi gas. Kalor yang dipergunakan untuk merubah fase diambil dari lingkungan sekitar evaporator. Proses berjalan pada tekanan yang tetap dan suhu yang sama. Suhu evaporator lebih rendah dari suhu lingkungan di sekitar evaporator. Proses (1a-1) merupakan proses pemanasan lanjut. Pada proses ini temperatur refrigeran mengalami kenaikan (superheated). Walaupun temperatur uap refrigeran naik, tetapi tekanan refrigeran tidak berubah. Sebenarnya ada perubahan sedikit, namun perubahan ini diabaikan pada sistem refrigerasi.

34 16 Tujuan proses pemanas lanjut di maksudkan agar ketika masuk kompresor kondisi refrigeran benar benar dalam keadaan gas Perhitungan Karakteristik Showcase Dengan melihat siklus kompresi uap pada diagram P-h yang tersaji pada Gambar 2.9, maka dapat dihitung besarnya : (a) kerja kompresor per satuan massa (b) kalor yang dilepas kondensor per satuan massa (c) kalor yang diserap evaporator per satuan massa (d) COP mesin showcase, dan (e) efisiensi mesin showcase. a. Kerja kompresor persatuan massa ( Win ). Kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang diperlukan agar mesin showcase dapat bekerja dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) : W in = h 2 -h 1 (2.1) pada Persamaan (2.1) : W in : kerja yang dilakukan kompresor, (Btu/lb) h 2 : enthalpi refrigeran keluar dari kompresor, (Btu/lb) h 1 : enthalpi refrigeran masuk ke kompresor, (Btu/lb) b. Kalor yang dilepas oleh kondensor persatuan massa ( Qout ). Besar kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.2): Q out = h 2 -h 3 (2.2) pada Persamaan (2.2) : Q out h 2 : energi kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran, (Btu/lb) : enthalpi refrigeran masuk ke kondensor, (Btu/lb)

35 17 h 3 : enthalpi refrigeran keluar dari kondensor, (Btu/lb) c. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa ( Qin ). Besar kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan (2.3) : Q in = h 1 -h 4 = h 1 -h 3 (2.3) pada Persamaan (2.3) : Q in h 1 : energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran, (Btu/lb) : enthalpi refrigeran keluar evaporator (Btu/lb) h 4 : enthalpi refrigeran masuk evaporator (Btu/lb) d. COP aktual mesin pendingin. COP aktual (Coefficient Of Performance) mesin pendingin adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin pendingin dapat dihitung dengan Persamaan (2.4): COP aktual = = (2.4) pada Persamaan (2.4) : Qin : Kalor yang diserap evaporator persatuan massa, Btu/lb Win : kerja yang dilakukan kompresor, Btu/lb

36 18 e. COP ideal mesin pendingin COP ideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin pendingin, dapat dihitung dengan Persamaan (2.5) : COP ideal = ( 273,15+T e ) / (T c T e ) (2.5) pada Persamaan (2.5) : COP ideal : koefisien prestasi maksimum showcase T e T c : suhu evaporator, K : suhu kondensor, K f. Efisiensi mesin pendingin Efisiensi mesin pendingin ( η ) dapat dihitung dengan Persamaan (2.6) : η = x 100% (2.6) pada Persamaan (2.6) : η : efisiensi mesin pendingin COP aktual : koefisien prestasi showcase COP ideal : koefisien prestasi maksimum showcase 2.3 Tinjauan Pustaka Indriyanto (2013) telah melakukan penelitian terhadap mesin kulkas dengan panjang pipa kapiler 175 cm untuk mengetahui karakteristik dari mesin kulkas. Karakteristik tersebut meliputi : kerja kompresor kulkas, kalor yang diserap evaporator, kalor yang di lepas kondensor, dan COP kulkas penelitian memberikan hasil. Rata-rata COP kulkas sebesar 2,20. Leo (2013) telah melakukan penelitian tentang mesin pendingin air dengan siklus kompresi uap. Penelitian tersebut bertujuan mendapatkan koefisien prestasi

37 19 mesin pendingin. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai (a) refrijeran yang digunakan R134a (b) menggunakan motor penggerak kompresor berkapasitas 1/8 PK. Dari hasil penelitian didapatkan koefisien prestasi mesin pendingin sebesar 5,1. Willis (2013) telah melakukan penelitian tentang penggunaan refrijeran R22 dan R134a pada mesin pendingin. Penelitian bertujuan: (a) membandingkan potensi kerja refrijeran R22 yang dibandingkan dengan refrijeran R134a (b) membahas refrijeran yang lebih ramah lingkungan antara R22 dengan R134a. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut: (a) refrijeran yang digunakan R22 dan R134a (b) menggunakan motor penggerak kompresor berkapasitas 2HP. Dari hasil penelitian didapatkan: (a) refrijeran R22 dari segi prestasi kerjanya lebih baik dari R134a, tetapi tidak ramah lingkungan (b) refrijeran R134a lebih ramah lingkungan, tetapi presatasi kerjanya lebih rendah dari R22.

38 BAB III PEMBUATAN ALAT 3.1 Persiapan Pembuatan Showcase Komponen Utama Showcase Komponen yang dipergunakan pada pembuatan showcase adalah : kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter, refrigeran R134a, dan refrigeran R 502. a. Kompresor Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran dan mensirkulasikan refrigeran di dalam mesin showcase. Kompresor yang digunakan dalam pembuatan showcase adalah : Gambar 3.1 Kompresor Hermetik Jenis kompresor Seri kompressor Voltase Arus Daya kompresor : Hermetik : BES 3011H : 220 V : 0,7 A : 1/10 HP 20

39 21 b. Kondensor Kondensor berfungsi untuk menurunkan suhu refrigeran dari gas panas lanjut ke gas jenuh, merubah fase refrigeran dari fase gas menjadi cair, dan melakukan proses pendinginan lanjut. Gambar 3.2 Kondensor 6U Panjang pipa Diameter pipa Bahan pipa Bahan sirip Diameter sirip jarak antar sirip Jumlah sirip Ukuran Kondensor : 6 m : 0,47 cm : Besi : Baja : 2 mm : 5 mm : 110 buah : 48 cm x 45 cm

40 22 c. Pipa kapiler Pipa kapiler digunakan untuk menurunkan tekanan, dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Gambar 3.3 Pipa kapiler Bahan pipa kapiler Panjang pipa kapiler Diameter pipa kapiler : Tembaga : 100 cm : 0,026 inchi d. Evaporator Evaporator digunakan untuk menguapkan refrigeran, yaitu untuk merubah fase dari cair menjadi gas. Gambar 3.4 Evaporator

41 23 Bahan pipa evaporator : Tembaga Diameter pipa evaporator : 0,47 cm Panjang dan lebar : 42 cm x 30 cm Bahan plat evaporator : Alumunium e. Filter Filter merupakan alat yang digunakan untuk menyaring kotoran. Gambar 3.5 Filter Bahan Panjang filter Diameter besar Diameter kecil : Tembaga : 9 cm : 0,05 inchi : 0,023 inchi a. Refrigeran R134a dan R502 Refrigeran R134a dan R502 digunakan sebagai fluida kerja showcase yang dibuat. Dalam penelitian ini dipergunakan refrigeran R134a dan R502 karena peneliti ingin membandingkan karakteristik antara R134a dengan R502

42 24 Gambar 3.6 Refrigeran R134a dan R Peralatan Pendukung Pembuatan Showcase a. Alumunium hollow segi empat Alumunium hollow segi empat memiliki fungsi sebagai kerangka dasar dalam pembuatan mesin pendingin showcase, tahan karat dan lebih ringan dari pada besi. Gambar 3.7 Alumunium hollow segi empat

43 25 b. Akrilik Akrilik digunakan karena memiliki warna yang transparan, tahan terhadap suhu rendah dan memiliki resiko pecah lebih kecil dibanding kaca. Memiliki fungsi sebagai tempat meletakan evaporator. Gambar 3.8 Akrilik c. Sterofom Sterofom mempunyai fungsi sebagai tempat diletakkan evaporator agar evaporator dapat tertutup rapat. Gambar 3.9 Stereofom

44 26 d. Tube cutter (Pemotong pipa) Yaitu merupakan alat pemotong pipa tembaga, agar hasil potongan bisa rata. Selain itu pemotongan pipa lebih mudah dilakukan dengan menggunakan tube cutter dan kerusakan yang di hasilkan akibat pemotongan sangat kecil. Gambar 3.10 Tube cutter a. Tube expander (Pelebar pipa) Pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan atau melebarkan pada ujung pipa tembaga agar dapat disambungkan dengan pipa yang lain. Gambar 3.11 Pelebar pipa

45 27 b. Manifold gauge Manifold gauge merupakan alat yang digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran dalam sistem pendinginan, baik dalam saat pengisian refrigeran maupun pada saat showcase beroperasi/dihidupkan. Gambar 3.12 Manifold gauge c. Alat las tembaga Yaitu alat yang digunakan pada proses pengelasan, dan juga dibutuhkan pada proses menambal, menyambung, atau melepaskan sambungan pipa tembaga pada sistem pendinginan showcase. Gambar 3.13 Alat las tembaga

46 28 d. Bahan las Bahan las yang digunakan dalam penyambungan pipa kapiler menggunakan bahan tambah perak tembaga dan borak. Gambar 3.14 Bahan las dan borak e. Pentil Merupakan alat yang digunakan untuk mengisi gas / tempat masuknya refrigeran, yang digunakan pada saat pengisian metil dan juga merupakan tempat terjadinya proses pemvakuman. Gambar 3.15 Pentil

47 29 f. Metil Metil merupakan cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa kapiler. Penggunaan metil dalam pembersihan saluran pipa kapiler ini sebanyak satu tutup botol metil. Gambar 3.16 Metil g. Thermostat Thermostat adalah alat yang digunakan untuk mengatur suhu evaporator pada suhu 11-1,5 C. Penggunaan thermostat pada showcase ini yaitu jika suhu yang diinginkan telah tercapai, maka kompresor akan mati secara otomatis. Gambar 3.17 Thermostat

48 30 h. Alat ukur APPA dan termokopel Termokopel yaitu sebuah kabel penyambung alat ukur dari APPA yang berfungsi untuk mengukur suhu pada mesin pendingin showcase, yaitu mengukur suhu masuk kondensor, keluar kondensor, masuk evaporator, keluar evaporator, masuk kompresor, dan keluar kompresor. (a) Termokopel (b) APPA Gambar 3.18 Alat ukur (a) Termokopel, (b) APPA i. Pompa vakum Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan refrigeran. Sistem pendinginan dapat menghilangkan udara dan gas yang tidak terkondensasi secara baik. Hal ini dilakukan agar tidak menggangu sistem refrigerasi. Gambar 3.19 Pompa vakum

49 Pembuatan Showcase Proses Pembuatan Showcase Langkah-Langkah pembuatan mesin pendingin showcase dapat diketahui sebagai berikut ini: a. Mempersiapkan semua komponen utama mesin pendingin showcase seperti kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, refrigeran R-134a, dan R502 sebagai refrigeran pengganti setelah R-134a, serta komponen pendukung pembuatan showcase seperti alat pemotong pipa, alat pembengkok pipa, pompa vakum, alat las, manifold gauge, dan alat-alat lain yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin showcase. b. Proses pembuatan rangka mesin pendingin showcase, pada proses ini memerlukan alat sebagai berikut alat pemotong alumunium untuk memotong sesuai ukuran yang telah ditentukan, dan paku keling untuk menyambungkan antara alumunium yang telah dipotong. Gambar 3.20 Kerangka Showcase.

50 32 c. Proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan kondensor, dalam proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai penghubung antara kompresor dengan kondensor. Dalam proses penyambungan terdapat perbedaan material yang akan disambung pipa output kondensor terbuat dari besi sedangkan pipa penghubung 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 proses pengelasan atau penyambungan ini menggunakan bahan perak dan kuningan. Gambar 3.21 Proses pengelasan kompresor dengan kondensor d. Proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan input filter, dalam proses 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.

51 33 Gambar 3.22 Proses pengelasan kondensor dengan filter e. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler, dalam proses pengelasan diperlukan alat las yang mempunyai fungsi untuk menyambung output filter dengan pipa kapiler. Proses penyambungan menggunakan alat las dengan bahan perak dan kuningan sebagai penyambungannya. Tang adalah alat bantu yang mempunyai fungsi sebagai penahan pada saaat proses pengelasan dilakukan. Gambar 3.23 Proses pengelasan filter dengan pipa kapiler f. Proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan evaporator, dalam proses pengelasan alat las yang berfungsi untuk menyambung saluran keluar pipa kapiler dengan saluran pipa masuk evaporator. Proses penyambungan

52 34 menggunakan las dengan 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 3.24 Proses pengelasan pipa kapiler dengan evaporator g. Proses penyambungan dengan las antara evaporator dengan kompresor, dalam proses ini diperlukan pipa tembaga sebagai pipa penghubung evaporator dengan kompresor. Proses penyambungan komponen tersebut menggunakan alat las dengan bahan kuningan dan perak. Gambar 3.25 Proses pengelasan evaporator dengan kompresor h. Proses pengisian metil, dalam proses ini metil mempunyai fungsi untuk membersihkan saluran pipa-pipa pada showcase yang sudah jadi dan sebagai proses pengecekan ada kebocoran pada showcase.

53 35 Gambar 3.26 Pengisian metil i. Proses pemvakuman showcase, dalam proses pemvakuman diperlukan pompa vakum yang mempunyai fungsi untuk proses pemvakuman tersebut. Proses ini bertujuan untuk mengeluarkan udara-udara yang masih terjebak dalam saluransaluran pipa di showcase agar siklus dalam showcase dapat bekerja dengan baik. Gambar 3.27 Proses pemvakuman j. Proses pengisian refrigeran R134a dan R502, dalam proses ini diperlukan refrigeran R134a dan R502 sebagai fluida kerja showcase. Tekanan refrigeran yang akan dimasukan dalam siklus showcase harus sesuai dengan standar kerja showcase agar dapat bekerja dengan baik.

54 36 Gambar 3.28 Proses pengisian refrigeran R134a dan R502 k. Proses uji coba showcase setelah semua alat terpasang dengan baik hubungkan kabel kompresor ke aliran listrik yang stabil maka kompresor akan hidup dan bekerja dengan cara memompakan refrigeran keseluruh komponen mesin showcase secara konstan. Gambar 3.29 Proses uji coba showcase

55 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Mesin yang diteliti Mesin yang diteliti merupakan mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap. (Gambar 4.1a dan Gambar 4.1b) Proses pendinginan dalam showcase dilakukan dengan cara benda uji kontak langsung dengan evaporator. (a) (b) Gambar 4.1 (a) Mesin Showcase (b) Skematik mesin Showcase 37

56 Alur penelitian pada mesin pendingin showcase 4.2. Dalam penelitian showcase mengikuti dalam seperti tersaji pada gambar Gambar 4.2 Alur penelitian

57 Skematik alat penelitian Gambar 4.3 menyajikan skematik dari mesin pendingin showcase yang diteliti. Dalam skematik ini ditentukan posisi titik-titik yang dipasangi termokopel dan alat ukur tekanan dari showcase dengan siklus kompresi uap yang sudah dirangkai. Gambar 4.3 Skematik mesin pendingin showcase Keterangan untuk Gambar 4.3: Titik 1 Titik 3 Titik A : Posisi termokopel sebelum masuk kompresor : Posisi termokopel sebelum masuk pipa kapiler : Posisi alat ukur tekanan refrigeran sebelum masuk kompresor (P 1 ) Titik B : Posisi alat ukur tekanan refrigeran setelah keluar kompresor (P2)

58 Alat bantu penelitian Proses penelitian showcase membutuhkan alat-alat yang dipergunakan untuk mengambil data-data penelitian. Alat-alat bantu tersebut adalah: a. Stopwatch Stopwatch berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya pengambilan data dalam pengujian mesin pendingin showcase. Gambar 4.4 Stopwatch b. Termokopel dan APPA Termokopel adalah sensor suhu yang digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase), APPA berfungsi sebagai alat yang memperlihatkan nilai suhu yang diukur. (a) Termokopel (b) APPA Gambar 4.5 (a) Termokopel dan (b) APPA

59 41 c. Pressure gauge (pengukur tekanan) Pressure gauge mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran. Pressure gauge berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi sedangkan yang berwarna biru untuk tekanan rendah. Gambar 4.6 Pressure gauge d. Kabel roll Kabel roll berfungsi untuk membagi daya listrik ke mesin pendingin showcase karena panjang kabel listrik pada mesin pendingin showcase terbatas. Gambar 4.7 Kabel roll

60 42 e. Botol minuman Botol minuman ini berfungsi sebagai beban pendingin, yang berisi air dengan volume 600 ml. Gambar 4.8 Botol minuman f. Diagram P-h Diagram P-h berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin pendingin showcase. Dengan Diagram P-h dapat diketahui nilai entalpi disetiap titik yang diteliti, (h 1,h 2,h 3,h 4 ), suhu evaporator dan suhu kondesor Gambar 4.9 Diagram P-h

61 Variasi penelitian Variasi penelitian yang dipakai adalah jenis refrigeran, yaitu R134a dan R502. Penelitian pertama showcase dialiri refrigeran R134a dan diuji sebanyak 5 kali dalam 5 hari. Penelitianmenggunakan refrigeran R502 dan diuji sebanyak 5 kali selama 5 hari. 4.6 Cara mendapatkan data Sebelum mengambil data, termokopel harus dikalibrasi dengan menggunakan air mendidih, agar dapat diketahui selisih perbedaan alatukurnya. Cara mendapatkan data melalui proses sebagai berikut : a. Mengecek kebocoran refrigeran pada showcase, jika masih terjadi kebocoran peralatan di perbaiki dahulu. Pengambilan data dilakukan setelah showcase dapat bekerja dengan baik. b. Mengisi botol kemasan 600 ml dengan air dan ditaruh di ruang pendinginan showcase. c. Memasang kabel termokopel dan alat untuk tekanan pada posisi yang telah ditentukan. (Gambar 4.3) d. Menghidupkan showcase dan Stopwatch e. Pengambilan data yaitu : T 1 : Suhu refrigeran sebelum masuk kompresor, ( C) T 3 : Suhu refrigeran sebelum masuk pipa kapiler, ( C) P 1 : Tekanan refrigeran sebelum masuk kompresor, Psi P 2 : Tekanan refrigeran setelah keluar kompresor, Psi

62 44 Proses pengambilan data diukur tiap 30 menit. Pengambilan data berhenti setelah 5 jam pengambilan data. 4.7 Cara mengolah data dan melakukan pembahasan Dari data yang diperoleh (P 1, P 2, T 1, T 3 ) dapat dibuat siklus kompresi uap pada Diagram P-h. Dari Diagram P-h tersebut dapat diperoleh nilai entalpi (h 1, h 2, h 3, h 4 ), suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor. Nilai entalpi yang diketahui dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik showcase dengan cara menghitung kalor yang dilepas oleh kondensor (Q out ), kalor yang diserap evaporator (Q in ), kerja yang dilakukan kompresor (W in ), COP, efisiensi dari mesin pendingin showcase serta laju aliran massa. Untuk melakukan pengolahan data, hasil-hasil perhitungan digambarkan dalam bentuk grafik terhadap waktu. Pengolahan data dilakukan dengan memperhatikan dari tujuan dari penelitian dan hasil-hasil penelitian sebelumnya. Gambar 4.10 Cara mendapatkan h 1, h 2, h 3, h 4 suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor pada Diagram P-h

63 Cara mendapatkan kesimpulan Kesimpulan dapat diperoleh dari hasil pengolahan data dan hasil pembahasan kesimpulan hanya dapat menjawab tujuan dari penelitian.

64 BAB V HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Penelitian a. Nilai Tekanan Hasil penelitian untuk nilai tekanan masuk kompresor dan keluar kompresor yang dihasilkan R134a dan R502. Data ini didapat dari hasil pengujian data disajikan pada Tabel 5.1.a dan 5.1.b Tabel 5.1.a Nilai tekanan pengukuran masuk dan keluar kompresor R134a dan R502 dalam tekanan terukur satuan psig No Waktu t (menit) R134a Tekanan (psig) R502 Tekanan (psig) P 1 P 2 P 1 P ,4 155, ,3 161,5 22, ,7 164,3 24,5 259, ,7 160,3 24,3 267, ,7 166,5 25,1 271, ,2 169,6 25,2 273, ,7 162, , ,8 161,5 25,5 271, ,7 163,5 24,3 275, ,6 159,6 24,2 282,9 46

65 47 Hasil penelitian untuk nilai tekanan masuk kompresor dan keluar kompresor yang dihasilkan R134a dan R502. Data ini didapatakan dari hasil pengujian data. Data awal dalam tekanan terukur satuan psig + 14,7 untuk mendapatkan nilai tekanan terukur dalam satuan psia disajikan pada Tabel 5.1.b Tabel 5.1.b Nilai tekanan absolut masuk dan keluar kompresor R134a dan R502 No Waktu t (menit) R134a Tekanan (psia) R502 Tekanan (psia) P 1 P 2 P 1 P ,1 169,8 36,7 267, ,0 176,2 36,8 274, ,4 179,0 39,2 273, ,4 175,0 39,0 282, ,4 181,2 39,8 285, ,9 184,3 39,9 288, ,4 176,7 39,7 283, ,5 176,2 40,2 286, ,4 178,2 39,0 290, ,3 174,3 38,9 297,6

66 48 b. Nilai suhu kerja masuk kompresor dan keluar kondensor Hasil penelitian untuk nilai suhu masuk kompresor dan keluar kondensor untuk R134a dan R502. Data ini didapat dari data dalam satuan o C disajikan pada Tabel 5.2.a Tabel 5.2 a. Nilai suhu kerja masuk kompresor dan keluar kondensor R134a dan R502 No Waktu t (menit) R-134a R502 Suhu ( C) Suhu ( C) T 1 T 3 T 1 T ,1 41,8 16,5 43, ,0 43,0 16,8 43, ,3 42,7 16,7 44, ,7 42,2 16,7 44, ,7 43,8 15,8 44, ,3 44,0 36,4 44, ,2 43,6 16,9 43, ,1 43,7 15,6 43, ,5 42,8 16,5 42, ,5 41,2 15,9 41,5

67 49 Hasil penelitian untuk nilai suhu masuk kompresor dan keluar kondensor untuk R134a dan R502. Data ini di dapat dari hasil o C dirubah kedalam satuan o F disajikan pada Tabel 5.2.b Tabel 5.2 b. Nilai suhu kerja masuk kompresor dan keluar kondensor R134a dan R502 No Waktu t (menit) R134a Suhu ( F) R502 Suhu ( F) T 1 T 3 T 1 T ,6 107,2 61,7 109, ,7 109,4 62,3 110, ,1 108,8 62,1 111, ,8 107,9 62,1 111, ,3 110,8 60,4 111, ,2 111,2 97,5 111, ,9 110,4 62,4 111, ,5 110,7 60,1 110, ,5 109,0 61,8 109, ,5 106,2 60,6 106,7

68 50 c. Nilai suhu kerja evaporator dan kondensor Hasil penelitian untuk nilai suhu evaporator dan kondensor untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.3.a Tabel 5.3 a. Nilai suhu kerja evaporator dan kondensor untuk R134a dan R502 No Waktu t (menit) R134a Suhu ( F) R502 Suhu ( F) T e T c T e T c ,3 113,3-10, ,4 116,6-8, ,6 116,6-6, ,6 113,3-6, ,6 119,9-6, ,7 119,9-6, ,6 116,6-8, ,6 116,6-6, ,8 119,9-8, ,6 116,6-8,8 120

69 51 Hasil penelitian untuk nilai suhu evaporator dan kondensor untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.3.b Tabel 5.3 b. Nilai suhu kerja evaporator dan kondensor untuk R134a dan R502 R134a R502 No Waktu t (menit) Suhu ( C) Suhu ( C) T e T c T e T c ,9 45,2-23,6 42, ,3 47,0-22,7 44, ,1 47,0-21,4 44, ,1 45,2-21,4 44, ,1 48,8-21,4 46, ,1 48,8-21,4 47, ,1 47,0-22,7 44, ,1 47,0-21,4 46, ,1 48,8-22,7 46, ,1 47,0-22,7 48,9

70 52 d. Nilai Entalpi Nilai entalpi pada tiap titik pengambilan data disajikan pada Tabel 5.4.Nilai entalpi yang disajikan mulai dari menit 30 sampai menit ke 300, dengan R134a dan R502. Tabel 5.4 Nilai entalpi pada siklus kompresi uap R134a R502 No Waktu t (menit) Entalpi (Btu/lb) Entalpi (Btu/lb) h 1 h 2 h 3 h 4 h 1 h 2 h 3 h ,6 138,7 46,6 46, ,4 38,5 38, ,5 137,5 48,1 48,1 88,5 107,5 39,8 39, ,6 138,7 47,7 47, , ,6 138,7 47,5 47, , ,4 136,3 48,1 48, , ,5 137,5 49,9 49, , ,5 137,5 48,1 48, ,8 39,9 39, ,5 138,5 49,3 49, ,6 38,5 38, ,3 137,5 46,6 46, ,5 39,5 39, ,3 137,5 46,6 46, ,5 38,5 38,5

71 Perhitungan a. Menghitung energi yang diberikan kompresor persatuan refrigeran (W in ) Kerja kompresor (W in ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1) yaitu W in = h 2 -h 1, Btu/lb. Sebagai contoh perhitungan untuk Win diambil dari data pada menit ke 270 dengan refrigeran R134a (data nilai entalpi untuk perhitungan disajikan pada Tabel 5.4). W in = h 2 -h 1 (Btu/lb) = (137,5-116,3) Btu/lb = 21,2 Btu/lb Tabel 5.5 Nilai kerja kompresor (W in ) No Waktu t (menit) Entalpi (Btu/lb) R134a R502 W in Entalpi (Btu/lb) (Btu/lb) h 1 h 2 h 1 h 2 W in (Btu/lb) ,6 138,7 22, ,4 19, ,5 137, ,5 107, ,6 138,7 22, ,2 18, ,6 138,7 22, ,6 18, ,4 136,3 21, ,8 18, ,5 137, ,8 18, ,5 137, ,8 18, ,5 138, ,6 18, ,3 137,5 21, ,5 19, ,3 137,5 21, ,5 19,5

72 W in, Btu/lb W in, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 54 Dari Tabel 5.5 Kerja kompresor dapat disajikan dalam bentuk grafik dan hasilnya seperti terlihat pada Gambar 5.1 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.2 untuk refrigeran R Waktu t, menit Gambar 5.1 Kerja yang dilakukan kompresor dengan R134a Waktu t, menit Gambar 5.2 Kerja yang dilakukan kompresor dengan R502

73 55 b. Menghitung energi kalor persatuan massa yang diserap evaporator (Q in ) Jumlah energi kalor yang diserap evaporator dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3) yaitu Q in =h 1 h 4,Btu/lb. Sebagai contoh perhitungan untuk Q in diambil dari data pada menit ke 270 dengan refrigeran R- 134a (data nilai entalpi untuk perhitungan disajikan pada Tabel 5.4) Q in = h 1 h 4, (Btu/lb) = (116,3-46,6) Btu/lb = 69,7 Btu/lb Tabel 5.6 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Q in ) No Waktu t(menit) R134a Entalpi (Btu/lb) Q in R502 Entalpi (Btu/lb) (Btu/lb) h 1 h 4 h 1 h 4 Q in (Btu/lb) ,6 46, ,5 49, ,5 48,1 67,4 88,5 39,8 48, ,6 47,7 68, ,6 47,5 69, ,4 48,1 66, ,5 49,9 65, ,5 48,1 67, ,9 48, ,5 49,3 68, ,5 49, ,3 46,6 69, ,5 48, ,3 46,6 69, ,5 49,5

74 Q in, Btu/lb Q in, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 56 Dari Tabel 5.6 Energi kalor yang diserap evaporatordalam bentuk grafik dan hasilnya seperti terlihat pada Gambar 5.3 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.4 untuk refrigeran R Waktu t, menit Gambar 5.3Energi kalor yang diserap evaporator dengan R134a Waktu t, menit Gambar 5.4 Energi kalor yang diserap evaporator dengan R502

75 57 c. Menghitung energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) Jumlah energi kalor yang dilepas kondensor dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2) yaitu Q out =h 2 h 3,Btu/lb. Sebagai contoh perhitungan untuk Q out diambil dari data pada menit ke 270 dengan refrigeran R134a (data nilai entalpi untuk perhitungan disajikan pada Tabel 5.4). Q out = h 2 h 3 Btu/lb = (137,5-46,6) Btu/lb = 90,9 Btu/lb Tabel 5.7 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) No Waktu t (menit) R134a Entalpi (Btu/lb) Q out R502 Entalpi (Btu/lb) (Btu/lb) h 2 h 3 h 2 h 3 Q out (Btu/lb) ,7 46,6 92,1 107,4 38,5 68, ,5 48,1 89,4 107,5 39,8 67, ,7 47, , , ,7 47,5 91,2 106, , ,3 48,1 88,2 106, , ,5 49,9 87,6 106, , ,5 48,1 89,4 106,8 39,9 66, ,5 49,3 89,2 106,6 38,5 68, ,5 46,6 90,9 107,5 39, ,5 46,6 90,9 107,5 38,5 69

76 Q out, Btu/lb Q out, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 58 Dari Tabel 5.7 Energi kalor yang dilepas kondensor dapat dibuat dan disajikan dalam bentuk grafik dan hasilnya seperti terlihat pada Gambar 5.5 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.6 untuk refrigeran R Waktu t, menit Gambar 5.5 Energi kaloryang dilepas kondensor dengan R134a Waktu t, menit Gambar 5.6 Energi kalor yang dilepas kondensor dengan R502

77 59 d. Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5), COP ideal =(273,15+T e ) / (T c -T e ). Sebagai contoh perhitungan untuk COP ideal diambil dari data pada menit ke 270 dengan refrigeran R134a (data nilai suhu evaporator dan kondensor disajikan pada Tabel 5.3) COP ideal = (273,15+T e ) / (T c -T e ) = (273,15 +(-14,1)) / (48,8-(-14,1)) = 4,1 No Waktu t (menit) Tabel 5.8 Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) Suhu ( C) R134a COP ideal Suhu ( C) R502 T e T c T e T c COP ideal ,9 45,2 4,2-23,6 42,2 3, ,3 47,0 4,1-22,7 44,4 3, ,1 47,0 4,2-21,4 44,4 3, ,1 45,2 4,4-21,4 44,4 3, ,1 48,8 4,1-21,4 46,7 3, ,1 48,8 4,1-21,4 47,8 3, ,1 47,0 4,2-22,7 44,4 3, ,1 47,0 4,2-21,4 46,7 3, ,1 48,8 4,1-22,7 46,7 3, ,1 47,0 4,2-22,7 48,9 3,5

78 60 Dari Tabel 5.8Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) dapat dibuat dan disajikan dalam bentuk grafik dan hasilnya dapat dilihat pada Gambar 5.7 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.8 untuk refrigeran R COP ideal Waktu t, menit Gambar 5.7 Koefisien prestasi ideal showcase dengan R134a 5 4 COP ideal Waktu t, menit Gambar 5.8 Koefisien prestasi ideal showcase dengan R502

79 61 e. Koefisien prestasi aktual (COP aktual ) Koefisien prestasi aktual (COP aktual ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4) yaitu COP actual =Q in /W in =(h 1 -h 4 )/(h 2 -h 1 ). Sebagai contoh perhitungan untuk COP actual diambil dari data pada menit ke 270 dengan refrigeran R134a (data nilai entalpi untuk perhitungan disajikan pada Tabel 5.4) COP actual = Q in /W in = (h 1 -h 4 )/(h 2 -h 1 ) COP actual = 69,7/21,2 = (116,3-46,6)/(137,5-116,3) = 3,3 Tabel 5.9 Koefisien prestasi aktual (COP aktual ) No Waktu t (menit) Q in (kj/kg) R134a W in (kj/kg) COP aktual Q in (kj/kg) R502 W in (kj/kg) COP actual ,1 3,2 49,5 19,4 2, ,4 22 3,1 48,7 19 2, ,9 22,1 3, ,2 2, ,1 22,1 3, ,6 2, ,3 21,9 3, ,8 2, ,6 22 3, ,8 2, ,4 22 3,1 48,1 18,8 2, ,2 21 3,2 49,5 18,6 2, ,7 21,2 3,3 48,5 19,5 2, ,7 21,2 3,3 49,5 19,5 2,5

80 62 Dari Tabel 5.9 Koefisien prestasi aktual (COP aktual ) dapat disajikan dalam bentuk grafik dan hasilnya dapat dilihat pada Gambar 5.9 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.10 untuk refrigeran R COP aktual Waktu t, menit Gambar 5.9 Koefisien prestasi aktual showcase dengan R134a 5 4 COP aktual Waktu t, menit Gambar 5.10 Koefisien prestasi aktual showcase dengan R502

81 63 f. Efisiensi showcase(%) Efisiensi showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6) yaitu Efisiensi = COP aktual /COP ideal. Sebagai contoh perhitungan untuk efisiensi showcase pada menit ke 270 dengan menggunakan refrigeran R134a (data nilai untuk perhitungan disajikan pada Tabel 5.8COP ideal dan Tabel 5.9 COP aktual ). Efisiensi = (COP aktual /COP ideal ) x 100% = (3,3 / 4,1) x 100% = 79,9 % Tabel 5.10 Efisiensi showcase(η) No Waktu t (menit) R134a R502 COP aktual COP ideal η(%) COP aktual COP ideal η(%) ,2 4,2 75,3 2,6 3,8 67, ,1 4,1 74,1 2,6 3,7 68, ,1 4,2 73,5 2,6 3,8 69, ,1 4,4 71,6 2,6 3,8 67, ,0 4,1 73,6 2,6 3,7 69, ,0 4,1 72,4 2,6 3,6 70, ,1 4,2 72,3 2,6 3,7 68, ,2 4,2 76,6 2,7 3,7 72, ,3 4,1 79,9 2,5 3,6 68, ,3 4,2 77,6 2,5 3,5 72,5

82 Efisiensi % Efisiensi % PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 64 Dari Tabel 5.10 Efisiensi showcase dapat disajikan dalam bentuk grafik pada Gambar 5.11 untuk refrigeran R134a dan Gambar 5.12 untuk refrigeran R Waktu t, menit Gambar 5.11 Efisiensi showcase dengan R134a Waktu t, menit Gambar 5.12 Efisiensi showcase dengan R502

83 Pembahasan Showcase berhasil dibuat dan mampu bekerja untuk mendinginkan minuman atau beban kerja dengan baik. Suhu kerja terendah evaporator untuk R134a adalah -15,9 o C dan suhu kerja evaporator terendah untuk R502 sebesar - 23,6 o C, lebih rendah dari suhu minuman yang akan didinginkan. Suhu kerja kondensor untuk R134a sebesar 48,8 o C, dan suhu kerja kondensor untuk R502 sebesar 48,9 o C, lebih tinggi dari suhu udara luar yang yang mendinginkan kondensor. Untuk menghindari suhu di ruang pendinginan agar tidak membekukan minuman yang berada di dalam ruangan showcase, maka di ruang pendinginan dilengkapi dengan komponen thermostat. Thermostat berfungsiuntuk memutus aliran listrik ke kompresor agar suhu kerja ruangan showcase terjaga pada kisaran suhu antara 2 o C-10 o C. Suhu ruangan akan menyesuaikan dengan suhu yang diset pada thermostat, sehingga proses pendinginan berlangsung dengan baik. Hasil penelitian untukenergi yang diberikan kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.5 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.1 dan Gambar 5.2. Untuk R134a, nilai terkecil sebesar 21 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 22,1 Btu/lb, nilai rata-rata sebesar 21,8 Btu/lb. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit, perubahan nilai W in cenderung tidak berubah. Untuk R502, nilai terkecil sebesar 18,2 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 19,5 Btu/lb, dannilai rata-ratanya sebesar 18,9 Btu/lb. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada

84 W in, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 66 saatstabil, karena mulai saat t= 30 menit, perubahan nilai yang terjadi tidak begitu besar. Nilai kerja kompresor R134a lebih tinggi dibanding R R-502 R134a Waktu t, menit Gambar 5.13 Kerja kompresor R134a dan R502 Hasil penelitian untukenergi kalor persatuan massa yang diserap evaporator (Q in ) untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.6 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.3 dan Gambar 5.4. Untuk R134a, nilai terkecil sebesar 65,6 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 70 Btu/lb, dannilai ratarata sebesar 68,2 Btu/lb. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit nilai Q in cenderung tetap. Untuk R502, nilai terkecil sebesar 48 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 49,5 Btu/lb, dannilai rata-rata sebesar 48,6 Btu/lb. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit nilai Qin cenderung tetap. Nilai Qin, R134a lebih tinggi dibanding R502.

85 Q in, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Waktu t, menit R502 R134a Gambar 5.14 Energi kalor yang diserap evaporator R134a dan R502 Hasil penelitian untukenergi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.7 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.5 dan Gambar 5.6. Untuk R134a nilai terkecil sebesar 87,6 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 92,1 Btu/lb, dan nilai rata-rata sebesar 90,0 Btu/lb. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30menit nilai Q out cenderung tetap. Untuk R502, nilai terkecil sebesar 66,2 Btu/lb, nilai terbesar sebesar 69 Btu/lb, dan nilai rata-rata sebesar 67,5 Btu/lb, Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai Q out cenderung tetap. Nilai Q out, R134a lebih tinggi dibanding R502

86 Q out, Btu/lb PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI R502 R134a Waktu t, menit Gambar 5.15 Energi kalor yang dilepas kondensor R134a dan R502 Hasil penelitian untuk koefisien prestasi ideal (COP ideal ) untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.8 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.7 dan Gambar 5.8. Untuk R134a nilai terkecil sebesar 4,1, nilai terbesar sebesar 4,4, dan nilai rata-rata 4,2. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai COP ideal cenderung tetap. Untuk R502, nilai terkecil sebesar 3,5, nilai terbesar sebesar 3,8, nilai ratarata sebesar 3,7. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai yang terjadi tidak begitu besar. Nilai COP ideal R134a lebih tinggi dibanding COP ideal R502.

87 COP ideal R502 R134a Waktu t, menit Gambar 5.16 COP ideal R134a dan R502 Hasil penelitian untuk koefisien prestasi aktual (COP aktual ) untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.9 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.9 dan Gambar Untuk R134a, nilai terkecil sebesar 3,0, nilai terbesar sebesar 3,3, dan nilai rata-rata sebesar 3,1. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30menit perubahan nilai COP aktual cenderung tetap. Untuk R502, nilai terkecil sebesar 2,5, nilai terbesar sebesar 2,7, dan nilai rata-rata 2,6, Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai yang terjadi tidak begitu besar. Nilai COP actual R134a lebih tinggi dibanding COP actual R502.

88 COP aktual R502 R134a Waktu t, menit Gambar 5.17 COP actual R134a dan R502 Hasil penelitian efisiensi showcase untuk R134a dan R502 disajikan pada Tabel 5.10 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.11 dan Gambar Untuk R134a, nilai terkecil sebesar 71,6%, nilai terbesar sebesar 79,9%, dan nilai rata-rata sebesar 74,7%, Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai efisiensi showcase cenderung tetap. Untuk R502 nilai terkecil sebesar 67,3%, nilai terbesar sebesar 72,5%, dan nilai rata-rata 69,4%. Nilai rata-rata ini dapat dianggap nilai pada saat stabil, karena mulai saat t= 30 menit perubahan nilai yang terjadi tidak begitu besar. Nilai efisiensi showcase R134a lebih tinggi dibanding efisiensi showcase R502.

89 Efisiensi, % PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Waktu t, menit R502 R134a Gambar 5.18 Efisiensi showcase R134a dan R502 Nilai efisiensi tidak dapat mencapai 100% hal ini disebabkan karena proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap tidak dapat berlangsung secara ideal. Pada saat proses berlangsung, casing kompresor menjadi panas. Suhu casing lebih tinggi dari suhu udara sekitar, sehingga terjadi proses perpindahan kalor dengan lingkungan udara sekitar. Saluran-saluran pipa yang menghubungkan antara pipa kapiler dengan evaporator tidak terisolasi dengan baik, sehingga kondisi udara di sekitarnya mempengaruhi kerja mesin. Demikian juga suhu evaporator yang rendah membuat uap air yang melewati evaporator membeku. Adanya pembekuan es di evaporator menyebabkan proses perpindahan kalor yang berlangsung di evaporator tidak maksimal. Nilai W in, Q in, Q out, COP, efisiensi selama proses sedikit mengalami perubahan. Hal ini kemungkinan disebabkan karena adanya (1) kondisi udara luar (suhu dan kecepatan udara) yang berubah-ubah, pada saat penelitian berlangsung,

90 72 pelaksanaan dilakukan di luar ruangan, sehingga kecepatan udara di sekitar kondensor sulit dijaga pada nilai yang tetap. Seperti diketahui proses perpindahan kalor dari kondensor ke udara berlangsung secara konveksi bebas, (2) kondisi evaporator yang semakin lama semakin tertutup es akibat adanya uap air dari udara saat melewati evaporator. Adanya es pada evaporator menyebabkan sedikit gangguan pada proses perpindahan kalor

91 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Hasil penelitian memberikan beberapa kesimpulan: a. Showcase sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. Untuk R134a suhu kerja evaporator rata-rata sekitar : -14,4 o C, untuk R502 suhu kerja evaporator rata-rata sekitar: -22,2 o C, suhu kerja rata-rata kondensor R134a sekitar : 47,2 o C, dan untuksuhu kerja rata-rata kondensor R502 : 45,2 o C, ehingga dapat mendinginkan minuman atau beban kerja dengan baik. b. Energi yang diberikan kompresor persatuan massa refrigeran (W in ) untuk R134a pada saat stabil sebesar 21,8 Btu/lb, untuk R502 pada saat stabil sebesar 18,9 Btu/lb. c. Energi kalor persatuan massa yang diserap evaporator (Q in ) untuk R134a pada saat stabil sebesar 68,2 Btu/lb untuk R502 pada saat stabil sebesar 48,6 Btu/lb d. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Q out ) untuk R134a pada saat stabil sebesar 90,0 Btu/lb, untuk R502 pada saat stabil sebesar 67,5 Btu/lb. e. Koefisien prestasi ideal (COP ideal ) untuk R134a pada saat stabil sebesar 4,2 untuk R502 pada saat stabil sebesar 3,7. f. Koefisien prestasi aktual (COP actual ) untuk R134a pada saat stabil sebesar 3,1 untuk R502 pada saat stabil sebesar 2,6. 73

92 74 g. Efisiensi showcaseuntuk R134a pada saat stabil sebesar 74,7%, untuk R502 pada saat stabil 69,4%. 6.2 Saran Dari penelitian yang dilakukan, ada beberapa saran yang dapat dikemukakan: a. Tutup ruang pendingin showcase lebih baik jika diberi pengunci agar benarbenar rapat agar kalor di sekitar ruangan tidak dapat masuk, sehingga data-data yang dihasilkan lebih baik. b. Pengambilan data sebaiknya dilakukan didalam ruangan tertutup, agar tidak ada pengaruh dari udara luar yang sering berubah-ubah, agar data yang dihasilkan benar-benar akurat. c. Saluran pipa dari pipa kapiler ke evaporator lebih baik diberi isolator (gabus/ sterofoam) supaya kinerja showcase optimal dan data yang dihasilkan lebih akurat.

93 75 DAFTAR PUSTAKA Djojodiharjo, H Termodinamika Teknik Aplikasi Dan Termodinamika Statistik. Jakartaa: Gramedia Handokod, K Teknik Lemari Es. Jakarta: penerbit P.T. Ichtiar Baru Kulshrestha K, S. Buku Teks Termodinamika Terpakai, Teknik Uap dan Panas Terj. Budihardjo dkk, Jakarta; 1989 Leo, L. P. 2013, Mesin Pendingin Air dengan siklus Kompresi Uap, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma. Sumanto, Dasar-dasar Mesin Pendingin, Yogyakarta: Andi Offset. Willis, G,R, 2013, Prestasi Kerja Refrigeeran R22 dengan R134a pada Mesin Pendingin. Jurnal Teknik Mesin

94 220 2C, , OUU, c. tz: \rg4) cs '6 o. q) :l U' w Or I_ 0- I 00, 80. bu. 40, 100 cu. tri.,/. il0 10, '10. I A 4 4 I t. ""20 40j 60 hr--!,^ ={L,b 80 Enthalpy (BTU/nl= rir,6 h,= \38, 1

95 c00 80, c 80. (r0. 40.,'t) 10. I o Enthalpy (BTU4b) \^ 40 rl / )t I 1

96 ? PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI n 800, , c. 200 il-. nqr -: SBo.9 o 5 a lzv 2000 tl r) cn 60,,{ 40, 11 (n Oon<, 0- r'[ eo o I. 6. {.a ,"20 ] 60 h3'\1--{jl Enthalpy (BT Z

97 r PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI COn n tr<o V ^z \ t l, fibo O^A \J CU, o 540 aq I =9 ee,a " o- 20, 100 tu tt,.i. 40,'lJ t. I 10. I C) { = \,' Enthalpy (BTUrlb) 1

98 n , 200.?a-- \B\,) fibo g 60. o a CO o- zo, c , it. I b 4 1. " h9--\,1= 46, t Enthalpy (BT b) '.n1, --\\{,1 140 \^--'17b.9

99 C ?y.\84.b $Bo -9 60, o 5 40, 9P,.27'z & eo. 100 pr) 00 40?0 10. I. 10. I 6. 6 a{ " ho, Lq --4q,q Enthalpy (BT \"-' \j? 's??c 1 h r-{\9,?

100 n E0, r t; tj. 40?n 10. I hj lq1 = {B,l Enthalpy (BTU/lb) 22C

101 r PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22A n 800 buu Pz:!,1b frbo g 60, o 5 40, a Cl, O^ -c r t v--l)i, &" eo, cn L 6. {. 1i) I ""20 \a,=\aj = $,) Enthalpy (BTUilP) L,l=tt? 40

102 -20?000. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI C buu 400. E 200?,-'ttB'Y fr80 g 60, o a Q O^ l-k : ^^, /--,'1 o- 2a Cn qlj.?0 10. L I A "20 40t 60 hr'[1= {a,a Enthalpy (BTU/lb) \'.--\tb1 40 \"=t}],5

103 220 2Cr , n ,1 400 lci 200. E= i'11,j 200 Cd '6 o- o a Q 9a 0* 1 00, 80. e0, 40, - \ t:') _ L)t tt r) nn 10, r (,, R 6 4 1,."20 h'r;i,t1 Enthalpy (BTU/ib)

104 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANR-502 TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI scare cfiar{ge t000f 8oo f r000 ll 800 l- 600 i: 4oo [-- 3oo l I t00' i x+tts zoo [reo l-t* rzo l-* 200 t60 r20 'ooi 80F r00 80 sof so Lool- 60 i50. ; rot-l i54 50 leo t6 t2 r "O t.6 t.6 t.? t.? r.o t j o.s I 0.5 0,4 -zo r0 20 SCALE 'titora' ttooucrs otvtstot ternnelrlture in nli'. volutne lns=hq. rd,t 65 in crr.ll./lhm- entronv in htu/lbnr_oli. 90 9s too lo5 lto 115 THALPY, Blu/1b. h'. SS \a--t07,4 r20 lz5 r t40 t45 t t6o Caftrillt. ttaa, a.t. atrlat t, Ir.rr.t I Cilr.r, 0.4 u

105 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI R-502 SCALE CHAN6E -20 -lo rtsoo I- 000?r--E ro?o loo lo5 ilo ilq lzo 125 ll0 135 lto lo0 300 too 200 e00 1)' 160.A l-) r60 t20 l?0 t00 roo l 50 i?, *l </, alrj t000 rto roi, E, 20 eo (n r6 r6 t2 l0 t2 I I 6 6.n trj E CL to 5 5 { 4 f, 3 t.o?.o r.6 r irz t.0 r o 'i o.s o.4?o t5 Bo 05 I so 95 roo t05 llo ll tlo 155 THALPY, Blu/lb, tn, = BB,q 140 r l5o 155 o Crttritll. lrst, [.1. d.t..t a.,ar..irr I Ci.tilt Itr--to+,1

106 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANR-502 TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ) II II ]it -20 r000f scalc char{ge r0?o f00 r05 ilo n5. t2q 125 t30 t35 r{0.r s5 155 t000 eool 800.oof 600 ooof 100 soof lu'-uoif I I ] I ii aool t reof_ t60 '.0[l-F_ J:: 'of 80 roo sof t-lt 1n'pe'oF sof-6 (Ll -t I H zo l---l5 v> I ttt t6l-- e0 l6 I u f-e tzl-, o-l ro FL- t2 t0 al- I.F: s l-- 6 re 5 4 i 3 t-roc l ?.0 r.6 r t.z r.0 r io.e o.5 o.4-20 'rr(ox' pio0lcrt l {p scaur cxrneft 0tvtstOx 50 *-+- 5t 60 \":9=\., -- 1O 65 ternpcr'rturo in "l', volurne in cu.ft./lbnr, entrolrj in btu/lbnt-,,f 70 zs Bo os I go 95 NTHALPY. hr'68 ilo il5 t t35 t40 t45 t50 t55 too Blu/l \z= t60 C.ttrittti tt6t, I,l, d.fcrr tod, L o.4 aa lrr.rrr I GFprry D

107 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANR-502 TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI scare CHANGE -*f*to?o roo r05 ilo lrl ss l{0 145 l5o ,60 14 leo roo eo t6 t2 t0 I 6 5 a 3 20 e.o r.6 :l'u lt t.2 z r.0 t.0 o.8 o _-- io.e o.5 I o t0 0 lo SCALE CHAI.I "rf,to*" PioDucts orvtston '-'+1.* h9=\a: {o ternpcrntrrrc in "!', r'olurne in cu,ft.4bnr, ontropl in btrr/lbntj'l' NTHALPY. \a,.rs0 r00 Blu/l t r30 t55 r40 r45 r50 r55 Cctrritll, lt6! r t60 f.l, a.r0.l a. Irro.rt I Gorlrry 0.{

108 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI R-502 scalr 6HAI{6E ro? s5 r i= 1a5,8 200 s00 t60 r60 r20 roo ra0 roo 80 BO to f;-390 'l50 oo 140 6]0 "LrJ I 30 E 20 (= /,?o t6 t6 E t2 t2 r0 l0 I 8 an trj o t.0 e.0 r ,2 lr? 1.0 t.o io.r 0.3 -i o.l l SCALE CHA "rrror" piooucrs orvrsro* *-{.-(q:\ 65 1, {O tertrpct',rtut'c in "li', r'olrrnre in cu.ft./lbnt, elitropy in btu/lbnr-ol' r00 l05l ilo ils t20 r?5 r50 t35 t40 t{5 t50 t35 ENTHALPY, tf,=b0 Blu/l C.rfrigll. ItC!. f.l, dctlrt!ra:1ob.d 0.4 t60 aa tltc.rr i Ctrtft />

109 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI R-502 scrle -20 -t0 t000ffi 0 char{6e *+-- r0? ilo ils. r l! t r Lt 200 a00 r60 t60 r20 rt0 r00 'i] lp BO ?=&hoo 7,30 30 t- trj E20 20 *15 t5 trj *- t2 12 t0 t0 I a.o e.0 t.6 r.6 t,2 0.8 SCALE * r00 NTHALPY, l,r,-- BB ros I ilo ils Blu/l t r40 r45 r50 r55 Cotritlt (r-- \ot,b r.0 i 0,6 F 0t02010,.e o.8 as s3 0.6 o.5 o.{ -l peu 3E t.0 r 160 ll6t, t,l, drtort l. taeror" i Cflrrl 0.4

110 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI R-502 SCALE CHA'{68 -+lcr?o t40 55 r45 r ao r60 r30 roo 8(} '--],20 r6 t2 r e.o 2.0 t.6 t.6 t.z lt.2 r0 r.o 0.8 o 'io.e 0.4 o ro c t SCALE CHA 'rntox' Pn00tcts ternpcrirture 0tvt5t0* **+* 60 t-\c =?09 i1 oll, volurne in crr.ft./lbm, entropy in lltrr/lbnrj'f r00 NTHALPY, \,= 6B ils 120 r25 r50 r35 r40 r45 r50 r55 r05 Blu/lb. ha-- \b!, grt?riall r ltct o.4 t60 r I. l. lrr0rr aa l!.crrt I Grrlrry I7

111 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANR-502 TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI I -24 -lo 000 f-800 lf 600F 5oo 400 scale char{6e -{+-r0 20 r s5 t l-- E {00 j soo?r=uatt r60 r60 r20 t00 rgo roo I 40 jo :40,2 g o) t- t d, U' t4 L'J E. & eo t6 t5 t2 t2 IO t0 I I I t t.6 r.6 t,2!t.2 l.o r.o o.8 o i o r $CALE chaild **** "rhtox" Proo{,rcts 0lvtsrol \t,hr= I SO 9s NTHALPY,?8.5 telnpcr'rrture is oll, volurne in cu.lt./lbnr, entropy in btu/lbln-of h,=08 r00 lr0 ils 120 r25 Blu/l il..,ub 't r45 t50 t t60 C!ttrifllr lt6, i t.l, drtorr aa tarttrrr! C[prry IE

112 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI R-502 scrl-e char{ge r N, ? too r05 lto I r!0 r35 t40 r t t Jb'tt"oooo I e00,.0 r t50 I roo /a 80t) r ),ooo {o Hzo 20 a- (tlt-, 16 t6 t0 ro fr.l tt2 o- t2 I I l 6i 5l 6 I 5 rl rl e.o r.6 t.6 t.? t.2 t.0 r.o as 33 o.8!? o.4 :g i o.e 0.5!0 -r0 0 l0 20 SCALE CHA 't*fox' piootctg OtvtStOI tenrpernture i11 rs no t25 r50 r35 r{o r45 t50 t *- ]$,5 tqgaq' o[i. r'olurrre in cu.ft./lbnr, entrop],in btrr/lbnt-"f PY. Blu/lb. \' 'BB \t'- \ol5 g.ttrillt. 0.{ t60 lt6!, l-1. drtorr ar t.rrrr! I Ct.t.rt

113 PLAGIAT TINDAKAN PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANR-502 TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI f-8oo F reoof 5oo scale char{6e *-+r0? r L roo l-- lo0 l- 300 I 3oo,-l*, r60 r60 t?0 t00 re0 roo ;l (,1 9B{q (n l ttt t. a/, l vl lrj E. o- 40 {o rol l5 r6 t2 t2 IO to I e,o 2.O r.6 r.6 t,t r0 t.t r o ' l0 2A 30 SCALE CHA I t00 NTHALPY, \r. db t05 I ilo ils 120 t 2s 50 lj5 t40 t45 t 50 t55 Blu/lb. r C.tfrillli hr.=\0?,5 t60 lt6!, t.l, drlcnt,a xlrorit I Crrttr, i o.e 0.5 0,4