KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS PENDINGIN KONDENSOR SKRIPSI

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS PENDINGIN KONDENSOR SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Oleh : SIGIT JALU PRAKOSA NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2016 i

2 CHARACTERISTICS OF MORTUARY REFRIGERATOR USING ONE AND TWO CONDENSER COOLING FAN FINAL PROJECT As partial Fullfillment of The Requirement to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering By SIGIT JALU PRAKOSA Student Number : MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2016 ii

3 KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS PENDINGIN KONDENSOR Disusun Oleh : SIGIT JALU PRAKOSA NIM : Telah disetujui oleh Dosen Pembimbing Skripsi Ir. Petrus Kanisius Purwadi, MT. iii

4 KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS PENDINGIN KONDENSOR Dipersiapkan dan disusun oleh: NAMA : SIGIT JALU PRAKOSA NIM : Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 26 Agustus 2016 Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Doddy Purwadianto, S.T, M.T Sekretaris : RB Dwiseno Wihadi, S.T, M.Si Anggota : Ir. PK. Purwadi, M.T Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Yogyakarta, 26 Agustus 2016 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Dekan Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. iv

5 PERYATAAN KEASLIAN KARYA Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Yogyakarta, 26 Agustus 2016 Sigit Jalu Prakosa v

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Yogyakarta: Nama : Sigit Jalu Prakosa NIM : Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Karya ilmiah yang berjudul: Karakteristik Mesin Pendingin Jenasah Dengan Menggunakan Satu dan Dua Kipas Pendingin Kondensor Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau di media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 26 Agustus 2016 Yang menyatakan Sigit Jalu Prakosa vi

7 ABSTRAK Mesin pendingin saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengan kemajuan teknologi. Penggunaan umumnya salah satunya adalah pengkondisian jenasah yang dibutuhkan oleh masyarakat Bali dan dalam dunia medis. Tujuan dari penelitian mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah ini adalah: (a) membuat mesin pendingin untuk mengkondisikan jenasah (b) mengetahui karakteristik mesin pendingin jenasah: (1) COP (Coefficient Of Performance) mesin pendingin jenasah (Aktual/Ideal) (2) efisiensi mesin pendingin jenasah. Mesin yang diteliti adalah mesin pendingin jenasah yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Refrigeran yang dipakai adalah R-134a. Daya kompresor sebesar 1/5 hp, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besar daya kompresor. Variasi penelitian adalah (a) tanpa beban pendinginan dengan tambahan satu dan dua kipas (b) dengan beban pendinginan 20 kg air sebagai pengganti jenasah, dengan tambahan satu dan dua kipas. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Hasil penelitian menunjukkan (a) mesin pendingin jenasah dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. (b) karakteristik mesin pendingin jenasah (1) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,33, untuk dua kipas nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,60. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,44, untuk 2 kipas nilai COPAktual rataratanya sebesar 2,58. (2) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 70 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 75 %. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 74 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 76 %. Kata kunci: Mesin pendingin jenasah, nilai COPAktual, siklus kompresi uap vii

8 ABSTRACT Cooling machine is now increasingly utilized in accordance with technological advances. Use of generally one of which is the conditioning of bodies needed by the people of Bali and in the medical world. The purpose of the research on the characteristics of the engine cooling bodies are: (a) make the mortuary refrigerator (b) determine the characteristics of mortuary refrigerator: (1) COP (Coefficient Of Performance) mortuary refrigerator (Actual / Ideal) (2) efficiency mortuary refrigerator. Engineering studied are mortuary refrigerator working with the vapor compression cycle. The main component of the vapor compression cycle include: compressor, condenser, evaporator and capillary tube. The refrigerant used is R- 134a. Amounting to 1/5 hp compressor power, the size of the other major components that adjust with great power the compressor. Variations of research is (a) without the cooling load in addition to one and two fans (b) with the cooling load of 20 kg of water in addition to one and two fans. The study was conducted at the Laboratory of Mechanical Engineering Sanata Dharma University in Yogyakarta. The results showed (a) mortuary refrigerator can work well as expected. (B) the characteristics of mortuary refrigerator (1) for no-load, one fan: COPAktual the average value of 2.33, for two fans COPAktual the average value of To load, one fan: COPAktual the average value of 2.44, for the second fan COPAktual the average value of (2) for the no-load, one fan: the value of the average efficiency of 70 %, the two fans value the average efficiency of 75 %. To load, the fan: the value of the average efficiency of 74 %, the two fans value the average efficiency of 76 %. Keywords: Mortuary refrigerator, COPAktual value, vapor compression cycle viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya sehingga penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan lancar. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan Skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi dan Dosen Pembimbing Akademik. 3. Seluruh pengajar dan staf Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini. 4. Kedua orang tua, Yustinus Yono dan Yumariah, A.Ma yang telah memberi motivasi dan dukungan kepada penulis, baik secara materi maupun spiritual ix

10 kepada penulis selama belajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. 5. Kedua kakak, Natalia Puspitarini.S.Sn dan Setia Wahyu Wijayanti, A.Md yang telah memberikan semangat dan motivasi kepada penulis. 6. Karel Goivanni dan Daniel Hutahaean selaku teman satu team pembuatan alat. 7. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu, yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki. Untuk itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima Kasih Yogyakarta, 26 Agustus 2016 Penulis x

11 DARTAR ISI HALAMAN JUDUL TITLE PAGE... HALAMAN PERSETUJUAN. HALAMAN PENGESAHAN.. HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA. LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS.. ABSTRAK ABSTRACT... KATA PENGANTAR. DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR... i ii iii iv v vi vii viii ix xi xiii xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan - batasan Masalah Manfaat Penelitian 4 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori 5 xi

12 2.1.1 Mesin Pendingin Jenasah Refrigerant Siklus Kompresi Uap Komponen Utama Alat Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin Tinjauan Pustaka.. 17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN PEMBUATAN ALAT Persiapan pembuatan mesin pendingin jenasah Komponen utama mesin pendingin jenasah Alat-alat Bahan Peralatan pendukung pembuatan mesin Langkah-langkah pembuatan mesin pendingin jenasah Obyek Penelitian Alur Penelitian Skematik Alat Uji Alat Bantu Penelitian Variasi Penelitian Cara Pengambilan Data Cara Pengolahan Data Kesimpulan.. 44 BAB IV HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN 45 xii

13 4.1 Hasil Penelitian Perhitungan Pembahasan 73 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Penelitian Tanpa Beban Tanpa Kipas Pendingin 46 Tabel 4.2 Data penelitian Tanpa Beban Satu kipas Pendingin 47 Tabel 4.3 Data Penelitian Tanpa Beban Dua Kipas Pendingin 48 Tabel 4.4 Data Penelitian Dengan Beban Tanpa Kipas Pendingin.. 49 Tabel 4.5 Data Penelitian Dengan Beban Satu Kipas Pendingin 50 Tabel 4.6 Data Penelitian Dengan Beban Dua Kipas Pendingin. 51 Tabel 4.7 Nilai Entalpi Tanpa Beban.. 53 Tabel 4.8 Nilai Entalpi Dengan Beban.. 54 Tabel 4.9 Win Kompresor Tanpa Beban 55 Tabel 4.10 Win Kompresor Dengan Beban Tabel 4.11 Qout Kondensor Tanpa Beban. 58 Tabel 4.12 Qout Kondensor Dengan Beban 59 Tabel 4,13 Qin Evaporator Tanpa Beban 61 Tabel 4.14 Qin Evaporator Dengan Beban 62 Tabel 4.15 COPAktual Tanpa Beban 64 Tabel 4.16 COPAktual Dengan Beban. 65 xiv

15 Tabel 4.17 COPIdeal Tanpa Beban Tabel 4.18 COPIdeal Dengan Beban Tabel 4.19 Efisiensi Tanpa Beban 70 Tabel 4.20 Efisiensi Dengan beban.. 71 xv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Refrigerant... 7 Gambar 2.2 Skematik Siklus Kompresi Uap... 7 Gambar 2.3 P-h Diagram. 8 Gambar 2.4 T-s Diagram. 8 Gambar 2.5 Kompresor Jenis Terbuka. 11 Gambar 2.6 Kompresor Jenis Hermetic 12 Gambar 2.7 Kompresor Jenis Semi Hermetic.. 12 Gambar 2.8 Kondensor Gambar 2.9 Evaporator Gambar 2.10 Pipa kapiler. 14 Gambar 2.11 Filter 14 Gambar 3.1 Kompresor Gambar 3.2 Kondensor 22 Gambar 3.3 Filter. 22 Gambar 3.4 Pipa Kapiler.. 23 Gambar 3.5 Evaporator xvi

17 Gambar 3.6 Refrigerant.. 24 Gambar 3.7 Pemotong Pipa 24 Gambar 3.8 Pembengkok Pipa 25 Gambar 3.9 Pompa Vakum. 25 Gambar 3.10 Pipa PVC. 27 Gambar 3.11 Sterofoam 28 Gambar 3.12 Kipas Gambar 3.13 Pipa Tembaga.. 29 Gambar 3.14 Pressure Gauge 30 Gambar 3.15 Thermocouple dan APPA 30 Gambar 3.16 Rangka Mesin dan Ruangan Peti. 32 Gambar 3.17 Pemasangan Sterofoam Gambar 3.18 Pengelasan Pipa Gambar 3.19 Pemvakuman dan Pengisian Refrigerant. 34 Gambar 3.20 Objek Penelitian.. 35 Gambar 3.21 Diagram Alir untuk Penelitian. 36 Gambar 3.22 Skematik Mesin Pendingin Jenasah. 37 Gambar 3.23 Thermocouple dan APPK 38 xvii

18 Gambar 3.24 Pressure gauge. 39 Gambar 3.25 P-h Diagram 39 Gambar 3.26 Stopwatch 40 Gambar 3.27 Botol Air mineral. 40 Gambar 3.28 P-h Diagram 44 Gambar 4.1 Perbandingan Win Tanpa Beban.. 57 Gambar 4.2 Perbandingan Win Dengan Beban 57 Gambar 4.3 Perbandingan Qout Tanpa Beban. 60 Gambar 4.4 Perbandingan Qout Dengan Beban Gambar 4.5 Perbandingan Qin Tanpa Beban Gambar 4.6 Perbandingan Qin Dengan Beban. 63 Gambar 4.7 Perbandingan COPAktual Tanpa Beban. 66 Gambar 4.8 Perbandingan COPAktual Dengan Beban.. 66 Gambar 4.9 Perbandingan COPIdeal Tanpa Beban Gambar 4.10 Perbandingan COPIdeal Dengan Beban 69 Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi Tanpa Beban.. 72 Gambar 4.12 Perbandingan Efisiensi Dengan Beban 72 xviii

19 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi pendingin pada saat ini sangat mempengaruhi kehidupan dunia modern, tidak hanya terbatas untuk peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup, namun juga sudah menyentuh hal-hal penunjang kehidupan manusia, terkait dengan proses pengawetan. Mesin pendingin saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengan kemajuan teknologi. Penggunaan yang umum adalah untuk mengawetkan makanan, meliputi sayuran, ikan-ikan, daging dan berbagai minuman. Kegunaan lainnya adalah untuk penyejuk ruangan dan untuk mengawetkan jenasah atau mayat dirumah sakit. Penggunaan mesin pendingin jenasah sangat besar peranannya. Dalam dunia medis, mesin pendingin selain membekukan atau mengawetkan darah, serum dan obat-obatan juga untuk mendinginkan jenasah. Mesin pendingin untuk mengkondisikan jenasah digunakan karena, jenasah orang tidak tahan lama dan mudah membusuk jika ditempatkan di udara terbuka dan pada suhu kamar biasa. Penyebab kerusakan mayat diantaranya adalah aktifnya mikroorganisme dan bakteri yang ada dalam tubuh manusia. Pada suhu ruangan mikroorganisme dan bakteri dapat berkembang biak dengan cepat, bakteri dapat dipasifkan atau tidak hidup dengan syarat suhu ruangan dibawah 12 o C (Bates JR. 1997). Untuk itu diperlukan mesin pendingin jenasah yang dapat mendukung proses tersebut. 1

20 2 Dalam masyarakat di Bali, untuk melakukan ritual pemakaman (Ngaben), biaya yang dikeluarkan sangat mahal. Waktu yang di butuhkan bisa bermingguminggu untuk dapat mengumpulkan uang. Akan tetapi selama pengumpulan uang, jenasah keluarga jika tidak dikondisikan proses pembusukannya akan berjalan dengan cepat. Untuk itu, masyarakat Bali menggunakan mesin pendingin untuk mengawetkan jenasah keluarganya sampai dananya mencukupi untuk melakukan ritual pemakaman. Berdasarkan latar belakang diatas, penulis tertarik untuk merancang dan membuat mesin pendingin yang dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah yang di ganti media ujinya menjadi air. Penggunaan air sebagai media pembebanan sebagai solusi yang wajar bila melihat komposisi tubuh manusia sekitar % adalah air. Untuk itu pada penelitian ini menggunakan 20 kg air sebagai pembebanannya, sekaligus untuk melihat bagaimana karakteristik mesin pendingin pengkondisi jenasah tersebut. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas adalah diperlukan suatu mesin untuk dapat mengkondisikan jenasah agar jenasah tidak segera membusuk dalam waktu yang lama. Dipasaran masih sulit ditemukan mesin khusus yang dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah. Untuk itu, perlu dicoba untuk merancang dan membuat suatu alat sederhana mesin pendingin jenasah dengan menggunakan satu dan dua kipas pendingin kondensor sebagai tambahannya, agar permasalahan di atas dapat

21 3 dipecahkan. Jika sudah dibuat, bagaimana karakteristik dari mesin pendingin jenasah tersebut? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: 1. Membuat mesin pengkondisian jenasah. 2. Mengetahui karakteristik mesin pengkondisian jenasah: a. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant (Qin). b. Kalor yang dikeluarkan condenser persatuan massa refrigerant (Qout). c. Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigerant (Win). d. COP (Coefficient Of Performance) aktual. e. COP (Coefficient Of Performance) ideal. f. Efisiensi Kalor. 1.4 Batasan-batasan Masalah Batasan batasan yang dipergunakan di dalam pembuatan mesin pengkondisian jenasah adalah: a. Mesin bekerja dengan siklus kompresi uap. b. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi, kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler.

22 4 c. Daya kompresor sebesar 1/5 HP, komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor, dan mempergunakan komponen standar yang ada dipasaran. d. Kapasitas mesin hanya dipergunakan untuk 1 jenasah orang dewasa. Diasumsikan dengan menggunakan 20 liter air yang dimasukan ke dalam botol air mineral ukuran 1500 ml. e. Diameter pipa kapiler sebesar 0,028 inci, terbuat dari bahan tembaga, dengan panjang 150 cm. f. Jenis evaporator adalah pipa bersirip, terbuat dari bahan aluminium. g. Diasumsikan proses kompresi pada kompresor berlangsung secara isentropic adiabatic. h. Mesin ini menggunakan tambahan berupa satu dan dua kipas untuk mendinginkan kondensor. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian ini adalah: a. Hasil penelitian dapat dipergunakan untuk menambah koleksi ilmu pengetahuam tentang mesin pengkondisian jenasah yang dapat ditempatkan diperpustakaan. b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti yang tertarik pada mesin pengkondisian jenasah. c. Mesin hasil penelitian dapat dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah untuk masyarakat di Bali. d. Mesin hasil penelitian dapat membantu dalam dunia medis.

23 5 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Mesin Pendingin Jenasah Mesin pendingin jenasah adalah mesin pendingin yang memiliki fungsi mengkondisikan jenasah manusia dalam jangka waktu yang cukup lama. Mesin pendingin jenasah ini menggunakan tambahan satu dan dua buah kipas pendingin kondensor sebagai variasi penelitiannya. Bagian atas peti terbuat dari kaca transparan yang berguna agar jenasah yang dikondisikan dapat terlihat dari luar. Siklus yang digunakan pada mesin pendingin jenasah adalah siklus kompresi uap, dan menggunakan fluida kerja refrigerant. Penggunaan refrigerant pada siklus kompresi uap sebagai fluida kerja yang mengalami proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Siklus kompresi uap diawali ketika kompresor dihidupkan. Dengan bekerjanya kompresor, suhu dan tekanan refrigerant akan naik. Refrigerant kemudian akan mengalir menuju kondensor untuk melepaskan kalor ke lingkungan sekitar kondensor. Kalor dari kondensor dapat mengalir ke lingkungan di sekitar karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu lingkungan. Setelah mengalami perubahan fase dari gas menjadi cair, refrigerant keluar dari kondensor. Refrigerant kemudian mengalir menuju pipa kapiler dengan melewati filter terlebih dahulu untuk mengalami proses penyaringan kotoran. Di pipa kapiler refrigerant mengalami proses penurunan tekanan dan suhu akibat adanya gesekan yang disebabkan oleh diameter pipa kapiler yang sangat kecil. Proses di pipa kapiler

24 6 berlangsung pada entalpi yang tetap. Fase refrigerant berubah dari fase cair ke fase campuran yaitu fase cair dan gas. Dari pipa kapiler refrigerant mengalir ke evaporator, Didalam evaporator refrigerant mengalami perubahan fase dari fase campuran (cair + gas) menjadi gas semuanya. Proses perubahan fase pada evaporator dapat terjadi karena adanya kalor yang mengalir dari lingkungan sekitar evaporator ke dalam evaporator. Kalor dapat mengalir karena suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kerja evaporator. Keluar dari evaporator refrigerant dihisap kembali ke kompresor dan siklus kompresi berlangsung kembali seperti semula Refrigerant Refrigerant adalah fluida kerja yang dipergunakan di dalam mesin pendingin jenasah yang berfungsi untuk mengambil kalor dari evaporator dan membuangnya ke kondensor. Sifat aman yang dimiliki refrigerant merupakan syarat utama yang harus diperhatikan yaitu: tidak mudah terbakar, tidak beracun baik dalam keadaan murni maupun setelah bercampur dengan air. Tidak bereaksi dengan material dari komponen-komponen pendukungnya, dan tidak berkontaminasi dengan bahan makanan maupun produk yang disimpan jika terjadi kebocoran. Refrigerant yang dipakai dalam mesin pendingin jenasah adalah refrigerant R-134a. Refrigerant ini dilambangkan R-134a. pada tekanan 101,3 kpa mempunyai titik didih 26,2 C dan memiliki titik beku 96,6 C. Refrigerant ini memiliki kelebihan tidak mudah terbakar, tidak merusak ozon, memiliki kestabilan yang tinggi, dan ramah lingkungan. Kelemahan R-134a harga belinya relatif mahal. Pada saat ini refrigerant ini banyak dipergunakan.

25 7 Gambar 2.1: Refrigerant Siklus Kompresi Uap Salah satu penerapan yang banyak digunakan dari termodinamika adalah refrijerasi (refrigeration) yang berfungsi untuk memindahkan kalor dari tempat bersuhu rendah ke tempat yang bersuhu tinggi. Pada mesin ini siklus refrijerasi yang digunakan adalah siklus kompresi uap. Sikuls ini digunakan karena pemakaiannya yang sangat luas dan fluida kerjanya bermacam-macam (misalnya: amonia, R12, R22, R502, R134a, dll). Pada siklus kompresi uap umumnya menggunakan refrigerant R134a sebagai fluida kerja karena lebih ramah lingkungan. Siklus kompresi uap memiliki 4 komponen utama, yaitu: evaporator, kompresor, kondensor dan pipa kapiler serta peralatan tambahan yaitu filter. Gambar 2.2 : Skematik Siklus Kompresi Uap

26 8 Pada siklus kompresi uap refrigerant bertekanan rendah akan dikompresikan kompresor sehingga menjadi refrigerant bertekanan tinggi, selanjutnya refrigerant bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigerant bertekanan tinggi saat melewati kondensor. Kemudian cairan refrigerant bertekanan tinggi tersebut tekanannya diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigerant bertekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigerant tekanan rendah. Gambar 2.3: P-h Diagram Gambar 2.4: T-s Diagram

27 9 Dalam siklus kompresi uap, refrigerant mengalami beberapa proses yaitu: a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi isentropik (proses berlangsung pada entropi (s) konstan) refrigerant. Proses ini dilakukan oleh kompresor, refrigerant yang berupa gas bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigerant menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. b. Proses 2-2a merupakan proses penurunan suhu. Proses ini berlangsung ketika refrigerant memasuki kondensor. Refrigerant gas panas lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan suhunya sampai memasuki titik gas jenuh, berlangsung pada tekanan yang konstan. c. Proses 2a-3a merupakan proses kondensasi atau pelepasan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada saat yang sama terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini dikarenakan temperatur refrigerant lebih tinggi dari pada suhu udara lingkungan sekitar kondensor. Berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan. d. Proses 3a-3 merupakan proses pendinginan lanjut, proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga suhu refrigerant keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal ini agar refrigerant dapat lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler. e. Proses 3-4 merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan berlangsung pada entalpi yang konstan, proses ini berlangsung selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigerant mengalami perubahan fase dari cair menjadi fase

28 10 campuran (cair-gas). Akibat dari penurunan tekanan, suhu refrigerant juga mengalami penurunan. f. Proses 4-1a merupakan proses evaporasi atau penguapan. Ketika proses ini berlangsung terjadi perubahan fase dari campuran (cair-gas) menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini terjadi dikarenakan suhu refrigerant lebih rendah dari pada suhu udara lingkungan sekitar evaporator sehingga terjadi penyerapan kalor dari udara lingkungan sekitar evaporator. Proses ini berlangsung pada tekanan dan suhu yang konstan. g. Proses 1a-1 merupakan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi karena penyerapan kalor terus menurus pada proses 4-1a, refrigerant yang akan masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh manjadi gas panas lanjut. Pada proses ini mengakibatkan kenaikan tekanan dan suhu refigerant Komponen Utama Siklus Kompresi Uap a. Kompresor Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigerant. Tekanan refrigerant naik dari tekanan kerja evaporator ke tekanan kerja kondensor. Proses yang terjadi pada kompresor dikenal dengan proses kompresi. Akibat dari tekanan yang naik, suhu refrigerant hasil kompresi juga akan mengalami kenaikan. Kompresor dapat bekerja karena ada daya listrik yang diberikan ke kompresor. Jenis kompresor yang sering digunakan pada mesin pendingin adalah kompresor hermetik. Fase refrigerant ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas keluar kompresor berupa uap panas lanjut. Suhu gas refrigerant keluar dari

29 11 kompresor tinggi, lebih tinggi dari suhu kerja kondensor demikian pula dengan nilai tekanannya. Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu; (1) kompresor jenis terbuka (2) kompresor jenis hermetik (3) kompresor jenis semi hermetik. 1. Kompresor Jenis Terbuka Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing-masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah dengan menggunakan puli. 2. Kompresor Jenis Hermetik Gambar 2.5 : Kompresor jenis terbuka Jenis kompresor hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor.

30 12 Gambar 2.6: Kompresor Jenis Hermetik 3. Kompresor Jenis Semi Hermetik Jenis kompresor ini merupakan kompresor yang motor penggerak serta kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya terpisah dari kompresor. Kompresor digerakkan oleh motor penggerak dengan sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor. Gambar 2.7 : Kompresor Jenis Semi Hermetik b. Kondensor Kondensor berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari gas menjadi cair. Pada kondensor berlangsung dua proses utama yaitu proses penurunan suhu refrigerant dari gas panas lanjut ke gas jenuh dan proses dari gas jenuh ke cair jenuh berlangsung pada suhu yang tetap. Kalor yang dilepaskan kondensor dibuang keluar

31 13 melalui permukaan rusuk-rusuk dan diambil oleh udara sekitar. Kondensor yang sering dipakai pada mesin pendingin adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, pipa dengan pelat besi dan pipa dengan sirip-sirip. Gambar 2.8 : Kondensor c. Evaporator Evaporator adalah tempat terjadinya proses penguapan refrigerant dari cair menjadi gas. Pada saat perubahan fase proses memerlukan energi kalor. Energi kalor diambil dari lingkungan evaporator (bahan makanan/minuman yang terdapat di dalam evaporator). Evaporator berbentuk pipa yang diberi plat yang dikonstruksikan sedemikian rupa. Proses penguapan refrigerant di evaporator berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang digunakan pada mesin pendingin adalah pipa dengan plat datar, pipa dan pipa bersirip. Gambar 2.9 : Evaporator

32 14 d. Pipa Kapiler Pipa kapiler berguna untuk menurunkan tekanan refrigerant. Pipa kapiler merupakan pipa berdiameter paling kecil dibandingkan pipa-pipa lainnya. Diameter untuk pipa kapiler yaitu 0,026 inch atau 0,028 inch. Kerusakan mesin pendingin paling banyak dijumpai pada pipa kapiler mudah bocor dan mudah tersumbat. Gambar 2.10 : Pipa Kapiler e. Filter Filter berfungsi sebagai penyaring kotoran. Ditempatkan sebelum pipa kapiler, sehingga tidak ada kotoran yang akan dapat menyumbat pipa kapiler yang akan dilewati. Bentuk umum filter berupa tabung kecil dengan diameter antara mm dan panjangnya kurang dari cm. Gambar 2.11 : Filter

33 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin Dengan diagram P-h, nilai entalpi di dalam siklus kompresi uap dapat diketahui. Dengan diketahui nilai entalpi maka kerja kompresi, pengeluaran energi kalor, penyerapan laju kalor, koefisien prestasi (COP), dan efisiensi dapat diketahui. a. Kerja Kompresor (Win) Kerja kompresor persatuan massa refrijerant merupakan perubahan entalpi,dari titik 1-2 yang dapat dihitung dengan Persamaan 2.1: Win = h2 h1 (2.1) Pada persamaan (2.1) Win h1 h2 : Kerja kompresor persatuan massa refrigerant, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat masuk kompresor, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat keluar kompresor, kj/kg. b. Energi kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas oleh kondensor (Qout). Energi kalor persatuan massa refrijerant yang dilepas oleh kondensor merupakan perubahan entalpi dari titik 2 ke titik 3. Perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan 2.2 : Qout = h2 h3 (2.2) Pada persamaan (2.2). Qout h2 h3 : Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigerant, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat keluar kompresor, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat masuk pipa kapiler, kj/kg.

34 16 c. Energi kalor persatuan massa yang diserap evaporator (Qin) Energi kalor persatuan massa yang diserap oleh evaporator merupakan proses perubahan entalpi dari titik 4 ketitik 1, perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan 2.3: Qin= h1 h4 (2.3) Pada persamaan (2.3). Qin h1 h4 : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat masuk kompresor, kj/kg. : Nilai entalpi refrigerant saat masuk evaporator, kj/kg. d. Coefficient Of Performance (COPaktual). Koefisien prestasi siklus kompresi uap standar adalah pembanding antara panas yang dilepaskan dari ruang yang didinginkan dengan kerja yang disalurkan. Dapat dihitung dengan Persamaan 2.4: COPactual = Qin / Win (2.4) Pada persamaan (2.4). COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual. Qin Win : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant, kj/kg. : Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigerant, kj/kg. e. Coefficient Of Performance (COPideal). Koefisien prestasi ideal pada siklus kompresi uap standar dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 :

35 17 COPideal = (273,15 + Te ) / (Tc - Te). (2.5) Pada persamaan (2.5). COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. Te : Suhu evaporator, o C. Tc : Suhu kondensor, o C. f. Efisiensi Mesin Pendingin Efisiensi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6: Efisiensi = ( COPactual / COPideal ) x 100 % (2.6) Pada persaamaan (2.6). COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual. 2.2 Tinjauan Pustaka Boby Himawan Putra Prasetya dan Ary Bachtiar Krishna Putra (2013). Teknologi pendinginan lama yang mulai digunakan salah satunya adalah mesin pendingin Difusi Absorpsi COP dari mesin pendingin difusi absorpsi banyak dipengaruhi dari desain generator. Pada penelitian ini eksperimen dilakukan dengan mendesain ulang generator pada mesin pendingin difusi absorpsi yang menggunakan pasangan refrigeran R22-DMF serta penambahan fan di kondensor. Metode dalam penelitian ini adalah pengambilan data dilakukan dengan empat variasi laju pendinginan pada kondensor. Hasil yang diperoleh dari pengujian untuk variasi laju pendinginan dari 0,711 m/s hingga 2,291 m/s yaitu semakin tinggi laju pendinginan maka semakin

36 18 baik performa pada sistem. Kapasitas pendinginan optimal ialah 143 W, COP tertinggi 0,96, laju alir massa refrigeran terbesar ialah 0,72 gram/s, dan circulation ratio terendah yaitu 2,11. Royyan Firdaus, Ary Bachtiar Khrisna Putra (2014). Sistem refrigerasi cascade merupakan kombinasi dua sistem refrigerasi tunggal yang digunakan untuk mendapatkan temperatur sangat rendah dimana aplikasinya adalah sebagai cold storage. Salah satu kelebihan dari cascade ini adalah dalam hal penghematan daya kompresor yang berkaitan langsung dengan penghematan konsumsi listrik bila dibandingkan dengan multistage. Eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan refrigerant R-22 pada high stage dan R-404A pada low stage. Metode pada penelitian ini adalah pengambilan data dilakukan dengan cara switching kecepatan fan yang berbeda dengan 5 variasi kecepatan fan pada kondensor high stage. Hasil yang didapatkan pada saat variasi kecepatan fan tertinggi adalah nilai effectiveness alat penukar kalor tipe concentric sebesar 90,42%, COP sistem sebesar 1,28, kapasitas refrigerasi sebesar 0,55 kw, HRR sistem sebesar 1,78, temperatur evaporator LS sebesar -36,950C, dan temperatur kabin terendah sebesar -37,30C. Heroe Poernomo (2015). Pengkondisian udara pada ruangan berfungsi untuk mengatur kelembaban, pemanasan dan pendinginan udara di dalam ruangan tersebut. Pengkondisian ini bertujuan memberikan kenyamanan, sehingga mampu mengurangi keletihan. Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang diinginkan banyak alternative yang dapat diterapkan, diantaranya adalah dengan

37 19 menaikkan koefisien perpindahan kalor kondensasi dan dengan menambahkan kecepatan udara pendingin pada kondensor sehingga akan diperoleh harga koefisien prestasi yang lebih besar. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah percobaan dengan menggunakan peralatan dari mesin refrigerasi sistem pendingin udara di laboratorium Fluida, Data-data yang dicatat yaitu suhu, tekanan dan perbedaan tekanan di kompresor. Untuk membuat variasi putaran poros fan kondensor dilakukan dengan melakukan beberapa perubahan frequensi motor listrik yang menggerakkannya. Variasi putaran motor listrik fan kondensor yang digunakan adalah 50 rpm sampai dengan 150 rpm. Data hasil pencatatan berupa tekanan dan temperatur selanjutnya diplot pada diagram P-h untuk refrigeran R-22. Berdasarkan pembahasan dan perhitungan data yang diperoleh, dapat ditarik beberapa kesimpulan karakteristik dan unjuk kerja sistem pendingin, Semakin besar laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi semakin meningkat. Karena laju pelepasan kalor yang besar akan berimbas pada temperature kondensor yang semakin rendah, sehingga dapat mencapai temperatur yang lebih rendah lagi pada keluaran evaporator. Jadi kerja kompresor lebih ringan pada variasi laju pelepasan kalor yang paling besar. Puji Saksono melakukan analisis pengaruh gangguan heat transfer kondensor terhadap performasi air conditioning. Dalam penelitian ini dirakit satu unit uji sistim refrigerasi berupa seperangkat AC window yang meliputi kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, air dryer, dan refrigeran yang dipergunakan adalah R-22. Bagian kondensor dipasang kipas angin yang yang bisa diatur putarannya dengan menggunakan alat pengontrol putaran. Kecepatan udara yang

38 20 dari fan akan diukur dengan anemometer. Dalam penelitian ini akan diperoleh data tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan variasi putaran kipas kondensor terhadap kecepatan udara pendingin. Variasi kecepatan udara pendingin antara 1,6 3,5 m/s yang dihasilkan dari putaran kipas rpm. Hasil penelitian menunjukkan semakin cepat putaran kipas semakin besar laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor sehingga koefisien prestasi (COP) semakin meningkat. Muhammad Hasan Basri telah melakukan penelitian mengenai efek perubahan laju aliran massa air pendingin pada kondensor terhadap kinerja mesin refrigerasi. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan pengaruh perubahan laju aliran massa air pendinggin pada kondensor terhadap kinerja mesin siklus refrigerasi R633 dan mendapatkan suatu kondisi optimal dan aman dalam pengoperasian mesin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan laju aliran massa air pendingin menyebabkan temperature air keluar turun,tetapi kalor yang dilepaskan ke sekeliling juga naik dan daya kompresor juga naik serta COP yang bervariasi. Kondisi optimal dan aman untuk pengoperasian mesin di laboratorium yaitu pada laju aliran massa air pendingin di kondensor 20 gr/s dengan laju aliran evaporator 30 gr/s dengan koefisien prestasi 6,0.

39 21 BAB III PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Pendingin Komponen Utama Mesin Pendingin Komponen utama mesin pendingin jenasah yang di gunakan dalam penelitian ini terdiri dari: kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator, refrigerant R- 134a dan peralatan tambahan yaitu filter. a. Kompresor Jenis kompresor yang digunakan adalah jenis hermetik dengan daya 1/5 HP. Tegangan yang digunakan sebesar 220 volt, arus yang bekerja pada kompresor 2 ampere. Gambar 3.1: Kompresor

40 22 b. Kondensor Jenis kondensor yang digunakan merupakan jenis kondensor tipe U, Jumlah U sebanyak 6 U. Pipa yang digunakan berbahan baja dan sirip berbahan baja. Ukuran dari kondensor yang digunakan adalah 110 cm 57,5 cm dengan diameter pipa luar 4,8 mm, dan jarak antar sirip 1 cm. Gambar 3.2 : Kondensor c. Filter Filter yang digunakan memiliki panjang 90 mm, dan berdiameter 19 mm, berbahan tembaga. Gambar 3.3: Filter

41 23 d. Pipa Kapiler Pipa kapiler yang digunakan berbahan tembaga, memiliki panjang 150 cm dengan diameter sebesar 0,028 inch (0,71 mm). Gambar 3.4: Pipa Kapiler e. Evaporator Jenis evaporator yang digunakan merupakan jenis pipa bersirip dengan bahan pipa serta sirip berbahan alumunium, ukuran dari evaporator adalah 34 cm 20 cm 6 cm dengan ukuran diameter sebesar 8,5 mm dan jumlah lintasan sebanyak 8. f. Refrigerant R-134a Gambar 3.5 : Evaporator Refrigerant yang digunakan dalam penelitian ini adalah R-134a.

42 24 Gambar 3.6 : Refrigerant Alat Peralatan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah, antara lain adalah : a. Pemotong Pipa Alat pemotong pipa adalah alat yang mempunyai fungsi untuk memotong pipa, agar hasil potongan pipa menjadi lebih rapih. Gambar 3.7 : Pemotong Pipa b. Pembengkok Pipa Pembengkok pipa berfungsi untuk membengkokan pipa agar pipa tidak rusak dan lebih rapi dari pada tidak dilakukan tanpa alat.

43 25 Gambar 3.8 : Pembengkok Pipa c. Pompa Vakum Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk proses pemvakuman atau untuk mengeluarkan udara dari dalam sistem mesin pendingin jenasah sebelum diisi refrigerant sebagai fluida kerja mesin. Gambar 3.9 : Pompa Vakum d. Gergaji kayu Gergaji kayu yang digunakan untuk memotong kayu yang akan dijadikan rangka mesin pendingin jenasah.

44 26 e. Bor Bor digunakan untuk membuat lubang, pada pembuatan mesin pendingin jenasah bor digunakan untuk membuat lubang paku dan lubang untuk baut. f. Meteran dan mistar Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, dalam pembuatan mesin pendingin jenasah meteran digunakan untuk mengukur panjang kayu. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang sterofoam. g. Palu Palu digunakan untuk memukul paku dalam pemasangan rangka dan casing mesin pendingin jenasah. h. Obeng dan kunci pas Digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut, menggunakan obeng (- ) dan obeng (+) sedangkan kunci pas digunakan untuk mengencangkan baut. i. Pisau cutter dan gunting plat Pisau cutter digunakan untuk memotong sterofoam dan lakban. J, Gas las Hi-cook Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipapipa tembaga pada komponen mesin pendingin.

45 27 k. Bahan las Bahan las yang digunakan dalam penyampungan pipa kapiler menggunakan perak, kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung antara tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan tambahan bertujuan agar sambungan pengelasan lebih merekat Bahan lain adalah: Bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah, antara a. Kaca Kaca digunakan pada bagian tutup peti jenasah. Penggunaan kaca pada mesin pendingin dikarenakan sifatnya yang transparan, dengan tujuan agar isi peti jenasah dapat dilihat dari luar. b. Pipa PVC Pipa PVC digunakan karena praktis dan simple, memiliki fungsi sebagai penyambung aliran refrijeran dari ruang evaporator ke peti. Pipa pvc yang digunakan memiliki ukuran 4 (inci), karena lubang yang dibuat cukup besar. Gambar 3.10 : Pipa PVC

46 28 c. Sterofoam Sterofoam memiliki kemampuan penghantar panas yang rendah. Sterofoam digunakan untuk penutup ruangan evaporator dan ruang pendingin/peti agar Fluida udara yang mengalir tidak keluar/bocor. d. Lakban dan lem Gambar 3.11: Sterofoam Lakban digunakan untuk menutup celah-celah sambungan antara kayu. Sedangkan lem digunakan untuk sterofoam dan pada permukaan kayu ataupun seng. e. Paku Paku digunakan untuk menyatukan rangka agar dapat menyatu sehingga konstruksi dapat menjadi kokoh. f. Roda Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan mesin pendingin jenasah dari satu tempat ke tempat lain.

47 29 g. Plat seng Plat seng digunakan sebagai alas dari komponen evaporator. Pemilihan plat seng sebagai alas dari komponen evaporator adalah agar rangka kayu tidak terkena langsung air hasil kondensasi. h. Kipas Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara dingin dari evaporator ke ruang pendingin dan kembali lagi ke evaporator. Banyaknya kipas yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebanyak 4 buah dengan ukuran 120 mm x 120 mm, jumlah sudu sebanyak 7 buah dan daya kipas 30 Wdan arus 0,14 A. i. Pipa Tembaga Gambar 3.12 : Kipas Pipa tembaga memiliki fungsi sebagai komponen penyambung antara kompresor dengan kondensor, dan antara pipa kapiler dengan evaporator. Diameter pipa tembaga adalah 7,5 mm. Gambar 3.13 : Pipa Tembaga

48 Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin a. Pressure gauge Pressure gauge adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengukur tekanan refrigerant saat pengisian maupun pada saat mesin pendingin bekerja. Yang terukur dalam pressure gauge adalah tekanan evaporator dan tekanan kondensor. Gambar 3.14 : Pressure Gauge b. Alat ukur APPA dan Thermocoupel Termocoupel yaitu sebuah kabel penyambung alat ukur dari APPA yang berfungsi untuk mengukur suhu pada mesin pendingin jenasah, yaitu mengukur suhu keluar kondensor, masuk evaporator, keluar evaporator, masuk kompresor, ruang pendinginan/peti, dan suhu sekitar. Gambar 3.15 : Thermocoupel dan APPA

49 31 c. Tang Ampere Digunakan untuk mengukur arus yang bekerja pada kompresor mesin pendingin jenasah Langkah-langkah Pembuatan Mesin Pendingin Langkah-Langkah pembuatan mesin pendingin jenasah dapat diketahui sebagai berikut ini: a. Mempersiapkan semua komponen utama mesin pendingin jenasah seperti kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, refrigerant R-134a, dan komponen pendukung pembuatan mesin pendingin jenasah seperti alat pemotong pipa, alat pembengkok pipa, pompa vakum, alat las, pressure gauge, dan alat-alat lain yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah. b. Proses pembuatan rangka mesin pendingin jenasah dan peti, pada proses ini memerlukan alat sebagai berikut alat pemotong kayu untuk memotong sesuai ukuran yang telah ditentukan, dan paku untuk menyambungkan antara kayu yang telah dipotong. Setelah selesai membuat rangka dan petinya, selanjutnya dibuat lubang pada kedua sisi ruangan evaporator dan sisi peti dengan diameter 4 inchi.

50 32 Gambar 3.16 : Rangka mesin dan ruang peti c. Setelah selesai membuat rangka mesin dan peti jenasah, selanjutnya memasang sterofoam pada peti jenasah dan ruangan evaporator, pada bagian sisi-sisi peti dengan tebal 5 cm dan di tambah dengan isolasi untuk menutup sambungan sterofoam. Sedangkan untuk ruang evaporator menggunakan sterofoam dengan ukuran 2 cm, dengan ditambah silent untuk menutup sambungan.

51 33 Gambar 3.17 : Pemasangan Sterofoam d. Proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan kondensor. Bahan yang digunakan pada proses pengelasan atau penyambungan ini menggunakan bahan perak dan kuningan. e. Proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan input filter. f. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler. Gambar 3.18 : Pengelasan Sambungan Pipa

52 34 g. Proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan evaporator. h. Proses pemvakuman dalam mesin pendingin, dalam proses pemvakuman diperlukan pompa vakum. Proses ini bertujuan untuk mengeluarkan udaraudara yang masih terjebak dalam saluran-saluran pipa di mesin pendingin agar siklus dalam mesin pendingin jenasah dapat bekerja dengan baik. i. Proses pengisian refrigerant R-134a, dalam proses ini diperlukan refrigerant R- 134a sebagai fluida kerja mesin pendingin. Tekanan refrigerant yang akan dimasukan dalam siklus mesin pendingin harus sesuai dengan standar kerja kompresor agar dapat bekerja dengan baik. Gambar 3.19 : Proses Pemvakuman dan Pengisian Refrigerant j. Setelah selesai pengisian refrigerant, mesin dapat diuji coba. Setelah berjalan dengan baik, mesin dapat dipergunakan untuk penelitian.

53 Objek Penelitian Objek penelitian adalah mesin pendingin jenasah hasil buatan sendiri, Gambar dari alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar Gambar 3.20 : Objek Penelitian

54 Alur Penelitian Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang tersaji pada Gambar Mulai Perancangan mesin pendingin jenasah Mempersiapkan komponen-komponen mesin pendingin jenasah Penyambungan komponen-komponen mesin pendingin jenasah Pemvakuman mesin pendingin jenasah Pengisian refrigeran R-134a Uji coba alat Baik Tidak Baik Pengambilan data T1,T3,P1,P2 Perhitungan h1,h2,h3,h4,win,qin,qout,cop,efisiensi dan laju aliran massa Pengolahan Data, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 3.21 : Diagram Alir untuk Penelitian.

55 Skematik Penelitian Skematik mesin pendingin jenasah dapat dilihat melalui Gambar Pada Gambar 3.22 dijelaskan letak penempatan Pressure Gauge dan alat ukur termokopel. Gambar 3.22 : Skematik mesin pendingin jenasah. Berikut adalah penjelasan untuk Gambar 3.22: Menunjukan kalor yang diserap oleh evaporator. Menunjukan kalor yang dilepas oleh kondensor, akibat adanya aliran udara oleh kipas pendingin kondensor. Menunjukan udara dingin yang dihembuskan melalui evaorator. Menunjukan posisi Pressure Gauge, biru untuk tekanan refrigeran masuk kompresor, merah untuk tekanan refrigeran keluar kompresor. Menunjukan posisi peletakan termokopel pada sistem kompresi uap. Pada penelitian, digunakan 7 buah termokopel, yang masing masing di letakkan pada tempat yang berbeda beda, yaitu:

56 38 a. Pada pipa setelah kompresor. b. Pada pipa kapiler. c. Udara yang dihembuskan kipas sebelum dan setelah melewati evaporator. d. Udara di dalam peti. e. Pada air yang digunakan sebagai spesimen. f. Udara luar Alat Bantu Penelitian Proses penelitian mesin pendingin jenasah membutuhkan alat bantu untuk pengambilan data penelitian, meliputi: a. Termocouple dan Penampilan Suhu Digital Termocouple 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. Termocouple b. APPK Gambar 3.23 : (a) Termocouple dan (b) APPK

57 39 b. Alat Ukur Tekanan (Pressure Gauge) Pressure gauge mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigerant. Pressure gauge berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi sedangkan yang berwarna biru untuk tekanan rendah. Gambar 3.24 : Pressure Gauge c. P-h Diagram Diagram P-h berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin pendingin jenasah. Dengan Diagram P-h dapat mengetahui nilai entalpi disetiap titik yang diteliti, (h1,h2,h3,h4) dan juga suhu kerja evaporator dan kondensor. Gambar 3.25 : P-h Diagram

58 40 d. Stopwatch Stopwatch berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya pengambilan data dalam pengujian mesin pendingin jenasah. Gambar 3.26 : Stopwatch e. Botol Air Mineral Botol air mineral digunakan sebagai media pembebanan pada penelitian mesin pendingin jenasah, yang berjumlah 20 botol ukuran 1500 ml. Gambar 3.27 : Botol Air Mineral

59 41 f. Terminal Terminal digunakan untuk membagi daya listrik antara kompresor dan kipas pendingin, karena panjang kabel kompresor dan kipas pendingin yang pendek dan soket listrik yang terbatas Variasi Penelitian Variasi penelitian yang digunakan adalah pada bagian kipas pendingin kondensor, untuk meneliti efek pendinginan pada kondensor dengan suhu akhir keluaran evaporator. Pada penelitian dilakukan perbandingan antara mesin pendingin jenasah tanpa kipas pendingin kondensor dengan mesin jenasah yang menggunakan kipas pendingin kondensor dengan variasi sebanyak satu dan dua kipas pendingin kondensor. Berikut adalah rincian variasi penelitian: a. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. b. Penelitian dengan menggunakan satu kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. c. Penelitian dengan menggunakan dua kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. d. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, dengan beban pendinginan. e. Penelitian dengan menggunakan satu kipas pendingin, dengan beban pendinginan. f. Penelitian dengan menggunakan dua kipas pendingin, dengan beban pendinginan.

60 Cara Pengambilan Data Langkah langkah pengambilan data dilakukan dengan cara sebagai berikut : Sebelum mengambil data, termokopel harus dikalibrasi dengan menggunakan air mendidih, agar dapat diketahui selisih perbedaan alat ukurnya. Cara mendapatkan data melalui proses sebagai berikut : a. Penelitian dilakukan di Laboratorium Universitas Sanata Dharma. Perubahan suhu sekitar dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu udara sekitar berubahubah sesuai cuaca. b. Memastikan bahwa termocouple sudah dikalibrasi. c. Memeriksa kipas bekerja dengan baik serta saluran pembuangan air hasil kondensasi tidak tersumbat. d. Alat bantu penelitian diletakkan pada tempat yang sudah ditetapkan. e. Mengecek kebocoran refrigerant pada mesin pendingin. f. Mengisi botol kemasan 1500 ml dengan air dan ditaruh di ruang pendinginan jenasah. g. Setelah tahap diatas selesai hidupkan mesin pendingin jenasah dan Stopwatch. h. Yang perlu dicatat dalam pengambilan data yaitu : 1. Waktu penelitian (menit) 2. Suhu refrigerant keluar evaporator, ( o C) 3. Suhu refrigerant masuk evaporator, ( o C) 4. T1 : Suhu refrigerant sebelum masuk kompresor, ( C) 5. T3 : Suhu refrigerant sebelum masuk pipa kapiler, ( C)