SKRIPSI PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU

Transkripsi

1 SKRIPSI PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU Oleh AMNA CITRA FARHANI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2 PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh AMNA CITRA FARHANI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

3 Amna Citra Farhani. F PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU. Di bawah bimbingan Armansyah Halomoan Tambunan RINGKASAN Pendinginan merupakan proses pengambilan panas yang dilakukan sehingga terjadi penurunan suhu lingkungan dan menjaga suhu tersebut selama waktu yang diinginkan. Terdapat beberapa sistem pendinginan yang digunakan namun sistem pendingin kompresi uap merupakan pendinginan yang umum digunakan karena mudah diterapkan dan mudah dianalisa keefektifannya. Sistem ini terdiri dari kompresor, katup ekspansi, kondensor dan evaporator. Fluida kerja yang digunakan dalam proses pendinginan disebut sebagai refrigeran yang umumnya berasal dari golongan halokarbon yang berbahaya bagi lingkungan. Penelitin ini merupakan penelitian awalan untuk mengetahui pengaruh penggantian refrigeran halokarbon (R-12) dengan refrigeran penggantinya, baik dari golongan halokarbon (R-22) maupun golongan lain (hidrokarbon). Tingginya laju aliran massa R-22 membuat efek pendinginan, panas buang kondensor dan kerja kompresi lebih tinggi dibandingkan dengan R-12. Namun panas buang kondensor R-12 yang lebih besar daripada efek pendinginannya membuat penurunan suhu evaporasi pada R-12 lebih cepat daripada R-22. Laju aliran medium pendingin yang makin besar akan meningkatkan pindah panas di kondensor yang dibuktikan dengan perbedaan temperatur logaritmik yang makin rendah. Nilai COP terkait dengan suhu evaporasi dan kondensasi yang terjadi. COP pada R-12 tidak setinggi pada R-22 karena efek pendinginan dan kerja kompresi pada R-12 di setiap laju aliran medium pendingin adalah sama. Rendahnya tekanan hisap R-22 membatasi jangkauan kerja R-22. Pada R- 12 rendahnya tekanan kompresor bukan merupakan suatu penghalang. Besarnya perbedaan tekanan yang terjadi pada R-22 membuat laju aliran semakin besar dan membuat pindah panas kurang efektif. Peningkatan laju aliran air untuk memperbesar pindah panas perlu diperhatikan agar peningkatan yang terjadi sebanding dengan panas buang kondensor dan turun tekan yang terjadi.

4 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh AMNA CITRA FARHANI F Dilahirkan pada tanggal 3 Oktober 1985 di Klaten Tanggal lulus : November 2007 Menyetujui, Bogor, 2007 Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Armansyah H Tambunan, M.Agr Ir. P. Togi Edward Sihaloho, MSc NIP Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Departemen Teknik Pertanian

5 RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis adalah anak pertama dari pasangan Purwadi dan Umi Kulsum dan dilahirkan di Klaten pada tanggal 3 Oktober Pendidikan dasar diselesaikan di SD Bonyokan I dan dilanjutkan di MTsN Klaten fillial di Jatinom dan tamat tahun Pendidikan tingkat atas didapatkan dari SMUN I Klaten hingga tahun Pada tahun ini pula penulis melanjutkan studi di IPB lewat jalur USMI. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif mengikuti organisasi dan kegiatan kepanitian di sekitar lingkungan kampus, di antaranya sebagai reporter Koran Kampus ( ) dan sebagai staf departemen PSDM Himateta ( ). Pada tahun 2005 menjadi asisten dosen mata kuliah Statika Dinamika sedangkan tahun 2006 dan 2007 menjadi asisten dosen mata kuliah Matematika Teknik. Praktek lapangan dilakukan penulis di PTPN XII UUS Kalitelepak, Banyuwangi dengan judul Mempelajari Proses Pengolahan dan Pengeringan Kakao di PTPN XII Unit Usaha Strategis Kalitelepak. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Penggantian Refrigeran R- 12 Menjadi R-22 pada Performansi Mesin Pembeku

6 KATA PENGANTAR Puji syukur dihaturkan ke hadirat Allah SWT karena dengan rahmatnya penulisan skripsi dengan judul Pengaruh Penggantian Refrigeran R-12 menjadi R-22 pada Performansi Mesin Pembeku ini dapat terselesaikan. Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan sejak bulan Maret 2007 hingga Agustus Skripsi ini dapat terselesaikan karena adanya bantuan dari berbagai pihak, karenanya pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Armansyah H Tambunan selaku dosen pembimbing akademik. Terima kasih atas arahan, pengertian, motivasi yang diberikan. 2. Ir. P. Togi Sihaloho dan Dr. Ir Dyah Wulandani selaku dosen penguji. Terimakasih atas saran dan perbaikannya. 3. Ibu, Nenek, seluruh keluarga, Kiki adikku, Rahadiang, Nurma, Ririn, Esti. Terimakasih atas do a dan motivasi yang diberikan. 4. Khafid, Riris, Bang Omil, Mas Bayu, Mas Nuruddin dan rekan-rekan di Luewikopo atas motivasi, diskusi, dan bantuannya. 5. Keluarga Mahasiswa Klaten, atas kesempatan serta dukungannya. 6. Teman-teman Puspita (Veve, Dewi, Eka, Tika, Dyah, Wilis) serta teman teman TEP 40 yang selalu memberi motovasi, dorangan dan dukungan hingga akhir. Karya ini masih jauh dari sempurna karenanya kritik dan saran sangat diharapkan. Semoga karya ini bermanfaat. Bogor, Oktober 2007 Penulis

7 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii DAFTAR GAMBAR... iv DAFTAR TABEL... v DAFTAR LAMPIRAN... vi I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Sistem Pendingin Kompresi Uap... 4 B. Komponen Mesin Pendingin Kompresi Uap Kompresor Penukar Panas (Heat Exchanger) a. Kondenser b. Evaporator Katup Ekspansi C. Refrigeran R R III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat B. Alat dan Bahan Alat Bahan C. Prosedur Penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Profil Perubahan Suhu dan Efek Pendinginan B. Perpindahan Kalor di Kondenser C. Pembahasan Koefisien Prestasi D. Analisis Komponen Terhadap Penggantian Refrigeran... 37

8 V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran VI.DAFTAR PUSTAKA... 39

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Sistem pendingin kompresi uap... 5 Gambar 2. Diagram Molier sistem kompresi tenaga uap... 5 Gambar 3. Skema alat uji dan titik pengukuran Gambar 4. Diagram alir penelitian Gambar 5. Profil suhu evaporasi setiap aliran air pendingin dan refrigeran Gambar 6. Sistem evaporator liquid chilling Gambar 7. Profil suhu brine untuk R-12 dan R-22 pada berbagai laju air pendingin Gambar 8. Efek pendinginan R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran air pendingin Gambar 9. Profil suhu keluar kompresor refrigeran R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran air pendingin Gambar 10. Kerja kompresi R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran air pendingin Gambar 11. Profil suhu kondensasi setiap laju aliran air pendingin dan refrigeran Gambar 12. Beda temperatur logaritmik Gambar 13. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan Gambar 14. Panas buang kondenser Gambar 15. Diagram entalpi-tekanan R Gambar 16. Diagram entalpi-tekanan R Gambar 17. Diagram entalpi-tekanan aliran 800 l/jam Gambar 18. Perbandingan COP setiap laju aliran... 35

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Jenis refrigeran dan golongannya Tabel 2. Perbandingan sifat fisik dan termodinamis refrigeran R-12 dan R Tabel 3. Titik pengukuran Tabel 4. Laju aliran refrigeran Tabel 5. Perbedaan kerja kompresi dan daya terukur Tabel 6. Perbedaan panas buang kondensor dan kalor serap air Tabel 7. Nilai COP R-12 dan R-22 pada beberapa suhu evaporasi dan kondensasi (Silalahi, 2006) Tabel 8. Nilai COP dan suhu kondensasi serta suhu evaporasinya... 36