PERBANDINGAN PENGGUNAAN REFRIGERAN HIDROKARBON (MC-12 DAN MC-22) DAN HALOKARBON (R-12 DAN R-22) PADA MESIN REFRIGERASI

Transkripsi

1 PERBANDINGAN PENGGUNAAN REFRIGERAN HIDROKARBON (MC-12 DAN MC-22) DAN HALOKARBON (R-12 DAN R-22) PADA MESIN REFRIGERASI Oleh: ERIKA TAMBUNAN F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

2 PERBANDINGAN PENGGUNAAN REFRIGERAN HIDROKARBON (MC-12 DAN MC-22) DAN HALOKARBON (R-12 DAN R-22) PADA MESIN REFRIGERASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: ERIKA TAMBUNAN F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PERBANDINGAN PENGGUNAAN REFRIGERAN HIDROKARBON (MC-12 DAN MC-22) DAN HALOKARBON (R-12 DAN R-22) PADA MESIN REFRIGERASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: ERIKA TAMBUNAN F Dilahirkan pada tanggal 22 Juni 1986 Di Aceh Tanggal lulus : Agustus 2008 Menyetujui, Bogor, September 2008 Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 Erika Tambunan. F Perbandingan Penggunaan Refrigeran Hidrokabon (MC-12 dan MC-22) dan Halokarbon (R-12 dan R-22) Pada Mesin Refrigerasi. Dibawah bimbingan Prof.Dr.Ir.Armansyah H. Tambunan RINGKASAN Pendinginan memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia, baik skala besar untuk industri maupun skala kecil untuk keperluan rumah tangga. Tujuan dari pendinginan dalam bidang pertanian adalah mempertahankan mutu produk dan memperpanjang umur simpan produk. Pendinginan adalah pengeluaran kalor dari suatu benda atau ruangan, kemudian mempertahankan keadaannya sedemikian rupa sehingga temperaturnya lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Pada prinsipnya pendinginan merupakan terapan dari teori perpindahan kalor dan thermodinamika. Bahan yang digunakan dalam sistem pendinginan adalah refrigeran. Refrigeran adalah suatu zat yang mudah berubah fasanya dari cair menjadi uap dan sebaliknya, apabila kondisi tekanan dan temperaturnya diubah. Refrigeran juga disebut sebagai agen pendingin dengan cara menyerap panas dari zat atau benda lain (Dossat, 1961 dalam Fahrani, 2007). Refrigeran yang umum digunakan adalah refrigeran golongan halokarbon. CFC (Chloro-Fluoro-Carbon) seperti R-12 memegang peranan penting dalam sistem refrigerasi, sejak ditemukan pada tahun Hal ini dikarenakan CFC memiliki properti fisika dan termal yang baik sebagai refrigeran, stabil, tidak mudah terbakar, tidak beracun. CFC (R-12) dan HCFC (R-22) termasuk dalam Ozone Depleting Substance (ODS) yaitu zat yang dapat menyebabkan kerusakan ozon. Refrigeran alternatif yang ditawarkan adalah hidrokarbon karena hidrokarbon memiliki sifat antara lain adalah ramah lingkungan, karakteristik perpindahan kalor yang baik, kerapatan fasa uap yang rendah, dan kelarutan yang baik dengan pelumas. Tujuan dari penelitian ini : (1) Mengetahui pengaruh pergantian refrigeran golongan halokarbon (R-12 dan R-22) menjadi golongan hidokarbon (MC-12 dan MC-22) terhadap efek pendinginan, daya kompresi dan COP; (2) Mempelajari pengaruh laju aliran air pendingin kondensor terhadap efek pendinginan, daya kompresi dan COP penggunaan refrigeran. Uji performansi yang dilakukan terhadap sistem refrigerasi diawali dengan pengaturan laju aliran air pendingin kondensor, kemudian dilanjutkan dengan pengambilan data suhu, tekanan dan laju aliran massa refrigeran. Pengolahan data dilakukan dengan memasukkan data yang diperlukan (suhu, tekanan dan laju aliran massa refrigeran) ke dalam persamaan polynomoial. Kemudian akan dihasilkan nilai efek pendinginan, daya kompresi dan COP. Untuk menganalisa sistem refrigerasi, perlu diperhatikan suhu evaporasi dan suhu kondensasi selama proses berlangsung. Profil suhu evaporasi pada laju aliran air pendingin 500 l/jam, laju penurunan suhu R-12 adalah paling cepat sedangkan laju penurunan yang paling lambat adalah R-22. Fenonema yang sama juga terjadi pada laju aliran air pendingin lainnya.

5 Untuk laju aliran air pendingin kondensor 500 l/jam dan 600 l/jam, efek pendinginan yang dihasilkan oleh refrigeran R-12 adalah yang paling kecil jika dibandingkan dengan refrigeran lainnya. Semakin tinggi laju aliran air pendingin kondensor, efek pendinginan yang dihasilkan semakin kecil pula. COP tertinggi untuk laju aliran air pendingin 400 l/jam diperoleh pada MC-12 (5.59) dan yang terendah pada R-22 (3.47) sedangkan untuk laju aliran air 500 l/jam, COP tertinggi adalah R-12 (4.99) dan yang terendah adalah R-22 (4.37). Pada laju aliran air 600 l/jam, COP tertinggi diperoleh pada R-12 (5.22) dan yang terendah adalah R-22 (3.62). COP yang dihasilkan pada R-22 lebih kecil dibandingkan yang lain hal ini dikarenakan R-22 memerlukan daya kompresi yang besar. Dari hasil penelitian didapat kesimpulan bahwa MC-12 memiliki COP tertinggi (5.59), sedangkan untuk laju aliran air pendingin 500 l/jam dan 600 l/jam, COP tertinggi dihasilkan oleh R-12. R-22 memerlukan daya kompresi paling tinggi dibandingkan dengan refigeran lainnya.

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Aceh, pada tanggal 22 Juni Penulis adalah anak keempat dari lima bersaudara dari pasangan Bapak Dasmar Tambunan dan Ibu Lely Sari Sinaga. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SDN 21 Jakarta Timur, pada tahun Kemudian penulis melanjutkan pendidikan lanjutan pada SLTPN 44 Jakarta - Timur, dan lulus pada tahun Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan lanjutan tingkat atas di SMUN 10 Harapan Indah dan lulus pada tahun Pada tahun 2004, penulis masuk IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Sebagai tugas akhir untuk memperoleh gelar sarjana, penulis melakukan penelitian dengan judul Perbandingan Penggunaan Refrigeran Hidrokarbon (MC-12 dan MC-22) dan Halokarbon (R-12 dan R-22) Pada Mesin Refrigerasi. Selama masa perkuliahan penulis aktif dalam organisasi Persekutuan Mahasiswa Kristen (UKM-PMK) pada Komisi Pelayanan Siswa (KPS). Selain itu penulis juga aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) divisi ekonomi. Pengalaman kerja penulis adalah melaksanakan Praktek Lapangan dengan judul Mempelajari aspek keteknikan dalam proses pengolahan pengolahan susu di PT Indolakto, Cicurug - Sukabumi.

7 KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis memanjatkan rasa syukur yang mendalam kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi jalan dan pertolongan serta penyertaan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini berjudul Analisis Titik Keseimbangan Kompresi Uap Dengan Menggunakan Refrigeran Hidrokabon (MC-12 dan MC-22) dan Refrigeran Halokarbon (R-12 dan R-22). Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini, diantaranya : 1. Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan selaku dosen pembimbing akademik atas segala bimbingan, arahan, dan nasehatnya selama masa studi, penelitian, dan penyelesaian tugas akhir. 2. Dr. Leopold O. Nelwan STP, M.Si dan Chusnul Arif STP, M.Si selaku dosen penguji atas masukan dan nasehatnya. 3. Bapak, Mama, dan abang Daniel dan Kakak, abang Gretty dan Kakak, abang Sabungan, adekku Ana dan Eva serta keponakan keponakanku: Gretty, Daniel, dan Rindu sebagai keluarga yang selalu menyayangi, mendoakan, dan mendukungku untuk terus dapat maju dalam meraih hari depan yang cerah. 4. David untuk kasih sayang dan dukungan selama penulis mengerjakan skripsi ini. 5. Pak Togi dan bang Omil untuk dukungan, bimbingan selama penelitian. 6. Pak Harto, mas Firman dan mas Darma untuk bantuannya selama penelitian. 7. Sucen dan sri yang telah menjadi sahabat setiaku dan mau mendengar semua curhatku. Juga untuk Dita, dan Ayu atas persahabatannya selama ini. 8. Temanku Nana dan Nera serta teman-teman dari TEP 41 yang lain atas semua bantuan dan dukungannya.

8 9. Pak Toto, pak Sony, pak Rizal, kak Riswanti serta bimbingan pak Armansyah lainnya. Terima kasih untuk dukungan dan motivasinya. Mengingat akan keterbatasan penulis, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan dari pembaca. Demikian penulis sampaikan, akhir kata semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya. Agustus 2008 Penulis

9 DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN... i RIWAYAT HIDUP... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR LAMPIRAN... xii I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Sistem kompresi uap... 4 B. Komponen mesin pendingin... 6 C. Refrigeran III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan waktu B. Alat dan bahan C. Prosedur penelitian D. Diagram alir penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Perbandingan profil refrigeran Profil suhu evaporasi Profil suhu kondensasi Tekanan B. Perbandingan profil refrigeran Perbandingan sifat termodinamik Refigeran Perbandingan efek refrigerasi pada berbagai laju aliran air Pendingin kondensor... 23

10 3. Perbandingan efek refrigerasi terhadap suhu evaporasi Perbandingan daya kompresi pada berbagai laju aliran air pendingin kondensor Koefisien kinerja (COP) VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA... 40