Bab IV Analisa dan Pembahasan

Transkripsi

1 Bab IV Analisa dan Pembahasan 4.1. Gambaran Umum Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui kinerja Ac split TCL 3/4 PK mengunakan refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22. Pengujian kinerja Ac split TCL 3/4 PK mengunakan refrigeran R-22 dan MC-22 ini dibagi atas 4 variasi tekanan yaitu tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia tanpa pembebanan pada remot kontrol suhu evaporator 20 o C kondisi high cool Perhitungan Data Perhitungan Data R-22 Sebelum dilakukan perhitungan kinerja Ac split TCL 3/4 PK yang meliputi kerja kompresi, daya kompresor, kapasitas kompresor, efek refrigerasi, kapasitas evaporator dan koefisien kinerja (COP) terlebih dahulu harus menghitung laju aliran massa yang mengalir didalam sistem. Disini diasumsikan bahwa pada saluran evaporator terjadi perpindahan panas secara sempurna antara refrigeran yang mengalir didalam pipa dengan udara yang mengalir disekitarnya, sehingga kenaikan suhu refrigeran sebagai penyebab turunnya temperatur udara pada keluaran evaporator. Hal yang sama dianggap terjadi pada kondensor. Perhitungan data untuk refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool dan data yang dihitung diketahui dari Tabel A- 3 hasil rata-rata data pengujian refrigeran R-22. Maka untuk contoh perhitungannya mengikuti langkah sebagai berikut : 1. Kalor yang diserap refrigeran pada evaporator (Arismunandar Wiranto, Saito Heizo, 2000). Q udara evaporator = ( udara x CPudara x T)evaporator 44

2 Dimana : Untuk udara dan CP udara pada temperature T in = o C udara = 1, Kg/m 3 (dari Tabel B1) CP udara = 1, Kj/Kg o C (dari Tabel B1) udara = (Vudara x A)evap x udara = 2,35 m/s x 0, m 2 x 1, Kg/m 3 = 0, Kg/s T = 25,28 o C (-4,62) o C = 28,7 o C Seingga Q udara evaporator adalah : Q udara evaporator = 0, Kg/s x 1, Kj/Kg o C x 29,87 o C = 0, Efektifitas perpindahan panas Dimana : Q = Laju perpindahan panas sesungguhnya Q max = Laju perpindahan panas maksimum yang mungkin Sisi udara panas pada temperatur ruangan T in = 25,28 o C diperoleh o C (dari Tabel B1) (dari Tabel B1) Laju aliran kapasitas panas ( ) 45

3 Sisi udara dingin pada temperatur T out = -4,62 o C (dari Tabel B1) Laju aliran kapasitas dingin ( ) ` ( ) 3. Laju aliran massa refrigeran pada evaporator, maka Dimana besarnya kalor yang diterima udara dengan nilai efektifitas perpindahan panas pada evaporator adalah 21%, maka : 46

4 hevap h1 h4 255,8702 kj / kg 208, 4805 kj / kg 47,3897 kj / kg Sehingga didapat laju aliran massa refrigeran adalah : Selanjutnya hasil perhitungan laju aliran massa untuk refrigeran R-22 suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool untuk variasi tekanan yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran R-22 Suhu Evaporator 20 o C pada Posisi High Cool P Psia Kg/cm 2 udara Kg/m 3 udara Kg/s Cp udara Kj/Kg o C T o C Q udara evap Q ref evap h evap Kj/Kg ref Kg/s Dari perhitungan laju aliran massa refrigeran pada evaporator kondisi tekanan 15 psia suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool untuk R-22 diperoleh Mref = 0, Kg/s, selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung parameter-parameter yang lain meliputi : 1. Kerja Kompresi 47

5 2. Daya Kompresor 3. Kapasitas Kondensor 4. Katup Ekspansi 5. Efek Refrigeransi (RE) 6. Kapasitas Pendinginan 7. Koefisien Kinerja = 3,3 (dibulatkan) 48

6 Selanjutnya untuk perhitungan variasi tekanan pada refrigeran R-22 suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool yang meliputi : laju aliran refrigeran, kerja kompresor, efek refrigerasi dan COP dapat dilihat pada Tabel 4.2. Table 4.2 Hasil Perhitungan M ref, Q e, Q c, P komp dan COP untuk refrigeran R-22 suhu evapaporator 20 o C pada posisi High Cool P Psia Kg/cm 2 ref Kg/s W e Kj/Kg P komp h 2 -h 3 Kj/Kg Q c RE Kj/Kg Q e COP Perhitungan Data MC-22 Sebagai contoh perhitungan refrigeran MC-22 diambil tekanan 15 psia, suhu evaporator 20 o C posisi high cool data yang dihitung diketahui dari Tabel hasil pengujian Refrigeran MC-22. Urutan perhitungan sama seperti perhitungan R-22 yaitu : 1. Kalor yang diserap refrigerant pada evaporator Q udara evaporator = ( udara x CPudara x T)evaporator Dimana : Untuk udara dan CP udara pada temperature T in = 26,83 o C udara = 1, Kg/m 3 (dari Tabel B1) CP udara = 1, Kj/Kg o C (dari Tabel B1) T udara = (Vudara x A)evap x udara = 3,05 m/s x 0, m 2 x 1, Kg/m 3 = 0, Kg/s = 26,83 o C (-10.17) o C = 37 o C 49

7 Seingga Q udara evaporator adalah : Q udara evaporator = 0, Kg/s x 1, Kj/Kg o C x 37 o C = 0, Efektifitas perpindahan panas Dimana : Q Q max = Laju perpindahan panas sesungguhnya = Laju perpindahan panas maksimum yang mungkin Sisi udara panas pada temperatur ruangan T in = 26,83 o C diperoleh Kg o (dari Tabel B1) (dari Tabel B1) Laju aliran kapasitas panas ( ) Sisi udara dingin pada temperatur T out = -10,17 o C oc (dari Tabel B1) (dari Tabel B1) Laju aliran kapasitas dingin ( ) 50

8 ` ( ) 3. Laju aliran massa refrigeran pada evaporator maka, Dimana besarnya kalor yang diterima udara dengan nilai efektifitas perpindahan panas pada evaporator adalah 12,16%, maka : Sehingga didapat laju aliran massa refrigeran adalah : 51

9 Selanjutnya hasil perhitungan laju aliran massa refrigeran MC-22 suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool untuk variasi tekanan yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran MC-22 suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool P Psia Kg/cm 2 udara Kg/m 3 udara Kg/s Cp udara Kj/Kg o C T o C Q udara evap Q ref evap h evap Kj/kg ref Kg/s Dari perhitungan laju aliran massa refrigeran pada evaporator kondisi tekanan 15 psia suhu evaporator 20 o C pada kondisi high cool untuk MC-22 diperoleh Mref = 0, Kg/s, selanjutnya dapat dihitung parameter-parameter yang meliputi : 1. Kerja Kompresi 2. Daya Kompresor 52

10 3. Kapasitas Kondensor 4. Katup Ekspansi 5. Efek Refrigeransi (RE) 6. Kapasitas Pendinginan 7. Koefisien Kinerja Selanjutnya untuk perhitungan variasi tekanan pada refrigeran MC-22 pada suhu evaporator 20 o C pada posisi high cool yang meliputi : laju aliran refrigeran, kerja kompresor, efek refrigerasi dan COP dapat dilihat pada Tabel

11 Table 4.4 Hasil Perhitungan M ref, Q e, Q c, P komp dan COP untuk refrigeran MC- 22 suhu evapaporator 20 o C pada posisi high cool P Psia Kg/cm 2 ref Kg/s W e Kj/kg P komp h 2 -h 3 Kj/Kg Q c RE Kj/Kg Q e COP 4.3. Perhitungan Daya Listrik Perhitungan Daya Listrik Refrigeran R-22 Sebagai contoh perhitungan daya listrik untuk refrigeran R-22 diambil pada tekanan 15 psia, maka dapat diketahui : (dari Tabel A-3) (dari Tabel A-3) Selanjutnya untuk hasil perhitungan daya listrik refrigeran R-22 variasi tekanan yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Daya Listrik Refrigeran R-22 P V I P Psia Kg/cm 2 Volt Amper Kw

12 Perhitungan Daya Listrik Refrigeran MC-22 Perhitungan daya listrik untuk refrigeran MC-22 dihitung seperti perhitungan pada refrigeran R-22. Untuk hasil perhitungan daya listrik refrigeran MC-22 dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Daya Listrik Refrigeran MC-22 P V I P Psia Kg/cm 2 Volt Amper Kw Analisa Hasil Pengujian Pada uraian berikut ini akan dijelaskan tentang perbandingan hasil perhitungan kinerja Ac split merk TCL 3/4 PK dan konsumsi daya listrik Ac split merk TCL 3/4 PK mengunakan refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22 posisi suhu evaporator 20 o C pada kondisi high cool dan tanpa pembebanan. Hasil perhitungan data akan ditampilkan dalam bentuk grafik. Hal tersebut digunakan uuntuk mempermudah dalam analisa data dan kesimpulan. Untuk grafik hubungan daya kompresor terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 4.1, grafik hubungan efek refrigerasi terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 4.2, grafik hubungan kapasitas pendinginan terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 4.3, Grafik hubungan koefisien kinerja (COP) terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan grafik hubungan konsumsi daya listrik terhadap tekanan dapat dilihat pada Gambar

13 Daya Kompresor () Hubungan Daya Kompresor Terhadap Tekanan R-22 MC Tekanan (Psia) Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg) Gambar 4.1 Grafik Hubungan Daya Kompresor Terhadap Tekanan Dari gambar 4.1 grafik hubungan daya kompresor terhadap tekanan terlihat bahwa daya kompresor refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia 45 psia dan 60 psia adalah , , dan Sedangkan untuk refrigeran MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah , , dan Dari gambar 4.1 grafik hubungan daya kompresor terhadap tekanan dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 (katup hisap kompresor) maka mengakibatkan naiknya daya kompresor. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan sebesar 2.3% sedangkan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan sebesar 9.1%. 56

14 Efek Refrigerasi (Kj/Kg) Hubungan Efek Refrigerasi Terhadap Tekanan R-22 MC Tekanan (Psia) Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg) Gambar 4.2 Grafik Hubungan Efek Refrigerasi Terhadap Tekanan Dari gambar 4.2 grafik hubungan efek refrigerasi terhadap tekanan terlihat bahwa efek refrigerasi refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 60 psia dan 60 psia adalah Kj/kg, Kj/kg, Kj/kg dan Kj/kg. Sedangkan untuk refrigeran MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah Kj/kg, Kj/kg, Kj/kg dan Kj/kg. Dari gambar 4.2 grafik hubungan efek refrigerasi terhadap tekanan dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 (katup hisap kompresor) maka efek refrigerasi semakin naik juga. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan sebesar 6.97% dan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan sebesar 13.69%. 57

15 Kapasitas Pendinginan () Hubungan Kapasitas Pendinginan Terhadap Tekanan R-22 MC Tekanan (Psia) Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg) Gambar 4.3 Grafik Hubungan Kapasitas Pendinginan Terhadap Tekanan Dari gambar 4.3 grafik hubungan kapasitas pendinginan terhadap tekanan terlihat bahwa laju aliran massa refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah , , dan Sedangkan untuk refrigeran MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah , , dan Dari gambar 4.3 grafik hubungan kapasitas pendinginan terhadap tekanan maka dapat disimpulkan bahwa kapasitas pendinginan mengalami kenaikan dikarenakan tekanan pada P1 (katup hisab kompresor) mengalami kenaikan. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan sebesar 44.94% dan untuk refrigeran MC-22 adalah sebesar 48.11%. 58

16 COP Hubungan Koefisien Kinerja (COP) Terhadap Tekanan R-22 MC Tekanan (Psia) Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg) Gambar 4.4 Grafik Hubungaan COP Terhadap Tekanan Dari gambar 4.4 grafik hubungan COP terhadap tekanan terlihat bahwa COP refrigeran MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah 3.52, 4.06, 5.19 dan sedangkan untuk refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah 3.3, 3.97, 5.01 dan Dari gambar 4.4 grafik hubungan COP terhadap tekanan maka dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 (katup hisap kompresor) maka COP juga akan mengalami kenaikan. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan sebesar 43.65% dan untuk refrigeran MC-22 adalah sebesar 42.9%. Dari gambar 4.4 grafik hubungan COP terhadap tekanan terlihat bahwa COP refrigeran MC-22 lebih tinggi dibandingkan dengan COP refrigeran R-22 maka dapat disimpulkan bahwa refrigeran MC-22 mempunyai koefisien kinerja yg lebih baik 5.1% dari refrigeran R

17 Daya Listrik (Kw) Hubungan Konsumsi Daya Listrik Terhadap Tekanan R-22 MC Tekanan (Psia) Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg) Gambar 4.5 Grafik Hubungan Konsumsi Daya Listrik Terhadap Tekanan Dari gambar 4.5 grafik daya listrik terhadap variasi tekanan dapat dilihat bahwa daya listrik untuk refrigeran R-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia adalah Kw, Kw, Kw dan Kw sedangkan untu refrigeran MC-22 pada tekanan yang sama dengan refrigeran R-22 adalah Kw, Kw, Kw dan Kw. Dari gambar grafik 4.5 juga terlihat bahwa daya listrik untuk refrigeran MC-22 lebih rendah 10.35% dibandingkan dengan daya listrik refrigeran R-22 maka dapat disimpulkan bahwa alat pengkondisian udara yang menggunakan refrigeran MC-22 lebih hemat konsumsi enegi listrik 10.35% dari pada yang menggunakan refrigeran R