KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN DAYA 1/3 HP DAN PANJANG PIPA KAPILER 1 M DENGAN VARIASI JUMLAH KIPAS DI KONDENSOR SKRIPSI

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK SHOWCASE DENGAN DAYA 1/3 HP DAN PANJANG PIPA KAPILER 1 M DENGAN VARIASI JUMLAH KIPAS DI KONDENSOR SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Mesin Oleh ALBERTUS HERI SETIAWAN NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 i

2 CHARACTERISTIC SHOWCASE WITH POWER 1/3 HP AND LENGTH OF CAPILLARY PIPE 1 M WITH VARIATION OF NUMBER OF FAN IN CONDENSER FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering By ALBERTUS HERI SETIAWAN Student Number : MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGI FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2018 ii

3 iii 1

4 iv

5 PERNYATAAN 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 sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah di tulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Yogyakarta, 30 Januari 2018 Albertus Heri Setiawan v

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Albertus Heri Setiawan Nomor Mahasiswa : Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul: Karakteristik Showcase dengan Daya 1/3 HP dan Panjang Pipa Kapiler 1 m dengan Variasi Jumlah Kipas di 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 media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Yogyakarta, 30 Januari 2018 Yang menyatakan, Albertus Heri Setiawan vi

7 ABSTRAK Perkembangan zaman dan pertambahan penduduk saat ini membuat berbagai kebutuhan manusia untuk menunjang kenyamanan hidupnya semakin meningkat.. Kebutuhan untuk menunjang kenyamanan hidup manusia dalam sehari-hari salah satunya adalah mesin pendingin. Tujuan penelitian showcase ini adalah: (a) merakit mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap yang digunakan untuk mendinginkan minuman. (b) mengetahui dan membandingkan karakteristik mesin showcase yang dirakit meliputi: (1) kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win), (2) energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), (3) energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), (4) COPaktual mesin showcase, (5) COPideal mesin showcase, (6) laju aliran massa refrigeran (ṁ) dan (7) efisiensi mesin showcase (ƞ) Dalam penelitian ini menggunakan mesin showcase yang bekerja dengan siklus kompresi uap hasil rancangan sendiri. Komponen utama showcase meliputi: kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler dan evaporator. Menggunakan kompresor hermetik dengan daya 1/3 HP, panjang pipa kapiler 1 m, refrigeran yang digunakan adalah R134a dan komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor. Penelitian dilakukan dengan cara memvariasikan jumlah kipas pendingin kondensor yaitu: (1) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, (2) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan (3) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor. Penelitian ini memberikan kesimpulan: (a) showcase yang dirakit bekerja dengan baik, (b) karakteristik showcase meliputi: untuk mesin showcase tanpa kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 64,3 kj/kg, (2) Qout sekitar 212,0 kj/kg, (3) Qin sekitar 147,7 kj/kg, (4) COPaktual sekitar 2,30, (5) COPideal sekitar 3,38, (6) ṁ sekitar 3,09 kg/s, (7) Ƞ sekitar 68 %. Untuk mesin showcase yang menggunakan 1 kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 62,7 kj/kg, (2) Qout sekitar 232,4 kj/kg, (3) Qin sekitar 169,7 kj/kg, (4) COPaktual sekitar 2,71, (5) COPideal sekitar 3,59, (6) ṁ sekitar 3,37 kg/s, (7) Ƞ sekitar 75 %. Sedangkan untuk mesin showcase yang menggunakan 3 kipas pendingin kondensor (1) Win sekitar 60,2 kj/kg, (2) Qout sekitar 238,2 kj/kg, (3) Qin sekitar 178,0 kj/kg, (4) COPaktual sekitar 2,96, (5) COPideal sekitar 3,54, (6) ṁ sekitar 3,84 kg/s, (7) Ƞ sekitar 81 %. Kata Kunci: Showcase, kipas, karakteristik, siklus kompresi uap, R134a. vii

8 ABSTRACT The development of the times and the growth of current population make the various human needs to support their comfort life are increasing. One of the needs to support humans everyday comfort life is a cooling machine. The goals of this showcase are: (a) assembling a showcase cooling machine with a vapor compression cycle used to cool drinks. (b) discovering and comparing the characteristics of the assembled showcase machine include: (1) compressor working unity mass refrigerant (Win), (2) heating energy released by condenser unity mass refrigerant (Qout), (3) heating energy absorbed by evaporator unity mass refrigerant (Qin), (4) COPactual of the showcase machine, (5) COPideal of the showcase machine, (6) mass flowing rate of the refrigerant (ṁ) and (7) showcase machine efficiency (ƞ). In this study, the researcher uses a showcase machine that works with selfdesigned vapor compression cycles. The main components of the showcase include: compressors, condensers, filters, capillary pipes, and evaporators. Using a 1/3 HP hermetic compressor, 1 meter long capillary pipe, the refrigerant used is R134a and the other main components adjust to the magnitude of the compressor power. The study was conducted by varying the number of condenser cooling fans: (1) without using condenser cooling fans, (2) using a condenser cooling fan, and (3) using 3 condenser cooling fans. This study concludes: (a) assembled showcase works well, (b) showcase characteristics include: for showcase machine without cooling fan condenser (1) Win is about 64,3 kj/kg, (2) Qout is about 212,0 kj/kg, (3) Qin is about 147,7 kj/kg, (4) COPactual is about 2,30, (5) COPideal is about 3,38, (6) ṁ is about 3,09 kg/s, (7) Ƞ is about 68 %. Results for the showcase machine using a condenser cooling fan (1) Win is about 62,7 kj/kg, (2) Qout is about 232,4 kj/kg, (3) Qin is about 169,7 kj/kg, (4) COPactual is about 2,71, (5) COPideal is about 3,59, (6) ṁ is about 3,37 kg/s, (7) Ƞ is about 75 %. As for the showcase machine using 3 condenser cooling fans (1) Win is about 60,2 kj/kg, (2) Qout is about 238,2 kj/kg, (3) Qin is about 178,0 kj/kg, (4) COPactual is about 2,96, (5) COPideal is about 3,54, (6) ṁ is about 3,84 kg/s, (7) Ƞ is about 81 %. Keywords: Showcase, fan, characteristics, vapor compression cycle, R134a. viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur atas berkat dan rahmat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-nya, sehingga penyusunan Skripsi dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana di Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Penulis merasa bahwa penelitian yang dilakukan merupakan penelitian yang tidak mudah untuk dilakukan, karena pada penelitian ini penulis melakukan perancangan dari awal, seperti pembuatan showcase, pengujian, pengambilan data, pemahaman tentang prinsip kerja alat, dan mengetahui solusi terhadap masalah yang telah dihadapi. Penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul Karakteristik Showcase dengan Daya 1/3 HP dan Panjang Pipa Kapiler 1 m dengan Variasi Jumlah Kipas di Kondensor ini karena ada bantuan dan kerja sama dari berbagai pihak. Maka 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. PK. Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi, yang telah bersedia meluangkan waktu, memberikan banyak arahan, bimbingan, motivasi serta saran yang sangat bermanfaat selama dalam penyusunan Skripsi. ix

10 3. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Seluruh Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma. 5. Y. Yuwono (alm) dan YF. Jemini (almh) selaku orang tua penulis. Yulius Marmo, S.Pd., selaku orang tua wali mahasiswa dan kakak-kakak yang telah memberikan dukungan, baik secara materi maupun spiritual. Serta keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan memberikan semangat penulis dalam menyelesaikan Skripsi. 6. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, kumpul ceria, FKMKKP, Kompai dan teman-teman lainnya yang selalu memberikan semangat, dorongan doa serta motivasi kepada penulis. 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, 30 Januari 2018 Albertus Heri Setiawan x

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

12 2.1.1 Definisi Mesin Pendingin Definisi Showcase Siklus Kompresi Uap Perhitungan - Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap Komponen Utama Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap Komponen Pendukung Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap Tinjauan Pustaka BAB III PEMBUATAN ALAT Persiapan Komponen Utama Mesin Showcase Peralatan yang Dipergunakan dalam Pembuatan Alat Penelitian Pembuatan Showcase BAB IV METODEE PENELITIAN Objek Penelitian Alur Penelitian Posisi Alat Ukur Pada Skematik Alat Penelitian Alat Bantu Penelitian Variasi Penelitian Cara Pengambilan Data Cara Mengolah Data dan Pembahasan Cara Mendapatkan Kesimpulan BAB V HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN xii

13 5.1 Hasil Penelitian Perhitungan Pembahasan BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN a. Diagram P-h Showcase Tanpa Menggunakan Kipas Pendingin Kondensor b. Diagram P-h Showcase Menggunakan 1 Kipas Pendingin Kondensor c. Diagram P-h Showcase Menggunakan 3 Kipas Pendingin Kondensor xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Showcase... 6 Gambar 2.2 Display cooler... 7 Gambar 2.3 Beer cooler... 8 Gambar 2.4 Wine cooler... 9 Gambar 2.5 Cake showcase... 9 Gambar 2.6 Skematik proses kompresi uap Gambar 2.7 Diagram P-h proses kompresi uap Gambar 2.8 Diagram T-s proses kompresi uap Gambar 2.9 Kompresor hermetik Gambar 2.10 Kompresor semi hermetik Gambar 2.11 Kompresor jenis terbuka (Open type compressor) Gambar 2.12 Kondensor berpendingin air (water cooled condenser) Gambar 2.13 Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser) Gambar 2.14 Kondensor evaporative Gambar 2.15 Pipa kapiler Gambar 2.16 Evaporator kering Gambar 2.17 Evaporator basah Gambar 2.18 Thermostat Gambar 2.19 Filter Gambar 2.20 Refrigeran R134a Gambar 2.21 Kipas (fan) xiv

15 Gambar 3.1 Kompresor Gambar 3.2 Kondensor Gambar 3.3 Pipa kapiler Gambar 3.4 Evaporator Gambar 3.5 Filter Gambar 3.6 Refrigeran R134a Gambar 3.7 Pemotong pipa (tube cutter) Gambar 3.8 Pelebar pipa (tube expander) Gambar 3.9 Pressure gauge Gambar 3.10 Thermostat Gambar 3.11 Metil Gambar 3.12 Kipas (fan) evaporator Gambar 3.13 Kipas kondensor Gambar 3.14 Alat las Gambar 3.15 Pompa vakum Gambar 3.16 Aluminium Gambar 3.17 Pemotong Aluminium Gambar 3.18 Bor dan paku keling Gambar 3.19 Kaca Gambar 3.20 Pemotong kaca Gambar 3.21 Styrofoam Gambar 3.22 Cutter dan penggaris xv

16 Gambar 3.23 Obeng, kunci pas dan gunting Gambar 3.24 Kerangka showcase Gambar 3.25 Pengelasan kompresor dengan kondensor dan pemasangan pressure gauge Gambar 3.26 Pengelasan kondensor dengan filter Gambar 3.27 Pemasangan evaporator Gambar 3.28 Pengisian refrigeran R134a Gambar 3.29 Pemasangan kipas di belakang kondensor Gambar 3.30 Pemasangan thermostat Gambar 3.31 Pemasangan kipas ruangan pendinginan showcase Gambar 3.32 Pemasangan rak dan styrofoam Gambar 4.1 Showcase Gambar 4.2 Diagram alur pembuatan dan penelitian mesin showcase Gambar 4.3 Posisi alat ukur pada skematik mesin showcase Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital Gambar 4.5 Pressure gauge Gambar 4.6 Tang ampere Gambar 4.7 Stopwatch Gambar 4.8 Pemanas air Gambar 4.9 Kabel roll Gambar 4.10 Kemasan air teh dan kemasan air mineral Gambar 4.11 Diagram P-h untuk R134a xvi

17 Gambar 4.12 Variasi jumlah kipas Gambar 5.1 Perbandingan kerja kompresor (Win) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kompresor Gambar 5.2 Perbandingan kalor yang dilepas kondensor (Qout) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Gambar 5.3 Perbandingan kalor yang diserap kondensor (Qin) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Gambar 5.4 Perbandingan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Gambar 5.5 Perbandingan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Gambar 5.6 Perbandingan laju aliran massa refrigeran (ṁ) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Gambar 5.7 Perbandingan efisiensi mesin showcase (Ƞ) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor xvii

18 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel pencatatan hasil pengukuran suhu dan pengukuran tekanan Tabel 5.1 Data nilai tekanan pengukuran masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar kompresor (P2) dalam satuan psi Tabel 5.2 Nilai tekanan absolut masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar kompresor (P2) dalam satuan bar Tabel 5.3 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.4 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.5 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.6 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor xviii

19 Tabel 5.6 Lanjutan nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor Tabel 5.7 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.8 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.9 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.10 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.11 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.12 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.12 Lanjutan energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.13 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa xix

20 refrigeran (Qout) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.14 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.15 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.15 Lanjutan energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.16 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.17 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.17 Lanjutan energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.18 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.18 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.19 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.20 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas xx

21 pendingin kondensor Tabel 5.20 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.21 Koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.21 Lanjutan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.22 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.23 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.24 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.25 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.26 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Tabel 5.27 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Tabel 5.28 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Tabel 5.28 Lanjutan efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 xxi

22 kipas pendingin kondensor Tabel 5.29 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 3 kipas pendingin kondensor xxii

23 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan zaman dan pertambahan penduduk saat ini membuat berbagai kebutuhan manusia untuk menunjang kenyamanan hidupnya semakin meningkat. Dengan memanfaatkan teknologi yang ada, manusia berusaha untuk memenuhi segala macam kebutuhan untuk menunjang kenyamanan hidupnya. Kebutuhan untuk menunjang kenyamanan hidup manusia dalam sehari-hari salah satunya adalah mesin pendingin. Mesin pendingin merupakan suatu peralatan yang dapat difungsikan untuk mengkondisikan udara seperti pada AC rumah tangga, untuk membekukan bahan makanan, seperti pada daging dan ikan, serta untuk mendinginkan, seperti mendinginkan minuman untuk memperoleh efek kesegaran saat akan diminum. Mesin pendingin sering dijumpai di gedung perkantoran, rumah sakit, supermarket atau mall, rumah tangga, tempat industri dan bahkan ada juga diberbagai alat transportasi, baik kendaraan pribadi maupun umum. Mengingat pentingnya mesin pendingin di zaman ini, penulis tertarik untuk memperdalam pengetahuan tentang mesin pendingin. Penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang mesin pendingin, terutama tentang showcase. 1

24 2 1.2 Rumusan Masalah Masalah pada showcase pada umumnya yaitu kebanyakan orang dibuat bingung oleh showcase yang dijual dipasaran. Karena, tidak diketahuinya karakteristik dari mesin showcasenya dan tidak ada informasi mengenai COP dan efisiensi mesin showcase pada name platenya, informasi ini sangat dibutuhkan oleh masyarakat untuk menentukan jenis showcase mana yang cocok untuk dibeli. Oleh karenanya diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui karakteristik dari mesin showcase tersebut agar masyarakat dapat menentukan jenis showcase mana yang akan dibeli sesuai dengan kebutuhannya. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Merakit mesin pendingin showcase dengan siklus kompresi uap yang digunakan untuk mendinginkan minuman. b. Mengetahui dan membandingkan karakteristik mesin showcase yang dirakit: (1) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, (2) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan (3) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor, yang meliputi: (1) kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win), (2) energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), (3) energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), (4) COPaktual mesin showcase, (5) COPideal mesin showcase, (6) laju aliran massa refrigeran (ṁ) dan (7) efisiensi mesin showcase (ƞ)

25 3 1.4 Batasan Masalah Batasan-batasan yang diambil dalam pembuatan mesin showcase ini adalah sebagai berikut: a. Mesin showcase bekerja dengan menggunakan siklus kompresi uap. b. Komponen utama showcase terdiri dari: kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler dan evaporator. c. Komponen-komponen yang digunakan merupakan produk yang ada di pasaran. d. Kompresor yang digunakan pada penelitian ini berjenis hermetik yang mempunyai daya 1/3 HP, komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor. e. Pipa kapiler yang digunakan terbuat dari tembaga, berdiameter 0,031 inch dan panjang 1 m. f. Refrigeran yang digunakan pada siklus kompresi uap adalah R134a. g. Kipas angin (cooling fan) yang dipergunakan untuk mendinginkan kondensor berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W dengan jumlah daun balingbaling kipas sebanyak 7 buah. h. Beban pendingin yang digunakan adalah kemasan air teh dengan volume 180 ml sebanyak 22 buah dan kemasan air mineral 600 ml sebanyak 1 buah. i. Kipas angin (cooling fan) yang dipergunakan untuk mensirkulasikan udara di dalam showcase berdaya 21 W berukuran 120 x 120 x 38 mm sebanyak 2 buah dan dengan jumlah daun baling-baling masing-masing kipas sebanyak 7 buah.

26 4 j. Ukuran ruang pendingin: panjang 46 cm, lebar 48 cm dan tinggi 97 cm. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penelitian pada skripsi ini adalah : 1. Hasil penelitian dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin showcase yang dapat ditempatkan diperpustakaan atau dipublikasikan pada khalayak ramai. 2. Bagi penulis, dapat memberikan bekal pemahaman terhadap mesin showcase dengan siklus kompresi uap. 3. Dapat memberikan hasil penelitian yang dapat digunakan sebagai referensi bagi peneliti-peneliti yang hendak meneliti dan mengembangkan teknologi pada bidang mesin pendingin terutama showcase dengan siklus kompresi uap. 4. Diperolehnya teknologi tepat guna.

27 BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori Definisi Mesin Pendingin Mesin pendingin adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari dalam ruangan ke luar ruangan atau mesin pendingin adalah suatu rangkaian rangkaian yang mampu bekerja untuk menghasilkan suhu atau temperatur dingin. Mesin pendingin yang banyak digunakan umumnya mengunakan siklus kompresi uap. Siklus kompresi uap terdiri dari beberapa proses yaitu proses kompresi, proses pengembunan (kondensasi), proses penurunan tekanan, dan proses penguapan (evaporasi). Proses tersebut berlangsung terus menerus dan berulang-ulang sehingga didapat temperatur yang diinginkan Definisi Showcase Showcase merupakan mesin pendingin yang menggunakan prinsip penukar kalor dengan sistem kompresi uap. Alat ini digunakan untuk mendinginkan berbagai macam jenis minuman atau makanan yang dimasukkan ke dalam showcase. Lemari pendingin ini atau yang sering kita sebut dengan showcase menggunakan media kaca sebagai penampil produk yang ditampilkan. Banyak ragam dari showcase yang bisa kita temui di sekitar kita, tidak sulit untuk menemukan showcase ditiap toko atau warung maupun dipasaran. 5

28 6 Gambar 2.1 Showcase Ada berbagai macam jenis showcase yang biasa kita jumpai dipasaran. Beberapa contoh showcase yang ada dipasaran sebagai berikut: a. Display cooler Display cooler merupakan lemari pendingin minuman berpintu kaca yang biasa kita jumpai pada minimarket dan toko minuman. Display cooler ini umumnya digunakan oleh para penjual makanan dan minuman agar produk yang mereka jual bisa dilihat langsung oleh mata konsumen. Bentuk fisik dari mesin pendingin ini menyerupai kulkas. Lemari ini dilengkapi dengan rak rak yang mudah untuk ditata dan diatur supaya mudah dalam meletakkan makanan dan minuman yang disimpan untuk ditunjukkan kepada konsumen.. Showcase ini hanya dapat mencapai suhu maksimal pendinginan antara 0ºC sampai 10ºC. Sehingga sangat cocok apabila digunakan untuk memajang minuman botol maupun kaleng, karena suhu dalam

29 7 display cooler dapat menjaga kualitas minuman tanpa bahan pengawet.. Display cooler ini juga dilengkapi dengan karet pada pintunya sehingga tidak mengurangi tingkat suhu dan kesegaran di dalamnya. Gambar 2.2 Display cooler Sumber: ( diakses 10 Agustus 2017 pukul WIB b. Beer Cooler Beer cooler adalah sebuah lemari pendingin khusus untuk menyimpan dan memajang produk minuman beer dengan sangat baik. diperlukan suhu yang khusus untuk membuat kualitas beer tetap bagus. Beer adalah sebuah minuman yang akan menghasilkan busa atau biasa disebut frost beer. Suhu pendingin ini mencapai -2~- 6 derajat celcius. Suhu yang sangat bersahabat inilah yang menghasilkan beer berbusa setengah beku dengan rasa yang mantap. Fitur lemari pendingin minuman ini dilengkapi dengan anti kaca embun, digital termometer dan lampu dalam yang elegan.

30 8 Gambar 2.3 Beer cooler Sumber: ( diakses 10 Agustus 2017 pukul WIB c. Wine Cooler Wine atau yang biasa disebut dengan anggur. Minuman yang sangat diminati oleh orang orang dewasa dikala penat sepulang kerja. Wine sangat cocok diminum bersantai bersama teman teman di kafe. Cita rasa dan kesegaran tersendiri dari wine membuat minuman ini sangat digemari oleh masyarakat. Wine cooler adalah salah satu showcase minuman yang sangat canggih. Lemari pendingin minuman ini di rancang khusus hemat energi serta dengan tingkat kebisingan yang rendah sehingga tidak menimbulkan suara yang mengganggu. Adapun fitur yang dimiliki showcase pendingin minuman ini antara lain adalah pintu kaca berwarna dengan filter ultra violet, desain rak kayu, pelindung frost thermostat hingga alarm suhu tinggi. Wine cooler adalah lemari pendingin minuman yang sangat fleksibel dari segi keamanan dan kenyamanan.

31 9 Gambar 2.4 Wine cooler Sumber: ( diakses 10 Agustus 2017 pukul WIB d. Cake Showcase Cake showcase merupakan showcase yang berfungsi menyimpan dan memajang kue, coklat dan pasty dengan tingkat kelembaban tinggi (humidity) %. Showcase ini bekerja antara suhu C, namun bila showcase ini berfungsi sebagai pendingin coklat maka showcase ini harus disetting C. Refrigeran yang digunakan oleh cake showcase sama dengan display cooler yaitu R134a. Gambar 2.5 Cake showcase Sumber: ( diakses 10 Agustus 2017 pukul WIB

32 Siklus Kompresi Uap Siklus pendingin kompresi uap merupakan sistem yang digunakan dalam mesin pendingin. Pada sistem ini terjadi proses kompresi, pengembunan, ekspansi dan penguapan. Secara skematik sistem ditunjukkan pada Gambar 2.6, 2.7 dan 2.8. Gambar 2.6 Skematik siklus kompresi uap Gambar 2.7 Diagram P-h siklus kompresi uap

33 11 Gambar 2.8 Diagram T-s siklus kompresi uap Siklus kompresi uap pada Gambar 2.6, Gambar 2.7 dan Gambar 2.8 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut : proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan lanjut, proses ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap : a. Proses Kompresi 1 2 Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan (refrigeran mengalami fasa superheated/ gas panas lanjut). Proses kompresi berlangsung secara iso entropi atau isentropik (entropi yang tetap).

34 12 b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a) Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a. Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. c. Proses Kondensasi (2a-2b) Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b. Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan. d. Proses Pendinginan Lanjut (2b-3) Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3. Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar-benar dalam fase cair. e. Proses Penurunan Tekanan (3-4) Proses Penurunan Tekanan pada tahap 3-4. Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fasa refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase

35 13 campuran : cair dan gas. Proses penurunan tekanan ini berlangsung pada nilai entalpi yang tetap (isentalpi). f. Proses Evaporasi (4-4a) Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a. Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap. g. Proses Pemanasan Lanjut (4a-1) Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1. Pada saat refrigeran meninggalkan evaporator refrigeran kemudian mengalami proses pemanasan lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk kompresor benar-benar dalam fase gas. Proses berlangsung pada tekanan konstan Perhitungan Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap Berdasarkan Gambar 2.7 diagram P-h dan gambar 2.8 diagram T-s maka dapat dihitung besarnya Win, Qout, Qin, COPactual, COPideal, Efisiensi dan laju aliran massa refrigeran.

36 14 a. Kerja Kompresor (Win) Kerja kompresor per persatuan massa refrigeran, dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1). Win = h2 h1 (2.1) dengan Win adalah unjuk kerja kompresor persatuan massa refrigeran, h2 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, h1 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor. b. Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Qout = h2 h3 (2.2) dengan Qout energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, h2 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, h3 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor. c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) Besarnya panas persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Qin = h1 h4 = h1 h3 (2.3) dengan Qin adalah energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, h1 adalah nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan nilai

37 15 entalpi saat masuk kompresor, h4 adalah nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan nilai entalpi saat masuk pipa kapiler. d. COP aktual mesin showcase (COPactual) COP aktual (Coefficient Of Performance) showcase adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan kerja yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). COPaktual = Qin / Win = (h1 h4) / (h2 h1) (2.4) dengan Qin adalah kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, Win adalah kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran. e. COP ideal mesin showcase (COPideal) COP ideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin showcase, dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5). COPideal = (Te ) / ( Tc Te ) (2.5) dengan Te adalah suhu evaporator, Tc adalah suhu kondensor. f. Laju aliran massa refrigeran (ṁ) Laju aliran massa refrigeran mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6). ṁ = ( V x I ) / Win = P / Win (2.6)

38 16 dengan ṁ adalah laju aliran massa refrigeran mesin showcase, V adalah voltase kompresor (volt), I adalah arus kompresor (ampere), P adalah daya kompresor, Win adalah kerja kompresor persatuan massa refrigeran. g. Efisiensi mesin showcase (Ƞ) Efisiensi mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7). Ƞ = COPaktual / COPideal x 100% (2.7) dengan Ƞ adalah efisiensi mesin showcase, COPactual adalah koefisien prestasi mesin showcase, COPideal adalah koefisien prestasi maksimum mesin showcase Komponen Utama Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen seperti : Kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler. a. Kompresor Kompresor merupakan unit tenaga dalam sistem mesin pendingin. Kompresor berfungsi memompa refrigeran keseluruh bagian mesin pendingin. Kompresor akan memompa gas refrigeran dibawah tekanan dan panas yang tinggi, menghisap gas bertekanan rendah atau dengan kata lain memompa (menekan) gas refigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu kompresor torak (reciprocating compressor), kompresor rotari (rotary compressor), kompresor sentrifugal

39 17 (centrifugal compressor), kompresor screw dan kompresor scroll. Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu kompresor hermetik, kompresor semi hermetik dan kompresor jenis terbuka (open type compressor). a) Kompresor hermetik Kompresor jenis hermetik (Hermetic compressor) ini sering digunakan pada mesin pendingin. Kompresor ini digerakan langsung oleh motor listrik dengan komponen mekanik yang berada dalam satu wadah tertutup dan posisi porosnya bisa vertikal maupun horizontal. Gambar 2.9 Kompresor Hermetik Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB ( diakses 22 November 2017 pukul WIB

40 18 b) Kompresor semi hermetik Pada kompresor semi hermetik, poros engkol dari kompresor menjadi satu dengan mopor listriknya, sehingga beberapa kerugian mekanis dapat ieliminasi disamping berkurangnya pemakaian seal pencegah kebocoran refrigeran pada kompresor. Namun demikian, harus diperhatikan agar dipergunakan isolator listrik pada motor listrik sebaikbaiknya, dan juga harus menggunakan refrigeran yang mempunyai sifat sebagai isolator. Pada kompresor semi-hermetik ini, bagianbagian penutup dan penyambungnya masih bias dibuka. Keuntungan lain penggunaan kompresor semi-hermetik adalah bentuknya yang integrated dan ringkas. Gambar 2.10 Kompresor semi hermetik Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB c) Kompresor jenis terbuka (Open type compressor) Pada kompresor terbuka ini, kompresornya terpisah dari penggeraknya. Penggerak kompresor pada umumnya dengan menggunakan motor listrik, ada juga yang memakai motor bensin atau motor diesel. Salah satu ujung poros engkol

41 19 menonjol keluar sebagai tempat memasang puli transmisi. Melalui tali kipas (V belt) puli dihubungkan dengan tenaga penggeraknya. Putaran kompresor itu mudah diatur untuk dipercepat atau diperlambat dengan hanya mengubah diameter puli saja. Putaran kompresor yang lambat dapat memperpanjang masa kerja (umur) dari bantalan, katup, torak dan lkomponen lain. Selain itu kompresor lebih mudah distart, sehingga tidak memerlukan motor listrik yang lebih besar dengan daya start yang tinggi. Gambar 2.11 Kompresor jenis terbuka (Open type compressor) Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB Kompresor yang digunakan dalam showcase yang dirancang adalah kompresor yang berjenis hermetik. b. Kondensor Kondensor adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai alat penukaran kalor, menurunkan temperatur refrigran dari bentuk gas menjadi cair. Sebelum masuk ke kondensor refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, sedangkan setelah keluar dari kondensor refrigeran berupa cairan jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum masuk ke

42 20 kondensor. Agar proses pelepasan kalor bisa lebih cepat, pipa kondensor didesain berliku dan bila kotor harus segera dibersihkan karena kotoran tersebut menggangu dalam proses pelepasan kalor. Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: a) Kondensor berpendingin air (water cooled condenser). Kondensor berpendingin air dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang dan kondensor yang air pendinginnya disirkulasikan kembali. Sesuai dengan namanya, kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang maka air yang berasal dari suplai air dilewatkan ke kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di suatu tempat dan tidak digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air pendinginnya digunakan kembali, maka air yang keluar dari kondensor dilewatkan melalui menara pendingin (cooling tower) agar temperaturnya turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke dalam kondensor, demikian seterusnya secara berulang - ulang. Gambar 2.12 Kondensor berpendingin air (water cooled condenser) Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB

43 21 b) Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser). Ada dua metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah mempunyai laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah, karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu. Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil seperti kulkas, freezer untuk keperluan rumah tangga dan lain-lain. Kondensor berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor berpendingin udara konveksi paksa. Gambar 2.13 Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser) Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB c) Kondensor dengan pendingin campuran udara dan air (evaporative) Kondensor evaporative pada dasarnya adalah kombinasi antara kondensor dengan menara pendingin yang dirakit menjadi satu unit atau kondensor yang menggunakan udara dan air sebagai media pendinginnya.

44 22 Gambar 2.14 Kondensor evaporative Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB c. Pipa Kapiler Pipa kapiler adalah sebuah pipa tembaga kecil yang digunakan mesin pendingin baik itu kulkas, ac, freezer, showcase dan lain-lain. Pipa kapiler berfungsi sebagai alat menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa tersebut yang berasal dari pipa-pipa kondensor dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler. Gambar 2.15 Pipa kapiler Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB

45 23 d. Evaporator Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding dindingnya, mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor. Evaporator di buat dari bahan logam anti karat, yaitu tembaga dan almunium. Dibawah ini adalah beberapa macam jenis evaporator sesuai dengan keadaan refigeran didalamnya. a) Evaporator kering Pada evaporator kering, cairan refrigeran yang masuk kedalam evaporator sudah dalam keadaan campuran cair dan uap, sehingga keluar dari evaporator dalam keadaan uap kering, karena sebagian besar dari evaporator terisi uap maka penyerapan kalor tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan evaporator basah. Namun, evaporator kering tidak memerlukan banyak refrigeran, disamping itu jumlah minyak pelumas yang tertinggal didalam evaporator sangat kecil (Arismunandar dan Saito,2005). Gambar 2.16 Evaporator kering Sumber:( ) diakses 22 November 2017 pukul WIB

46 24 b) Evaporator setengah basah Pada evaporator jenis setengah basah, kondisi refrigeran diantara evaporator jenis ekspansi kering dan evaporator jenis basah. c) Evaporator basah Pada evaporator basah terdapat sebuah akumulator untuk menampung refrigeran cair dan gas, dari akumulator tersebut bahan pendingin cair mengalir ke evaporator dan menguap didalamnya. Sisa refrigeran yang tidak sempat menguap di evaporator kembali kedalam akumulator, didalam akumulator refrigeran cair berada dibawah tabung sedangkan yang berupa gas berada diatas tabung. Gambar 2.17 Evaporator basah Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB Berdasarkan kontruksinya evaporator dibedakan menjadi tiga (Hartanto, 1985) yaitu:

47 25 a. Evaporator permukaan datar (evaporator plate) Evaporator ini merupakan sebuah plat yang diberi saluran bahan pendingin atau pipa yang dililitkan pada plat. Evaporator jenis ini banyak digunakan pada freezer atau contact freezer dan proses pemindahan panas menggunakan sistem konduksi. b. Evaporator bare Jenis ini merupakan pipa yang dikontruksi melingkar atau spiral yang diberi rangka penguat dan dipasang pada dinding ruang pendingin. Jenis banyak digunakan pada cold storage, palkah-palkah ikan dikapal, dan rak air garam. c. Evaporator sirip Evaporator ini merupakan pipa yang diberi plat logam tipis atau sirip-sirip yang berfungsi untuk memperluas permukaan evaporator sehingga dapat menyerap panas lebih banyak. Sirip-sirip ini harus menempel erat pada evaporator. Proses pemindahan panas dilakukan dengan sistem secara tiupan dan banyak digunakan pada AC (air conditioner), pendingin ruangan (cool room.) Komponen Pendukung Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap Selain komponen utama, mesin pendingin juga memiliki beberapa komponen pendukung lain yang berfungsi untuk membantu kerja dari mesin pendingin, yaitu: thermostat, filter, bahan pendingin dan fan. a. Thermostat Thermostat adalah sebuah alat mesin pendingin yang berfungsi untuk mencegah pembekuan / frosting, dan agar temperatur ruang dalam ruangan dapat

48 26 disetel sesuai dengan suhu yang diinginkan. Prinsip kerja thermostat adalah jika ruang dalam mesin pendingin mencapai suhu tertentu (dalam evaporator sudah mencapai suhu yang ditentukan) maka terputuslah aliran listrik menuju kompresor dan kompresor akan berhenti bekerja untuk sementara hingga suhu ruang pendingin atau evaporator naik mencapai suhu tertentu. Gambar 2.18 Thermostat Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB b. Filter Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran kotoran yang berbentuk padat yang terbawa refrigerant. Filter dipasang pada daerah bertekanan tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat.

49 27 Gambar 2.19 Filter Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB c. Bahan Pendingin atau Refrigerant Bahan pendingin atau Refrigerant adalah suatu zat yang mudah di rubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Refrigerant yang sering digunakan dalam mesin pendingin yaitu R134a. Persyaratan Refrigerant yang baik adalah tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan tidak menyebabkan logam korosi.

50 28 Gambar 2.20 Refrigeran R134a Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB d. Kipas (fan) Fan atau kipas angin berfungsi untuk menghisap atau mendorong udara menuju kondensor. Pemasangan fan bertujuan agar proses perpindahan kalor dari kondensor ke udara dapat berlangsung dengan baik. Gambar 2.21 Kipas (fan) 2.2 Tinjauan Pustaka Kemas (2009), melakukan penelitian tentang pengaruh media pendingin air pada kondensor terhadap kemampuan kerja mesin pendingin. Metode yang digunakan Metode yang digunakan adalah dengan membuatan dan mnguji alat

51 29 mesin pendingin. Pengujian dilakukan pada kondensor menggunakan air dan udara, dengan variasi beban pendingin ruangan 450W, 600W, 750W Dan debit aliran air di kondensor 0,06 l/s, 0,075 l/s dan 0,09 l/s. Dari hasil yang didapat menunjukan bahwa semakin kecil debit semakin besar temperatur airnya dan sebaliknya semakin besar debit semakin kecil temperatur airnya dan pendinginan media air lebih baik dibandingkan pendingin udara karena COP tertinggi yang dihasilkan udara hanya 6,44 sedangkan dengan media air COP tertinggi yang dihasilkan 15,43. Penelitian mengenai efek beban pendingin terhadap kinerja sistem mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan variasi beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan 400 watt didalam ruang pendingin Hubungan antara beban pendingin dengan COP sistem membentuk kurva parabolik, di mana posisi COP terbesar terdapat pada beban 200 watt seebesar 2.64 dan kenaikan kapasitas refrigerasi dan daya kompresor terjadi seiring dengan penambahan beban pendingin. ( Anwar, 2010 ) Helmi (2011), melakukan penelitian tentang perbandingan COP pada refrigerator dengan refrigeran CFC R12 dan HC R134a untuk panjang pipa kapiler yang berbeda. Metode yang digunakan dengan mengganti refrigeran CFC R12 ke HC R134a pada refrigerator satu pintu dan mengganti ukuran panjang pipa kapiler dengan ukuran 1,75 m, 2,00 m, 2,25 m untuk mengetahui mana yang lebih baik dan efisien dari kedua refrigeran CFC R12 ke HC R134a, serta manakah yang menghasilkan suhu dingin dan COP tertinggi. Dari hasil yang didapat bahwa COP

52 30 tertinggi 4.06 untuk refrigeran HC R134a dan suhu evaporator terendah -16 ºC untuk refrigeran HC R134a pada pipa yang berukuran panjang 2,25 m. Sedangkan suhu terendah untuk refigeran CFC R12 Prestogaz sebesar -14 ºC pada pipa berukuran panjang 1,75 m. Indriyanto (2013), melakukan penelitian terhadap mesin kulkas dengan panjang pipa kapiler 175 cm dan menggunakan kompresor hermetik dengan daya 1/4 HP. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengetahui karakteristik mesin kulkas yang meliputi : (a) kerja kompresor persatuan massa refrigeran, (b) kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, (c) kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dan (d) mengetahui COP kulkas. Penelitian dari kulkas yang telah dirakit dapat bekerja dengan baik serta dapat mendinginkan air sebanyak 1,5 liter dalam waktu 485 menit. Kemudian memberikan hasil data : (a) kerja kompresor perstuan massa refrigeran saat mulai sebesar Win = 52 kj/kg pada t = 105 menit, (b) kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran saat mulai stabil sebesar Qin = 126 kj/kg pada t = 145 menit, (c) kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran saat mulai stabil sebesar Qout = 178 kj/kg pada saat t = 305 menit dan (d) koefisien prestasi (COP) kulkas sebesar 2,20 pada saat t = 305 menit. Markus (2007), melakukan penelitian tentang fungsi dan karakterisasi mesin AC dengan kondensor berpendingin udara dan air. Penelitian bertujuan : (a) mendapatkan kesiapan fungsional mesin AC, (b) mengetahui karakteristik mesin AC dengan kondensor berpendingin udara dan air dan (c) mengetahui karakteristik komponen-komponen utamanya meliputi : evaporator, kompresor, kondensor dan

53 31 katup ekspansi. Fluida kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah : air, udara dan freon R134a. Pengamatan dilakukan pada : (a) komponen-komponen utama peralatan pengujian, (b) pengukuran suhu, tekanan dan laju aliran. Alat ukur yang digunakan pada pengamatan ini yaitu : thermometer analog air, thermometer digital, pressure gauge dan flowmeter. Hasil penelitian menunjukkan : (a) semua komponen-komponen berfungsi dengan baik, (b) dengan kompresor berpendingin udara dan air masing-masing suhu yang dapat dicapai adalah 14 ºC dan 17 ºC setelah refigerator beroperasi selama 10 menit dan (c) koefisien prestasi COP masing-masing untuk kondensor berpendingin udara dan air adalah 2,97 dan 3,28. Willis (2013), melakukan penelitian tentang penggunaan refrigeran R22 dan R134a pada mesin pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan potensi kerja refrigeran dan membahas refrigeran yang ramah lingkungan antara R22 dan R134a. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut : (a) refrigeran yang digunakan R22 dan R134a dan (b) motor penggerak kompresor berdaya 2 HP. Dari hasil penelitian didapatkan refrigeran R22 dari segi prestasi kerjanya lebih baik dari R134a, tetapi tidak ramah lingkungan. Sedangkan refrigeran R134a dari segi prestasinya lebih rendah dari R22, tetapi ramah lingkungan. Ridwan (2005), melakukan penelitian tentang perbandingan unjuk kerja atau COP (Coefficient Of Performance) refrigerator menggunakan refrigeran R12 dan menggunakan refrigeran R134a dengan daya 75 W. Metode yang dilakukan dengan cara eksperimen menggunakan beban pendingin berupa air yang dimasukkan dalam refrigerator dengan variasi volume 100 ml, 200 ml dan 300 ml pada temperatur 28

54 32 ºC. Hasil yang didapat dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin rendah temperatur refrigeran masuk kompresor dan semakin kecil kapasitas pendinginannya maka kerja kompresor semakin kecil. Pengolahan data menunjukkan bahwa pada masing-masing variasi beban pendingin COP untuk R134a lebih tinggi dari pada COP R12. Nilai COP tertinggi didapat pada beban pendinginan 100 ml baik untuk R134a maupun untuk R12.

55 BAB III PEMBUATAN ALAT 3.1 Persiapan Komponen Utama Mesin Showcase Komponen utama yang digunakan dalam pembuatan showcase pada penelitian ini meliputi : kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter dan refrigeran. a. Kompresor Gambar 3.1 menyajikan jenis kompresor yang dipergunakan di penelitian ini. Spesifikasi kompresor : Gambar 3.1 Kompresor Jenis kompresor Seri kompresor Voltase Daya kompresor Diameter kompresor Tinggi kompresor : Kompresor hermetik, jenis torak : THK2390YJE : 230 V : 1/3 HP : 16 cm : 19 cm 33

56 34 b. Kondensor Pada penelitian showcase ini menggunakan kondensor jenis pipa dengan jarijari penguat, dengan bentuk lintasan 12U ditambah dengan kondensor 8U dengan bentuk dan jenis yang sama. Gambar 3.2 Kondensor Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB Spesifikasi kondensor : Jumlah sirip Diameter sirip Bahan sirip Diameter pipa Bahan pipa : 66 buah : 1,2 mm : baja : 4,8 mm : besi Panjang kondensor 12U : 92,5 cm Panjang kondensor 8U : 60 cm Lebar kondensor 12U dan 8U : 45,2 cm

57 35 c. Pipa Kapiler Pada penelitian showcase ini menggunakan pipa kapiler dengan panjang 1 m berdiameter 0,031 inch dan pipa berbahan tembaga. Gambar 3.3 Pipa kapiler d. Evaporator Pada penelitian showcase ini menggunakan evaporator kering dengan pipa plat datar. Spesifikasi evaporator : Gambar 3.4 Evaporator Bahan plat evaporator Bahan pipa evaporator : alumunium : tembaga

58 36 Panjang evaporator Lebar evaporator : 65,5 cm : 40 cm e. Filter Gambar 3.5 adalah filter yang digunakan dalam penelitian. Spesifikasi filter : Diameter filter Panjang fiter Bahan filter : 2 cm : 6 cm : tembaga Gambar 3.5 Filter f. Refrigeran R134a Pada penelitian showcase ini menggunakan refrigeran R134a.

59 37 Gambar 3.6 Refrigeran R134a 3.2 Peralatan yang Dipergunakan dalam Pembuatan Alat Penelitian Beberapa peralatan pendukung dalam proses pembuatan showcase sebagai berikut: a. Pemotong Pipa (Tube Cutter) Tube cutter berfungsi sebagai alat untuk memotong pipa tembaga karena hasil potongan pipa yang dilakukan tube cutter rapih dan tidak membuat pipa bengkok sehingga mempermudah dalam proses pengelasan. Gambar 3.7 Pemotong pipa (tube cutter) Sumber: ( IDjdfPu.html) diakses 05 Desember 2017 pukul WIB

60 38 b. Pelebar Pipa (Tube Expander) Tube expander berfungsi sebagai alat untuk melebarkan diameter ujung pipa tembaga agar pipa tembaga dapat disambungkan pada pipa tembaga yang lainnya. Gambar 3.8 Pelebar pipa (tube expander) Sumber: ( IDjdfPu.html) diakses 05 Desember 2017 pukul WIB c. Pressure Gauge Pressure gauge berfungsi sebagai alat untuk mengukur tekanan refrigeran dalam sistem pendinginan baik pada saat pengisian refrigeran maupun pada saat beroperasi. Tekanan yang dapat dilihat pada Pressure gauge yaitu tekanan evaporator atau tekanan hisap kompresor (berwarna biru) dan tekanan kondensor atau tekanan keluaran kondensor (berwarna merah).

61 39 Gambar 3.9 Pressure gauge d. Thermostat Gambar 3.10 adalah thermostat yang dipakai dalam penelitian. Gambar 3.10 Thermostat Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB e. Metil Metil merupakan cairan yang berfungsi sebagai untuk membersihkan saluransaluran pipa. Penggunaan metil sebanyak satu tutup botol metil.

62 40 Gambar 3.11 Metil f. Kipas (fan) Evaporator Kipas (cooling fan) berfungsi untuk mensirkulasikan udara dingin evaporator dalam ruangan pendinginan showcase berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W sebanyak 2 buah dan jumlah daun baling-baling kipas sebanyak 7 buah. Gambar 3.12 Kipas (fan) evaporator g. Kipas Kondensor Kipas (cooling fan) kondensor berfungsi untuk mempercepat proses pelepasan kalor ke lingkungan berukuran 120 x 120 x 38 mm berdaya 21 W sebanyak 4 buah dan jumlah daun baling-baling kipas sebanyak 7 buah.

63 41 Gambar 3.13 Kipas kondensor h. Alat dan Bahan Las Berfungsi untuk menyambung atau melepaskan dan menambal pipa tembaga pada sistem pendinginan showcase. Bahan las yang digunakan untuk penyambungan pipa ialah kuningan dan borak. Gambar 3.14 Alat las i. Pompa Vakum Pompa vakum berfungsi untuk menghilangkan refrigeran dari sistem pendinginan sehingga gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara uap air tidak mengganggu refrigerasi dan tidak memperpendek umur filter karena uap air yang berlebihan.

64 42 Gambar 3.15 Pompa vakum Sumber: ( diakses 22 November 2017 pukul WIB j. Alumunium showcase. Berfungsi sebagai kerangka dasar yang digunakan dalam pembuatan mesin Gambar 3.16 Alumunium Sumber: ( diakses 05 Desember 2017 pukul WIB k. Pemotong aluminium Pemotong aluminium digunakan untuk memotong aluminium agar sesuai dengan desain yang telah direncanakan.

65 43 Gambar 3.17 Pemotong aluminium Sumber:( ng_14_inch rco_355_.aspx) diakses 05 Desember 2017 pukul WIB l. Bor dan paku keling Bor digunakan untuk mengebor aluminium sebagai dudukan paku keling sedangkan paku keling digunakan untuk menyatukan atau sebagai pengait dan juga penguat aluminium agar menjadi sebuah kerangka yang utuh dan kuat. Gambar 3.18 Bor dan paku keling Sumber: ( diakses 05 Desember 2017 pukul WIB ( Rivets-Decorating-Nails-Flat-Head-Pop-Aluminum-Rivets- M4x12/ html) diakses 05 Desember 2017 pukul WIB m. Kaca Berfungsi sebagai body atau dinding penutup dari kerangka dasar aluminium yang digunakan dalam pembuatan mesin showcase.

66 44 Gambar 3.19 Kaca Sumber: ( diakses 05 Desember 2017 pukul WIB n. Pemotong kaca Berfungsi untuk memotong kaca sesuai dengan ukuran yang telah direncanakan. Gambar 3.20 Pemotong kaca Sumber: ( GLASS-HAND-CUTTER-TC-90-GLASS-CUTTER/ html) diakses 05 Desember 2017 pukul WIB o. Styrofoam Styrofoam digunakan untuk melapisi kerangka pada bagian dalam showcase agar sistem pendinginan semakin cepat.

67 45 Gambar 3.21 Styrofoam p. Cutter dan penggaris Cutter digunakan dalam pemotongan styrofoam agar ukuran sesuai yang diinginkan dan penggaris digunakan untuk mengukur dalam pembuatan kerangka baik aluminium maupun kaca dan juga dalam pemotongan styrofoam. Gambar 3.22 Cutter dan penggaris q. Obeng, kunci pas dan gunting Obeng berfungsi untuk mengencangkan skrup yang ada di kipas, yang ada di evaporator dan yang ada di thermostat, kunci pas digunakan untung mengencangkan baut kompresor dengan kerangka mesin showcase agar tidak

68 46 bergetar saat mesin hidup. Sedangkan gunting berfungsi untuk menggunting kabel yang nantinya akan dirangkai atau disambung. Gambar 3.23 Obeng, kunci pas dan gunting 3.3 Pembuatan Showcase Beberapa langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pembuatan showcase yaitu : a. Mempersiapkan komponen-komponen utama showcase seperti kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter, refrigeran R134a, serta alat-alat pendukung pressure gauge, alat pemotong pipa, pompa vakum, alat las dan alat-alat lainnya yang dipergunakan dalam pembuatan showcase. b. Merancang dan membuat kerangka almunium dan kaca showcase. Proses ini membutuhkan alat pemotong almunium, pemotong kaca, bor dan paku keling untuk menyambung seluruh bagian showcase.

69 47 Gambar 3.24 Kerangka showcase. c. Pemasangan kompresor pada bagian bawah kerangka showcase dan pengelasan kompresor dengan kondensor disertai pemasangan pressure gauge diantara kedua komponen tersebut. Gambar 3.25 Pengelasan kompresor dengan kondensor dan pemasangan pressure gauge d. Pemasangan kondensor pada bagian belakang kerangka showcase dan pengelasan kondensor yang disambungkan dengan cara dilas pada lubang masukan filter, kemudian las pipa keluaran filter dengan masukan pipa kapiler.

70 48 Gambar 3.26 Pengelasan kondensor dengan filter e. Pemasangan evaporator pada bagian dalam kerangka showcase yang disambungkan dengan cara dilas pada pipa keluaran pipa kapiler, pengelasan pipa tembaga keluaran evaporator dengan pipa tembaga masukan kompresor dan dikencangkan dengan skrup diujung-ujung evaporatornya. Gambar 3.27 Pemasangan evaporator f. Pengisian metil untuk membersihkan saluran-saluran pipa dan untuk pengecekan kebocoran pipa saluran pada showcase. Proses pengisian metil dilakukan dengan cara melubangi pipa kapiler pada salah satu lubang

71 49 keluaran filter, lalu hidupkan kompresor, kemudian berikan 1 tutup botol pada ujung pipa kapiler yang telah dilubangi tadi agar kotoran yang menyumbat pipa kapiler keluar, dan terakhir matikan kompresor kemudian las ujung pipa kapiler keluaran filter tersebut. g. Pemvakuman showcase yang menggunakan pompa vakum berfungsi untuk mengeluarkan udara yang terjebak dalam saluran dalam pipa agar proses pendinginan dan kerja mesin showcase dapat berjalan secara maksimal. h. Proses pengisian refrigeran R134a, dalam proses ini diperlukan refrigeran R134a sebagai fluida kerja showcase. Tekanan refrigeran yang dimasukan dalam siklus showcase harus sesuai standar kerja showcase agar bekerja secara maksimal. Gambar 3.28 Pengisian refigeran R134a i. Pemasangan 4 kipas berdaya 21 watt dengan kerangka penyangga di belakang kondensor untuk mempercepat proses pelepasan kalor ke lingkungan sehingga proses pendinginan pada ruangan dalam showcase lebih cepat.

72 50 Gambar 3.29 Pemasangan kipas di belakang kondensor j. Pemasangan thermostat pada kerangka showcase dan kabel penghubung antara kompresor dan thermostat. Thermostat berfungsi memutus aliran listrik menuju kompresor ketika suhu yang diinginkan telah tercapai. Gambar 3.30 Pemasangan thermostat k. Pemasangan kipas (fan) pada ruangan dalam showcase befungsi mensirkulasikan udara dingin evaporator agar udara dingin dalam ruangan showcase menyebar merata ke seluruh ruangan showcase.

73 51 Gambar 3.31 Pemasangan kipas ruangan pendinginan showcase l. Pemasangan rak dan styrofoam pada bagian dinding dalam kerangka showcase. Berfungsi untuk meletakan minuman dan meminimalisir suhu dari luar masuk ke dalam ruangan showcase. Gambar 3.32 Pemasangan rak dan styrofoam

74 BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Objek Penelitian Mesin yang diteliti merupakan showcase dengan siklus kompresi uap hasil rancangan sendiri dengan komponen standar yang tersedia di pasaran. Showcase yang dirancang berukuran: panjang 50 cm x lebar 57 cm x tinggi 160 cm, dan untuk ukuran ruang pendinginan: panjang 46 cm, lebar 48 cm dan tinggi 97 cm. Showcase menggunakan daya kompresor 1/3 HP dengan tambahan 4 kipas atau fan masingmasing berdaya 21 watt yang dipasang di belakang kondensor dan 2 kipas di dalam ruang pedingin. Skematik showcase yang dijadikan objek penelitian disajikan pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Showcase 52

75 Alur Penelitian Pada Gambar 4.2 ini menyajikan diagram alur pembuatan atau perakitan dan penelitian mesin showcase. Mulai Perancangan Showcase Persiapan Komponen-komponen Showcase Pembuatan Showcase Pemvakuman dan Pengisian Refrigeran R134a Uji Coba Tidak Baik Baik Variasi Penelitian Pengambilan Data Variasi Dilanjutkan Tidak Pengolahan Data W in, Q in, Q out, COP aktual, COP ideal, Laju Aliran Refrigeran (ṁ) dan Efisiensi (ƞ) Ya Pembahasan, Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 4.2 Diagram alur pembuatan dan penelitian mesin showcase

76 Posisi Alat Ukur Pada Skematik Alat Penelitian Gambar 4.3 merupakan skematik mesin showcase yang diteliti. Dalam skematik ini ditentukan posisi titik titik tempat pemasangan alat ukur tekanan dan alat termokopel pada showcase yang sudah dirangkai. Gambar 4.3 Posisi alat ukur pada skematik mesin showcase Keterangan untuk Gambar 4.3: Titik 1: Termokopel dan penampil suhu digital (T1) Berfungsi untuk mengukur suhu refrigeran masuk kompresor. Titik 1: Pressure gauge (P1) Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran masuk kompresor. Titik 2: Pressure gauge (P2) Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran keluar kompresor. Titik 2: Termokopel dan penampil suhu digital (T2) Berfungsi untuk mengukur suhu refigeran keluar kompresor. Titik 3: Termokopel dan penampil suhu digital (T3) Berfungsi untuk mengukur suhu refrigeran keluar kondensor.

77 Alat Bantu Penelitian Alat bantu penelitian yang digunakan selama proses pengambilan data berlangsung adalah sebagai berikut : a. Termokopel dan penampil suhu digital Termokopel berfungsi sebagai sensor suhu untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Penampil suhu berfungsi untuk menampilkan nilai suhu yang diukur kedalam layar digital. Suhu yang diukur suhu masuk kompresor (T1), suhu masuk kondensor (T2), suhu keluar kondensor (T3) dan suhu ruang pendinginan showcase (T4). Sebelum alat ini dipakai dilakukan kalibrasi terlebih dahulu, untuk menyamakan pengukuran suhu. Gambar 4.4 Termokopel dan penampil suhu digital Sumber: ( diakses 24 November 2017 pukul WIB b. Pressure Gauge Pressure Gauge berfungsi sebagai alat untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran. Pressure Gauge berwarna merah untuk mengetahui atau mengukur tekanan tinggi (tekanan kerja kondensor) dan yang berwarna biru untuk mengetahui atau mengukur tekanan rendah (tekanan kerja evaporator).

78 56 c. Tang Ampere Gambar 4.5 Pressure Gauge Tang ampere berfungsi sebagai alat untuk mengukur besarnya arus (A) yang diperlukan pada kompresor. d. Stopwatch Gambar 4.6 Tang ampere Stopwatch berfungsi sebagai alat untuk mengukur waktu yang dibutuhkan pada saat pengujian berlangsung. Gambar 4.7 Stopwatch Sumber: ( diakses 24 November 2017 pukul WIB

79 57 e. Pemanas Air Pemanas air berfungsi untuk memanaskan air hingga suhu 100 o C 1 atm untuk proses kalibrasi termokopel agar hasil suhu yang ditampilkan bisa terkalibrasi atau seragam. Gambar 4.8 Pemanas Air Sumber: ( diakses 24 November 2017 pukul WIB f. Kabel roll Kabel roll digunakan untuk menghubungkan sumber listrik ke beberapa alat listrik maupun elektronik. Gambar 4.9 Kabel roll g. Kemasan Air Teh dan Kemasan Air Mineral Kemasan air teh dan kemasan air mineral berfungsi sebagai beban pendingin pada mesin showcase yang diteliti.

80 58 Gambar 4.10 Kemasan air teh dan kemasan air mineral Sumber: (3.bp.blogspot.com) diakses 24 November 2017 pukul WIB h. Diagram P-h R134a Diagram P-h ini berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap pada showcase. Dengan diagram P-h, dapat diketahui nilai entalpi di setiap titik yang diteliti (h1, h2, h3 dan h4), suhu kerja evaporator (Te), suhu kerja kondensor (Tc), suhu masuk kompresor (T1), suhu keluar kompresor (T2), dan suhu keluar kondensor (T3). Gambar 4.11 Diagram P-h untuk R134a

81 Variasi Penelitian Penelitian dilakukan dengan cara memvariasikan jumlah kipas pendingin kondensor yaitu: (a) tanpa menggunakan kipas, (b) menggunakan 1 kipas dan (c) menggunakan 3 kipas, masing-masing kipas berdaya 21 watt. Posisi kipas berada di belakang kondensor yang digunakan untuk mempercepat proses pelepasan kalor. Gambar 4.12 Kipas yang dipergunakan pada pendingin kondensor 4.6 Cara Pengambilan Data Cara yang dilakukan untuk memperoleh data dengan proses sebagai berikut: a. Menyiapkan termokopel yang sudah di kalibrasi, alat ukur tekanan dan tang ampere. b. Memasang termokopel pada pipa masuk kompresor, pipa keluar kompresor, suhu ruang pendinginan, pipa keluar kondensor dan tang ampere pada aliran listrik kompresor. Alat ukur tekanan sudah terpasang bersamaan pada saat perakitan mesin pendingin showcase. c. Menghidupkan mesin showcase setelah melakukan langkah a dan b d. Pencatatan dalam pengambilan data yaitu: T1: Suhu refrigeran saat masuk kompresor, o C.

82 60 T2: Suhu refrigeran saat keluar kompresor, o C. T3: Suhu refrigeran saat keluar kondensor, o C. T4: Suhu ruang pendinginan showcase, o C. P1: Tekanan refrigeran masuk kompresor, Psig. P2: Tekanan refrigeran keluar kompresor, Psig. I : Arus yang mengalir ke kompresor, Ampere Pengukuran suhu dan pengukuran tekanan dilakukan setiap 20 menit sekali hingga kompresor mati dan mencapai suhu kerja showcase. Tabel 4.1 merupakan tabel untuk mencatat hasil pengukuran suhu dan tekanan. Tabel 4.1 Tabel pencatatan hasil pengukuran suhu dan pengukuran tekanan Waktu t No (menit) T1 ( o C) T2 ( o C) T3 ( o C) T4 ( o C) P1 (psig) P2 (psig) I (Ampere)

83 Cara Mengolah Data dan Pembahasan Prosedur pengolahan data dan pembahasan yang digunakan selama penelitian berlangsung : a. Setelah memperoleh atau mencatat semua data suhu dan tekanan pada Tabel 4.1, maka langkah selanjutnya yaitu menggambarkan hasil proses siklus kompresi uap pada diagram P-h. b. Dari gambar siklus kompresi uap pada diagram P-h dapat diperoleh nilai entalpi (h1, h2, h3, dan h4), suhu kerja kondensor (Tc) dan suhu kerja evaporator (Te). c. Setelah nilai entalpi diketahui, kemudian digunakan untuk menghitung kalor yang dilepas oleh kondensor, kalor yang diserap evaporator, kerja yang dilakukan kompresor, COPaktual, COPideal, laju aliran massa refrigeran serta efisiensi dari showcase tersebut. d. Perhitungan dan pengolahan data dapat menggunakan persamaan yang ada seperti pada Persamaan (2.1) menghitung kerja kompresor, Persamaan (2.2) menghitung energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), Persamaan (2.3) menghitung energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), pada Persamaan (2.4) menghitung (COPaktual), Persamaan (2.5) menghitung (COPideal), Persamaan (2.6) menghitung efisiensi dan Persamaan (2.7) menghitung laju aliran massa refrigeran. e. Hasil-hasil perhitungan kemudian digambarkan dalam bentuk grafik terhadap waktu.

84 62 f. Hasil-hasil penggambaran grafik kemudian dibahas dengan mempertimbangkan hasil-hasil sebelumnya dan mengacu pada tujuan penelitian untuk mempermudah dalam pembahasan. 4.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan Kesimpulan adalah intisari yang diperoleh dari hasil pembahasan yang telah dilakukan dalam penelitian yang sudah berlangsung. Kesimpulan juga harus dapat menjawab tujuan dari penelitian dan harus jelas dalam penyampaiannya.

85 BAB V HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Penelitian Hasil penelitian yang dilakukan pada mesin showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor. Maka dapat diperoleh hasil: tekanan refrigeran masuk dan keluar kompresor (P1, P2) sesuai dengan skematik yang digambarkan (Gambar 4.3), suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere). Dari hasil data tersebut maka dapat untuk menggambar diagram P-h (Gambar 4.11) dan dari diagram tersebut maka di dapat: nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te). a. Nilai tekanan Tabel 5.1 menyajikan nilai tekanan masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar kompresor (P2) yang dihasilkan dari pengujian variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor hingga suhu ruangan pendinginan mencapai suhu 5,8 ºC. 63

86 64 Tabel 5.1 Data nilai tekanan pengukuran masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar kompresor (P2) dalam satuan psi No Waktu (Menit) Menggunakan 1 Menggunakan 3 Tanpa Kipas Kipas Kipas Tekanan (psi) Tekanan (psi) Tekanan (psi) P1 P2 P1 P2 P1 P Data tekanan pengukuran ini didapatkan dari hasil pengujian mesin showcase yang dirakit atau dibuat. Data ini masih dalam satuan psi maka jika akan di ubah ke satuan absolut dengan satuan bar maka dapat dikonversikan dengan cara tekanan pengukuran ditambah 14,7 psi kemudian hasilnya dikalikan dengan 0, bar yang disajikan pada Tabel 5.2. psi

87 65 Tabel 5.2 Nilai tekanan absolut masuk kompresor (P1) dan nilai tekanan keluar kompresor (P2) dalam satuan bar No Waktu (Menit) Menggunakan 1 Menggunakan 3 Tanpa Kipas Kipas Kipas Tekanan (bar) Tekanan (bar) Tekanan (bar) P1 P2 P1 P2 P1 P ,36 9,98 1,01 11,35 1,01 10, ,36 15,83 1,08 11,56 1,01 10, ,36 16,18 1,08 11,56 1,01 10, ,36 16,18 1,08 11,56 1,01 10, ,36 16,18 1,08 11,49 1,01 10, ,36 16,18 1,08 11,49 1,01 10, ,36 16,18 1,08 11, ,36 16,18 1,08 11, ,36 16,18 1,08 11, ,36 16, ,36 15, ,36 15, ,36 15, ,36 15, ,36 15,49 b. Nilai suhu kerja masuk dan keluar kompresor, suhu kerja keluar kondensor, suhu kerja ruangan dan arus listrik Hasil penelitian mesin showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor untuk hasil nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) hingga suhu ruangan pendinginan mencapai 5,8 ºC disajikan pada Tabel 5.3, Tabel 5.4 dan Tabel 5.5.

88 66 Tabel 5.3 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Suhu (ºC) I (Menit) T1 T2 T3 T4 (Ampere) ,3 71,4 49,3 18,5 0, ,8 81,3 50,4 15,3 0, ,5 87,3 49,9 12,1 0, ,8 88,7 50,1 10,8 0, ,7 90, ,4 0, ,2 89, ,5 0, ,5 91,6 49,6 8,0 0, ,2 91, ,6 0, ,6 91, ,2 0, ,7 91, ,8 0, ,7 89, ,5 0, ,1 90, ,3 0, ,9 88, ,2 0, ,1 90, ,0 0, ,5 90,5 49,8 5,8 0,90 Tabel 5.4 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Suhu (ºC) I (Menit) T1 T2 T3 T4 (Ampere) ,7 60,2 35,0 18,3 0, ,5 66,5 35,2 13,2 0, ,2 70,5 35,1 11,2 0, ,4 72,0 35,0 9,0 0, ,2 73,4 35,0 8,0 0, ,3 75,3 34,8 7,2 0, ,1 75,4 34,6 6,6 0, ,6 76,8 34,7 6,1 0, ,9 75,6 34,7 5,8 0,96

89 67 Tabel 5.5 Data nilai suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu Suhu (ºC) I (Menit) T1 T2 T3 T4 (Ampere) ,2 62,6 32,6 15,9 1, ,4 70,4 33,2 11,8 1, ,4 74,0 33,3 9,4 1, ,3 79,0 33,3 7,8 1, ,5 80,8 33,5 6,3 1, ,3 79,7 33,6 5,8 1,05 c. Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) Hasil pengolahan data dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dengan menggunakan diagram P-h diperoleh nilai entalpi tiap titik (h1, h2, h3, h4), suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) disajikan pada Tabel 5.6, Tabel 5.7 dan Tabel 5.8. Tabel 5.6 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor No Tanpa Kipas Pendingin Kondensor Waktu Suhu (ºC) Nilai Entalpi (kj/kg) (Menit) h1 h2 h3 h4 Te Tc ,0 473,5 268,0 268,0-19,2 39, ,5 482,5 270,5 270,5-19,2 57, ,5 483,2 270,0 270,0-19,2 58, ,0 484,0 270,0 270,0-19,2 58, ,5 483,5 270,0 270,0-19,2 58, ,4 482,0 270,0 270,0-19,2 58,2

90 68 Tabel 5.6 Lanjutan nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) tanpa menggunakan pendingin kondensor No Tanpa Kipas Pendingin Kondensor Waktu Suhu (ºC) Nilai Entalpi (kj/kg) (Menit) h1 h2 h3 h4 Te Tc ,8 482,0 269,8 269,8-19,2 58, ,6 481,8 269,8 269,8-19,2 58, ,0 481,8 269,8 269,8-19,2 58, ,5 482,5 268,0 268,0-19,2 58, ,4 480,2 269,5 269,5-19,2 56, ,0 481,0 270,0 270,0-19,2 56, ,5 483,5 269,6 269,6-19,2 56, ,8 482,1 269,8 269,8-19,2 56, ,0 481,1 270,0 270,0-19,2 56,5 No Tabel 5.7 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Menggunakan 1 Kipas Pendingin Kondensor Nilai Entalpi (kj/kg) Suhu (ºC) h1 h2 h3 h4 Te Tc ,1 482,1 247,5 247,5-26,0 44, ,5 480,0 246,1 246,1-24,5 44, ,2 479,8 248,4 248,4-24,5 44, ,5 480,0 248,2 248,2-24,5 44, ,4 479,9 247,8 247,8-24,5 44, ,4 479,8 247,7 247,7-24,5 44, ,7 479,7 247,2 247,2-24,5 44, ,8 478,2 247,4 247,4-24,5 44, ,5 480,0 247,6 247,6-24,5 44,5

91 69 No Tabel 5.8 Nilai entalpi, suhu refigeran kondensor (Tc) dan suhu refrigeran evaporator (Te) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Menggunakan 3 Kipas Pendingin Kondensor Nilai Entalpi (kj/kg) Suhu (ºC) h1 h2 h3 h4 Te Tc ,5 483,8 244,8 244, , ,6 484,0 244,5 244, , ,2 483,8 244,8 244, , ,2 483,8 244,8 244, , ,5 482,5 245,0 245, , ,2 480,2 245,1 245, ,8 5.2 Perhitungan a. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1). Hasil pengolahan data Win dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.9, 5.10 dan Sebagai contoh perhitungan mencari Win diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. Win = (h2 h1) kj/kg = (481,1 417,0) kj/kg = 64,1 kj/kg

92 70 Tabel 5.9 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) h1 h2 Win (kj/kg) ,0 473,5 55, ,5 482,5 64, ,5 483,2 65, ,0 484,0 66, ,5 483,5 66, ,4 482,0 64, ,8 482,0 65, ,6 481,8 65, ,0 481,8 65, ,5 482,5 65, ,4 480,2 63, ,0 481,0 64, ,5 483,5 65, ,8 482,1 64, ,0 481,1 64,1 Tabel 5.10 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 1 Kipas h1 h2 Win (kj/kg) ,1 482,1 65, ,5 480,0 62, ,2 479,8 62, ,5 480,0 62, ,4 479,9 62, ,4 479,8 62, ,7 479,7 63, ,8 478,2 61, ,5 480,0 62,5

93 71 Tabel 5.11 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 3 Kipas h1 h2 Win (kj/kg) ,5 483,8 60, ,6 484,0 60, ,2 483,8 59, ,2 483,8 59, ,5 482,5 60, ,2 480,2 61,0 b. Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Hasil pengolahan data Qout dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.12, 5.13 dan Sebagai contoh perhitungan mencari Qout diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. Qout = (h2 h3) kj/kg = (481,1 270,0) kj/kg = 211,1 kj/kg Tabel 5.12 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) h2 h3 Qout (kj/kg) ,5 268,0 205, ,5 270,5 212, ,2 270,0 213,2

94 72 Tabel 5.12 Lanjutan energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) h2 h3 Qout (kj/kg) ,0 270,0 214, ,5 270,0 213, ,0 270,0 212, ,0 269,8 212, ,8 269,8 212, ,8 269,8 212, ,5 268,0 214, ,2 269,5 210, ,0 270,0 211, ,5 269,6 213, ,1 269,8 212, ,1 270,0 211,1 Tabel 5.13 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 1 Kipas (Menit) h2 h3 Qout (kj/kg) ,1 247,5 234, ,0 246,1 233, ,8 248,4 231, ,0 248,2 231, ,9 247,8 232, ,8 247,7 232, ,7 247,2 232, ,2 247,4 230, ,0 247,6 232,4

95 73 Tabel 5.14 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 3 Kipas h2 h3 Qout (kj/kg) ,8 244,8 239, ,0 244,5 239, ,8 244,8 239, ,8 244,8 239, ,5 245,0 237, ,2 245,1 235,1 c. Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Hasil pengolahan data Qin dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.15, 5.16 dan Sebagai contoh perhitungan mencari Qin diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. Qin = (h1 h4) = (h1 h3) kj/kg = (417,0 270,0) kj/kg = 147,0 kj/kg Tabel 5.15 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) h1 h3 Qin (kj/kg) ,0 268,0 150, ,5 270,5 148, ,5 270,0 147, ,0 270,0 148,0

96 74 Tabel 5.15 Lanjutan energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) h1 h3 Qin (kj/kg) ,5 270,0 147, ,4 270,0 147, ,8 269,8 147, ,6 269,8 146, ,0 269,8 146, ,5 268,0 149, ,4 269,5 146, ,0 270,0 147, ,5 269,6 148, ,8 269,8 148, ,0 270,0 147,0 Tabel 5.16 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 1 Kipas (Menit) h1 h3 Qin (kj/kg) ,1 247,5 169, ,5 246,1 171, ,2 248,4 168, ,5 248,2 169, ,4 247,8 169, ,4 247,7 169, ,7 247,2 169, ,8 247,4 169, ,5 247,6 169,9 Tabel 5.17 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 3 Kipas h1 h3 Qin (kj/kg) ,5 244,8 178, ,6 244,5 179,1

97 75 Tabel 5.17 Lanjutan energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 3 Kipas h1 h3 Qin (kj/kg) ,2 244,8 179, ,2 244,8 179, ,5 245,0 177, ,2 245,1 174,1 d. Koefisien prestasi aktual (COPaktual) Koefisien prestasi aktual (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). Hasil pengolahan data COPaktual dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.18, 5.19 dan Sebagai contoh perhitungan mencari COPaktual diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. COPaktual = Qin / Win = (h1 h4) / (h2 h1) = 147,0 kj/kg / 64,1 kj/kg = 2,29 Tabel 5.18 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) Qin (kj/kg) Win (kj/kg) COPaktual ,0 55,5 2, ,0 64,0 2, ,5 65,7 2, ,0 66,0 2, ,5 66,0 2, ,4 64,6 2, ,0 65,2 2,25

98 76 Tabel 5.18 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) Qin (kj/kg) Win (kj/kg) COPaktual ,8 65,2 2, ,2 65,8 2, ,5 65,0 2, ,9 63,8 2, ,0 64,0 2, ,9 65,0 2, ,0 64,3 2, ,0 64,1 2,29 Tabel 5.19 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 1 Kipas (Menit) Qin (kj/kg) Win (kj/kg) COPaktual ,6 65,0 2, ,4 62,5 2, ,8 62,6 2, ,3 62,5 2, ,6 62,5 2, ,7 62,4 2, ,5 63,0 2, ,4 61,4 2, ,9 62,5 2,72 Tabel 5.20 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 3 Kipas (Menit) Qin (kj/kg) Win (kj/kg) COPaktual ,7 60,3 2, ,1 60,4 2, ,4 59,6 3, ,4 59,6 3,01

99 77 Tabel 5.20 Lanjutan koefisien prestasi aktual (COPaktual) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 3 Kipas (Menit) Qin (kj/kg) Win (kj/kg) COPaktual ,5 60,0 2, ,1 61,0 2,85 e. Koefisien prestasi ideal (COPideal) Koefisien prestasi ideal (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.5). Hasil pengolahan data COPideal dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.21, 5.22 dan Sebagai contoh perhitungan mencari COPideal diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. COPideal = (Te) / (Tc Te) = (-20, ,15) / (56,1 +273,15) (-20, ,15) = 3,33 Tabel 5.21 Koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) Te Tc COPideal ,2 39,3 4, ,2 57,5 3, ,2 58,2 3, ,2 58,2 3, ,2 58,2 3, ,2 58,2 3, ,2 58,2 3, ,2 58,2 3,28

100 78 Tabel 5.21 Lanjutan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu Tanpa Kipas (Menit) Te Tc COPideal ,2 58,2 3, ,2 58,2 3, ,2 56,5 3, ,2 56,5 3, ,2 56,5 3, ,2 56,5 3, ,2 56,5 3,35 Tabel 5.22 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 1 Kipas (Menit) Te Tc COPideal ,0 44,2 3, ,5 44,9 3, ,5 44,9 3, ,5 44,9 3, ,5 44,5 3, ,5 44,5 3, ,5 44,5 3, ,5 44,5 3, ,5 44,5 3,60 Tabel 5.23 Koefisien prestasi ideal (COPideal) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 3 Kipas (Menit) Te Tc COPideal ,0 43,8 3, ,0 43,8 3, ,0 43,8 3, ,0 43,8 3, ,0 43,8 3, ,0 43,8 3,54

101 79 f. Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6). Hasil pengolahan data ṁ dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.24, 5.25 dan Sebagai contoh perhitungan mencari ṁ diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor. ṁ = (V x I) / Win = P / Win = (220 x 0,90) / 64,1 kg/s = 3,09 kg/s Tabel 5.24 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) I Win ṁ (Ampere) (kj/kg) (kg/s) ,90 55,5 3, ,90 64,0 3, ,90 65,7 3, ,90 66,0 3, ,90 66,0 3, ,90 64,6 3, ,90 65,2 3, ,90 65,2 3, ,90 65,8 3, ,90 65,0 3, ,90 63,8 3, ,90 64,0 3, ,90 65,0 3, ,90 64,3 3, ,90 64,1 3,09

102 80 Tabel 5.25 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) I Win ṁ (Ampere) (kj/kg) (kg/s) ,96 65,0 3, ,96 62,5 3, ,96 62,6 3, ,96 62,5 3, ,96 62,5 3, ,96 62,4 3, ,96 63,0 3, ,96 61,4 3, ,96 62,5 3,38 Tabel 5.26 Laju aliran massa refigeran persatuan (ṁ) menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) I Win ṁ (Ampere) (kj/kg) (kg/s) 1 0 1,03 59,0 3, ,05 60,3 3, ,05 60,4 3, ,05 59,6 3, ,05 59,6 3, ,05 60,0 3, ,05 61,0 3,79 g. Efisiensi (Ƞ) mesin showcase Efisiensi (Ƞ) mesin showcase dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7). Hasil pengolahan data Ƞ dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor disajikan pada Tabel 5.27, 5.28 dan Sebagai contoh perhitungan mencari Ƞ diambil pada menit ke 300 pada variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor.

103 81 Ƞ = COPaktual / COPideal x 100% = (2,29 / 3,33 ) x 100% = 69% Tabel 5.27 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Tanpa Kipas COPideal COPaktual Efisiensi ,34 2,70 62% ,31 2,31 70% ,28 2,25 68% ,28 2,24 68% ,28 2,23 68% ,28 2,28 70% ,28 2,25 69% ,28 2,25 69% ,28 2,22 68% ,28 2,30 70% ,35 2,30 69% ,35 2,30 68% ,35 2,29 68% ,35 2,30 69% ,35 2,29 68% Tabel 5.28 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 1 Kipas COPideal COPaktual Efisiensi ,52 2,61 74% ,58 2,74 77% ,58 2,70 75% ,58 2,71 76% ,60 2,71 75% ,60 2,72 75% ,60 2,69 75%

104 82 Tabel 5.28 Lanjutan efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 1 kipas pendingin kondensor No Waktu Menggunakan 1 Kipas (Menit) COPideal COPaktual Efisiensi ,60 2,76 77% ,60 2,72 75% Tabel 5.29 Efisiensi (Ƞ) mesin showcase menggunakan 3 kipas pendingin kondensor No Waktu (Menit) Menggunakan 3 Kipas COPideal COPaktual Efisiensi ,54 2,96 84% ,54 2,97 84% ,54 3,01 85% ,54 3,01 85% ,54 2,96 84% ,54 2,85 81% 5.3 Pembahasan Dari hasil penelitian dan perhitungan showcase yang dibuat dapat bekerja dengan baik dalam mendinginkan minuman kemasan air teh yang berisi 180 ml sebanyak 22 buah dan kemasan air mineral yang berisi 600 ml sebanyak 1 buah hingga suhu ruangan pendinginan mencapai 5,8 ºC. Penelitian yang dilakukan menghasilkan data berupa: tekanan refrigeran masuk dan keluar kompresor (P1, P2), suhu refrigeran masuk kompresor (T1), suhu refrigeran keluar kompresor (T2), suhu refrigeran keluar kondensor (T3), suhu ruangan (T4) dan arus listrik (Ampere), data tersebut dapat digunakan untuk menggambar diagram P-h. Dari diagram P-h maka dapat diketahui nilai entalpi h1, h2, h3, h4 pada masing-masing variasi dan juga diperoleh suhu kerja rata-rata evaporator (Te) dan kondensor (Tc) pada variasi

105 83 showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar -19,2 ºC dan 56,3 ºC. Untuk variasi showcase menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar -24,7 ºC dan 44,6 ºC. Dan untuk variasi showcase menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar -26,0 ºC dan 43,8 ºC. Dari nilai entalpi, kerja evaporator (Te) dan kondensor (Tc) yang diketahui maka dapat dicari besar kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win), energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), (4) COPaktual mesin showcase, COPideal mesin showcase, laju aliran massa refrigeran (ṁ) dan efisiensi mesin showcase (ƞ). Win (kj/kg) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 64,1 62,5 61,0 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.1 Perbandingan kerja kompresor (Win) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kompresor Hasil perhitungan suhu kerja kompresor (Win) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.9, Tabel 5.10 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk

106 84 mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kerja kompresor (Win) terkecil sebesar 55,5 kj/kg, terbesar sebesar 66,0 kj/kg dan rata-rata sebesar 64,3 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kerja kompresor (Win) terkecil sebesar 61,4 kj/kg, terbesar sebesar 65,0 kj/kg dan rata-rata sebesar 62,7 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kerjakompresor (Win) terkecil sebesar 59,6 kj/kg, terbesar sebesar 60,4 kj/kg dan rata-rata sebesar 60,2 kj/kg. Dari Gambar 5.1 menunjukkan bahwa kerja kompresor (Win) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 64,1 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 62,5 kj/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 61,0 kj/kg. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka semakin kecil atau meringankan kerja kompresor dan memperlancar laju aliran refrigeran dalam siklus kompresi uap.

107 Q out (kj/kg) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ,1 232,4 235,1 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.2 Perbandingan kalor yang dilepas kondensor (Qout) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk kalor yang dilepas kondensor (Qout) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.12, Tabel 5.13 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang dilepas kondensor (Qout) terkecil sebesar 205,5 kj/kg, terbesar sebesar 214,5 kj/kg dan rata-rata sebesar 212,0 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang dilepas kondensor (Qout) terkecil sebesar 230,8 kj/kg, terbesar sebesar 234,6 kj/kg dan rata-rata sebesar 232,4 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang dilepas kondensor

108 Q in (kj/kg) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 86 (Qout) terkecil sebesar 235,1 kj/kg, terbesar sebesar 239,5 kj/kg dan rata-rata sebesar 238,2 kj/kg. Dari Gambar 5.2 menunjukkan bahwa kalor yang dilepas kondensor (Qout) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 211,1 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 232,4 kj/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 235,1 kj/kg. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka semakin cepat kalor yang dilepas ke lingkungan, hal ini disebabkan karena refrigeran yang bertekanan dan bersuhu tinggi yang berasal dari kompresor melewati kondensor yang menggunakan 1 kipas pendingin akan mengalami pendinginan lebih cepat sehingga aliran udara ke lingkungan lebih cepat ,0 169,9 174,1 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.3 Perbandingan kalor yang diserap kondensor (Qin) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk kalor yang diserap kondensor (Qin) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas

109 87 pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.15, Tabel 5.16 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang diserap kondensor (Qin) terkecil sebesar 146,2 kj/kg, terbesar sebesar 150,0 kj/kg dan rata-rata sebesar 147,7 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang diserap kondensor (Qin) terkecil sebesar 168,8 kj/kg, terbesar sebesar 171,4 kj/kg dan rata-rata sebesar 169,7 kj/kg. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, kalor yang diserap kondensor (Qin) terkecil sebesar 174,1 kj/kg, terbesar sebesar 179,4 kj/kg dan rata-rata sebesar 178,0 kj/kg. Dari Gambar 5.3 menunjukkan bahwa kalor yang diserap kondensor (Qin) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 147,0 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 169,9 kj/kg dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 174,1 kj/kg. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa refrigeran lebih cepat menuju penurunan fasa cair dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibandingkan dengan menggunakan 1 kipas pendingin kondensor maupun tanpa kipas pendingin kondensor.

110 88 COP aktuaal 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 2,29 2,72 2,85 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.4 Perbandingan koefisien prestasi aktual (COPaktual) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi aktual (COPaktual) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.18, Tabel 5.19 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi aktual (COPaktual) terkecil sebesar 2,22, terbesar sebesar 2,70 dan rata-rata sebesar 2,30. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi aktual (COPaktual) terkecil sebesar 2,61, terbesar sebesar 2,76 dan rata-rata sebesar 2,71. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8

111 89 ºC, koefisien prestasi aktual (COPaktual) terkecil sebesar 2,85, terbesar sebesar 3,01 dan rata-rata sebesar 2,96. Dari Gambar 5.4 menunjukkan bahwa koefisien prestasi aktual (COPaktual) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 2,29, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 2,72 dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 2,85. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin cepat kalor yang dilepas ke lingkungan maka kalor yang diserap evaporator juga cepat, hal ini akan membuat kerja kompresor (Win) semakin ringan. 4,0 3,5 3,0 3,35 3,60 3,54 COP ideal 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.5 Perbandingan koefisien prestasi ideal (COPideal) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi ideal (COPideal) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.21, Tabel 5.22 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa

112 90 menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar 3,28, terbesar sebesar 4,34 dan rata-rata sebesar 3,38. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar 3,52, terbesar sebesar 3,60 dan rata-rata sebesar 3,59. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, koefisien prestasi ideal (COPideal) terkecil sebesar 3,54, terbesar sebesar 3,54 dan rata-rata sebesar 3,54. Dari Gambar 5.5 menunjukkan bahwa koefisien prestasi ideal (COPideal) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 3,35, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 3,60 dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 3,54. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka kerja kompresor semakin ringan sehingga akan berpengaruh terhadap suhu refrigeran evaporator seamkin tinggi sedangkan suhu refrigeran kondensor semakin rendah.

113 Laju aliran massa refrigeran (kg/s) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 91 4,0 3,79 3,5 3,0 3,09 3,38 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.6 Perbandingan laju aliran massa refrigeran (ṁ) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk laju aliran massa refrigeran (ṁ) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada Tabel 5.24, Tabel 5.25 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa refrigeran (ṁ) terkecil sebesar 3,00 kg/s, terbesar sebesar 3,57 kg/s dan rata-rata sebesar 3,09 kg/s. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa refrigeran (ṁ) terkecil sebesar 3,25 kg/s, terbesar sebesar 3,44 kg/s dan rata-rata sebesar 3,37 kg/s. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan

114 Efisiensi mesin showcase PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 92 sebesar 5,8 ºC, laju aliran massa refrigeran (ṁ) terkecil sebesar 3,79 kg/s, terbesar sebesar 3,88 kg/s dan rata-rata sebesar 3,84 kg/s. Dari Gambar 5.6 menunjukkan bahwa laju aliran massa refrigeran (ṁ) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 3,09 kg/s, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 3,38 kg/s dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 3,79 kg/s. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka kerja kompresor semakin ringan sehingga akan berpengaruh terhadap suhu refrigeran evaporator seamkin tinggi sedangkan suhu refrigeran kondensor semakin rendah. 100% 90% 80% 70% 68% 75% 81% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Tanpa Kipas 1 Kipas 3 Kipas Gambar 5.7 Perbandingan efisiensi mesin showcase (Ƞ) tanpa kipas, menggunakan 1 kipas dan 3 kipas pendingin kondensor Hasil perhitungan untuk efisiensi mesin showcase (Ƞ) dengan variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dan menggunakan 3 pendingin kondensor dapat dilihat pada

115 93 Tabel 5.27, Tabel 5.28 dan Tabel Untuk showcase dengan variasi tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 300 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin showcase (Ƞ) terkecil sebesar 62 %, terbesar sebesar 70 % dan rata-rata sebesar 68 %. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 1 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 180 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin showcase (Ƞ) terkecil sebesar 74 %, terbesar sebesar 77 % dan rata-rata sebesar 75 %. Untuk showcase dengan variasi menggunakan 3 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu pendinginan selama 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 5,8 ºC, efisiensi mesin showcase (Ƞ) terkecil sebesar 81 %, terbesar sebesar 85 % dan rata-rata sebesar 84 %. Dari Gambar 5.7 menunjukkan bahwa efisiensi mesin showcase (Ƞ) pada saat suhu mencapai 5,8 ºC untuk variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar 68 %, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor sebesar 75 % dan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor sebesar 81 %. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa semakin banyak kipas yang digunakan maka kerja kompresor semakin ringan dan efisiensi akan meningkat. Tak dipungkiri bahwa showcase yang dibuat atau dirakit tidak mencapai efisiensi 100 % karena masih ada celah ataupun rongga yang dapat membuat udara lingkungan masuk kedalam ruang pendinginan.

116 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan Berdasarkan dari hasil penelitian yang dilakukan, maka dapat diamb beberapa kesimpulan sebagai berikut: a. Showcase yang dibuat atau dirakit dapat bekerja dengan baik hingga mencapai suhu ruang pendinginan 5,8 o C. Untuk showcase tanpa kipas kondensor memerlukan waktu selama 300 menit. Untuk showcase menggunakan 1 kipas kondensor memerlukan waktu selama 180 menit. Untuk showcase menggunakan 3 kipas kondensor memerlukan waktu selama 120 menit. b. Suhu kerja evaporator (Te) dan suhu kerja kondensor (Tc) showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar -19,2 ºC dan 56,3 ºC, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar -24,7 ºC dan 44,6 ºC serta dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar -26,0 ºC dan 43,8 ºC. Dan karakteristik showcase meliputi: 1) Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 64,3 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 62,7 kj/kg dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 60,2 kj/kg. 2) Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (Qout) showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 212,0 94

117 95 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 232,4 kj/kg dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 238,2 kj/kg. 3) Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 147,7 kj/kg, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 169,7 kj/kg dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 178,0 kj/kg. 4) COPaktual mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 2,30, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 2,71 dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 2,96. 5) COPideal mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 3,38, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,59 dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,54. 6) Laju aliran massa refrigeran (ṁ) showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 3,09 kg/s, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,37 kg/s dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor rata-rata sebesar 3,84 kg/s. 7) Efisiensi mesin showcase dengan variasi tanpa kipas pendingin kondensor rata-tata sebesar 68 %, menggunakan 1 kipas pendingin kondensor rata-rata

118 96 sebesar 75 % dan dengan menggunakan 3 kipas pendingin kondensor ratarata sebesar 81 %. 6.2 Saran Dari hasil penelitian yang dilakukan, ada beberapa saran yang dapat dikemukakan: a. Kipas pendingin kondensor sebaiknya sama dengan lebar dan tinggi kondensor, agar angin dari kipas mengenai seluruh bagian dari kondensor dan sebaiknya aliran hembusan udara kipas menghadap keluar lingkungan sehingga kalor dari kondensor tidak langsung mengenai dinding showcase sehingga nilai COP dan efisiensi showcase semakin meningkat. b. Letak kipas di dalam ruang pendingin sebaiknya diubah menjadi serong dengan arah hembusan udara langsung menuju evaporator, agar sirkulasi udara yang terjadi di dalam ruang pendinginan menjadi lebih baik. c. Saluran pipa dari evaporator menuju kompresor sebaiknya tidak berdekatan dengan saluran pipa menuju kondensor sehingga tidak berpengaruh terhadap suhu kerja evaporator dan kondensor. Sebaiknya saluran pipa dari evaporator menuju kompresor dilapisi isolator seperti karet busa isolasi pipa (superlon), agar refrigeran tidak menyerap kalor dari udara lingkungan sehingga kinerja showcase menjadi lebih optimal dan baik. d. Dinding showcase lebih baik terbuat dari bahan yang dapat menahan dingin dari dalam ruang pendingin agar tidak keluar ke luar, karena kalau terbuat dari bahan kaca dan kerangka aluminium akan terlihat jelas bahwa suhu

119 97 dingin keluar ke lingkungan (keluar embun dari dinding kaca dan aluminium).

120 98 DAFTAR PUSTAKA Kemas, Ridhuan. dan I Gede, Angga., 2009, Pengaruh Media Pendingin Air Pada Kondensor Terhadap Kerja Mesin Pendingin, Metro. Universitas Muhammadiyah. Anwar, khairil., 2010, Efek Beban Pendingin Terhadap Kinerja Sistem Mesin Pendingin. Helmi, Risza., 2011, Perbandingan COP Pada Refrigerator Dengan Refrigeran CFC R12 Dan HC R134a Untuk Diameter Pipa Kapiler Yang Berbeda, Universitas Guna Dharma. Indriyanto, 2013, Mesin Kulkas dengan Panjang Pipa Kapiler 175 cm dan Mengetahui Karakteristik Kulkas, (Hal 38). Willis, G. R., 2013, Prestasi Refrigeran R22 dengan R134a Pada Mesin Pendingin, Jurnal Teknik Mesin. Ridwan, 2005, Perbandingan Unjuk Kerja atau Coefficient Of Performance (COP) Refrigeran 12 (R.12) Terhadap Refrigeran 134a (R.134a) Pada Suatu Refrigerator 75 W. Karyanto, E. dan Emon Pariangga. 2005, Teknik Mesin Pendingin, Volume 1, Jakarta : Penerbit CV Restu Agung. Ridwan., 2005, Perbandingan Unjuk Kerja Atau Coefficient Of Performance (COP) Refrigeran 12 (R.12) Terhadap Refrigeran 134a (R.134a) Pada Suatu Refrigerator 75 W. Stoecker, WF., 1987, Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, Penerbit Erlangga. Sumanto., 2004, Dasar-dasar Mesin Pendingin, Yogyakarta : Andi Offset.

121 99 LAMPIRAN a. Diagram P-h Showcase Tanpa Menggunakan Kipas Pendingin Kondensor

122 100

123 101

124 102

125 103

126 104

127 105

128 106

129 107

130 108

131 109

132 110

133 111

134 112

135 113

136 114 b. Diagram P-h Showcase Menggunakan 1 Kipas Pendingin Kondensor

137 115

138 116

139 117