UJI PERFORMANSI SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR UJI PERFORMANSI SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP AC WINDOW SEBAGAI POMPA KALOR TEST PERFORMANCE OF VAPOR KOMPRESSION REFRIGERATION SYSTEM AC WINDOW AS HEAT PUMP Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Dipoma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung Disusun Oleh: SANTI SRI RAHMAYANTI NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 CURRICULUM VITAE Name : Santi Sri Rahmayanti Place, Date of Birth : Cianjur, April 27 th 1991 Gender : Female Religion : Moslem Address : Kp.Pasirgadung RT/02 RW/02 Ds.Karangwangi Kec.Ciranjang Kab.Cianjur - Jawa Barat. Phone Number : santi.sri.rahmayanti@gmail.com FORMAL EDUCATION PERIOD EDUCATIONAL BACKGROUND Elementary School of Pasirgadung 2 ( SD NegeriPasirgadung 2) Junior High School of 1 Ciranjang ( SMP Negeri 1 Ciranjang ) Senior High School of 1Ciranjang ( SMA Negeri 1Ciranjang) Polytechnic State of Bandung Refrigeration and Air Conditioning Departement ( Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara )

4 ABSTRAK Kenyamanan thermal merupakan tujuan pengkondisian udara pada suatu kabin atau ruangan sehingga suhu pada kabin atau ruangan tersebut sesuai dengan yang diinginkan. Untuk negara-negara yang memiliki empat musim pengkondisian udara pada suatu ruangan tidak hanya memanfaatkan pendinginan udaranya saja akan tetapi pemanasannya pun dimanfaatkan untuk pengkondisian udaranya. Untuk mengetahui performansi dari proses pendinginan dan pemanasan sistem tersebut maka penulis melakukan uji performansi terhadap sistem AC Window yang diaplikasikan sebagai pompa kalor. Tujuan penulis melakukan penelitian ini yaitu untuk mengetahui performansi sistem refrigerasi kompresi uap pada AC Window yang diaplikasikan sebagai pompa kalor. Hasil yang diperoleh menunjukkan nilai rata-rata temperatur kabin pada proses pendinginan yaitu 22 0 C dan untuk proses pemanasan nilai rata-rata temperatur kabin yaitu 27 0 C. Nilai rata-rata tekanan discharge pada proses pemanasan yaitu 17,2 bar gauge dan untuk pendinginan yaitu 12,9 bar gauge. Nilai rata-rata tekanan suction pada proses pemanasan yaitu 5,21 bar gauge dan untuk pendinginan yaitu 4,86 bar gauge. Nilai rata-rata COP aktual pada proses pendinginan yaitu 4,52 dan nilai rata-rata COP carnot yaitu 7,55 sehingga nilai rata-rata efisiensi sistem pada proses pendinginan yaitu 60,1%. Sedangkan untuk proses pemanasan rata-rata nilai COP carnot yaitu 6,86 dan nilai rata-rata COP aktual yaitu 4,61 sehingga nilai ratarata efisiensi sistem pada proses pemanasan yaitu 67,2%. Kata Kunci : Sistem Refrigerasi, AC Window, Pompa kalor, COP carnot,cop aktual dan efisiensi. i

5 ABSTRACT Thermal comfort is a purpose of air conditioning treatment that applied on cabin or room in order to make temperature of it can according to the requirement. For several countries that has four seasons, air conditioning treatment is not only to get a cooling benefit, but also to get the heating benefit. To know the performance of cooling and heating system, the writer did take performance test to AC Window system that applied as heat pump. The aim of this research is to know the performance of vapor compression system on AC Window in application as heat pump. The result shows that average temperature value in cooling process is about 22 0 C and for heating process is about 27 0 C. Average discharge pressure value is about 17.2 bar gauge for heating process and 12.9 bar gauge for cooling process. Average suction pressure value is about 5.21 bar gauge for heating process and 4.86 bar gauge for cooling process. For cooling process, average COP actual value is about 4.52 and COP carnot value is about 7.55, so then average system efficiency value of cooling process is about 60.1%. For heating process average COP carnot value is about 6.86 and average COP actual value is about 4.61, so then average system efficiency value of heating process is about 67.2%. Keywords : refrigeration system, AC window, heat pump, COP carnot,cop actual and efficiency ii

6 KATA PENGANTAR Assalammu alaikum.wr.wb Segala puji dan syukur penulis panjatkan kekhadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Uji Performansi Sistem Refrigerasi Kompresi Uap AC Window sebagai Pompa Kalor sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW. Penyusunan tugas akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung. Selesainya laporan tugas akhir ini tidak luput dari dorongan berbagai pihak yang telah membantu penulis, baik itu berupa moril maupun materil, bimbingan serta kritik yang semuanya berharga. Pada kesempatan ini penulis sangat ingin mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orang tua serta keluarga tercinta penulis, yang selalu mendoakan dan terus memberikan dukungannya baik moral maupun material kepada penulis. 2. Bapak Rudy Rustandi selaku pembimbing I atas segala bantuan, ilmu, semangat, dorongan dan pengertiannya yang diberikan penulis. 3. Bapak Triaji P selaku pembimbing II atas segala ilmu dan nasihat yang telah diberikan kepada penulis. 4. Dosen-dosen RA, karena ilmu yang diberikan, sehingga penulis dapat mempunyai pengetahuan untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Bapak Prayogo yang telah banyak membantu dalam pembuatan tugas akhir ini 6. Reza Aulia Fahmi dan Teddy indra Permana selaku partner penulis dalam tugas akhir ini, terimakasih atas segala bantuannya dalam suka maupun duka. iii

7 7. Riyana Safitri Sujono selaku sahabat yang selalu memberikan semangat serta dukungannya. 8. Tia Nurul Syifa selaku teman yang berbagi dalam suka maupun duka. 9. Ericke Rezanty Pramitasari atas semua pertolongannya penulis ucapkan terimakasih. 10. Rekan-rekan RA 3C yang selalu memberikan dukungan,semangat, serta masukan-masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 11. Pihak-pihak yang mungkin tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, yang secara langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan laporan ini, karena semua yang ada di dunia ini tidaklah ada yang sempurna. Oleh karena itu penulis memohon maaf apabila ada penulisan yang tidak berkenan dihati pembaca. Saran dan kritik membangun merupakan bekal untuk kesuksesan penulis di masa yang akan datang yang akan terus berjalan hingga akhir waktu tiba. Bandung, Juli 2012 Penulis iv

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR LAMPIRAN... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Batasan Masalah Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Refrigerasi Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana Pompa Kalor (Heat Pump) AC Window Komponen-Komponen Sistem Refrigerasi Komponen-Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana Pada AC Window Komponen-Komponen Pendukung Sistem Refrigerasi Komponen Kontrol dan Kelistrikan v

9 BAB III PENGUJIAN ALAT DAN PROSEDUR PENGAMBILAN DATA 3.1 Cara Kerja Sistem Refrigerasi Proses Pemanasan Proses Pendinginan Prosedur Pengambilan Data Peralatan Yang digunakan Langkah-Langkah Pengambilan Data BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Data Pengukuran Data Pengamatan Proses Pendinginan Dat Pengamatan Proses Pemanasan Perhitungan Performansi Sistem Refrigerasi Pompa Kalor Perhitungan Data pada Proses Pendinginan Perhitungan Dat pada Proses Pemanasan Analisis Data Tekanan Discharge dan Tekanan Suction COP aktual COP carnot Efisiensi Arus Tegangan Daya BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana... 5 Gambar 2.1 Diagram P-h Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana... 6 Gambar 2.3 AC Window Gambar 2.4 Pemasangan AC window pada Umumnya Gambar 3.1 Pemipaan Sistem Pompa Kalor Gambar 3.2 Mekanisme Kerja Sistem pada Proses Pemanasan Gambar 3.3 Mekanisme Kerja Sistem pada Proses Pendinginan Gambar 3.4 Pemasangan Sistem Pompa Kalor pada Proses Pengambilan Data (Tampak Samping) Gambar 3.5 Beda Temperatur Kabin dan Lingkungan pada Proses Pemanasan dan Pendinginan Gambar 3.6 Posisi Titik Pengukuran pada Sistem Pompa Kalor Gambar 4.1 Temperatur Keluaran Outdoor Coil dan Indoor Coil Pada Proses Pendinginan Gambar 4.2 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pendinginan Gambar 4.3 Pengeplotan Diagram P-h pada Menit Ke- 40 Proses Pendinginan. 31 Gambar 4.4 Temperatur Keluaran Outdoor Coil dan Indoor Coil Proses Pemanasan Gambar 4.5 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan Gambar 4.6 Pengeplotan Diagram P-H pada Menit Ke 40 Proses Pemanasan Gambar 4.7 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan dan pendinginan terhadap waktu vii

11 Gambar 4.8 COP aktual Proses Pemanasan dan Pendinginan Terhadap Waktu. 38 Gambar 4.9 Hasil Plot antara Proses Pendinginan dan Pemanasan pada Menit Ke Gambar 4.10 Nilai COP Carnot antara Proses Pendinginan dan Pemanasan Terhadap Waktu Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi Mesin pada Proses Pemanasan dan Pemdinginan Gambar 4.12 Nilai Arus pada Proses Pendinginan dan Pemanasan Terhadap Waktu Gambar 4.13 Nilai Tegangan Terukur pada Proses Pemanasan dan Pendinginan. 43 Gambar 4.14 Nilai Konsumsi Daya Terukur pada Proses Pendinginan dan Proses Pemanasan Terhadap Waktu viii

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Kondisi Solenoid Valve DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 Tabel L1.1 Pengukuran 1 Proses Pendinginan. Tabel L1.2 Pengukuran 1 Proses Pemanasan. Tabel L1.3 Pengukuran 2 Proses Pendinginan. Tabel L1.4 Pengukuran 2 Proses Pemanasan. Tabel L1.5 Hasil Pengukuran Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1. Tabel L1.6 Hasil Perhitungan COP carnot Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1. Tabel L1.7 Hasil Perhitungan Nilai COP Aktual Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1. Tabel L1.8 Nilai Efisiensi Proses Pemanasan dan Pndinginan Pengukuran 1. LAMPIRAN 2 Gambar L2.1 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-10. Gambar L2.2 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-20. Gambar L2.3 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-30. Gambar L2.4 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-40. Gambar L2.5 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-50. Gambar L2.6 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-80. Gambar L2.7 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-100. Gambar L2.8 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-110. ix

13 LAMPIRAN 3 Gambar L3.1 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-10. Gambar L3.2 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-20. Gambar L3.3 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-30. Gambar L3.4 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-40. Gambar L3.5 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-50. Gambar L3.6 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-70. Gambar L3.7 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-80. Gambar L3.8 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-100. Gambar L3.9 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-110. LAMPIRAN 4 Gambar Sistem Kelistrikan Sistem Pompa Kalor. Gambar Isometric Rancang Bangun Sistem Pompa Kalor. x