BAB II DASAR TEORI 2.1 Brine cooling

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI 2.1 Brine cooling Brine cooling merupakan alat pendinginan, yang digunakan untuk mendinginkan produk dengan refrigeran sekunder sebagai media penyerap kalor, supaya terbentuk produk yang diinginkan. Proses pendinginan pada sistem brine cooling, menggunakan sistem pendinginan tidak langsung, dengan menggunakan refrigeran perantara atau bisa dinamakan refrigeran sekunder. Refrigeran sekunder yaitu suatu fluida yang mengangkut kalor dari bahan yang sedang didinginkan ke evaporator. Brine membawa energi kalor bertemperatur rendah dari media pendinginan (cetakan) ke evaporator. Refrigeran sekunder mengalami perubahan temperatur bila menyerap kalor, dari produk, kemudian membuang kalor tersebut di evaporator. Tetapi Brine tidak mengalami perubahan fasa. Secara umum refrigeran sekunder berupa air biasa, air garam, propylene glycol, glikol ethilen, glikol profilen, kalsium khlorida, dan lain-lainnya. Refrigeran sekunder yang didinginkan di evaporator, kemudian disirkulasikan untuk membawa energi kalor bertemperatur rendah dan menyerap kalor dari sekitarnya terutama cetakan termasuk produk. Karena brine di sini tidak mengalami perubahan fasa, yaitu tetap cair (liquid) saat pertukaran kalor di evaporator antara Brine dengan R-404a maupun saat menyerap kalor dari cetakan,dan produk, maka untuk sirkulasinya digunakan pompa. Secara umum sistem Brine cooling ini mempunyai dua siklus sistem pendinginan. Sistem pertama menggunakan sistem pendinginan kompresi uap sederhana dengan refrigeran primer. Yang kedua adalah sistem pendinginan yang menggunakan refrigeran sekunder (propylene glycol) yang menyerap kalor terutama dari produk. Setelah melewati cetakan temperaturnya naik tetapi tidak mengalami perubahan fasa. Saat melalui evaporator, Brine akan membuang kalor ke refrigeran primer pada evaporator. Brine yang disirkulasikan ini kembali lagi melewati cetakan sampai suatu waktu mencapai temperatur yang diinginkan. 5

2 2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Siklus refrigerasi kompresi uap, merupakan sistem yang mempergunakan kompresor sebagai alat pengkompresi refrigeran. Uap refrigeran yang masuk pada sisi tekanan rendah (suction) ditekan didalam kompresor sehingga menjadi uap bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi yang dikeluarkan pada sisi tekanan tinggi (discharge). Sehingga dari proses tersebut dapat ditentukan sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Setelah uap bertekanan tinggi keluar dari kompresor, kemudian uap refrigeran tersebut dialirkan ke kondensor, dan selanjutnya di kondensor refrigeran akan melapaskan kalor ke lingkungan. Uap refrigeran berkondensasi di kondensor, sehingga keluar kondensor refrigeran berubah fasa menjadi cair, namun tekanannya tetap tinggi, tetapi tidak setinggi setelah keluar dari kompresor. Supaya tekanan refrigeran turun, maka refrigeran cair yang keluar dari kondensor dilewatkan pada sebuah alat ekspansi, yang mana dalam sistem brine cooling ini menggunakan satu alat ekspansi. Alat ekspansi yang di gunakan adalah pipa kapiler. Maka refrigeran yang melewati alat ekspansi diharapkan bisa menyebabkan tekanan keluaran alat ekspansi menjadi turun, dan pada saat melewati evaporator, refrigeran mudah menguap pada temperatur yang rendah. Siklus ini terjadi selama kompresor terus bekerja. Dan selama itu pula efek pendinginan akan terus berlangsung. Sistem refrigerasi kompresi uap merupakan sistem yang paling banyak digunakan pada mesin-mesin pendingin, baik pada pada mesin pendingin yang digunakan pada industri ataupun domestic, dan juga memiliki komponen yang sederhana apabila dibandingkan dengan sistem refrigerasi yang lain. 6

3 Untuk lebih jelas dan mudah memahaminya, proses yang terjadi pada sistem kompresi uap dapat digambarkan dalam gambar di bawah ini : Gambar 2.1 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana Proses ini apabila digambakan dalam diagram P-h atau yang dikenal dalam diagram Mollier akan terlihat seperti pada proses di bawah ini : Gambar 2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Pada Diagram P-h. 1. Proses 1 2, yaitu: Proses Kompresi Proses kompresi berlangsung di kompresor secara isentropic adiabatic dimana kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor atau keluaran evaporator pada sisi hisap (suction) adalah uap jenuh bertekanan rendah dan setelah dikompresi refrigeran menjadi uap bertekanan tinggi, oleh karena itu proses ini dianggap isentropic dan temperatur refrigeran keluar kompresor pun meningkat. 7

4 Kerja tersebut dapat dicapai dengan cara isentropic, dengan syarat sebagai berikut : Tidak ada gesekan didalam kompresor. Tidak terjadi pertukaran panas antara refrigeran dan kompresor Kerja kompresor per kilogram (q w ) dalam (kj/kg) W = ṁ.q w = ṁ.(h 2 h 1 )). (2.1) Dengan : q w = besarnya kerja kompresi (kj/kg) h 1 = Enthalphy refrigeran saat masuk kompresor (kj/kg) h 2 = Enthalphy refrigeran saat keluar kompresor (kj/kg) ṁ = laju aliran massa (kg/s) 2. Proses 2 3, yaitu: Proses Kondensasi Proses ini terjadi di kondensor, refrigeran yang berasal dari kompresor selanjutnya dialirkan ke kondensor. Karena temperatur refrigeran lebih tinggi dari temperatur lingkungan, maka refrigeran melepaskan kalor ke lingkungan. Kalor tersebut dilepas melalui dinding pipa kondensor. Pada saat uap refrigeran yang berasal dari discharge kompresor masuk kondensor maka uap tersebut akan diembunkan pada keadaan saturasi. Refrigeran keluaran kondensor berubah fasa dari fasa uap menjadi fasa cair, bertekanan tinggi namun tidak setinggi keluaran kompresor. Besarnya panas yang dilepas dilapas di kondensor adalah : Q k = ṁ.q k = ṁ.(h 2 -h 3 ).....(2.2) Dengan : q c = kalor yang dilepas di kondensor (kj/kg) h 2 = Enthalphy refrigeran saat masuk kondensor (kj/kg) h 3 = Enthalphy refrigeran saat keluar kondensor (kj/kg) ṁ = laju aliran massa (kg/s) 3. Proses 3-4, yaitu : Proses Ekspansi Pada proses ini refrigeran masuk ke alat ekspansi untuk diturnkan tekanan dan temperaturnya, karena temperatur refrigeran turun maka refrigeran 8

5 tersebut berubah fasa dari fasa cair ke fasa uap. Sehingga pada keadaan ini terjadi percampuran antara uap jenuh dan cair jenuh. h 3 = h 4...(2.3) 4. Proses 4 1, yaitu : Proses Evaporasi Keadaan ini terjadi di evaporator, dimana temperatur refrigeran dibuat lebih rendah dari temperatur ruangan yang dikondisikan. Karena temperatur refrigeran yang lebih rendah dari temperatur lingkungan maka pada proses ini refrigeran menyerap kalor dari lingkungan. Karena refrigeran menyerap kalor maka temperaturnya meningkat dan refrigeran berubah fasa dari fasa cair menjadi fasa uap jenuh. Besarnya kalor yang diserap di evaporator adalah Q e = ṁ.q e = ṁ.(h 2 -h 1 )...(2.4) Dengan : h 1 = Enthalphy refrigeran saat masuk kompresor h 2 = Enthalphy refrigeran saat keluar kompresor ṁ = laju aliran massa (kj/kg) (kj/kg) (kg/s) Dari proses yang terjadi pada siklus di atas kita dapat mengetahui besarnya kapasitas performansi sistem refrigerasi atau dikenal dengan istilah COP (Coefficient Of Performance) baik COP aktual maupun COP Carnot. Karena COPaktual atau COP mesin refrigerasi merupakan hasil dari perbandingan antara energi yang termanfaatkan atau total kalor yang diserap oleh evaporator dengan besarnya energi yang dimanfaatkan sebagai kerja atau kerja kompresi sedangkan COPcarnot adalah COP maksimum yang dapat diperoleh pada temperatur kerja yang sama dengan sistem refrigerasi yang sebenarnya. Besarnya juga dinyatakan juga dengan persamaan sebagai berikut : COP Q h h COPaktualdanCOPCarnot dapat e 4 1 aktual...(2,5) W h3 h2 COP Q T e e Carnot...(2.6) W TK Te 9

6 Dan setelah kita mengetahui besar nilai COP, baik COP COPaktualdan Carnot dapat mengetahui nilai kinerja sistem refrigerasi dengan membandingkan nilai COPaktualterhadap nilai COPCarnot efisiensi refrigerasi. kita pada temperatur kerja yang sama yaitu nilai Besarnya nilai efisiensi refrigerasi dinyatakan sebagai berikut : COP aktual refrigerasi...(2.7) COPcarnot 2.3 Refrigeran Refrigeran adalah suatu zat pada sistem refrigerasi yang bertindak sebagai media penyerap dan pembuang kalor. Dalam proses pemilihan refrigeran harus memastikan bahwa refrigeran yang dipilih aman, sehingga kita harus mengikuti syarat-syarat berikut : 1. Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan 2. Tidak berwarna 3. Tidak mudah terbakar atau meledak 4. Tidak mempunyai daya korosi terhadap logam 5. Dapat bercampur oli atau pelumas 6. Mempunyai struktur kimia yang stabil dan tidak mudah terurai 7. Mempunyai titik penguapan atau titik didih yang rendah 8. Mempunyai tekanan kondensasi yang tidak terlalu tinggi 9. Mempunyai tekanan evaporasi yang sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosfer 10. Mempunyai kalor laten penguapan yang besar 11. Mudah dideteksi apabila sistem mengalami kebocoran 12. Mempunyai volume spesifik uap yang kecil 13. Tidak merusak lapisan ozon 14. Mudah diperoleh 10

7 2.3.1 Refrigeran primer R404a Pada mesin brine cooling ini digunakan refrigeran R404a sebagai refrigeran primer. Refrigeran R404a aman untuk digunakan, tidak korosif, tidak beracun, tidak berbau dan tidak berwarna, juga tidak mudah terbakar atau meledak jika tercampur dengan zat lain. Refrigeran R404a memiliki titik didih normal (normal boiling point) yang sangat rendah yaitu -60 C. sehingga sangat cocok digunkan untuk sistem yang membutuhkan temperatur yang sangat rendah Refrigeran Sekunder Refrigeran sekunder yang digunakan pada sistem ini adalah propylene glycol yang dicampur dengan air dengan perbandingan 50% dari massa total. Adapun sifat-sifat refrigeran sekunder diantaranya adalah : Zafer (2003) menjelaskan perihal penipisan lapisan ozone dan peningkatan panas bumi akibat jenis refrigeran tertentu sehingga perlu dicari refrigeran alternatif yang dapat mengurangi pemakaian refrigeran primer yang dapat merusak lingkungan. Air adalah refrigeran primer yang sangat baik namun aplikasinya hanya cocok untuk temperatur sekitar 3 o C. Sehingga untuk mengatasi masalah pada sistem pendinginan dan sistem pembekuan memerlukan fluida pendingin yang cocok dan memiliki temperatur pembekuan di bawah 0 o C diperlukan beberapa persyaratan yang mendasar sebagai refrigeran sekunder yang baik, diantaranya: 1. Freezing point dapat dikatakan sebagai titik pembentukan kristal saat perubahan bentuk fluida dari fasa cair menjadi fasa padat. Pada pelaksanaan di lapangan bisaanya dipilih temperatur pembekuan berkisar 5 o C hingga 10 o C lebih rendah dari temperatur pengoperasiannya. 2. Density adalah sifat yang dapat menentukan tingkat konsentrasi yang harus dipertimbangkan sebagai fluida campuran sehingga kondisi fluida akan dapat dengan mudah untuk dilihat. 3. Viskositas adalah sifat yang sangat penting apabila refrigeran sekunder tersebut akan diperlakukan sebagai media pendingin yang dialirkan dengan pompa, 11

8 dengan mengetahui viskositas fluida pendingin akan sangat membantu dalam penentuan ukuran pipa dan pompa. 4. Kapasitas kalor spesifik kalau bisa setinggi mungkin sehingga untuk mengatasi beban pendinginan cukup memerlukan fluida pendingin sedikit. Semakin sedikit fluida pendingin maka tempat yang diperlukan semakin kecil demikian juga ukuran pipa dan pompa. 5. Konduktifitas termal harus setinggi mungkin agar tercapai efisiensi perpindahan kalor yang baik sehingga akan terjadi penurunan perbedaan temperatur yang cepat antara fluida pendingin dengan pipa evaporator. Akan lebih baik lagi apabila refrigeran sekunder tersebut memiliki sifat yang cocok dan tidak merugikan suatu sistem apabila digunakan berkaitan dengan masalah korosi, kesehatan, keselamatan dan ramah lingkungan. Refrigeran sekunder yang paling banyak digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Campuran air dengan refrigeran sekunder. (Zafer, 2003) Description Concentration Freezing Temperatur (%) -15 o C -30 o C -40 o C Ethylene Glycol/Water Propylene Glycol/Water Ethyl Alcohol/water Methyl Alcohol/Water Glycerol/Water Ammonia/Water Potassium Carbonat/Water Calcium Chloride/Water Magnesium Chloride/Water Sodium Chloride/Water Potassium Acetate/Water

9 Sedangkan berdasarkan hasil pengunduhan dari Engineering tollbox.com (2010) diperoleh data temperatur pembekuan campuran air dengan propylene glycol pada berbagai konsentrasi berdasarkan perbandingan massa dan berdasarkan perbandingan volume, dapat dilihat sebagaimana pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Titik beku propylene glycol berdasarkan campuran air pada temperatur yang berbeda. ( Engineering toolbox.com,2010). Freezing Point Propylene Glycol Solution (%) Temperatur by mass by volume o F o C Hillern (2001) menjelaskan bahwa refrigeran sekunder tersebut selain harus memiliki persyaratan-persyaratan yang mendasar seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa faktor korosif haruslah menjadi bahan pertimbangan dalam memilih jenis refrigeran sekunder. Fluida pendingin seperti air-garam merupakan jenis brine yang sangat baik, tidak beracun, mudah didapat namun memiliki tingkat penyebab korosinya sangat tinggi sehingga perlu dicari alternatif lain yang memiliki sifat yang mendekati dan disesuaikan dengan maksud dan fungsi penggunaan refrigeran sekunder tersebut, maka salah satu pilihanya adalah campuran propylene Glycol dengan air. Dalam tugas akhir ini penulis mengunakan refrigeran sekunder dengan jenis prophylene glycol sebagai bahan penelitian dikarenakan jenis ini memiliki beberapa keunggulan diantaranya : 13

10 Dapat kontak dengan makanan karena termasuk jenis brine non-toxic (karena produk yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah yoghurt) sehingga untuk produk dan lingkungan pun tidak berbahaya. Tidak bersifat flammable Tingkat korosif yang rendah sehingga sesuai dengan sistem yang berbahan tembaga dan temperatur pendinginanya pun rendah hingga dapat mencapai temperatur yang diinginkan. 2.4 Yoghurt Yoghurt adalah bahan makanan yang berasal dari susu sapi, yang merupakan hasil pemeraman susu dalam bentuk mirip bubur atau es krim yang mempunyai rasa agak asam sebagai hasil fermentasi oleh bakteri-bakteri tertentu. Akhir-akhir ini ditemukan pula bahwa yoghurt dapat pula dibuat dari susu skim, full krim atau bahkan dari kacang kedelai (disebut soyoghurt). Yoghurt lebih mudah dicerna didalam perut dibandingkan susu biasa. Selain itu yoghurt juga mengandung nilai pengobatan terhadap lambung dan usus yang terluka, kadar kolestrol didalam darah dapat diturunkan dengan mengkonsumsi yoghurt, sehingga dapat mencegah terjadinya penyumbatan pembuluh darah (atherosklerosis). Yoghurt sangat sesuai dikonsumsi oleh penderita defisiensi enzim lactase dalam tubuhnya (lactose intolerance), dimana tubuh tidak mampu mengubah laktose menjadi glukosa dan galaktosa. Kelainan ini mengakibatkan timbulnya sakit perut dan diare setelah mengkonsumsi susu. Dengan mengkonsumsi yoghurt kejadian tersebut tidak perlu terjadi. Yoghurt mempunyai kandungan protein lebih daripada susu sapi, tetapi mempunyai lemak yang lebih rendah. Hal ini tentu sangat bermanfaat bagi orang yang ingin melakukan diet. Untuk mempertahankan cita rasa dan aroma maka yoghurt harus disimpan pada suhu yang rendah. Untuk mebuat yoghurt dalam bentuk soft maka bisa disimpan pada temperatur -4 C sampai -8 C. (Eniza Saleh, Teknologi Pengolahan Susu Dan Hasil Ikutan Ternak, 2004). 14

11 2.5 Kinerja dari Sistem Pendingin Performansi dari sebuah mesin pendingin sering dinyatakan dengan Coefficient Of Performance (COP). Hal ini merupakan kemampuan dari sistem untuk mengambil kalor dari ruangan (di evaporator) per satuan daya di kompresor. 1. COP Carnot Ialah COP maksimum yang dapat dicapai sistem. hal ini dapat dicari dengan menggunakan persamaan : COP T e Carnot...(2.8) TK Te 2. COP aktual Merupakan COP sebenarnya yang dimiliki oleh sistem. Hal ini dapat dicari dengan menggunakan persamaan : COP Q h h e 4 1 aktual...(2,9) W h3 h2 3. Efisiensi COP aktual refrigerasi...(2.10) COPcarnot 4. Rasio kompresi Adalah perbandingan antara tekanan discharge dan tekanan suction..(2.11) 2.6 Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sistem refrigerasi dibuat dengan menggunakan komponen-komponen refrigerasi. Komponen sistem refrigerasi tersebut dapat dibagi menjadi dua macam komponen yaitu komponen utama dan komponen pendukung. Komponen utama sistem refrigerasi terdiri dari : 15

12 Kompresor Kondensor Evaporator Alat ekspansi Komponen pendukung sistem refrigerasi terbagi lagi dalam tiga kelompok, yaitu : 1. Komponen pendukung mekanik 2. Komponen pendukung listrik 3. Komponen pendukung mekanik dan listrik Kompresor Kompresor merupakan salah satu komponen utama dari sistem refrigerasi kompresi uap. Kegunaan kompresor pada sistem refrigerasi adalah : 1. Menaikkan tekanan uap refrigeran. 2. Menghisap refrigeran uap dari evaporator dengan suhu dan tekanan rendah Kondensor Menurut media / zat yang mendinginkannya, kondensor dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu : 1. Air-Cooled Condensor, menggunakan udara sebagai media pendinginannya. 2. Water-Cooled Condensor, menggunakan air sebagai media pendinginannya. 3. Evaporative Condensor, menggunakan campuran air dan udara sebagai media pendinginannya. Jenis kondensor yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah jenis kondensor berpendingin udara (air cooled condensor) Evaporator Evaporator merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk mengambil 16

13 panas dari ruang atau bahan yang akan didinginkan. Menurut jenis konstruksinya ada tiga macam bentuk konstruksi evaporator, yaitu: Pipa polos (bare tube). Permukaan pelat (plate surface). Bersirip (finned). Pada Tugas Akhir ini digunakan konstruksi evaporasi berjenis evaporator polos (bare tube) Alat Ekspansi Alat ekspansi yang digunakan di Laboratorium Refrigerasi adalah: 1. TXV (Thermostatic Expansion Valve) dengan penyama tekanan luar. Katup ekspansi tersebut dapat mengatur jumlah refrigeran yang mengalir ke evaporator sesuai dengan beban evaporator dan mempertahankan efisiensi evaporator yang maksimum pada setiap keadaan beban evaporator yang berubah-ubah. 2. Pipa Kapiler. Katup ekspansi jenis ini tidak dapat mengatur jumlah refrigeran yang masuk ke evaporator. Katup ekspansi jenis ini hanya berfungsi sebagai penurun tekanan refrigeran yang akan masuk ke evaporator Alat ekspansi yang digunkan dalam Tugas Akhir ini adalah pipa kapiler. 2.7 Komponen Pendukung Dalam sistem refrigerasi, komponen pendukung ini dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu : 1. Komponen pendukung mekanik 2. Komponen pendukung listrik 3. Komponen pendukung mekanik dan listrik (elektromekanik). 17

14 2.7.1 Komponen Pendukung Mekanik Filter Dryer Didalam filter dryer terdapat silica gel yang berfungsi sebagai penyerap uap air dan screen yang terdiri dari kawat yang sangat halus yang berfungsi sebagai penyaring kotoran Sight Glass Sight Glass dipasang setelah filter dryer dimana alat ini berfungsi untuk mengamati apakah refrigeran yang melewati sight glass benar-benar cair atau tidak, juga berguna untuk melihat apakah refrigeran yang ada dalam sistem sudah cukup atau belum. Liquid receiver Liquid receiver berfungsi sebagai penyimpan cairan refrigeran yang berasal dari kondensor sehingga refrigeran yang mengalir ke liquid line telah dipastikan menjadi cair semuanya. Liquid receiver ini ditempatkan sesudah kondensor dan sebelum filter dryer. HLP (High-Low Pressure switch) Saklar pemutus tekanan (High-Low Pressure Switch) berfungsi melindungi sistem refrigerasi dan air conditioning dari tekanan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah, yaitu dengan membuka kontak / terminal listrik sehingga rangkaian listriknya terputus. Setelah sistem tekanannya tidak berbahaya lagi, titik kontak saklar pemutus tekanan akan menutup, sehingga kompresor dapat bekerja kembali. Thermostat Thermostat adalah alat untuk mengatur suhu dalam suatu ruangan agar dapat dipertahankan pada suhu yang konstan pada batas suhu yang telah ditentukan. Alat tersebut dapat secara automatik memutuskan dan menghubungkan kembali arus listrik dari saklar magnetik ke motor listrik, katup solenoid, pemanas listrik dan lain-lain. Saklar kontrol temperatur untuk mesin pendingin, apabila suhu ruangan turun, titik kontaknya akan membuka. Setelah suhu ruangan naik lagi, kontaknya akan menutup kembali. Diferensial dari saklar kontrol temperatur adalah perbedaan antara membuka dan menutupnya kontak 18

15 listrik. Pengaturan besar diferensial tergantung dari keperluannya dan penempatan dari sensor termal. Pressure Gauge Pressure gauge atau disebut juga manifold gauge merupakan alat bantu mekanik yang berfungsi sebagai penunjuk tekanan kerja pada sistem namun tekanan yang diukur bukanlah tekanan absolut melainkan adalah tekanan gauge. Manifold gauge ini terdiri dari dua jenis, yaitu High pressure gauge dan Low pressure gauge Komponen Pendukung Kelistrikan MCB (Mini Circuit Breaker) MCB (Mini Circuit Breaker) digunakan untuk pengaman terhadap beban lebih atau arus hubung singkat. Maka jika terjadi arus beban yang berlebih / hubung singkat, maka MCB ini akan bekerja sesuai fungsinya yaitu memutuskan rangkaian dari sumber tegangan. Ampere-meter Ampere-meter berfungsi untuk mengukur besarnya arus listrik yang mengalir pada sistem. Semakin tinggi perbedaan tekanan pada sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah pada sistem, maka arus yang terjadi akan semakin besar. Ampere-meter juga bisa digunakan untuk mengamati banyaknya refrigeran yang dimasukan kekompresor. Volt-meter Volt-meter berfungsi untuk mengukur besarnya tegangan listrik yang dipakai pada sistem. Dalam hal ini besar tegangan listrik yang digunakan dalam sistem bisaanya 220 volt. Watt-meter Watt-meter adalah alat untuk mengukur besarnya jumlah kerja / daya input yang digunakan untuk menjalankan sistem khususnya pada kerja motor kompresor dan kumparan solenoid valve. 19

16 Time Delay Relay (TDR) Time Delay Relay adalah alat yang berfungsi untuk menunda arus awal yang besar yang masuk kedalam alat-alat ukur yang mempunyai tahanan dalam rendah, sehingga dapat menghindari kerusakan yang mungkin terjadi dalam alat tersebut. Kontaktor Kontaktor adalah komponen listrik yang berfungsi untuk melewatkan arus menuju komponen yang dituju dengan menggunakan saklar on/off sebagai prinsip kerjanya. Kerja kontaktor ini berdasarkan pada suatu kumparan yang dialiri arus, yang mana saklar N/O atau N/C akan membuka atau menutup sesuai dengan ada atau tidaknya arus yang masuk di dalamnya. Pilot Lamp Pilot lamp digunakan sebagai lampu indikator bahwa sistem atau komponen yang dihubungkan paralel dengannya sudah bekerja. Line Up Terminal Line Up Terminal pada dasarnya hanya berfungsi sebagai penghantar arus listrik dari dan menuju alat-alat kontrol. Alat ini memudahkan kita untuk menghubungkan kabel yang terlalu banyak jumlahnya Komponen Pendukung Mekanik dan Listrik Didefinisikan sebagai alat yang kerjanya dipengaruhi oleh keadaan mekanik, seperti tekanan,level air, dll. contoh alat kontrol ini adalah pompa. 2.8 Teori Perhitungan Beban Pendinginan Pada setiap perancangan sistem refrigerasi, perhitungan beban merupakan langkah yang sangat penting. Perhitungan beban akan mempengaruhi pemilihan seluruh komponen sistem refrigerasi. Beban pendinginan yang dihitung dari beban konduksi dinding, dan beban produk. (Dossat, 1981) 20

17 2.8.1 Perhitungan Beban Konduksi Melalui Dinding Beban konduksi melalui dinding didefinisikan sebagai jumlah aliran kalor secara konduksi yang melalui dinding kabin yang didinginkan dari arah luar ke arah dalam. Teori perhitungannya adalah : Q = U. A. T (2.12) Dengan : Q = laju aliran kalor (Watt) U = koefisiensi perpindahan kalor (W/m 2 K) A = luas permukaan (m 2 ) T = beda temperatur melalui dinding (K) Untuk mencari nilai U, digunakan rumus :.(2.13) Dengan : fi = koefisien konveksi permukaan dalam (W/m 2 K) x = tebal bahan (m) k = konduktivitas termal (W/mK) fo = koefisien konveksi permukaan luar (W/m 2 K) Perhitungan Beban Produk Beban produk didefinisikan sebagai jumlah kalor yang dilepas produk pada saat dimasukan ke dalam ruang pendingin. Perhitungannya adalah : Q = (m.cp. T )/(chilling time) (2.14) 21

18 Dengan : Q = laju aliran kalor (Watt) m = massa produk (Kg) Cp = kalor spesifik produk (kj/kgk) T = beda temperatur melalui dinding (K) Teori Perhitungan Panjang Pipa Evaporator Holman (1994) menjelaskan dalam melakukan perhitungan panjang pipa evaporator, Sebelum melakukan perhitungan, ada beberapa hal yang harus diketahui terlebih dahulu, keterangannya adalah : Diameter dalam pipa (di) Diameter luar pipa (do) Temperatur evaporasi rancangan (⁰C) Temperatur permukaan pipa (⁰C) Temperatur rancangan (⁰C) Karakteristik refrigeran yang harus diketahui pada temperatur rancangan ṁ =,,,....(2.21) v =......(2.22) Re =.....(2.23) Pr =.,...(2.24) Nu = (0,023).Re 0,8.Pr 0,3....(2.25) Nu =...(2.26) hi =...(2.27).....(2.28) 22