BAB VI PENGOLAHAN DATA dan ANALISIS DATA Dalam pengambilan data perlu diperhatikan beberapa hal yang harus dipersiapkan terlebih dahulu sebelum pengambilan data dilakukan agar tidak terjadi kesalahan yang terjadi pada data. Data tersebut akan digunakan untuk pengambilan sebuah analisis sistem. Pengambilan data bertujuan untuk mengetahui kinerja atau performansi pada sistem refrigerasi kompresi uap yang digunakan untuk prototype AHU (Air Handling Unit) pada temperatur kabin 20 C. 6.1 Pengambilan Data Untuk mengetahui performansi kerja pada sistem refrigerasi kompresi uap, parameter yang dicari adalah COP (Coefficient of Performance) atau kinerja sistem, efisiensi dan temperatur kabin, dengan parameter parameter sebagai berikut COP (Coefficient of Performance) dan efisiensi pada sistem ditentukan dengan cara membandingkan efek refrigerasi dengan kerja kompresor. Dengan titik pengukuran digambarkan sebagai berikut. Gambar 6.1 Titik pengukuran sistem Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 50
Keterangan : 1. Temperatur discharge 2. Temperatur masuk kondensor 3. Temperatur keluar kondensor (masuk kapiler) 4. Temperatur masuk evaporator 5. Temperatur keluar evaporator 6. Temperatur suction 7. Tekanan discharge 8. Tekanan suction 6.2 Peralatan yang digunakan 1. Thermometer digital Thermometer ini memiliki sensor yaitu thermokopel dimana berfungsi untuk mengetahui temperatur yang akan diukur dengan satuan ( C). Sensor ini disimpan pada titik pengukuran yang akan diukur pada sistem refrigerasi. 2. Pressure gauge Preassure gauge adalah alat untuk mengetahui tekanan pada sistem. Alat ini sudah terpasang pada sistem. Dimana alat ini terdiri dari high preassure dan low preassure dengan satuan standar indonesia (SI) yaitu bar. 3. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu kerja pada sistem. Pengujian dilakukan selama 120 menit dengan pengambilan data selama 5 menit sekali. Untuk mengukur tekanan menggunakan pressure gauge. Tegangan dengan Volt meter dan arus menggunakan Ampere meter. Alat ukur tersebut sudah terpasang pada sistem. Alat ukur ini digunakan untuk menghitung waktu kerja pada sistem. Penulis melakukan lama waktu kerja pada sistem yaitu selama 120 menit dengan pengambilan data selama 5 menit sekali Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 51
6.3 Memasang Alat Ukur pada Titik-Titik Pengukuran Penempatan sensor alat ukur harus dipasang secara manual pada titiktitik yang akan diambil datanya seperti pada gambar 6.1 pada titik pengukuran. Penempatan sensor alat ukur tersebut harus terinsulasi secara benar. Agar tidak terpengaruh dengan temperatur lingkungan atau udara sekitar. Untuk mengetahui performa atau COP pada sistem diambil pada titik kondensasi dan titik evaporasi atau bisa pada tekanan discharge dan tekanan suction, sehingga didapat dengan pengeplotan pada software coolpack dengan diagram P-h tipe refrigeran R-134a. Pada hasil pengeplotan titik pengukuran pada diagram P-h didapat nilai entalphi pada sistem, dengan nilai entalphi tersebut dapat diketahui kinerja sistem atau COP dengan cara perbandingan antara efek pendinginan terhadap kerja kompresor. 6.4 Prosedur Pengambilan Data Langkah-langkah yang dilakukan saat proses pengambilan data adalah sebagai berikut: Mencatat tekanan dan temperatur awal sebelum sistem dijalankan. Mengoperasikan sistem refrigerasi pada prototype AHU ( Air Handling Unit ). Mengoperasikan sistem kontrol Mencatat tekanan, temperatur, arus dan tegangan selama sistem dijalankan. Proses pengambilan data dilakukan setiap 5 menit sekali selama 120 menit. 6.5 Pengolahan Data Dari hasil pengujian, maka diperoleh data sistem refrigerasi kompresi uap untuk prototype AHU ( Air Handling Unit ) sebagai berikut: Tabel 6.1 data hasil pengukuran Parameter Temperatur menit 120 P discharge 11,4 Bar abs P suction 2,7 Bar abs Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 52
T lingkungan 25,4 T in kondensor 53 T out kondensor 30 T in evaporator 4 T out evaporator 17,5 Temperatur kabin 21,5 Volt 220 V Ampere 1 A Gambar 6.2 diagram p-h hasil pengukuran Berdasarkan plot pada diagram P-h, maka didapat besaran sebagai berikut: h1 : 411,098 kj/kg h2 : 451,088 kj/kg h3=h4 : 245,819 kj/kg kemudian di olah menjadi: Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 53
Sehingga performansi sistem dapat ditentukan, Kemudian, setelah peformansi sistem diketahui, maka dapat dicari efisiensi sistem refrigerasi. Sebelumnya COPcarnot harus ditentukan dengan rumus: Te = -2,22 + 273,15 = 270.93 K Tk = 44,34 + 273,15 = 316.49 K Dari data praktikum, maka COP carnot dapat ditentukan: Setelah COP carnot ditentukan, maka efisiensi refrigerasi sistem dapat dicari menggunakan rumus: maka, 6.6 Analisis Perhitungan Data Dari hasil pengambilan data pada menit ke-120 yaitu dalam keadaan steady diperoleh data dari pengeplotan ke diagram p-h bahwa temperatur evaporasi lebih rendah dari rancangan yaitu -2,22 lebih dingin 12 dari temperatur pengukuran. Hal ini terjadi dikarenakan pipa kapiler yang terlalu panjang sehingga drop tekanannya menjadi tinggi dan temperatur evaporasinya sangat rendah begitu juga dengan kapasitas kompresor yang memiliki kapasitas pendinginannya lebih besar dari rancangan sehingga pendinginan yang terjadi pada sistem begitu cepat dan dingin. Untuk temperatur kondensasi lebih besar dari Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 54
rancangan yaitu 44,34. Hal tersebut dikarenakan berbagai faktor diantaranya adalah temperatur lingkungan yang rendah yaitu 25,4. Pada hasil perhitungan diatas dapat diperoleh nilai COP aktual hasil pengukuran lebih kecil dari COP aktual rancangan yaitu 4,13. Untuk COP carnot diperoleh sebesar 5,94. Dan nilai efisiensi yang diperoleh ternyata lebih kecil dari nilai efisiensi hasil rancangan yaitu 0,69 atau lebih kecil 0,2 dari efisiensi rancangan. Nilai COP aktual hasil pengukuran lebih kecil dari nilai COP aktual rancangan. Hal ini dipengaruhi oleh kapasitas pendinginan yang lebih besar dari rancangan yang disebabkan oleh pembuangan kalor di kondensor yang berlebih. Efisiensi sistem pada saat pengambilan data dalam keadaan steady nilainya lebih besar 0,2 dari nilai efifiensi rancangan. Temperatur kabin tercapai 20 hal ini disebabkan karena berbagai faktor diantaranya proses beban pendinginan yang berlebih atau kapasitan pendinginan yg berlebih dimana kapasitas pendinginan dari spesifikasi kompresor lebih besar dari kapasitas beban pendinginan pada rancangan yang menyebabkan penyerapan kalor kabin lebih dingin dan begitu pula pada sensor thermostat yang di setting pada 20. 6.7 Analisa Temperatur Kabin Terhadap Waktu TEMPERATUR ( C) 25 24 23 22 21 20 19 18 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 WAKTU (menit) TEMPER ATUR KABIN Grafik 6.1 Temperatur kabin terhadap waktu Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 55
Dari grafik 6.1 dapat dilihat bahwa temperatur kabin dari menit 0-35 temperatur terlihat turun secara signifikan. Chilling time pada temperatur 20 tercapai pada menit 30. Chilling time yang dicapai oleh sistem lebih cepat dari chilling time rancangan, dimana chilling time akan tercapai setelah sistem beroperasi selama 1 jam. Setelah chilling time tercapai sistem berhenti beroperasi selama 10 menit dan mulai beroperasi kembali pada menit ke 40. Dan untuk temperatur tercapai yang kedua pada menit ke 70. Pada temperatur tercapai yang ke dua sistem mati selama 20 menit dan beroperasi kembali pada menit ke 90. Hal ini terjadi karena adanya rugi- rugi pada beban temperatur lingkungan naik. 6.8 Analisa COP Hasil Pengukuran Coefficient of Performance 8 7 6 5 4 3 2 1 0 COPaktual COPcarnot 0 20 40 60 80 100 120 140 waktu (menit) Grafik 6.2 COP terhadap Waktu Dari grafik 6.2 dapat dilihat bahwa hasil COP aktual lebih rendah dari pada COP carnot. Hal ini disebabkan oleh adanya pengaruh lingkungan yang menyebabkan adanya rugi rugi efeek refrigerasi dan kerja kompresor. Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 56
6.9 Analisa Perbandingan COP actual Coefficient of performance 10 8 6 4 2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 COPaktual COPrancangan COPratarata Grafik 6.3 COPaktual terhadap Waktu Waktu Dari grafik 6.3 dapat dilihat bahwa perolehan COP aktual pengukuran dan COP rata-rata berbeda dengan COP rancangan. Hal ini disebabkan oleh tekanan kerja yang kurang optimal dan titik pengukuran yang tidak sesuai dengan diagram P-h. Hal ini dipengaruhi oleh perbedaan temperatur lingkungan dengan rancangan serta penempatan titik pengukuran yang kurang tepat saat pengambilan data. Sistem Refrigerasi Kompresi Uap untuk Prototype AHU 57