ANALISIS PENGARUH DIAMETER PIPA KAPILER TERHADAP COEFFISIENT OF PERFORMANCE PADA REFRIGERATOR Disusun oleh : Nama : Angga Govinda NPM : 20412874 Jurusan : Teknik Mesin Pembimbing 1 : Dr. Ir. Sunyoto., MT Pembimbing 2 : Dr. Rr. Sri Poernomo Sari, ST., MT Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2016
LATAR BELAKANG Sistem pendingin adalah sebuah alat yang prinsip kerjanya menggunakan fluida kerja berupa refrigerant, pada prinsip kerja ini refrigerant ditekan dan diembunkan menjadi cairan, lalu tekanannya diturunkan agar cairan tersebut dapat menguap kembali, sehingga mampu bekerja untuk menghasilkan suhu atau temperatur dingin. Kulkas pada umumnya memiliki tiga jenis yaitu fridge (kulkas biasa), freezer, dan showcase. Fridge (kulkas biasa) umumnya memiliki varian yakni 1 pintu dan 2 pintu, Sementara itu, freezer juga umumnya terdiri dari 2 jenis, yakni deep freezer dan chest freezer.
LATAR BELAKANG Pipa kapiler memiliki fungsi untuk menurunkan tekanan dan mengatur jumlah refrigerant cair yang mengalir di dalamnya. Pipa kapiler terdiri dari berbagai macam ukuran yang diukur bagian diameter dalam ID (inside diameter) dari pipa, lain halnya dengan pipa tembaga yang diukur adalah diameter luar OD (Outside diameter). Pipa kapiler merupakan pipa pada kulkas yang mempunyai diameter yang kecil berukuran 0,026 sampai 0,031 inch. Performa kerja mesin pendingin yang maksimal, dipengaruhi oleh banyak hal. Pemilihan diameter pipa kapiler yang digunakan adalah salah satunya. Karena, pipa kapiler merupakan komponen yang memiliki peranan penting pada mesin pendingin Menurut teori dalam mekanika fluida, hal ini dikarenakan semakin kecil diameter pipa kapiler maka kecepatan fluida dalam pipa kapiler akan semakin lambat, tekanan fluida menurun, tingkat pengkabutan semakin besar
TUJUAN PENELITIAN Menganalisa hasil kerja dari mesin pendingin dengan perbedaan diameter pipa kapiler. Mengetahui Coeffisien Of Performance (COP) yang paling tinggi pada pipa kapiler 0.026 inch, 0.031 inch, 0.042 inch.
GAMBAR KULKAS
KOMPONEN UTAMA MESIN PENDINGIN kompresor kondensor Pipa kapiler evaperator
ALAT UKUR YANG TERDAPAT PADA MESIN PENDINGIN (KULKAS) PRESURE GAUGE Keterangan pada pressure gauge : P 1 Tekanan refrigerant pada saat masuk kompresor P 2 Tekanan refrigerant pada saat keluar kompresor P 3 Tekanan refrigeratn pada saat keluar kondensor Tekanan refrigerant pada saat masuk evaporator P 4
ALAT UKUR YANG TERDAPAT PADA MESIN PENDINGIN (KULKAS) TERMOMETER DIGITAL Keterangan pada thermometer digital : T 1 Temperatur refrigerant pada saat masuk kompresor T 2 Temperatur refrigerant pada saat keluar kompresor T 3 Temperatur refrigerant pada saat keluar kondensor T 4 Temperatur refrigerant pada saat masuk evaporator T.komp Temperatur kompresor T.cond Temperatur kondensor T.evap Temparatur Evaperator
Alat Pendukung Pompa Vakum Manifold Gauge Tang Amper
BAHAN PENDINGIN YANG DIGUNAKAN DALAM PENGUJIAN REFRIGERANT R 134 a
SIKLUS SISTEM PENDINGIN
RUMUS YANG DIGUNAKAN Coeffisien Of Performance (COP) (b) Kalor yang dilepas kondensor Q out = h2 h3 (kj/kg) (c) Kalor yang diserap Evapertor
RUMUS YANG DIGUNAKAN
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
GRAFIK SUHU EVAPERTOR TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER BERBEDA
GRAFIK EFEK REFRIGERASI TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA
GRAFIK KALOR YANG DILEPAS TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA
GRAFIK LAJU ALIRAN REFRIGERANT TERHADAPT DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA
GRAFIK KERJA KOMPRESOR TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA
GRAFIK COP TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA
GRAFIK SUBCOOL TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA Subcool ( o K)
GRAFIK SUPERHEAT TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA Superheat ( o K)
GRAFIK RASIO KOMPRESI TERHADAP DIAMETER PIPA KAPILER YANG BERBEDA RASIO KOMPRESI
TABEL HASIL PENGUJIAN PIPA KAPILER ID (0.026, 0.031, 0.042 ) inch NO ITEM ID 0.026 inch ID 0.031 inch ID 0.042 inch 1 Suhu Evaperator ( o C) - 19-17 3 2 DAYA 0.145 kw / 0.746 kw (HP) 0.2 0.2 0.2 3 Efek Refrigerasi, Q in = h 1 h 4 (kj/kg) 166.21 165.07 144.88 4 Kalor yang dilepas kondensor, Q out = h 2 - h 3 (kj/kg) 216.82 213.10 175.89 5 Laju alir refrigerant, m. = kapasitas / efek refrigerasi (kg/detik) 0.000926 0.000932 0.001063 6 kerja kompresor, W in = h 2 - h 1 (kj/kg) 50.61 50.08 31.0 7 8 9 10 Cop (kj/kg) Subcool, TC T 3 ( o C) Superheat, T 1 - TE ( o C) Tekanan p 1, p 4 (bar absolut) 3.27 3.30 4.68 4.92 4.85 3.85 37.2 35.8 6.21 1.3 1.35 2.6 11 Tekanan p 2,p 3 (bar absolut) 10.4 10.6 11.3 12 Rasio kompresi 1 : 8.0 1 : 7.9 1 : 4.3
PEMBAHASAN Berdasarkan hasil pengujian dari penggunaan pipa kapiler dengan ukuran diameter dalam 0.026, 0.031, 0.042 inch yang menggunakan refrigerant R134-a, maka dapat kita bahas dari beberapa item berdasarkan teori yang ada adalah : Tempertur yang paling rendah pada evaperator adalah pada diameter dalam pipa 0.026 inch. karena semakin kecil diameter pipa tekanan nya semakin kecil. Tekanan semakin kecil maka temperatur yang dihasilkan semakin kecil juga. Hal ini dibuktikan dengan diagram moiler / diagram P - h, kemudian Kalor yang diserap oleh evaperator. Kalor yang diserap oleh evaperator yang memilik penyerapan kalor paling besar terjadi pada pipa ID 0.026 inch. Karena Semakin dingin suhu pada evaperator,maka penyerapan kalor / kalor yang diserap oleh evaperator semakin besar nilai enthalpynya. Hal ini dapat dibuktikan dengan diagram moiler, setelah itu Laju alir refrigerant. Laju alir refrigerant yang paling besar terjadi pada ID 0.042 inch karena semakin besar diameter pipa kapiler, maka semakin banyak juga refrigerant yang mengalir di dalam system, selanjutnya kerja kompresor. Kerja kompresor yang paling besar terdapat pada diameter pipa kapiler 0.026 inch sebesar 50.61. Hal ini karna semakin banyak kalor yang diserap oleh evaperator maka kerja kompresor akan semakin besar pula. Ini dapat kita buktikan dengan diagram moiler. Kemudian kita bahas hasil dari COP. COP tertinggi pada bagian low temperatur terjadi pada ID 0.031 inch, dengan temperatur 17 o C dengan nilai COP 3.30. Sedangkan COP untuk katagori medium temperatur terdapat pada diameter dalam pipa kapiler 0.042 inch. Hal ini berdasarkan dengan diagaram moiler, kemudian Subcool.
PEMBAHASAN Subcool merupakan titik cair dingin. Dimana subcool ini adalah temperatur refrigerant yang dipersiapkan oleh kondensor menuju evaperator. Semakin kecil diameter pipa kapiler maka titik cair dingin pada diagram P h semakin ke kiri dimana temperatur cair dingin yang dipersiapkan untuk masuk ke dalam evaperator semakin banyak. Hal ini terjadi pada diameter 0.026 inch Superheat merupakan temperatur panas lanjut yang dipersiapkan evaperator menuju kompresor. Dimana Semakiin kecil diameter maka temperatur panas lanjutnya semakin besar. Hal ini terjadi karena kerja kompresor yang terjadi juga besar. Rasio kompresi adalah hasil dari perbandingan tekanan yang masuk ke kompresor dengan hasil tekanan yang keluar dari kompresor. Jadi perbandingan Kompresi Refrigerant yang paling besar terjadi pada pipa dengan diameter dalam 0.026 inch. Hal ini dibuktikan karena tekanan masuk kompresor atau p1 adalah 1.3 bar dan hasil keluaran kompresor atau p2 adalah 10.4. Jika dibandingkan dengan diameter 0.031 inch dan 0.042 inch. Rasio kompresi yang paling besar terjadi di diameter 0.026 inch.
KESIMPULAN Berdasarkan hasil data dan analisa yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: Tempertur yang paling rendah pada evaperator adalah pada diameter dalam pipa 0.026 inch. Jadi dengan suhu 19 o C maka dapat digunakan sebagai frezzer / untuk pembeku makanan. COP yang tertinggi terdapat pada 0.042 inch, suhu evaperator 3 o C, dengan temperatur ini, maka dapat di golongkan sebagai medium temperatur yang biasanya di gunakan untuk showcase / untuk mendinginkan minuman. COP tertinggi pada bagian low temperatur terjadi pada ID 0.031 inch, dengan temperature 17 o C dengan nilai COP 3.30 dan hasil nilai kerja kompresor nya lebih rendah dibanding dengan ID 0.026 inch, yang sama sama termasuk golongan low temperatur. Jadi dengan ke tiga pipa kapiler ini,saya dapat simpulkan untuk ID 0.026 inch dan 0.031 inch dapat di golongkan sebagai low tempretur dan biasa digunakan sebagai frezzer, kemudian pipa ID 0.042 inch di katakana sebagai medium temperatur dan digunakan untuk mendinginkan minuman saja.tidak dapat untuk membekukan.
TERIMA KASIH