V. HASIL DAN PEMBAHASAN

V. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Properti Termodinamika Refrigeran Untuk menduga sifat-sifat termofisik masing-masing refrigeran dibutuhkan data-data termodinamik yang diambil dari program REFPROP 6.. Sedangkan untuk tahapan perhitungan dilakukan dengan menggunakan program Visual Basic 6.. Keluaran dari program tersebut selanjutnya disusun menjadi persamaan polynomial sehingga dapat diprediksi berapa kualitas dari nilai entalpi (h), entropi (s), panas jenis (C p ), serta volume spasifik (v) pada setiap titik pengukuran. Berikut ditampilkan gambar sifat-sifat termofisik untuk keadaan jenuh yang dihitung dengan persamaan polynomial berdasarkan data dari REFPROP 6.. Tekanan (kpa) 3 25 2 15 1 5 15 2 25 3 35 4 Entalpi (kj/kg) 9 6 3-3.8 1 1.2 1.4 1.6 Entropi (kj/kg.k) Cair Gas Cair Gas Gambar 17 Grafik P-h dan T-s untuk Refrigeran R-12 25 9 Tekanan (kpa) 2 15 1 5 15 25 35 45 55 65 75 Entalpi (kj/kg) 6 3-3.5.7.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 Entropi (kj/kg.k) Cair Gas Cair Gas Gambar 18 Grafik P-h dan T-s untuk Refrigeran MC-12

Tekanan (kpa) 5 4 3 2 1 15 2 25 3 35 4 45 Entalpi (kj/kg) 9 6 3-3.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Entropi (kj/kg.k) Cair Gas Cair Gas Gambar 19 Grafik P-h dan T-s untuk Refrigeran R-22 4 9 Tekanan (kpa) 3 2 1 6 3 1 2 3 4 5 6 7 Entalpi (kj/kg) -3.5.7.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 Entropi (kj/kg.k) Cair Gas Cair Gas Gambar 2 Grafik P-h dan T-s untuk Refrigeran MC-22 Berikut ditampilkan persamaan polynomial untuk masing-masing refrigeran dalam keadaan jenuh. 1. Persamaan Polynomial R-12 Persamaan Cair Jenuh. vs = 4e-1.T 4 + 4e-8.T 3 + 7e-6.T 2 +,17.T +,7163 h = 2e-8.T 4 + 3e-6.T 3 +,9.T 2 +,9367.T + 2 s = 2e-11.T 4 + 2e-8.T 3-3e-6.T 2 +.34.T + 1 Persamaan Gas Jenuh Cpg = 2e-9.T 4 + 1e-7.T 3 + 1e-5.T 2 +,24.T +,6299 h = -3e-8.T 4-6e-6.T 3,7.T 2 +,4452.T + 352,8 s = 7e-11.T 4 5e-8.T 3 + 5e-6.T 3 -,4.T + 1,5594 T = -,6.P 2 +,1382.P - 38.481 2. Persamaan Polynomial MC-12 Persamaan Cair Jenuh. vs = 1E-9.T 4 + 9E-8.T 3 + 2E-5.T 2 +,41.T + 1.874

h = 4E-8.T 4 + 8E-6.T 3 +.32.T 2 + 2,488.T + 2 s = 5E-11.T 4 + 4E-8.T 3-5E-6.T 2 +,87.T + 1 Persamaan Gas Jenuh Cpg = 4e-9.T 4 + 1e-7.T 3 + 3e-5.T 2 +,74.T +,7443 h = -9e-8.T 4-1e-5.T 3,6.T 2 + 1,2658.T + 57,87 s = 1e-1.T 4 1e-7.T 3 + 2e-5.T 2,7.T + 2,3814 T = -4e-5.P 2 +,122.P 38,49 3. Persamaan Polynomial R-22 Persamaan Cair Jenuh. vs = 7e-1.T 4 + 7e-8.T 3 + 1e-5.T 2 +,21.T +,783 h = 4e-8.T 4 + 7e-6.T 3 +,14.T 2 + 1,1725.T + 2 s = 8e-11.T 4 + 3e-8.T 3 3e-6.T 2 +,42.T + 1 Persamaan Gas Jenuh Cpg = 5e-9.T 4 + 3e-7.T 3 + 3e-5.T 2 +,43.T +,7391 h = -7e-8.T 4-1e-5.T 3,17.T 2 +,3692.T + 45,5 s = -4e-12.T 4 7e-8.T 3 + 6e-6.T 2,14.T + 1,757 T = -,3.P 2 +,981.P 43,195 4. Persamaan Polynomial MC-22 Persamaan Cair Jenuh. vs = 2e-9.T 4 + 2e-7.T 3 + 2e-5.T 2 +,49.T + 1,899 h = 8e-8.T 4 + 1e-5.T 3 +,38.T 2 + 2,5156.T + 2 s = 8e-11.T 4 + 5e-8.T 3-4e-6.T 2 +,91.T + 1 Persamaan Gas Jenuh Cpg = 9e-9.T 4 + 6e-7.T 3 + 5e-5.T 2 +,95.T + 1,7856 h = -1e-7.T 4-2e.5.T 3,19.T 2 + 1,164.T + 574,68 s = -4e-11.T 4-1e-7.T 3 + 1e-5.T 2,11.T + 2,3721 T = -,3.P 2 +,15.P - 42.39 Kerja yang terjadi di sistem kompresi uap dapat dilihat dengan menampilkan siklus carnot dalam bentuk diagram tekanan entalpi dan suhu entropi untuk setiap masing-masing refrigeran. Dalam sistem kompresi uap, diagram tersebut merupakan alat grafis yang biasa digunakan untuk menyatakan

sifat-sifat termodinamis suatu refrigeran. Diagram tersebut ditampilkan dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan polynomial dalam keadaan jenuh yang selanjutnya dihitung untuk mengetahui sifat-sifat termodinamis masingmasing refrigeran dalam keadaan panas lanjut. Profil diagram masing-masing refrigeran ditampilkan dalam Gambar 21 sampai dengan 24. Diagram P-h R-12 Aliran 5 l/h Diagram T-s R-12 ALiran 5 l/h Tekanan (kpa) 1 8 6 4 2 15 2 25 3 35 4 Entalpi (kj/kg) 8 6 4 2-2 -4.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 Entropi (kj/kg.k) Gambar 21 Diagram P-h dan T-s untuk Refrigeran R-12 Diagram P-h MC-12 Aliran 5 l/h Diagram T-s MC-12 ALiran 5 l/h 18 8 15 6 Tekanan (kpa) 12 9 6 4 2 3-2 1 2 3 4 5 6 7-4.8 1.3 1.8 2.3 2.8 Entalpi (kj/kg) Entropi (kj/kg.k) Gambar 22 Diagram P-h dan T-s untuk Refrigeran MC-12 Diagram P-h R-22 Aliran 5 l/h Diagram T-s R-22 ALiran 5 l/h 18 1 15 8 Tekanan (kpa) 12 9 6 6 4 2 3-2 1 2 3 4 5-4.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 Entalpi (kj/kg) Entropi (kj/kg.k) Gambar 23 Diagram P-h dan T-s untuk Refrigeran R-22

Diagram P-h MC-22 Aliran 5 l/h Diagram T-s MC-22 ALiran 5 l/h 15 8 12 6 Tekanan (kpa) 9 6 3 4 2 1 2 3 4 5 6 7 Entalpi (kj/kg) -2.5 1 1.5 2 2.5 3 Entropi (kj/kg.k) Gambar 24 Diagram P-h dan T-s untuk Refrigeran MC-22 Perbandingan antara kedua golongan refrigeran tersebut menunjukkan bahwa refrigeran hidrokarbon memiliki nilai entalpi yang tinggi pada kondisi efek pendinginan yang sama (-15 C). Nilai ini akan memiliki pengaruh yang besar terhadap efek refrigerasi maupun kerja kompresi yang terjadi. Pada Tabel 3 ditampilkan perbandingan performa masing-masing refrigeran berdasarkan efek pendinginan dan kerja kompresi. Tabel 3 Perbandingan Performa Efek Pendinginan dan Kerja Kompresi Masing- Masing Refrigeran Refrigeran Efek Kerja Pendinginan Kompresi COP R-12 115.58 32.71 3.534 MC-12 268.29 67.42 3.98 R-22 17.98 44.63 3.831 MC-22 282.58 84.76 3.334 Nilai efek pendinginan yang dihasilkan R-12 dihasilkan sebesar 115,58 kj dengan kerja kompresi 33,71 kj. Nilai ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan performa MC-12 (dengan efek pendinginan sebesar 266,54 kj dan kerja kompesi sebesar 67,42 kj). Sedangkan untuk hidrokarbon lainnya (MC-22) yang dirancang sebagai pengganti R-22 juga memiliki nilai efek refrigerasi yang tinggi (282,58 kj) jika dibandingkan dengan R-22 (17,98 kj). Tetapi tingginya efek pendingin yang dimiliki oleh MC-22 tidak diikuti dengan rendahnya kerja kompresi yang terjadi, sehingga nilai COP yang dimiliki oleh MC-22 menjadi lebih kecil dari R- 22. Dengan tingginya efek refrigerasi yang terjadi di dalam evaporator dan diiringi dengan rendahnya nilai kerja kompresi, maka dapat diharapkan nilai COP

proses tersebut akan meningkat. Disamping itu untuk mendapatkan efek pendinginan yang tinggi, usaha yang dapat dilakukan adalah dengan meningkatkan kecepatan fluida pendingin yang dialirkan di dalam kondensor. Cara ini dapat menurunkan suhu kondensasi yang terjadi di kondensor sehingga nilai entalpi yang terjadi pada saat keluar dari kondensor akan menurun. 2. Perbandingan Irreversibilitas Refrigeran Kehilangan eksergi total dipengaruhi oleh besarnya ireversibilitas yang terjadi pada setiap masing-masing komponen mesin pendingin kompresi uap. Pada Gambar 25 sampai dengan Gambar 28 dijelaskan bahwa kompresor memberikan kontribusi terbesar terhadap kehilangan eksergi dalam sistem kompresi uap. Hal ini disebabkan karena tingginya viskositas yang dimiliki oleh refrigeran. Karena semakin tinggi viskositas maka akan semakin mempersulit kerja kompresor untuk mengkompresi refrigeran tersebut menjadi gas panas lanjut. Proses pengkompresian ini tidak bisa terhindar dari gesekan yang terjadi antara refrigeran dengan permukaan piston. Sehingga banyaknya gesekan yang terjadi menyebabkan meningkatnya nilai irreversibilitas didalam kompresor. Selain itu, densitas dan panas laten penguapan juga memiliki pengaruh terhadap kinerja dari kompresor itu sendiri. Karena semakin rendah densitas yang dimiliki oleh refirgeran maka semakin besar pula volume yang akan dihisap oleh kompresor dan hal ini cenderung akan meningkatkan hilangnya eksergi di kompresor. Disamping itu besarnya panas yang terbuang ke lingkungan juga merupakan salah satu penyebab tingginya kehilangan eksergi dikompresor. Sedangkan untuk ketiga komponen lainnya (kondensor, ekspansi dan evaporator) hanya memberikan sebagian kecil kontribusi terhadap kehilangan eksergi. Refrigeran R-12 Gambar 25 merupakan profil kehilangan eksergi disetiap masing-masing komponen kompresi uap untuk refrigeran R-12. Diawal proses pendinginannya, kompresor memberikan kehilangan eksergi sebesar.468 kw, diikuti dengan evaporator, katup ekspansi, dan kondensor yang masing-masing bernilai.87 kw,.765 kw, dan.228 kw. Seiring dengan rendahnya suhu evaporasi, kehilangan eksergi di kompresor menjadi menurun hingga mencapai.1384 kw.

Kondisi ini juga terjadi pada komponen evaporator hingga mencapai kehilangan eksergi yang terendah dengan nilai.68 kw. Tetapi pada komponen lain (kondensor dan katup ekspansi) kehilangan ekserginya cenderung mendatar, dimana pada akhir pengukuran data kehilangan eksergi untuk kondensor adalah.84 kw dan untuk katup ekspansi adalah.447 kw..5 Kehilangan Eksergi R-12 Eksergi Hilang (kw).4.3.2.1-25 -2-15 -1-5 5 Temp Evaporasi (oc) I kp I knd I exp I ev Gambar 25 Nilai Kehilangan Eksergi di Masing-Masing Komponen Refrigerator untuk Refrigeran R-12 Refrigeran MC-12 Profil kehilangan eksergi di setiap komponen untuk refrigeran MC-12 ditampilkan pada Gambar 26. Pada Gambar tersebut menjelaskan bahwa kondensor merupakan komponen yang paling tidak efisien dibandingkan dengan komponen lainnya. Profil tersebut juga menjelaskan terjadinya penurunan kehilangan eksergi yang drastis di kompresor. Diawal proses pendinginan, kompresor memiliki kehilangan eksergi yang tinggi hingga mencapai nilai.5639 kj. Tetapi diakhir proses kualitas dari kehilangan eksergi menurun hingga mencapai.294 kw. Kondisi ini juga terjadi pada evaporator walaupun tidak terlalu signifikan. Kehilangan eksergi di evaporator mencapai.21 kw di awal proses hingga.318 kw di akhir proses. Untuk katup ekspansi dan kondensor kehilangan ekserginya cenderung mendatar. Jumlah kehilangan eksergi yang

dihasilkan berkisar antara.1449 kw sampai dengan.82 kw dan untuk evaporator berkisar antara.1 kw sampai dengan.17 kw.. Kehilangan Eksergi MC-12.6 Eksergi Hilang (kw).5.4.3.2.1-2 -15-1 -5 5 1 15 Temp Evaporasi (oc) I kp I knd I exp I ev Gambar 26 Nilai Kehilangan Eksergi di Masing-Masing Komponen Refrigerator untuk Refrigeran MC-12 Refrigeran R-22 Pada profil kehilangan eksergi untuk refrigeran R-22 terjadi sedikit perbedaan jika dibandingkan dengan refrigerant lainya (Gambar 27). Pada awal prosesnya terjadi peningkatan kehilangan eksergi hingga suhu evaporasi mulai mendekati titik beku di kompresor. Di awal proses tersebut besarnya kehilangan eksergi mencapai 2.918 kw. Tetapi pada saat suhu evaporasi mulai mencapai titik beku (± 5 o C), kehilangan eksergi pada komponen tersebut cenderung stabil hingga hingga suhu evaporasi mencapai -15 o C. Kondisi ini tidak dialami oleh kondensor, katup ekspansi dan evaporator. Pada evaporator terjadi penurunan kehilangan eksergi seiring dengan menurunnya suhu evaporasi. Di awal proses evaporator memberikan kehilangan eksergi sebesar 1.6121 kw, hingga di akhir prosesnya mencapai nilai.7729 kw. Sedangkan untuk kondensor maupun katup ekspansi kehilangan ekserginya cenderung stabil selama proses berlangsung hingga mencapai suhu evaporasi terendah. Dimana pada katup ekpansi kehilangan eksergi pada saat awal proses berlangsung memberikan kehilangan eksergi sebesar.5156 kw hingga mencapai.84 kw. Sedangkan untuk kondensor

yang merupakan komponen paling rendah kehilangan ekserginya memberikan kontribusi antara.247 kw hingga.3573 kw. Kehilangan Eksergi R-22 5 Eksergi Hilang (kw) 4 3 2 1-15 -1-5 5 1 15 2 Temp Evaporasi (oc) I kp I knd I exp I ev Gambar 27 Nilai Kehilangan Eksergi di Masing-Masing Komponen Refrigerator untuk Refrigeran R-22 Refrigeran MC-22 Gambar 28 mempresentasikan profil kehilangan eksergi disetiap komponen kompresi uap untuk refrigeran MC-22. Sejak awal proses pendinginan berlangsung hingga akhir dari proses pendinginannya berakhir terjadi penurunan kehilangan eksergi yang signifikan di kompresor. Diawal prosesnya, kompresor memiliki kehilangan eksergi yang tertinggi dengan nilai.6215 kw hingga pada akhirnya menurun sampai.2827 kw. Penurunan kehilangan eksergi ini juga dialami oleh evaporator, walaupun pada awal prosesnya komponen tersebut menjadi komponen ke-2 yang tidak efisien setelah kompresor. Diawal prosesnya, evaporator memiliki nilai kehilangan eksergi sebesar.2752 kw. Tetapi pada saat suhu evaporator mencapai titik beku ( o C) kehilangan eksergi pada komponen ini mulai lebih rendah jika dibandingkan dengan katup ekspansi, hingga pada akhirnya evaporator menjadi komponen paling rendah dalam hal penyumbang kehilangan eksergi di mesin kompresi uap (.142 kw). Sedangkan untuk kondensor maupun katup ekspansi profil kehilangan ekserginya cenderung stabil dengan nilai kehilangan eksergi pada kondensor berkisar antara.418 kw hingga

mencapai.29 kw dan untuk katup ekspansi bernilai antara.1379 kw sampai dengan.777 kw. Kehilangan Eksergi MC-22.8 Eksergi Hilang (kw).6.4.2-25 -2-15 -1-5 5 1 15 2 Temp Evaporasi (oc) I kp I knd I exp I ev Gambar 28 Nilai Kehilangan Eksergi di Masing-Masing Komponen Refrigerator untuk Refrigeran MC-22 3. dan COP Analisis dengan menggunakan efisiensi eksergi dan COP dapat dijadikan sebagai kriteria pemilihan dalam penggunaan refrigeran sebagai media pendingin. Tetapi permasalahan yang terjadi adalah seberapa besar energi yang dapat diefisiensikan menjadi kerja yang berguna. Perbandingan konsumsi energi antara refrigeran halokarbon dengan hidrikarbon dipresentasikan pada Gambar 29. Profil dari daya ukur dari pengujian ke empat refrigeran menunjukkan terjadi penurunan nilai konsumsi energi seiring dengan lamanya waktu proses pendinginan berlangsung. Pada Gambar tersebut dijelaskan bahwa R-12 memiliki nilai konsumsi energi yang lebih rendah dibandingkan dengan MC-12. Diawal prosesnya MC-12 mulai mengambil energi sebesar 1.2 kw hingga pada akhir prosesnya energi yang dibutuhkan oleh MC-12 hanya sebesar.85 kw. Sedangkan untuk R-12 hanya membutuhkan daya sebesar 1 kw hingga.75 kw. Besarnya daya yang dikonsumsi oleh refrigeran tersebut dipengaruhi oleh viskositas serta densitas dari masing-masing refrigeran. Dengan semakin rendahnya viskositas yang dimiliki dari suatu refrigeran maka akan semakin

mudah pula kompresor menekan refrigeran tersebut menjadi gas panas lanjut. Sehingga besarnya energi yang dikonsumsi kompresor akan semakin kecil. Besarnya viskositas dan densitas yang dimiliki R-22 menjadikan refirgeran tersebut sebagai refrigeran yang paling tinggi dalam hal mengkonsumsi energi, Diawal proses pendinginannya, daya yang dibutuhkan oleh R-22 mencapai 1.3 kw hingga pada akhir prosesnya membutuhkan daya sebesar.95 kw. Sedangkan untuk MC-22 hanya membutuhkan daya sebesar 1.5 kwdi awal prosesnya dan.9 kw pada saat akhir proses pendinginan selesai. 1.5 1.2 Daya (kw).9.6.3 3 6 9 12 15 18 21 24 27 Waktu (menit) R-12 R-22 MC-12 MC-22 Gambar 29 Daya Ukur untuk Setiap Masing-Masing Refrigeran Dari sejumlah energi yang diberikan hanya sebagian kecil energi yang dapat dijadikan menjadi kerja yang berguna berdasarkan efisiensi eksergi. Gambar 3 sampai dengan 37 mempresentasikan nilai perbandingan efisiensi eksergi dan COP berdasarkan suhu evaporasi dan kondensasi. Dari Gambar tersebut dapat dinyatakan bahwa peningkatkan efisiensi eksergi pada masing-masing refrigeran diikuti dengan menurunnya suhu evaporasi dan kondensasi pada sistem kompresi uap. Pada Gambar 3 dan 31 menampilkan perbandingan performa antara refrigeran R-12 dengan MC-12. Di awal prosesnya MC-12 memiliki efisiensi eksergi lebih rendah dibandingkan R-12. MC-12 hanya dapat mengefisienkan

eksergi sebesar 3.1 %. Nilai ini lebih kecil dibandingkan nilai efisiensi eksergi yang dimiliki oleh R-12 (33.9 %). Namun setelah suhu evaporasi mulai memasuki titik beku ( o C) MC-12 mampu meningkatkan efisiensi ekserginya hingga mencapai 42.8 % pada akhir proses pendinginan. Sedangkan untuk R-12 hanya dapat meningkatkan efisiensinya hingga 38.4 % pada suhu evaporasi yang sama. Tetapi nilai ini akan terus meningkat hingga 43.9 % pada suhu evaporasi terendah untuk R-12 (-2.8 o C). 45% 4% 35% 3% 25% -25-2 -15-1 -5 5 1 15 R-12 MC-12 Gambar 3 Perbandingan Berdasarkan Suhu Evaporasi untuk Refirigeran R-12 dan MC-12 45% 4% 35% 3% 25% 3 33 36 39 42 R-12 MC-12 Gambar 31 Perbandingan Berdasarkan Suhu Kondensasi untuk Refirigeran R-12 dan MC-12 Gambar 32 dan 33 menjelaskan perbandingan performa R-22 dengan MC- 22 berdasarkan efisiensi eksergi. Pada gambar tersebut terlihat bahwa MC-22

memiliki nilai efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan R-22. diawal prosesnya, MC-22 mampu mengefisienkan eksergi sebsesar 19.5 % hingga pada akhir proses pendinginannya nilai efisiensi eksergi yang dimiliki oleh MC-22 mencapai 36.5 %. Besarnya efisiensi eksergi yang dimiliki MC-22 tidak mampu diimbangi oleh R-22. Refrigeran tersebut hanya mampu mengefisienkan eksergi sebesar 14.1 % hingga diakhir prosesnya nilai efisiensi eksergi yang dimiliki sebesar 26.6 %. 4% 35% 3% 25% 2% 15% 1% -3-25 -2-15 -1-5 5 1 15 2 R-22 MC-22 Gambar 32 Perbandingan Berdasarkan Suhu Evaporasi untuk Refirigeran R-22 dan MC-22 4% 35% 3% 25% 2% 15% 3 33 36 39 42 R-22 MC-22 Gambar 33 Perbandingan Berdasarkan Suhu Kondensasi untuk Refirigeran R-22 dan MC-22 Proses yang terjadi pada Gambar 34 sampai dengan 37 mempresentasikan bahwa nilai COP berbanding terbalik dengan nlai efisiensi eksergi. Selama proses

pendinginan berlangsung nilai COP yang dimiliki oleh suatu refrigeran cenderung menurun seiring dengan turunnya suhu evaporasi dan suhu kondensasi. Turunnya nilai COP ini disebabkan karena pengaruh dari daya kompresi yang semakin tinggi. Gambar 34 dan 35 menjelaskan perbandingan nilai COP antara R-12 dengan MC-12. Di awal proses pendinginannya MC-12 memiliki nilai COP sebesar 5.31 hingga mencapai 3.86 diakhir proses pendinginannya. Nilai COP yang dimiliki oleh MC-12 jauh lebih baik jika dibandingkan dengan R-12. Refrigeran R-12 yang hanya memiliki nilai COP sebesar 5.99 di awal proses pendinginannya hingga pada saat akhir proses pendinginan nilai COP yang dimiliki oleh R-12 bernilai 3.7. 6 5 COP 4 3-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 R-12 MC-12 Gambar 34 Perbandingan COP Berdasarkan Suhu Evaporasi untuk Refirigeran R-12 dan MC-12 6 5 COP 4 3 3 33 36 39 42 R-12 MC-12 Gambar 35 Perbandingan COP Berdasarkan Suhu Kondensasi untuk Refirigeran R-12 dan MC-12

Gambar 36 dan 37 memperlihatkan profil penurunan nilai COP untuk refrigeran R-22 dan MC-22. Diawal prosesnya nilai COP MC-22 jauh lebih tinggi dibandingkan dengan R-22. Tetapi seiring dengan turunnya suhu evaporasi menyebabkan nilai COP yang dimiliki oleh MC-22 menjadi lebih rendah. Kondisi ini disebabkan karena tingginya nilai daya kompresi yang dimiliki oleh refrigeran tersebut. Pada awal prosesnya MC-22 memiliki nilai COP sebesar 5.95 hingga diakhir proses pendinginannya mencapai nilai 2.232. Sedangkan untuk R-22 memiliki COP yang lebih tinggi dengan nilai 6.542 diawal prosesnya hingga mencapai 3.17 pada saat akhir proses pendinginan. COP 7 6 5 4 3 2-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 R-22 MC-22 Gambar 36 Perbandingan COP Berdasarkan Suhu Evaporasi untuk Refirigeran R-22 dan MC-22 6 5 COP 4 3 2 3 33 36 39 42 R-22 MC-22 Gambar 37 Perbandingan COP Berdasarkan Suhu Kondensasi untuk Refirigeran R-22 dan MC-22

5. Pengaruh Parameter Kerja Refrigerasi terhadap 5.1. Rasio Kompesi Gambar 38 dan 39 mempresentasikan rasio kompresi antara refrigeran halokarbon dengan refrigeran hidrokarbon. Meningkatnya rasio kompresi refrigeran diikuti dengan lamanya proses pendinginan berlangsung. Pada Gambar 38 menyatakan bahwa R-12 memiliki rasio kompresi yang lebih tinggi dibandingkan dengan MC-12. Faktor yang dapat menyebabkan kondisi ini terjadi adalah jenis mesin kompresi uap yang dipakai, dimana pada mesin Refrigeration Test Bench ini dirancang khusus untuk refrigeran R-12, tetapi kompresornya cukup memungkinkan jika menggunakan refrigeran R-22, dan R52 sebagai fluida pendinginnya. Disamping itu MC-12 merupakan refrigeran dengan campuran dari beberapa senyawa (propana, iso-butana, butana). Banyaknya senyawa yang dimiliki oleh MC-12 menyebabkan perbedaan titik didih dan titik beku dari masing-masing senyawa yang terkandung didalamnya. Sehingga apabila refrigeran tersebut masuk kedalam kompresor, sebagian fluida ada yang telah berubah fase menjadi uap dan sebagian lagi masih mencair. Kondisi ini akan dapat mempersulit kerja kompresi, sehingga pada akhirnya kompresor membutuhkan energi lebih besar untuk mengkompres refrigeran tersebut menjadi gas panas lanjut. Pada gambar tersebut, diakhir proses pendinginannya R-12 memiliki rasio komresi sebesar 6,26. Nilai ini lebih rendah MC-12 dengan dengan rasio komrpresi yang dihasilkan sebesar 5,25. Sedangkan untuk perbandingan refrigeran R-22 dengan MC-22 ditampilkan pada Gambar 39. Pada gambar tersebut dijelaskan bahwa refrigerant MC-22 memiliki rasio kompresi yang lebih rendah dibandingkan dengan R-22. Pada awal prosesnya, MC-22 menghasilkan rasio kompresi sebesar 1,77 hingga pada akhir proses pendinginan nilai rasio kompresinya meningkat hingga mencapai nilai 6,5. Sedangkan untuk R-22 rasio kompresi yang dihasilkan lebih tinggi dari MC-22 (1,5), walaupun pada akhirnya prosesnya R-22 memiliki rasio kompresi yang lebih tinggi dari MC-22 (8,438).

1 Rasio Komresi (kpa) 8 6 4 2 3 6 9 12 15 18 21 Daya Ukur (kw) R-12 MC-12 Gambar 38 Perbandingan Tekanan Refrigeran R-12 dengan MC-12 1 Rasio Komresi (kpa) 8 6 4 2 3 6 9 12 15 18 21 24 27 Daya Ukur (kw) R-22 MC-22 Gambar 39 Perbandingan Tekanan Refrigeran R-22 dengan MC-22 5.2. Laju Aliran Air Pendingin di Kondensor Faktor yang dapat mempengaruhi efisiensi eksergi pada kondensor dan evaporator adalah suhu layang (glide temperature). Bila terjadi suhu layang di komponen tersebut maka akan mengubah besarnya komposisi dari refrigeran dan akhirnya akan mengubah nilai panas yang terjadi. Sehingga pada akhirnya dengan besarnya suhu layang yang terjadi di komponen tersebut maka cenderung akan memeperkecil efisiensi eksergi di dalam sistem refrigerasi. Salah satu bahan pendingin yang memiliki suhu layang yang tinggi adalah MC-12, karena MC-12 merupakan refrigeran campuran dari beberapa senyawa dengan nilai glide

temperature sebesar 7.6 o C. Tetapi pada penelitian kali ini besarnya pengaruh suhu layang terhadap efisiensi eksergi tidak diteliti. Tetapi perubahan laju aliran fluida pendingin yang terjadi di kondensor juga memiliki pengaruh terhadap kinerja kompresi uap baik dari segi perfomansi maupun terhadap efisiensi ekserginya. Seperti yang ditampilkan pada Gambar 4 sampai dengan 43 dijelaskan bahwa dengan meningkatkan laju aliran air peningkatan efisiensi eksergi dapat dicapai walaupun perbedaanya tidak terlalu signifikan. Pada refrigeran R-12, dengan menaikkan laju aliran air menjadi 5 l/jam dan 6 l/jam dapat meningkatkan nilai efisiensi eksergi sebesar ± 15 %. Kondisi ini juga diikuti oleh MC-22, tetapi refrigeran tersebut hanya dapat meningkatkan efisiensi ekserginya sebesar 1 %. Berbeda dengan R-12 dan MC- 22, untuk MC-12 maupun R-22 tidak memiliki pengaruh yang besar terhadap laju aliran air, walaupun peningkatannya hanya mencapai 1 %. Tabel 4 Perbandingan Efisiensi eksergi pada Setiap Refrigeran untuk Berbagai Aliran Air Refrigeran 4 liter/jam 5 liter/jam 64 liter/jam R-12 Awal Akhir MC-12 Awal Akhir R-22 Awal Akhir MC-22 Awal Akhir 3,2 % 32,1 % 29,9 % 41,3 % 9,5 % 26.5 % 15,7 % 25,4 % 34,1 % 44,1 % 29,6 % 41,3 % 14,1 % 26,8 % 19,5 % 33,9 % 33,9 % 42,4 % 3,8 % 42,8 % 13,1 % 27,5 % 22,1 % 35,6 %

5% R-12 45% 4% 35% 3% 25% -25-2 -15-1 -5 5 Suhu Evaporasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 4 Perbandingan Laju Aliran Air Terhadap pada Suhu Evaporasi untuk Refrigeran R-12 45% MC-12 4% 35% 3% 25% -2-15 -1-5 5 1 15 Suhu Evaporasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 41 Perbandingan Laju Aliran Air Terhadap pada Suhu Evaporasi untuk Refrigeran MC-12

3% R-22 26% 22% 18% 14% 1% -15-1 -5 5 1 15 2 25 Suhu Evaporasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 42 Perbandingan Laju Aliran Air Terhadap pada Suhu Evaporasi untuk Refrigeran R-22 4% MC-22 35% 3% 25% 2% 15% -3-2 -1 1 2 3 Suhu Evaporasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 43 Perbandingan Laju Aliran Air Terhadap pada Suhu Evaporasi untuk Refrigeran MC-22 Dalam proses pendinginan, kondisi dari suhu kondensasi yang rendah sangat diinginkan karena kondisi tersebut dapat mengurangi kerja kompresor sehingga pada akhirnya nilai COP yang tinggi dapat dicapai. Salah satu usaha untuk menurunkan kerja kompresor adalah dengan meningkatkan laju aliran air di kondensor. Peningkatan laju aliran air tersebut dapat menurunkan kerja kompresi

serta meningkatkan efek refrigerasi. Pengaruh lain yang terjadi adalah dengan semakin cepat laju aliran air yang diberikan maka akan semakin cepat proses transfer panas yang terjadi antara refrigeran dengan fluida air, dan kondisi tersebut menyebabkan suhu di kondensor menjadi lebih rendah. Berikut ditampilkan pengaruh laju aliran air di kondensor terhadap efisiensi 5% R-12 45% 4% 35% 3% 25% 29 3 31 32 33 34 35 36 Suhu Kondensasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 44 Pengaruh Laju Aliran Air di Kondensor Terhadap dan Suhu di Kondensor untuk Refrigeran R-12 45% MC-12 4% 35% 3% 25% 32 34 36 38 4 42 Suhu Kondensasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 45 Pengaruh Laju Aliran Air di Kondensor Terhadap dan Suhu di Kondensor untuk Refrigeran MC-12

3% R-22 26% 22% 18% 14% 1% 3 31 32 33 34 35 36 Suhu Kondensasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 46 Pengaruh Laju Aliran Air di Kondensor Terhadap dan Suhu di Kondensor untuk Refrigeran R-22 4% MC-22 35% 3% 25% 2% 15% 3 33 36 39 42 45 Suhu Kondensasi (oc) Aliran 4 l/h Aliran 5 l/h Aliran 6 l/h Gambar 47 Pengaruh Laju Aliran Air di Kondensor Terhadap dan Suhu di Kondensor untuk Refrigeran MC-22