Bab 1-5 (Repaired)

Mesin Pendingin Kompresi Uap Kelompok 6

Universitas Andalas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Banyak jenis dan prinsip pendinginan yang kita ketahui dan pelajari dalam

perkuliahan, salah satunya adalah mesin pendingin kompresi uap. Pada praktikum

kali ini kita akan membandingkan hasil teori yang telah dipelajari dengan hasil

actual yang akan didapatkan selama percobaan sehingga kita bisa memahami

labih lanjut tentang mesin pendingin kompresi uap.

Pada daur kompresi uap dimana uap ditekan kemudian diembunkan

menjadi cairan, lalu tekanan diturunkan agar cairan tersebut menguap kembali.

Dalam kehidupan masyarakat saat ini, banyak contoh pemanfaatan dari mesin

kompresi uap. Dalam hal ini dijelaskan secara umum aplikasi dari mesin

pemdingin kompresi uap yaitu alat penukar kalor. Yang dimaksud alat penukar

kalor yaitu suatu alat yang dapat digunakan untuk mengubah temperatur disekitar

sistem. Contoh alat penukar kalor yaitu:

Kondensor : pengembunan

Evaporator : penguapoan

Boiler : pendidihan

Reheater : pemanasan kembali

Dalam suatu sistem dapat terjadi perpindahan panas akibat adanya

perubahan temperatur fluida yang berada di dalam sistem dengan fluida yang ada

di luar siatem.

Daur kompresi uap ada beberapa langkah diantaranya:

Proses kompresi

Kondensasi

Ekspansi

Evaporasi

1


Universitas Andalas

1.2. Tujuan Praktikum

1. Mengetahui dan memperoleh karakteristik mesin pendingin kompresi

uap.

2. Mengetahui dan memahami tentang prinsip – prinsip teknik pendingin.

1.3. Manfaat

Setelah dilakukan praktikum dan pengolahan data, diharapkan praktikan

lebih memahami prinsip dari mesin pendingin kompresi uap dan dapat

menerapkan serta mengetahui aplikasi alat ini di lapangan.

2


Universitas Andalas

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Dasar

2.1.1 Pengertian Refrigerasi

Refrigerasi adalah metode pengkondisian temperatur ruangan agar tetap

berada di bawah temperatur lingkungan. Atau dengan kata lain refrigerasi

merupakan perpindahan panas dari temperatur rendah ke temperatur tinggi.

Pengkondisian udara adalah mengatur temperatur udara suatu sistem sesuai

dengan yang kita inginkan. Metode pendinginan (refrigerasi) ini biasanya

menggunakan bantuan refrigeran, dimana refrigeran bertindak sebagai media

penyerap dan pemindah panas dengan cara merubah fasanya. Refrigeran adalah

suatu zat yang mudah berubah fasanya dari cair menjadi uap dan sebaliknya

apabila kondisi tekanan dan temperaturnya diubah. Beda antara refrigerasi

dengan pengkondisian udara yaitu refrigerasi hanya bisa mendinginkan

temperatur ruangan, sedangkan pengkondisian udara bisa memanaskan atau

mendinginkan temperatur ruangan.

2.1.2 Refrigerant dan syaratnya

Refrigeran adalah suatu zat yang mudah berubah fasanya dari cair menjadi

uap dan sebaliknya apabila kondisi tekanan dan temperaturnya diubah. Fluida

yang akan dijadikan sebagai rerigeran harus memiliki syarat-syarat berikut :

Tekanan Penguapan Harus Tinggi

Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur pada tekanan yang lebih

tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya vakum

pada evaporator dan terjadinya turunnya effisiensi volumetrik

karena naiknya perbandingan kompresi

Tekanan pengembunan tidak terlalu tinggi

Apabila tekanan pengembunannya terlalu rendah maka

perbandingan kompresinya akan menjadi lebih rendah. Sehingga

3


Universitas Andalas

penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan. Selain itu,

dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih

aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran , kerusakan,

ledakan dan ebagainya menjadi lebih kecil.

Kalor laten penguapan harus tinggi

Refrigeran yang memiliki kalor laten penguapan yang tinggi lebih

menguntungkan, karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama ,

jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil

Volume spesifik yang cukup kecil

Refrigeran dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume

spesifik gas yang kecil (berat jenis yang besar) akan

memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah

torak yang lebih kecil

Konduktifitas thermal yang tinggi

Konduktifitas thermal sangat penting sehubungan dengan

penentuan karakteristik perpindahan panas

Viskositas rendah baik dalam cair ataupun uap

Dengan turunnya aliran refrigeran dalam pipa, kerugian

tekanannya akan berkurang

Konstanta dielektrika yang kecil, hambatan listrik yang besar, tidak

menyebabkan korosi pada material isolator

Stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai

Sehingga tidak terjadi korosi yang akan mengakibatkan kerugian

Tidak beracun

Apabila terjadi kebocoran, diharapkan agar tidak membahayakan

kelangsungan hidup dari makhluk hidup disekitarnya

Tidak mudah terbakar 4


Universitas Andalas

Refrigeran akan bekerja pada tekanan yang tinggi, sehingga

dibutuhkan refrigeran yang memiliki flash point yang tinggi

Tidak merusak ozon

Apabila terjadi kebocoran diharapkan tidak mencemari lingkungan

Tidak berwarna

Apabila berwarna maka akan mengakibatkan kerugian. Karena

warna terrsebut akan mengakibatkan reaksi kimia dengan material

peralatan yang dipakai

Refrigeran merupakan sebuah persenyawaan yang digunakan pada siklus

panas yang mengalami perubahan fasa dari cair ke uap atau sebaliknya.

Penggunaan refrigeran biasanya pada refrigerator atau freezer dan

pengkondisian udara (AC). Dasar pemilihan refrigeran yaitu temperatur dari

kedua media yang mengalami perpindahan panas. Perpindahan panas yang layak

pada mproses refrigerasi yaitu jika selisih temperatur antara refrigeran dengan

media yang ingin didinginkan berkisar antara 5 C sampai 10 C.⁰ ⁰

Sifat termodinamika yang diinginkan adalah titik didihnya yang berada

dibawah temperatur targetnya, penas penyerapan yang tinggi, densitas yang

sedang dalam bentuk cair dan densitas yang cukup tinggi pada saat berbentuk

gas. Sifat korosif berhubungan dengan pengaruh yang diberikan kepada

komponen-komponen yang digunakan pada kompresor, pipa-pipa, evaporator

dan kondensor. Sifat korosif ini biasanya dapat merusak komponen tersebut.

Sementara itu, pertimbangan keamanan termasuk didalamnya adalah bahan

racun dan sifat mudah terbakar.

2.1.3 Klasifikasi refrigerant

Penomoran

Refrigeran yang umum dikenal oleh R untuk refrigeran dan nomor. Jumlah

tersebut berkaitan dengan rumus kimia refrigeran. Angka di paling kanan

menunjukkan jumlah fluor (F) atom, angka kedua dari kanan jumlah hidrogen (H)

atom ditambah satu, angka ketiga dari kanan menunjukkan jumlah karbon (C)

5


Universitas Andalas

atom minus satu dan menunjukkan angka terakhir jumlah karbon tak jenuh

dengan ikatan karbon dalam kompleks. Sebagai contoh, CHClF2 disebut R22 dan

CCl2FCClF2 disebut R113.

Sebuah a, b, atau c kadang-kadang ditambah pada nomor tersebut. Ini

mengacu pada isomer yang berbeda (bentuk struktural) dari refrigeran yang sama.

Klasifikasi berdasarkan keselamatan kelompok

a. Toksisitas

Refrigerant dibagi menjadi dua kelompok menurut toksisitas:

1. A Surat (terlampir ke nomor mudah terbakar) setelah refrigeran sarana

itu di kelas toksikologi terendah (tidak beracun pada konsentrasi yang

lebih rendah dari 400 bagian per juta (ppm)).

2. B berarti berada dalam kelas yang lebih tinggi toksikologi (beracun

pada tingkat kurang dari 400 ppm).

b. Mudah terbakar

1. Kelas 1 refrigeran yang nonflammable di 21 derajat Celcius dan di

bawah tekanan atmosfer normal.

2. Kelas 2 yang mudah terbakar pada tekanan lebih dari 0,10 kg/m3.

3. Kelas 3 sangat mudah terbakar, pada tekanan lebih rendah dari 0,10 kg

/ m3

1.1 Tabel Refrigerants

Number Chemical Name Chemical Formula

Methane Series

11 trichlorofluoromethane CCl 3F

12 dichlorodifluoromethane CCl 2F 2

6


Universitas Andalas

12B1 bromochlorodifluoromethane CBrClF 2

13 chlorotrifluoromethane CClF 3

13B1 bromotrifluoromethane CBrF 3

14 tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride) CF 4

21 dichlorofluoromethane CHCl 2F

22 chlorodifluoromethane CHClF 2

23 trifluoromethane CHF 3

30 dichloromethane (methylene chloride) CH 2Cl 2

31 chlorofluoromethane CH 2ClF

32 difluoromethane (methylene fluoride) CH 2F 2

40 chloromethane (methyl chloride) CH 3Cl

41 fluoromethane (methyl fluoride) CH 3F

50 methane CH 4


Ethane Series

113 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane CCl 2FCClF 2

114 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoromethane CClF 2CClF 2

115 chloropentafluoroethane CClF 2CF 3

116 hexafluoroethane CF 3CF 3

123 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane CHCl 2CF 3

7


Universitas Andalas

124 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoroethane CHClFCF 3

125 pentafluoroethane CHF 2CF 3

134a 1,1,1,2-tetrafluoroethane CH 2FCF 3

141b 1,1-dichloro-1-fluoroethane CH 3CCl 2F

142b 1-chloro-1,1-difluoroethane CH 3CClF 2

143a 1,1,1-trifluoroethane CH 3CF 3

152a 1,1-difluoroethane CH 3CHF 2

170 ethane CH 3CH 3


Ethers

E170 Dimethyl Ether CH3OCH3


Propane

218 octafluoropropane CF 3CF 2CF 3

227ea 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane CF 3CHFCF 3

236fa 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane CF 3CH 2CF 3

245fa 1,1,1,3,3-pentafluoropropane CHF 2CH 2CF 3

290 propane CH 3CH 2CH 3


8


Universitas Andalas

Cyclic Organic Compounds

C318 octafluorocyclobutane -(CF 2) 4-

Miscellaneous Organic Compounds


hydrocarbons

600 butane CH 3CH 2CH 2CH 3 A3

600a isobutane CH(CH 3) 2CH 3 A3

601 Pentane CH 3CH 2CH 2 CH 2CH 3

601a Isopentane CH(CH 3) 2 CH 2CH 3

oxygen compounds

610 ethyl ether CH 3CH 2 OCH 2CH 3

611 methyl formate HCOOCH 3

sulfur compounds

620 (Reserved for future assignment)


Nitrogen Compounds

630 methyl amine CH 3NH 2

631 ethyl amine CH 3CH 2(NH 2)


9


Universitas Andalas

Inorganic Compounds

702 hydrogen H 2

704 helium He

717 ammonia NH 3

718 water H 2O

720 neon Ne

728 nitrogen N 2

732 oxygen O 2

740 argon Ar

744 carbon dioxide CO 2

744A nitrous oxide N 2O

764 sulfur dioxide SO 2


Unsaturated Organic Compounds

1150 ethene (ethylene) CH 2=CH 2

1270 propene (propylene) CH 3CH=CH 2

1.2 Tabel Refrigerant Blends

Number

Refrigerant Composition (Mass % )

10


Universitas Andalas

Zeotropes

400 R-12/114 (must be specified) (50.0/50.0) (60.0/40.0)

401A R-22/152a/124 (53.0/13.0/34.0)

401B R-22/152a/124 (61.0/11.0/28.0

401C R-22/152a/124 (33.0/15.0/52.0)

402A R-125/290/22 (60.0/2.0/38.0)

402B R-125/290/22 (38.0/2.0/60.0)

403A R-290/22/218 (5.0/75.0/20.0)

403B R-290/22/218 (5.0/56.0/39.0)

404A R-125/143a/134a (44.0/52.0/4.0)

405A R-22/152a/142b/C318 (45.0/7.0/5.5/42.5)

406A R-22/600a/142b (55.0/4.0/41.0)

407A R-32/125/134a (20.0/40.0/40.0)

407B R-32/125/134a (10.0/70.0/20.0)

407C R-32/125/134a (23.0/25.0/52.0)

407D R-32/125/134a (15.0/15.0/70.0)

407E R-32/125/134a (25.0/15.0/60.0)

408A R-125/143a/22 (7.0/46.0/47.0)

409A R-22/124/142b (60.0/25.0/15.0)

11


Universitas Andalas

409B R-22/124/142b (65.0/25.0/10.0)

410A R-32/125 (50.0/50.0)

410B R-32/125 (45.0/55.0)

411A R-1270/22/152a) (1.5/87.5/11.0)

411B R-1270/22/152a (3.0/94.0/3.0)

412A R-22/218/143b (70.0/5.0/25.0 k

413A R-218/134a/600a (9.0/88.0/3.0)

414A R-22/124/600a/142b (51.0/28.5/4.0/16.5)

414B R-22/124/600a/142b (50.0/39.0/1.5/9.5)

415A R-22/152a (82.0/18.0)

415B R-22/152a (25.0/75.0)

416A R-134a/124/600 (59.0/39.5/1.5)

417A R-125/134a/600 (46.6/50.0/3.4)

418A R-290/22/152a (1.5/96.0/2.5)

419A R-125/134a/E170 (77.0/19.0/4.0)

420A R-134a/142b (88.0/12.0)

421A R-125/134a (58.0/42.0)

421B R-125/134a (85.0/15.0)

422A R-125/134a/600a (85.1/11.5/3.4)

422B R-125/134a/600a (55.0/42.0/3.0)

12


Universitas Andalas

422C R-125/134a/600a (82.0/15.0/3.0)

422D R-125/134a/600a (65.1/31.5/3.4)

423A 134a/227ea (52.5/47.5)

424A R-125/134a/600a/600/601a (50.5/47.0/0.9/1.0/0.6)

425A R-32/134a/227ea (18.5/69.5/12)

426A R-125/134a/600/601a (5.1/93.0/1.3/0.6)

427A R-32/125/143a/134a (15.0/25.0/10.0/50.0)

428A R-125/143a/290/600a (77.5/20.0/0.6/1.9)

429A R-E170/152a/600a (60.0/10.0/30.0)

430A R-152a/600a (76.0/24.0)

431A R-290/152a (71.0/29.0)

432A R-1270/E170 (80.0/20.0)

433A R-1270/290 (30.0/70.0)

433B R-1270/290 (5.0/95.0)

433C R-1270/290 (25.0/75.0)

434A R-125/143a/134a/600a

435A R-E170/152a (80.0/20.0)

436A R-290/600a (56.0/44.0)

436B R-290/600a (52.0/48.0)

13


Universitas Andalas

437A R-125/134a/600/601 (19.5/78.5/1.4/0.6)

438A R-32/125/134a/600/601a (8.5/45.0/44.2/1.7/0.6)

Number

Refrigerant Composition (Mass % )

Azeotropes

500 R-12/152a (73.8/26.2)

501 R-22/12 (75.0/25.0)

502 R-22/115 (48.8/51.2)

503 R-23/13 (40.1/59.9)

504 R-32/115 (48.2/51.8)

505 R-12/31 (78.0/22.0)

506 R-31/114 (55.1/44.9)

507A R-125/143a (50.0/50.0)

508A R-23/116 (39.0/61.0)

508B R-23/116 (46.0/54.0)

509A R-22/218 (44.0/56.0)

510A R-E170/600a (88.0/12.0)

2.1.4 Sistim refrigerasi

Sistem refrigerasi yaitu suatu sistem yang bertujuan untuk menghasilkan

proses refrigerasi. Jenis dari sistem refrigerasi tersebut yaitu :

14


Universitas Andalas

2.1.4.1 Refrigerator

Refrigerator dan pompa kalor adalah suatu alat yang mealakukan siklus

refrigerasi. Secara umum cara kerja dari kedua alat ini sama. Namun memiliki

perbedaan dalam tujuannya. Refrigerator bertujuan untuk menjaga temperatur

sistem yang didinginkan pada temperatur rendah dengan cara menyerap panas

sistem tersebut. Sedangkan pompa kalor bertujuan untuk menjaga temperatur

panas pada lingkungan dengan cara menyerap panas dari sistem yang

didinginkan.

Gambar 1. Skema refrigerator

Performa dari alat tersebut dapat diekspresikan menggunakan coefficient

of performance ( COP ) :

15


Universitas Andalas

Hubungan dari kedua persamaan diatas dapat diekspresikan sebagai :

COPHP = COPR + 1

Aplikasi dari refrigerasi adalah pada pengkondisi udara (AC) dan kulkas

Aplikasi dari pompa kalor adalah pada mesin pemanas ruangan

Gambar 2. Aplikasi refrigerator pada kulkas

Gambar 3. Aplikasi refrigerator pada AC

16


Universitas Andalas

Gambar 4. Aplikasi pompa kalor pada heater

2.1.4.2 Daur Refrigerasi Carnot

Daur Carnot adalah daur reversibel (dapat dibalik) yang didefenisikan

oleh dua proses isotermal dan dua proses isentropik. Proses isentropik reversibel

adalah adiabatik, maka perpindahan energi sebagai panas ke atau dari zat yang

mengalami suatu daur Carnot berlangsung hanya selama proses isotermal dari

daur.

Gambar 5. Diagram proses daur refrigerasi Carnot dan Diagram TS

Proses yang dapat membentuk daur tersebut adalah:

1-2. Kompresi adiabatik

2-3. Pelepasan kalor isotermal

17


Universitas Andalas

3-4. Ekspansi adiabatik

4-1. Pemasukan kalor isotermal

Suatu daur refrigerasi dinilai dengan menggunakan koefisien performansi

( coefficient of perfomance disingkat dengan COP):

COPR = netW

eQ

Wnet = Qc - Qe

COPr = eTcTeT

QeQceQ

= 1

cQeQ

=

1cTeT

Koefisien prestasi =

1T2T

1T

4S1S1T2T4S1S1T

2.1.4.3 Siklus Refrigerasi Gas

Siklus refrigerasi gas ( Gas refrigeration cycle ) ini merupakan siklus

Brayton reversible.

Gambar 6. Sistem daur refrigerasi gas dan diagram TS

18


Universitas Andalas

COP dari sistem ini dapat ditentukan sebagai berikut :

Sistem ini sering ditemukan pada sistem pendinginan pesawat terbang

seperti terlihat pada skema berikut :

Gambar 7. Open cycle pada sistem pendingin pesawat terbang

Pada siklus refrigerasi gas ini juga ada yang menggunakan regenerator

yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensinya, seperti terlihat pada skema

berikut :

Gambar 8. Siklus refrigerasi gas dengan regenerator dan diagram TS

19


Universitas Andalas

Gambar 9. Aplikasi siklus refrigerasi gas

2.1.4.4 Sistem Refrigerasi Absorbsi

Pada sistem refrigerasi ini biasanya digunakan untuk menurunkan suhu

suatu fluida cair. Contoh dari penggunaan sistem ini yaitu pada sistem

pembuatan es di pabrik es. Pada sistem ini dilakukan penggantian kompresor

yang biasa digunakan dalam suatu sistem refrigerasi dengan menggunakan

pompa sebagai komponen utamanya. Selain hal tersebut, juga digunakan suatu

fluida amonia ( NH3 ) sebagai fluida kerjanya. Seperti terlihat pada skema

berikut :

Gambar 10. Siklus refrigerasi absorbsi dengan amonia 20


Universitas Andalas

COP dari proses refrigerasi ini dapat ditentukan sebagai :

Aplikasi dari siklus refrigerasi absorbsi :

1. Pembuatan es pada pabrik es

2. Pendinginan ruangan atau gedung dalam skala besar

3. Freezer Besar

4. Walk in cold room

Gambar 11. Walk in cold room

Kelebihan refrigerasi absorbsi dibandingkan dengan MPKU :

1. Dana yang dibutuhkan lebih kecil

Karena pada refrigerasi absorbsi tidak memakai kompresor tetapi

memakai pompa dan menggunakan solar energi sebagai energi

tambahan

2. Ramah lingkungan

Karena pada refrigerasi absorbsi tidak menimbulkan efek rumah

kaca sedangkan MPKU menimbulkan efek rumah kaca.

21


Universitas Andalas

2.1.4.5 Siklus Kryogenik

Pada sistem refrigerasi ini,sistem menggunakan dua buah kompresor.

Sehingga untuk mencapai fluida bertekanan tinggi lebih mudah.

Gambar 12. Siklus Kryogenik dan Diagram T-s

2.1.4.6 Water chiller

Suatu sistem refrigerasi dengan fluida kerja air dengan cara mendinginkan

air dengan refrigeran melalui pertukaran panas. Biasanya digunakan pada AC

gedung bertingkat. Untuk lebih jelasnya, prinsip kerja ac central chiller water

system:

Panas ruangan diserap pada Cooling Coil dan kemudian diserap oleh

refrigeran sekunder (dalam hal ini adalah air) yang menyebabkan temperatur air

naik. Kemudian air hangat ini dibawa ke Thermal Strorage Tank. Di Thermal

Storage Tank,airhangatbercampur dengan air dingin, kemudian air campuran ini

kembali bersirkulasi keCooling Coil. Dari Thermal Storage Tank, air campuran

juga bersirkulasi ke Shell&Tube Evaporator untuk didinginkan, setelah itu, air

22


Universitas Andalas

yang dingin tersebut kembali bersirkulasi ke Thermal Storage Tank untuk

bercampur dengan Aircampuran

Pada Shell & Tube Evaporator, panas dari air campuran ini akan diserap

oleh refrigerant primer cair sehingga berubah fasa menjadi uap. Refrigerant uap

ini setelah dikompresi di compressor akan bersirkulasi ke Shell & Tube

Condenser dimana panas akan dibuang dan menyebabkan refrigerant uap mencair

pada tekanan tinggi. Selanjutnya, refrigerant cair bertekanan tinggi ini akan

bersirkulasi kembali menuju Shell & Tube Evaporator dengan terlebih dahulu

mengalami penurunan tekanan pada Throttling Valve. Panas yang dibuang pada

Shell & Tube Condenser akan diserap oleh air sebagai media penukar kalor, dan

kemudian bersirkulasi menuju Cooling Tower. Air hangat ini kemudian

didinginkan di Cooling Tower dan kemudian kembali bersirkulasi kembali ke

Shell & Tube Condenser.

Gambar 13. Sistem AC central Wather Chiller

2.1.5 Daur Kompresi Uap

2.1.5.1 Daur kompresi uap ideal

Daur kompresi uap merupakan daur yang paling banyak diterapkan untuk

mesin pendingin. Pada daur kompresi uap terjadi empat macam proses yaitu

23


Universitas Andalas

proses kompresi, kondensasi (pengembunan), ekspansi dan evaporasi

(penguapan).

Gambar 14. Skema daur kompresi uap dan diagram TS

Diagram T-s ideal Diagram P-h ideal

Gambar 15. Diagram PV dan TS siklus ideal

Proses – proses yang dapat membentuk daur kompresi uap standar adalah:

1-2 Proses isentropik ( dari uap jenuh menuju tekanan kondensor ).

24


Universitas Andalas

2-3 Pelepasan kalor reversibel pada tekanan konstan, menyebabkan

penurunan panas lanjut (desuperheating) dan pengembunan

refrigeran.

3-4. Ekspansi tidak reversibel pada entalpi konstan, dari cairan jenuh

menuju tekanan evaporator.

4-1. Penambahan kalor reversibel pada tekanan tetap, yang

menyebabkan penguapan menuju uap jenuh.

2.1.5.2 Daur kompresi uap nyata

Pada daur kompresi uap nyata proses kompresi berlangsung tidak

isentropik, hal ini disebabkan oleh adanya kerugian mekanis dan pengaruh

temperatur lingkungan selama proses kompresi. Gesekan dan belokan pipa,

meyebabkan penurunan tekanan di dalam alat penukar kalor (heat exchanger).

Akibatnya kompresi dari titik 1 menuju titik 2 memerlukan lebih banyak kerja

dibandingkan dengan daur ideal. Untuk menjamin seluruh refrigeran dalam

keadaan cair sewaktu memasuki alat ekspansi, diusahakan refrigeran

meninggalkan kondensor dalam keadaan sub dingin. Kondisi panas lanjut

refrigeran yang meninggalkan evaporator disarankan untuk mencegah kerusakan

kompresor akibat terisapnya cairan.

Diagram T-s aktual Diagram P-h aktual

Gambar 16. Diagram PV dan TS siklus aktual

25


Universitas Andalas

2.1.6 Komponen Siklus Kompresi Uap Ideal

Mesin pendingin kompresi uap terdiri dari empat komponen utama, yaitu

kompresor, kondensor, evaporator, alat ekspansi.

a. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang digunakan untuk menaikkan tekanan

suatu gas sehingga gas tersebut memiliki energy yang cukup untuk

menggerakkan sesuatu dengan memanfaatkan tekanannya

Gambar 17. Kompresor

b. Kondensor

Kondensor merupakan alat yang digunakan untuk melepaskan energy

thermal yang terdapat didalam fluida ke luar (lingkungan), sehingga terjadi

penurunan tekanan dan juga perubahan fasa refrigerant menjadi cair pada alat

ini

Gambar 18. Kondensor

26


Universitas Andalas

c. Evaporator

Merupakan alat yang digunakan untuk menaikkan temperatur dan juga

tekanan pada refrigerant sehingga nantinya akan dapat di naikkan tekanannya

dengan menggunakan kompresor. Pada alat ini terjadi perubahan fasa cair

menjadi uap.

Gambar 19. Evaporator

d. Alat Ekspansi

Katup expansi berfungsi untuk mengatur refrigeran yang masuk ke

evaporator. Katup expansi dilengkapi pegas katup, bola thermal, dan

diafragma. Katup ditekan oleh pegas agar selalu menutup sedangkan bola

thermal selalu berusaha mendorong katup untuk membuka. Diafragma terletak

di atas katup expansi dan berhubungan dengan pena penggerak katup. Jika

pena katup turun, maka katup akan membuka dan sebaliknya apabila

kompresor hidup, maka aliran refrigeran cair yang bertekanan tinggi masuk

dan katup jarum akan membuka lebar.

Ketika kevakuman pada saluran masuk, besar tekanan dalam bola

thermal sangat tinggi , kemudian tekanan ini diteruskan oleh diafragma lewat

pipa kapiler. Tekanan bola thermal dalam diafragma melawan tekanan pegas

katup dan tekanan pipa equalizer sampai diafragma melengkung. Lengkungan

diafragma tersebut diteruskan ke katup dengan perantaraan pena penggerak.

Katup membuka dan refrigeran dalam evaporator naik karena dipanasi oleh

udara hangat yang melewati evaporator, akibatnya refrigeran mendidih dan 27


Universitas Andalas

menjadi gas. Gas refrigeran tersebut mengalir menuju saluran pemasukan

pemasukan ke kompresor. Walau sedang mendidih suhunya tetap dingin dan

membantu mendinginkan bola thermal sehingga akan mengurangi tekanan pada

diafragma.

Gambar 20. Katup ekspansi

Ketika refrigeran melewati evaporator, tekanan saluran hisap naikdan

tekanan ini mendorong diafragma. Jika tekanan dalam bola thermal turun sama

dengan kenaikan tekanan dalam saluran hisap, pegas akan menutup katup.

Apabila katup tertutup, refrigeran tidak mengalir ke evaporator, tekanan saluran

masuk turun dan suhu naik.Turunnya tekanan mengurangi kenaikan equlizer

pada diafragma. Bersamaan dengan tekanan bola thermal naik karena suhu

saluran masuk naik.Hal ini membuat diafragma melengkung ke bawah dan

membuka katup sehingga refrigeran lebih banyak masuk ke evaporator.

Bekerjanya katup expansi diatur sedemikian rupa agar membuka dan

menutupnya katup tersebut sesuai dengan temperatur evaporator atau tekanan di

dalam sistem.

Ada 2 tipe katup expansi yang sering d pergunakan:

1.Katup Expansi bentuk Siku/Kapiler

2.Katup Expansi bentuk Blok / Kotak

28

http://autobliz.files.wordpress.com/2008/05/24938sctevs0200_00000014686.jpg


Universitas Andalas

Gambar 21. Katup ekspansi siku dan blok

2.1.7 Dasar – Dasar Psikometri

Psikrometri merupakan kajian tentang sifat-sifat campuran udara dan uap

air yang mempunyai peranan penting di dalam bidang teknik pengkondisian

udara. Diagram psikometrik merupakan sebuah grafik yang menunjukkan suatu

hubungan antara temperatur, kelembaban, entalpi dan kandungan uap air.

Gambar 22. Diagram Psikometrik

Variabel yang mempengaruhi pada diagram psikomterik :

2.1.7.1 Kelembaban relatif

Kelembaban relatif (relative humidity) didefenisikan sebagai

perbandingan fraksi molekul uap air di dalam udara basah terhadap fraksi molekul

uap air jenuh pada temperatur dan tekanan yang sama sehingga :

29

http://autobliz.files.wordpress.com/2008/05/expansion_valve_002.jpg

http://autobliz.files.wordpress.com/2008/05/expansion_valve.jpg


Universitas Andalas

2.1.7.2 Rasio kelembaban.

Rasio kelembaban (humidity ratio) adalah berat atau massa air yang

terkandung dalam setiap kilogram udara kering.

W =

W =

Dimana:

Ps = tekanan parsial uap air dalam keadaan jenuh

Pt = tekanan atmosferik = Pa + Ps, Pa

2.1.7.3 Entalpi.

Entalpi adalah energi kalor yang dimiliki oleh suatu zat pada temperatur

tertentu. Entalpi (h) campuran udara kering dan uap air adalah jumlah dari

entalpi udara kering dan entalpi uap air.

2.1.7.4 Volume spesifik.

Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter-

kubik per kilogram udara kering. Untuk menghitung volume spesifik (v)

campuran udara-uap, digunakan persamaan gas ideal.

Dari persamaan gas ideal, volume spesifik v adalah:

30


Universitas Andalas

v = m3/kg udara kering

2.1.7.5 Temperatur bola basah dan bola kering.

Temperatur bola basah (Twb) adalah temperatur yang terbaca pada

termometer dengan sensor yang dibalut kain basah untuk menghilangkan

pengaruh radiasi panas. Temperatur bola kering (Tdb) adalah temperatur yang

terbaca pada termometer dalam kondisi udara terbuka.

2.1.7.6 Prestasi daur kompresi uap

Apabila operasi dimaksudkan untuk tujuan pendinginan, maka indeks

prestasi sistim sebanding dengan panas yang diserap evaporator dibanding

dengan kerja kompresor sebenarnya.

COPR =

Apabila operasi dimaksudkan untuk tujuan pemanasan, maka indeks

prestasi sistim merupakan perbandingan antara panas yang dilepaskan

kondensor dengan kerja kompresor sebenarnya.

COPHP = aW

3,2Q

aW

Qc

2.1.7.7 Garis jenuh (saturation line).

Garis jenuh adalah garis yang menunjukkan batas uap air yang mulai

mengembun jika uap ini didinginkan dengan tekanan tetap

31


Universitas Andalas

2.1.7.8 Panas sensible dan panas laten

Panas laten adalah panas yang diperlukan untuk merubah phasa (wujud) benda,

Panas sensible adalah panas yang menyebabkan terjadinya kenaikan/penurunan temperatur, tetapi phasa (wujud) tidak berubah

2.1.8 Aplikasi MPKU

Tabel 1.3 Aplikasi MPKU

32


Universitas Andalas

2.2. Teori Dasar Alat Ukur

Alat Ukur Tekanan

Untuk mengukur tekanan refrigeran digunakan pengukur tekanan tabung

bourdon yang banyak digunakan dalam pengukuran tekanan statik.

Gambar 23. Pressure gauge tabung bourdon

Alat Ukur Temperatur

Alat ukur yang digunakan untuk pengukuran temperatur adalah

termometer jenis tabung.

33


Universitas Andalas

Gambar 24. Thermometer tabung

Pengukuran Daya

Alat pengukur daya digunakan untuk pengukuran daya fan dan daya

kompresor. Alat ukur yang dipakai adalah Ampermeter untuk menghitung jumlah

arus yang masuk dari sumber dan Voltmeter untuk menghitung besar tegangan

yang diterima oleh kompresor dan fan.

Daya adalah perkalian kuat arus I (A), dengan tegangan listrik V (Volt)

dikali dengan phi (ϕ ) yang nilainya dari 0 sampai dengan 1.

P =V⋅I⋅ϕ (Watt )

Susunan alat ukur tegangan (voltmeter) dan kuat arus (ampermeter) dapat

dilihat pada gambar berikut

Gambar 25.Skema pengukuran daya kompresor

34


Universitas Andalas

BAB III

METODOLOGI

3.1. Peralatan Percobaan

3.2. Alat Ukur

Alat ukur yag digunakan:

35


Universitas Andalas

1. Tabung Bourdon

2. Termometer

3. Amperemeter

4. Voltmeter

3.3. Asumsi-asumsi

Asumsi-asumsi yang dipakai pada percobaan kali ini adalah:

1. temperatur ruangan konstan

2. tekanan ruangan saat pengujian konstan

3.4. Prosedur Percobaan

1. Cek air yang ada pada wadah termometer bola basah disaluran udara

evaporator dan kondensor.

2. Hubungkan kabel input ke sumber listrik.

3. Hubungkan kabel input kompresor ke sumber listrik

4. Cek kerja kompresor dengan mengamati perubahan tekanan yang

terjadi pada pressure gauge, bila terjadi perubahan lanjutkan ke

prosedur berikutnya.

5. Biarkan mesin tetap bekerja sampai kondisi stabil dengan

memperhatikan jarum ukur pressure gauge menunjukkan angka

tertentu.

6. Amati dan catat perubahan tekanan yang terjadi pada tingkat keadaan 1

sampai dengan tingkat keadaan 4 dan juga catat perubahan temperatur

refrigeran pada masing-masing tingkat keadaan tersebut.

7. Amati dan catat perubahan temperatur bola basah dan temperatur bola

kering pada saluran udara evaporator dan saluran udara kondensor.

8. Lakukan prosedur diatas beberapa kali dengan sistematis

36


Universitas Andalas

BAB IV

DATA

4.1 DATA PERCOBAAN

No

State 1 State 2 State 3 State 4Saluran udara

kondensor Saluran Udara Evaporator

P1 T1 P2 T2 P3 T3 P4 T4

Masuk Keluar Masuk Keluar

TdbTwb Tdb Twb Tdb Twb Tdb Tdb

1 20 20 185 36 210 40 34 -12 27 25 36 29 26 26 2425 24

2 24 17 210 41 245 42 36 -10 27 26 37 34 26 25 24 23

3 31 17 225 43 245 45 41 -8 27 26 40 37 25 25 23 23

4 32 17 235 46 245 46 43 -7 27 26 41 39 25 25 23 22

5 33 17 240 47 250 47 39 -7 27 26 42 39 25 24 23 22

37


Universitas Andalas

Padang, 2011

Asisten

( Daniel Azhari )

4.2 CONTOH PERHITUNGAN

Dilakukan 5 kali percobaan dengan waktu yang berbeda. Contoh perhitungan

diambil data ke dua.

Data dari percobaan:

1. Kondisi Ideal

Tingkat keadaan 1 P1 = 24 Psi = 165,474 kPa

Dari tabel temperatur

P T H S

163,9 -20 392,7 1,802

165,47 T1 H1 S1

170,9 -29 393,1 1,800

Interpolasi

163 ,9−165 ,47163 ,9−170 ,9

= −20−T 1−20−(−29 )

T 1=−29 ,77oC

163 , 9−165 ,47163 , 9−170 ,9

=392, 7−h1392, 7−393 ,1

h 1=392, 79 kJ / Kg

38


Universitas Andalas

163 ,9−165 ,47163 ,9−170 ,9

= 1,802−S11 ,802−1 ,800

S1=1 ,801kj/kg.K

Tingkat keadaan II

P2 = 1447,89 kPa T2 = 41oC S2 = S1 = 1,801 kJ/KgK

Dari tabel tekanan

1400 kPa 1447,89 kPa 1500 kPa

T H S H S H S T

70 445,3 1,795 ... ... 448,

3

1,797 75

... ... ... H2 1,801 ... 1,801 ...

75 449,5 1,807 ... ... 452,

5

1,760 80

Interpolasi h @1447,89 kpa batas atas

P H

1400 441,5

1447,89 h

1500 446,1

1400−1447 ,891400−1500

=441 ,5−h441 ,5−446 , 1

h=446 , 74 kJ / Kg

39


Universitas Andalas

Interpolasi h @ 1447,89 kPa batas bawah

P H

1400 449,5

1447,89 H

1500 452,5

1400−1447 ,891400−1500

=449 ,5−h449 ,5−452 , 5

h=450 , 94 kJ / Kg

Interpolasi s @ 1447,89 kPa batas atas

P s

1400 1,795

1447,89 S

1500 1,797

1400−1447 ,891400−1500

= 1 , 795−s1 ,795−1 ,797

s=1 , 796kJ / Kg . K

Interpolasi s @ 1447,89 kPa batas bawah

P s

1400 1,807

1447,89 S

1500 1,809

1400−1447 ,891400−1500

= 1 , 807−s1 ,807−1 , 809

s=1 ,808 kJ / Kg .K

40


Universitas Andalas

Maka pada tabel menjadi

P2 = 1447,89 kPa

h s

446,74 1,796

H2 1,801

450,94 1,808

446 ,74−h446 ,74−450 ,94

=1 ,796−1,8011 ,796−1 ,808

h2 s=448 ,49 kJ / Kg

Interpolasi T @ 1400 kPa batas atas

T s

70 1,795

1,801

75 1,807

70−T70−75

=1 , 795−1 , 8011 ,795−1 , 807

T=72 ,5C

Interpolasi T @ 1500 kPa batas bawah

T s

75 1,797

T 1,801

80 1,809

75−T75−80

=1 ,791−1 , 8011 ,797−1 , 809

T=76 ,67 C

41


Universitas Andalas

Maka T pada 1447,89 kPa

P T

1400 72,5

1447,89 T2

1500 76,67

1400−1447 ,891400−1500

=72 ,5−T 272 ,5−76 ,67

T 2=74 ,49 C

Tingkat keadaan III

P3 = P2 = 1447,89 kPa (Cair jenuh)

S3 = Sf dan h3 = hf

P T Sf Hf

1424 37 1,154 245,7

1447,89 T3 S3 H3

1460 38 1,158 247

1424−1447 ,891424−1460

=37−T37−38

T 3=37 , 66 C

1424−1447 ,891424−1460

= 1,154−s31 ,154−1, 158

s3=1 ,156 kj /kg . K

1424−1447 ,891424−1460

=245 ,7−h3245 ,7−247

h3=246 ,56 kj /kg

Interpolasi Tingkat keadaan IV

42


Universitas Andalas

P4 = P1 = 165,474 kPa

h4 = h3 = 246,56 kj/kg (isenthalpi)

T4 = T1 = -29,77 oC

P hf hg sf sg

163,9 165,9 392,6 0,869 1,82

165,474

hf 392,79 sf 1,8

170,9 167 392,9 0,873 1,78

163 ,9−165 ,474163 ,9−170 ,9

= 0 ,869−sf0 ,869−0 ,873

sf =0 ,87 kJ / Kg . K

163 , 9−165 ,474163 , 9−170 ,9

=165 , 9−hf165 , 9−167

hf =166 , 15 kJ / Kg . K

Sfg = sg – sf = 1,8 – 0,87 = 0,93

Hfg = hg – hf = 392,79 – 166,15 = 226,64

Maka x = (h3 - hf)/hfg = (246-56 – 166,15)/226,64 = 0,355

S4 = sf + x.sfg

= 0,87 + 0,355 . 0,93 = 1,2 kj/kg.K

Hasil perhitungan data no 2 (ideal):

P1 = 165,474 kPa T1 = -29,77 oC

H1 = 392,79 kj/kg

S1 = 1,801 kj/kg.K

P2 = 1447,89 kPa T2 = 74,49 oC

H2s = 448,49 kj/kg 43


Universitas Andalas

S2 = 1,801 kj/kg.K

P3 = 1447,89 kPa T3 = 37,66 oC

H3 = 246,56 kj/kg

S3 = 1,156 kj/kg.K

P4 = 165,474 kPa T1 = -29,77 oC

H4 = 246,56 kj/kg

S4 = 1,2 kj/kg.K

Kemudian dapat dihitung :

a. Penghitungan daya aktual

Wa = 0,75 x V x I

= 0,75 x 220 x 3

= 495 Watt

b. Penghitungan daya isentropic

Ws = ηs x Wa

= 0,8 x 495 Watt

= 396 Watt

= 0,396 kj/s

c. Penghitungan laju aliran massa refrigerant ( mref )

mref=[wsh 2 s−h1 ]

=[0 , 396 kJ /s(448 ,49−392 , 79)kJ /kg ]=0 ,0071 kg /s

d. Penghitungan pelepasan kalor oleh kondensor (Qk)

44


Universitas Andalas

Q̇ k=mref x( h2 s−h3)=0 ,0071kg /sx ( 448 ,49−246 ,56 )kJ / Kg=1 ,03 kj / s

e. Perhitungan Penyerapan kalor oleh evaporator (Qe)

Q̇ e=mref x (h1−h 4 )=0 ,0071 kJ / sx (392,79−246 ,56 )kJ / Kg=1 ,03 Kw

f. Perhitungan COPR dan COPHP

CO Pr=QeWs

=1 , 03 kj / s0 , 396 kj /s

=2 ,611

COPhp=QkWs

=1 ,434 kj /s0 ,396 kj /s

=3 , 611

2. Kondisi Aktual

Tingkat keadaan I

P1 = 24 Psi = 165,474 kPa

T1 = 17 oC Tsat@165,474 kPa = -29,77 oC Tsat < T1 = Superheated

P 160 165,474 170

T H S H S H S

15 421,8 1,914 ... ... 421,7 1,907

17 423,6 1,9184 H1 S1 423,02 1,9118

20 425,1 1,925 ... ... 425 1,919

Maka : 45


Universitas Andalas

P H S

160 423,6 1,918

165,474 h1 s1

170 423,02 1,819

Interpolasi

160−165 , 474160−170

=423 ,6−h1423 ,6−423 ,02

h1=423 ,28 kJ /Kg

160−165 , 474160−170

= 1 , 918−s11 , 918−1 ,919

s 1=1 , 92 kJ /Kg . K

Tingkat keadaan II

P2 = 210 Psi = 1447,89 kPa

T2 = 41oC Tsat@1447,89 kPa = 37,66 oC Tsat < T2 = Superheated

P 1400 1447,89 1500

T H S H S H S

40 419,1 1,714

... ... 417 1,702

41 420,02 1,717

H2 S2 417,96 1,705

45 423,7 1,729

... ... 421,8 1,718

Maka :

P H S

1400 420,02 1,717

1447,89 H2 S2

46


Universitas Andalas

1500 417,96 1,7052

1400−1447 ,891400−1500

=420 , 02−h420 , 02−417 ,96

h 2a=419 ,03 kJ/Kg

1400−1447 ,891400−1500

= 1 ,717−s1 ,717−1 .7052

s2=1,711 kJ / KgK

Tingkat keadaan III

P3 = 245 Psi = 1689,215 kPa

T3 = 42oC Tsat@1689,215 kPa = 44,01 oC Tsat > T3 = cair jenuh

S4 = Sf dan h3 = hf

P Hf Sf

1689 255 1,183

1689,215 H3 S3

1729 256,4 1,187

1689−1689 ,2151689−1500

=255−h3255−256 ,4

h3=255 ,01 kJ/Kg

1689−1689 ,2151689−1729

= 1 ,183−s31, 183−1, 187

s3=1 ,183 kJ /KgK

Tingkat Keadaan IV

P4 = 36 Psi = 248,211 kPa

T4 = - 10 o C Tsat@248,211 kPa = 19,697 oC Tsat > T4

S4 = Sf h4 = hf

47


Universitas Andalas

P Hf Sf

245,3 177 0,914

248,211 H4 S4

254,9 178,36 0,918

254 ,3−248 ,211245 ,3−254 ,9

=177−h 4177−178 ,36

h4=177 ,36 kJ/Kg

254 ,3−248 ,211245 , 3−254 ,9

= 0 ,914−s 40 , 914−0 ,918

s 4=177 , 36 kJ/Kg

Hasil perhitungan data no 2 (aktual) :

P1 = 165,474 kPa H1 = 423,28 kj/kg

T1 = 17 oC S1 = 1,92 kj/kg.K

P2 = 1447,89 kPa H2a = 419,03 kj/kg

T1 = 41 oC S2 = 1,711 kj/kg.K

P3 = 1689,215 kPa H3 = 255 kj/kg

T1 = 42 oC S3 = 1,183 kj/kg.K

P4 = 248,211 kPa H4 = 177,36 kj/kg

T1 = -10 oC S4 = 0,915 kj/kg.K

Kemudian dapat dihitung :

a. Penghitungan daya aktual

Wa = 0,75 x V x I

= 0,75 x 220 x 3

48


Universitas Andalas

= 495 Watt

b. Penghitungan daya isentropic

Ws = ηs x Wa

= 0,8 x 495 Watt

= 396 Watt

= 0,396 kj/s

c. Penghitungan laju aliran massa refrigerant ( mref )

mref=[wsh 2 s−h 1 ]

=[0 , 396kJ /s(419 ,03−423 ,28 )kJ / s ]=−0 ,093kg /s

d. Penghitungan pelepasan kalor oleh kondensor (Qe)

Q̇ e=mref x (h1−h 4 )=−0 ,093 kg/ sx (423 ,28−177 ,36 )kJ /Kg=−22,914 kj /s

e. Perhitungan Penyerapan kalor oleh evaporator (Qk)

Q̇ k=mref x( h2a−h 3 )=−0 ,0936 kg/ sx (419 ,03−255 ,01)kJ /Kg=−15 ,253 kj /s

f. Perhitungan COPR dan COPHP

CO Pr=QeWs

=−22 ,914 kj /s0 , 396 kj /s

=57 , 86

COPhp=QkWs

=−15 ,253 kj / s0 ,396 kj /s

=−38 ,517

49


Universitas Andalas

3. Pengujian Pengkondisian Udara kondensor

a. Masuk b. Keluar

Tdb = 27 oC Tdb = 37 oC


Dari diagram psikometri

hin = 81 kJ/Kg hout = 123 kJ/Kg

win = 0,021 wout= 0,0334

Oin = 91 % Oin = 81 %

ʋ = 0,878 m3/kg udara kering ʋ = 0,922 m3/kg udara kering

Vudara = 2,032 m/s

Ak = 0,1139 m2

a) mudara = ρudara x Ak Udara x Vudara

= 0,272 Kg/s

b) Qudara = mudara x (hout-hin)

= 11,92 kj/s

4. Pengujian pengkondisian Udara evaporator

a. Masuk b. Keluar



Dari diagram psikometri

hin = 77 kJ/Kg hout = 69 kJ/Kg

win = 0,0198 wout= 0,0175

50


Universitas Andalas

Oin = 91 % Oout = 94 %

ʋ = 0,872 m3/kg udara kering ʋ = 0,866 m3/kg udara kering

Vudara = 2,032 m/s

Ak = 2,21 m2

a) mudara = ρudara x Ak x VUdara

= 5,28 Kg/s

b) Qudara = mudara x (hout-hin)

= -42,24 kj/s

51


Universitas Andalas

4.3 Tabel hasil perhitungan

52


Universitas Andalas

Saluran udara kondensor

No. Masuk Keluar m ud sisi masuk sisi keluar

Qk Tdb(oC) Twb(oC) Tdb(oC) Twb(oC) kg/s h in W in Φ in h out W out Φout

1 27 25 36 29 0.272 76 0.02 85 95 0.023 60 5.168

2 27 26 37 34 0.272 81 0.021 91 123 0.033 81 11.424

3 27 26 40 35 0.272 81 0.021 90 129 0.034 71 13.056

4 27 26 41 35 0.272 80 0.021 92 157 0.045 88 20.944

5 27 26 42 35 0.272 80 0.021 92 157 0.045 82 20.944

Saluran udara evaporator

Masuk Keluar m ud sisi masuk sisi keluar

QeNo. Tdb(oC) Twb(oC) Tdb(oC) Twb(oC) kg/s h in W in Φ in h out W out Φout

1 26 26 25 24 5.28 80 0.021 100 75 0.019 90 -26.40

2 26 25 24 23 5.28 77 0.019 91 69 0.017 94 -42.24

3 25 25 23 23 5.28 77 0.02 100 69 0.018 100 -42.24

4 25 25 23 22 5.28 76 0.02 100 64 0.016 90 -63.36

5 25 24 23 22 5.28 72.5 0.019 90 64 0.016 90 -44.88

53


Universitas Andalas

4.4 Grafik

1 2 3 4 50

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5

COPr,COPhp Vs Jumlah pengujian(IDEAL)

COPrCOPhp

Jumlah pengujian

Nila

i CO

P

1 2 3 4 5

-160-140-120-100

-80-60-40-20

0

COPr,COPhp Vs Jumlah Pengujian(AKTUAL)

COPrCOPhp

Jumlah Pengujian

Nila

i CO

P

54


Universitas Andalas

4.5 Analisa

Pada pengujian mesin pendingin kompresi uap ini dilaukan sebanyak lima

kali, agar didapatkan hasil yang lebih akurat. Karean semakin banyak percobaan

yang dilaukan, maka semakin akurat data percobaan yang dilakukan.

Setelah dilakukan percobaan mengenai mesin pendingin kompresi uap ini,

maka dilakukanlah perhitungan. Dari hasil perhitungan tersebut didapatkan berupa

grafik P-v dan T-s yaitu dalam kondisi ideal dan actual. Pada grafik tersebut yang

diambil dari data pengujian no dua. Dapat dilihat pada diagram T-s, saat tingkat

keadaan satu fasa refrigerant berada pada fasa uap jenuh yaitu keluaran dari

evaporator. Kemudian pada tingkat keadaan dua yaitu keluaran dari kompresor

diaman temperaturnya naik. Pada keadaan satu dan dua ini dalam keadaan

isentropic. Pada tingkat keadaan tiga yaitu keluaran dari kondensor,

temperaturnya menjadi menurun sampai menuju katup ekspansi. Pada tingkat

kedaan dua tadi kondisi fasa dari refrigerant adalah fasa uap. Sedangkan pada

keadaan tiga dan empat, fasa refrigerant yaitu fasa cair jenuh. Begitu pula dengan

diagram P-hnya, dapat dilihat bahwa fasa dari refrigerant pada tingkat keadaan

satu yaitu uap, pada tingkat keadaan dua juga uap. Sedang kan yang ketiga dan

keempat berada dalam keadaan cair jenuh.

Pada kondisi aktual terdapat data – data yang cukup berbeda dengan

kondisi ideal. Yaitu pada temperature tingkat keadaan empat pada diagram T-s,

temperaturnya bernilai minus. Namun dilihat dari tingkat keadaannya sama

dengan kondisi ideal. Yaitu pada tingkat keadaan satu berada pada kondisi fasa

uap, tingkat keadaan dua pada fasa uap juga, tingkat keadaan tiga cair jenuh dan

keempat juga dalam keadaan cair jenuh.

Pada garfik COPr,COPhp Vs jumlah pengujian yang ideal, dapat dilihat

bahwa nilai COP pada pengujian satu sampai lima hampir sama umumnya tau

saling mendekati nilainya. Pada kondisi actual terdapat nilai COP nya beragam.

Ini bias disebabkan oleh data dari percobaan yang kurang akurat, sehingga pada

saat melakukan perhitungan didapatkan hasil yang kurang akurat.

55


Universitas Andalas

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan percobaan dan perhitungan, maka dapat disimpulkan :

- Prinsip dari sistem pendingin adalah menjaga temperature ruangan yang

akan didinginkan berada dibawah temperature lingkungannya.

- Prinsip dari mesin pendingin kompresi uap ini adalah memindahkan panas

dari temperature yang lebih rendah ketemperatur yang lebih tinggi.

5.2 Saran

Untuk pelaksanaan praktikun selanjutnya diharapkan kondisi alat

percobaan telah sempurna dan refrigerant sebaiknya ditukar. Sehingga nilai hasil

pecobaan yang sebenarnya dapat dicapai.

56

Bab 1-5 (Repaired)

Documents

Transcript of Bab 1-5 (Repaired)