cop dan efisiensi showcase dengan panjang pipa kapiler 200 ...

81
COP DAN EFISIENSI SHOWCASE DENGAN PANJANG PIPA KAPILER 200 CM DAN DAYA KOMPRESOR 0,5 HP SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Diajukan oleh PASKAH ARDIYANTO NIM : 105214072 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transcript of cop dan efisiensi showcase dengan panjang pipa kapiler 200 ...

COP DAN EFISIENSI SHOWCASE DENGAN PANJANG PIPA

KAPILER 200 CM DAN DAYA KOMPRESOR 0,5 HP

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Program Studi Teknik Mesin

Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh

PASKAH ARDIYANTO

NIM : 105214072

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

COP AND SHOWCASE EFFICIENCY WITH 200 CM

CAPILLARY LENGTH AND 0,5 HP COMPRESSOR POWER

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By :

PASKAH ARDIYANTO

Student Number : 105214072

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK

Saat ini showcase sangat berperan dalam kehidupan masyarakat. Showcase

dipergunakan untuk mendinginkan minuman seperti soft drink, minuman kaleng,

dan minuman berenergi tanpa membekukan cairan didalam kemasannya. Tujuan

penelitian ini adalah : (a) membuat showcase dengan siklus kompresi uap (b)

mengetahui kalor yang dihisap evaporator persatuan massa refrigeran (c)

mengetahui kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran (d)

mengetahui kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (e)

mengetahui koefisien prestasi aktual (f) mengetahui koefisien prestasi ideal (g)

mengetahui efisiensi showcase.

Showcase yang dibuat dalam penelitian merupakan showcase dengan

siklus kompresi uap standar dan dengan panjang pipa kapiler 200 cm. Kompresor

yang digunakan merupakan kompresor hermatik dengan daya 0,5 HP. Data yang

diperoleh dari penelitian adalah suhu dan tekanan. Nilai-nilai entalpi diambil dari

P-h diagram berdasarkan dari data suhu dan tekanan. Untuk perhitungan kalor

yang diserap evaporator, kalor yang dilepas kondensor, kerja yang dilakukan

kompresor, COPaktual, COPideal, dan efisiensi showcase didasarkan dari nilai-nilai

entalpi yang telah diperoleh.

Hasil penelitian memberikan beberapa kesimpulan (a) Showcase sudah

berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik serta dapat berkerja secara konstan

(b) kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran rata-rata Qin = 188,9

kJ/kg (c) kalor yang dilepas kondensor persatuan massa rata-rata Qout = 241,2

kJ/kg (d) kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigerant rata-rata

Win = 52,3 kJ/kg (e) koefisien prestasi aktual rata-rata COPaktual = 3,6 (f) koefisien

prestasi ideal showcase rata-rata COPideal = 4,4 (g) efisiensi showcase rata-rata η =

82%

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI

Hal

HALAMAN JUDUL ............ i

TITLE PAGE ............ ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............ iii

HALAMAN PENGESAHAN ............ iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............ v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

............ vi

ABSTRAK ............ vii

KATA PENGANTAR ............ viii

DAFTAR ISI ............ ix

DAFTAR TABEL ............ x

DAFTAR GAMBAR ............ xi

BAB I PENDAHULUAN ............ 1

1.1 Latar Belakang ............ 1

1.2 Tujuan ............ 2

1.3 Batasan Masalah ............ 3

1.4 Manfaat ............ 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ............ 4

2.1 Mesin Pendingin ............ 4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2.2 Showcase ............ 6

2.2.1 Bagian Utama Showcase ............ 7

2.2.2 Sistem Kompresi Uap Pada Mesin

Pendingin

2.2.3 Siklus Kompresi Uap

............ 14

............

15

2.2.4 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin ............ 18

2.3 Tinjauan Pustaka ............ 21

BAB III 3.1 Persiapan Alat ............ 23

3.1.1 Komponen Utama Pembuatan Showcase ............ 23

3.1.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Showcase ............ 27

3.2 Pembuatan Showcase ............ 31

3.2.1 Proses Pembuatan Showcase ............ 32

3.2.2 Proses Pemetilan dan Pemvakuman ............ 33

3.2.3 Proses Pengisian Refrigeran ............ 35

BAB IV METODE PENELITIAN ............ 36

4.1 Obyek yang Diteliti ............ 35

4.2 Skematik Alat Penelitian ............ 37

4.3 Alat Bantu Penelitian ............ 38

4.4 Alur Penelitian ............ 39

4.5 Cara mendapatkan data ............ 40

4.6 Cara mengolah data dan pembahasan ............ 41

4.7 Cara mendapatkan kesimpulan ............ 42

BAB V HASIL PENELIIAN DAN PEMBAHASAN ............ 43

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

5.1 Hasil Penelitian ............ 43

5.2 Perhitungan ............ 45

5.3 Pembahasan ............ 54

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............ 57

6.1 Kesimpulan ............ 57

6.2 Saran ............ 58

DAFTAR PUSTAKA ............ 59

LAMPIRAN ............ 60

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 4.1 Tabel pengisian data .......... 39

Tabel 5.1 Nilai tekanan, suhu refrigeran masuk kompresor

dan keluar kondensor

.......... 42

Tabel 5.2 Nilai Entalpi, Suhu Refrigeran Kondensor dan

Evaporator

.......... 43

Tabel 5.3 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran

yang diserap evaporator

.......... 44

Tabel 5.4 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran

yang dilepas kondensor

.......... 46

Tabel 5.5 Hasil perhitungan kerja kompresor persatuan

massa refrigerant

.......... 47

Tabel 5.6 Hasil perhitungan koefisien prestasi aktual

(COPaktual)

.......... 49

Tabel 5.7 Koefisien prestasi ideal (COPideal) .......... 50

Tabel 5.8 Perhitungan efisiensi showcase

.......... 52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Showcase .......... 6

Gambar 2.2 Kompresor Hermatik .......... 8

Gambar 2.3 Kondensor U, dengan 10 U .......... 10

Gambar 2.4 Evaporator .......... 11

Gambar 2.5 Pipa Kapiler .......... 12

Gambar 2.6 Filter .......... 12

Gambar 2.7 Refrigeran jenis R-134 a .......... 14

Gambar 2.8 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap .......... 15

Gambar 2.9 Diagram P-h .......... 16

Gambar 2.10 Diagram T-s .......... 16

Gambar 3.1 Kompresor jenis Hermatik .......... 23

Gambar 3.2 Kondensor U .......... 24

Gambar 3.3 Pipa kapiler .......... 25

Gambar 3.4 Evaporator .......... 25

Gambar 3.5 Filter .......... 26

Gambar 3.6 Refrigeran .......... 26

Gambar 3.7 Tube cutter .......... 27

Gambar 3.8 Pelebar pipa .......... 27

Gambar 3.9 Manifold gauge .......... 28

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.10 Alat Las Tembaga .......... 28

Gambar 3.11 Bahan Las .......... 29

Gambar 3.12 Metil .......... 29

Gambar 3.13 Pentil .......... 30

Gambar 3.14 Thermostat .......... 30

Gambar 3.15 Pompa vakum .......... 31

Gambar 3.16 Kerangka Showcase .......... 31

Gambar 3.17 Pemasangan kompresor pada kerangka

showcase

.......... 32

Gambar 3.18 Pemasangan kondensor .......... 32

Gambar 3.19 Pemasangan Evaporator .......... 32

Gambar 3.20 Pengelasan antara kompresor dengan kondensor .......... 32

Gambar 4.1 Showcase .......... 36

Gambar 4.2 Skematik showcase .......... 37

Gambar 4.3 Termokopel dan penampil suhu digital .......... 38

Gambar 4.4 Stopwatch .......... 38

Gambar 4.5 Diagram alur pembuatan dan penelitian mesin

pendingin

.......... 39

Gambar 4.6 Penggunaan diagram P-h .......... 41

Gambar 5.1 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang

diserap evaporator

.......... 46

Gambar 5.2 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran

yang dilepas kondensor

.......... 47

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 5.3 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran .......... 49

Gambar 5.4 Koefisien prestasi aktual showcase .......... 50

Gambar 5.5 Koefisien prestasi ideal showcase .......... 52

Gambar 5.6 Efisiensi showcase .......... 53

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara beriklim tropis, dengan keadaan geografis

tersebut Indonesia memiliki suhu lingkungan yang panas. Keadaan tersebut

tentunya mempengaruhi kebutuhan konsumsi air minum penduduknya, terutama

konsumsi minuman dalam keadaan yang segar untuk menyesuaikan keadaan

lingkungan yang panas. Berawal dari hal tersebut, penggunaan alat untuk

menciptakan kondisi air minum yang dingin sekaligus sebagai media

penyimpanan air minum dinilai sebagai langkah yang sangat efektif dan sangat

menunjang faktor kenyamanan masyarakat, maka dibuatlah suatu alat yang dapat

memenuhi keinginan tersebut salah satunya adalah showcase.

Showcase merupakan salah satu mesin pendingin yang memanfaatkan

prinsip kerja penukar kalor, alat ini digunakan untuk mendinginkan makanan

maupun minuman, tetapi pada umumnya showcase digunakan untuk

mendinginkan minuman. Alat ini dapat dijumpai di berbagai tempat umum di

kalangan masyarakat, antara lain : supermarket, minimarket, hotel, bahkan di

warung-warung pnggiran jalan, serta tempat-tempat publik yang lain. Showcase

pada prinsipnya hampir sama dengan kerja mesin kulkas, tetapi secara khusus,

showcase bukan untuk menyimpan semua bahan makanan, tetapi untuk

menyimpan minuman kemasan conntohnya : softdrink, minuman botol, teh kotak,

susu kotak, minuman berenergi, minuman buah, dan minuman-minuman yang lain

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2

yang membutuhkan keadaan dingin, menyegarkan serta dapat dinikmati setiap

saat.

Berawal dari hal tersebut, penulis tertarik untuk melakukan penelitian

tentang showcase karena besarnya manfaat alat ini dalam kehidupan sehari-hari.

1.2. Perumusan Masalah

Masalah utama yang ada di pasaran adalah tidak adanya informasitentanng

COP dan efisiensi dari mesin pendingin.

1.3.Tujuan

Tujuan pengujian showcase adalah :

a. Membuat showcase dengan siklus kompresi uap yang digunakan untuk

mendinginkan minuman.

b. Mengetahui karakteristik showcase yang dibuat :

- Menghitung kalor yang dihisap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin)

- Menghitung kalor yang dilepaskan kondensor persatuan massa refrigeran

(Qout)

- Menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

- Menghitung COP aktual dan COP ideal mesin pendingin showcase.

- Menghitung efisiensi mesin pendingin showcase.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3

1.4. Batasan Masalah

Batasan-batasan dalam pembuatan mesin pendingin showcase ini adalah :

a. Daya kompresor yang dipergunakan sebesar : 0,5 HP.

b. Refrigeran yang digunakan pada showcase adalah R134a.

c. Pipa kapiler yang digunakan terbuat dari tembaga dengan panjang 200 cm.

d. Diameter dalam pipa kapiler 0,028 inchi

e. Kondensor dan evaporator yang dipergunakan memiliki ukuran yang sama

sesuai dengan showcase yang menggunakan daya kompresor 0,5 HP.

f. Memiliki tambahan alat yaitu filter.

1.5. Manfaat

Manfaat pengujian Showcase dengan panjang pipa kapiler 200 cm dan daya

kompresor 0,5 HP adalah :

a. Mendapatkan pengalaman yang nyata untuk membuat showcase

b. Memperoleh data efisiensi showcase dengan panjang pipa kapiler 200 cm.

c. Pembaca dapat memperoleh edukasi dalam pengembangan suatu alat serta

dapat menjadi referensi dalam melakukan suatu karya penelitian yang bersifat

pengembangan.

d. Dapat memberikan gagasan bagi pengembangan ilmu pengetahuan tentang

penukar kalor khususnya tentang showcase.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

4

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Dasar Teori

2.1.1. Mesin Pendingin

Menurut definisinya mesin pendingin adalah suatu rangkaian alat yang

mampu bekerja untukmenghasilkan suhu atau temperature dingin. Mesin

pendingin bisanya berupa kulkas, freezer, atau AC.Siklus kerja mesinpendingin

menggunakan bahan pendingin (refrigerant) yang bersirkulasi menyerap panas

dan melepaskan panas serta terjadinya perubahan tekanan di dalam sistem dari

tekanan rendah menjadi tekanan tinggi dan dari tekanan tinggi ke tekanan

rendahdan begitu selanjutnya selalu bersirkulasi secara terus menerus.

Di dalam sistem pendinginan dalam menjaga temperatur rendah memerlukan

pembuangan kalor dari temperatur rendah ke tempat yang suhunya lebih

tinggi.Mesin pendingin yang banyak digunakan umumnya menggunakan siklus

refrigerasi kompresi uap.Siklus kmpresi uap tersusun atas beberapa phase

diantaranya proses kompresi, proses penurunan suhu dan pengembunan

refrigeran, proses penurunantekanan, serta proses pendidihan refrigerant.

Mesin pendingin terdiri dari beberapa komponen penting agar mesin

pendingin tersebut dapat bekerja, antara lain : kompresor, kondensor, evaporator,

pipa kapiler / katup ekspansi, filter, dan refrigeran. Proses kerja dalam mesin

pendingin dimulai dari kompresor, dengan adanya aliran listrik, motor

kompresor akan bekerja mengisap gas refrigeran yang bersuhu dan bertekanan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

5

rendah dari saluran hisap. Kemudian kompresor memampatkan gas refrigeran

sehingga menjadi uap/gas bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi, gas kemudian

memasuki kondensor. Gas bertekanan tinggi tersebut di dalam kondensor

akan didinginkan oleh udara di luar mesin pendingin kalor panasnya berpindah

dari kondensor ke udara sekelilingnya sehingga suhunya turun sehingga mencapai

suhu kondensasi (pengembunan) dan wujudnya berubah menjadi cair. Refrigeran

yang bertekanan tinggi ini selanjutnya mengalir kedalam filter (strainer).

Refrigeran kemudian memasuki pipa kapiler yang berdiameter kecil dan panjang

sehingga tekanannya akan menurun. Dari pipa kapiler, refrigeran yang sudah

bertekanan rendah ini kemudian memasuki ruang evaporator, di dalam evaporator

refrigeran berubah wujud daric air menjadi gas mendidih, proses pendidihan dpat

berlangsung karena evaporator mengambil kalor dari lingkungan di sekitar

evaporator, sehingga ruangan di sekitar evaporator menjadi bersuhu rendah.

Setelah mendidih dan berubah menjadi gas, refrigeran kembali dihisap oleh

kompresor dan siklus kompresi uap berulang kembali dari awal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6

2.1.2.Showcase

2.1.2.1.Definisi Showcase

Showcase merupakan salah satu mesin pendingin yang memanfaatkan prinsip

kerja penukar kalor, alat ini digunakan untuk mendinginkan makanan maupun

minuman, tetapi pada umumnya showcase digunakan untuk mendinginkan

minuman. Showcase pada prinsipnya hampir sama dengan kerja mesin kulkas,

tetapi secara khusus, showcase bukan untuk menyimpan semua bahan makanan,

tetapi untuk menyimpan minuman kemasan. Suhu kerja showcase dirancang

- C, hal ini bertujuan agar minuman yang disimpan dalam showcase

tidak mengalami pembekuan. Perbedaan showcase dengan mesin pendingin yang

lain di antaranya adalah penggunaan fan atau kipas sebagai media penyalur uap

dingin yang dihasilkan oleh evaporator, selanjutnya uap dingin yang di sambung

oleh kipas akan di sirkulasikan untuk mendinginkan minuman yang ada dalam

showcase.

Gambar 2.1 Showcase

Kompresor

Konden

sor

Evaporator

Blower

Thermostat

Pipa kapiler

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

7

2.1.2.2.Bagian Utama Showcase

Dalam mesin Showcase, terdapat komponen-komponen utama yang berperan

menjalankan sistem, komponen-komponen tersebut saling terkait dan menunjang

satu sama lain, Beberapa komponen tersebut antara lain: (a) kompresor, (b)

kondensor, (c) evaporator, (d) pipa kapiler, (e) filter dan refrigeran

a. Kompresor

Kompresor adalah komponen mesin pendingin yang berfungsi untuk

mensirkulasikan refrigeran yang mengalir dalam unit mesin pendingin.Kompresor

yang banyak digunakan pada showcase adalah jenis kompresor hermatik

(Hermatic Compressor). Kompresor ini digerakkan langsung oleh motor listrik

dengan komponen mekanik dan berada dalam satu wadah tertutup. Kompresor

hermatik dapat bekerja dengan prinsip reciprocating ataupun rotary, poisisi

porosnya bisa vertikal maupun horizontal. Faktor lain penggunaan kompresor

hermatik ini pada mesin pendingin adalah motor dapat bekerja pada keadaan yang

bersih, karena dalam satu wadah yang tertutup tidak ada debu atau kotoran yang

dapat memasukinya. Kompresor hermetik pada showcase memiliki beberapa

keuntungan dan kerugian di antaranya :

1. Keuntungan :

a. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran bahan

refrigerasi.

b. Bentuknya kecil dan harganya lebih murah.

c. Tidak memakai penggerak dari luar sehingga suaranya lebih tenang dan

getarannya kecil.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

8

2. Kerugian :

a. Bagian yang rusak di dalam rumah kompresor tidak dapat diperbaiki

sebelum rumah kompresor dipotong.

b. Minyak pelumas didalam kompresor hermatik susah diperiksa.

Gambar 2.2 Kompresor Hermetik

b. Kondensor

Kondensor mempunyai fungsi melepaskan panas yang diserap refrigeran di

evaporator dan panas yang terjadi selama proses kompresi atau dengan kata lain

kondensor berfungsi untuk menurunkan suhu dan merubah fase refrigeran dari

fase gas menjadi cair pada saat terjadi penurunan suhu dan perubahan fase, panas

dikeluarkan kondensor ke udara melalui rusuk-rusuk kondensor. Sebagai akibat

dari kehilangan panas, kondisi refrigerant berubah dari gas panas lanjut ke gas

jenuh,dan kemudian berubah fase menjadi cair, pada saar perubahan fase tersebut,

refrigerat mengalami penurunan suhu serta tekanan, dan padaa saat perubahan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

9

fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh suhu refrigerant tetap. Proses perubahan

kondisi yang berlangsung di kondensor berjalan pada tekanan yang tetap.

Dilihat dari sisi media yang digunakan kondensor dapat dibedakan 2 macam :

1. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)

Kondensor jenis ini menggunakan udara sebagai media pendinginnya. Air

cooled condenser mempunyai dua tipe diantaranya :

Natural Draught Condenser : dimana pelaksana perpindahan panasnya

dilakukan dengan aliran udara secara alami.

Force Draught Condenser : dimana pelaksanaan perpindahan panasnya

dilakukan dengan aliran udara yang dipaksakan biasanya dilakukan dengan

kipas udara dan blower.

2. Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condenser)

Water cooled condensor adalah kondensor yang menggunakan air sebagai media

pendinginnya. Menurut proses aliran yang ada pada kondensor ini terbagi menjadi

dua jenis yaitu :

Water System : suatu sistem dimana air yang disuplai untuk kondensor

diambil dari pusat–pusat air kemudian dialirkan melewati kondensor setelah

itu dibuang.

Recirculating Water System : suatu sistem dimana air yang telah

meninggalkan kondensor disalurkan kedalam cooling tower, untuk

diturunkan temperaturnya pada temperatur yang dikehendaki.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

10

Sistem Pipa Air Dari Menara Pendingin : supaya mesin pendingin dapat

bekerja dengan aman, maka harus dijamin adanya aliran air pendingin sesuai

dengan yang diperlukan. Apabila kondensor terletak diatas permukaan air di

dalam bak menara pendingin, atau apabila kondensor terletak di bawah

permukaan air dan pompa terletak diatas permukaan air dalam bak air, maka

sebuah katup satu arah (check valve) harus dipasang diantara sisi keluar air

pendingin dan pompa.

Gambar 2.3 Kondensor

c. Evaporator

Evaporator adalah penukar kalor yang memegang peranan yang sangat

penting didalam siklus pendinginan, yaitu menyerap panas dari produk yang

didinginkan dengan cara merubah fase dari air menjadi gas, proses penguapan

memerlukan panas, sehingga panas diambil dari lingungan sekitar evaporator.

Dilihat dari bentuknya, evaporator memiliki konstruksi yang sama dengan bagian

kondensor yang hanya menggunakan diameter pipa lebih besar dibandingkan pipa

untuk kondensor. Didalam tabung dipasang plat–plat penyekat plat–plat tersebut

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

11

berfungsi sebagai penunjang pipa refrigeran dan mengalirkan cairan yang hendak

didinginkan, sehingga dapat mengalir tegak lurus pada pipa dengan kecepatan

tinggi. Dengan demikian laju–laju perpindahan kalor semakin baik karena kontak

antara cairan yang hendak didinginkan dalam pipa refrigeran dapat dibuat lebih

baik.

Gambar 2.4 Evaporator

d. Pipa Kapiler (Capillary Tube)

Pipa kapiler adalah komponen yang berfungsi untuk menurunkan tekanan

refrigeran pada sistem pendinginan, yang ditempatkan pada antara sisi tekanan

tinggi dan sisi tekanan rendah. Refrigeran cairan yang mengalir melalui pipa

kapiler mengalami pressure drop yang berarti tekanan dan suhunya diturunkan

sesuai dengan kebutuhan evaporator. Keuntungan penggunaan pipa kapiler pada

mesin pendingin adalah akan mempermudah pada waktu start, karena dengan

mempergunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja tekanan pada

kondensor dan evaporator selalu sama. Hal ini berarti meringankan tugas

kompresor pada waktu start, keuntungan yang lain penggunaan pipa kapiler pada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

12

mesin pendingin adalah berkaitan dengan faktor ekonomi, dimana penggunaan

pipa kapiler memiliki biaya pembuatan yang lebih murah dan mudah perawatan.

Gambar 2.5 Pipa Kapiler

e. Filter

Adalah alat yang digunakan untuk menyaring kotoran misalnya apabila

terjadi korosi, serbuk-serbuk sisa pemotongan, atau uap air tidak menyebabkan

penyumbatan pada pipa kapiler. Penggunaan filter dengan 1 pipa untuk

kondensor, dan 2 pipa untuk pipa kapiler yang berfungsi pada saat proses

pemvakuman dan pembuangan freon. Ukuran filter yaitu berdiameter 19 mm,

dengan panjang 88 mm.

Gambar 2.6 Filter atau Penyaring

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

13

f. Refrigeran

Refrigeran adalah fluida kerja yang digunakan dalam mesin pendingin.

Untuk mendapakant terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan

pendingin atau refrigeran yang tepat untuk mengambil panas dari evaporator dan

membuangnya dalam kondensor. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang dapat

digunakan dalam sistim kompresi uap, suhu kerja evaporator dan kondensor

sangat menentukan dalam pemilihan refrigeran. Refrigeran yang umum digunakan

adalah yang termasuk kedalam jenis chlorinated fluorocarbons. Pada penelitian

ini refrigerant yang digunakan adalah jenis R-134a. Suatu bahan pendingin

mempunyai syarat–syarat untuk keperluan proses pendinginan antara lain :

Tidak beracun dan tidak berbau dalam semua keadaan.

Ramah lingkungan (tidak merusak lapisan ozon) sehingga tidak menyumbang

efek pemanasan global

Umur hidup di udara pendek

Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, minyak

pelumas dan sebagainya.

Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem

pendingin.

Bila terjadi kebocoran mudah diketahui dengan alat–alat yang sederhana

maupun dengan alat detector kobocoran.

Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.

Mempunyai kalor laten penguapan yang besar, agar panas yang diserap

evaporator sebesar–besarnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

14

Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar aliran refrigeran

dalam pipa sekecil mungkin.

Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh.

Konduktifitas thermal yang tinggi.

Konstanta dieletrika dari refrigeran yang kecil, tahanan lisrtrik yang besar,

serta tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik.

Tidak berbahaya bagi manusia manusia.

Gambar 2.7 Refrigeran jenis R-134 a

2.2. Sistem Kompresi Uap

Sistem refrigerasi uap atau kompresi uap merupakan jenis mesin pendingin

yang sering digunakan saat ini.Mesin ini terdiri dari empat komponen utama yaitu

kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Dalam siklus ini uap uap

refrigerant bertekanan rendah akan ditekan olehbertekanan tinggi, dan kemudian

uap refrigerantbertekanan tinggi diembunkan menjadi cairanrefrigeran bertekanan

tinggi dalam kondensor.Kemudian cairan refrigeran tekanan tinggi

tersebuttekanannya diturunkan oleh katup ekspansi agar cairan refrigeran tekanan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

15

rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran

tekanan rendah.

2.3. Siklus Kompresi Uap Pada Showcase

Skematik rangkaian komponen utama showcase tersaji pada Gambar 2.8.

siklus kompresi uap pada diagram P-H tersaji pada Gambar 2.9, dan diagram T-s

tersaji pada Gambar 2.10.

Gambar 2.8 Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap

Keterangan :

a. Qin : kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran

b. Kompresor

c. Qout : kalor yang dilepas kondensor per satuan massa refrigeran

d. Pipa kapiler

e. Filter

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

16

Gambar 2.9 Diagram P-h

Gambar 2.10 Diagram T-s.

P

P2

P1

h3 = h4 h1 h2

Qout

Qin

h

3 3a

4

2a

Win

1

2

T

3

3a

2 2a

Win

1

Qin

Qout

4

s

1a

1a

Pendinginan

lanjut Kondensasi

Penurunan

suhu

Pemanasan

lanjut

Kondensasi

Pendinginan

lanjut

Penurunan

suhu

Pemanasan lanjut

Suhu T

T

ekan

an P

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

17

Proses kompresi uap pada diagram P-h dan T-s meliputi proses : kompresi,

penurunan suhu dan pengembunan, proses penurunan tekanan dan proses

penguapan.

Proses (1-2) adalah proses kompresi yang berlangsung pada entropi yang tetap

(atau berlangsung pada proses isoentropi). Kondisi awal refrigeran pada saat

masuk di kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah dikompresi

refrigeran menjadi uap panas lanjut bertekanan tinggi.

Proses (2-2a) merupakan penurunan suhu (desuperheating). Proses ini

berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan

bertemperatur tinggi keluar dari kompresor dan membuang panas ke kondensor

sehingga akan berubah fase dari gas panas lanjut menjadi cair.

Pada proses (2a-3a) merupakan proses pembuangan kalor ke lingkungan

sekitar kondensor pada suhu yang tetap. Di kondensor terjadi pertukaran kalor

antara refrigeran dengan udara, kalor berpindah dari refrigeran ke udara yang

ada di sekitar kondensor sehingga refrigeran mengembuan menjadi cair. Di

kondensor terjadi isobar ( tekanan sama) dan isothermal (suhu sama).

Pada proses (3a-3) merupakan proses pendinginan lanjut. Terjadi pelepasan

kalor yang lebih besar dari pada yang dibutuhkan pada proses kondensasi,

sehingga suhu refrigeran cair yang keluar dari kondensor lebih rendah dari

suhu pengembunan dan berada pada keadaan cair yang sangat dingin.

Proses (3-4) merupakan proses penurunan tekanan berlangsung pada entalpi

yang tetap. Kondisi refrigeran berubah bentuk dari fase cair menjadi fase

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

18

campuran antara cair dan gas. Akibat penurunan tekanan, suhu refrigeran juga

mengalami proses penurunan.

Proses (4-1a) merupakan proses penguapan. Pada proses ini terjadi perubahan

fase dari cair menjadi gas. Kalor yang dipergunakan untuk merubah fase

diambil dari lingkungan sekitar evaporator. Proses berjalan pada tekanan yang

tetap dan suhu yang sama. Suhu evaporator lebih rendah dari suhu lingkungan

di sekitar evaporator.

Proses (1a-1) merupakan proses pemanasan lanjut. Pada proses ini temperatur

refrigeran mengalami panas yang berlebih (super heat). Walaupun temperatur

uap refrigeran naik, tetapi tekanan tidak berubah. Sebenarnya ada perubahan

sedikit, namun perubahan ini diabaikan pada sistem refrigerasi.

2.4. Perhitungan Karakteristik Showcase

Dengan melihat siklus kompresi uap pada diagram P-H yang tersaji pada

Gambar 2.10, maka dapat dihitung besarnya : (a) kerja kompresor per satuan

massa (b) kalor yang dilepas per satuan massa (c) kalor yang diserap per satuan

massa (d) COP mesin pendingin (e) efisiensi mesin pendingin

a. Kerja kompresor persatuan massa. (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang diperlukan agar mesin

showcase dapat bekerja dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) :

Win = h2-h1 ...(2.1)

Pada Persamaan (2.1) :

Win : kerja yang dilakukan kompresor, (kJ/kg)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

19

h2 : nilai enthalpi refrigeran keluar dari kompresor, (kJ/kg)

h1 : nilai enthalpi refrigeran masuk ke kompresor, (kJ/kg)

b. Kalor yang dilepas oleh kondenser persatuan massa. (Qout)

Besar kalor yang dilepas kondenser persatuan massa refrigeran dapat

dihitung dengan Persamaan (2.2):

Qout = h2-h3 ...(2.2)

Pada Persamaan (2.2) :

h2 : nilai enthalpi refrigeran masuk ke kondensor, (kJ/kg)

h3 : nilai enthalpi refrigeran keluar dari kondensor, (kJ/kg)

c. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa. (Qin)

Besar kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat

dihitung dengan Persamaan (2.3) :

Qin = h1-h4 = h1-h3 ...(2.3)

Pada Persamaan (2.3) :

h1 : nilai enthalpi refrigeran keluar evaporator (kJ/kg)

h4 : nilai enthalpirefrigeran masuk evaporator (kJ/kg)

d. COP aktual mesin pendingin.

COP aktual (Coefficient Of Performance) mesin pendingin adalah

perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dengan energi listrik yang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

20

diperlukan untuk menggerakkan kompresor. Nilai COP mesin pendingin dapat

dihitung dengan Persamaan (2.4):

COPaktual=

=

...(2.4)

Pada Persamaan (2.4) :

Qin : Kalor yang diserap evaporator persatuan massa, kJ/kg

Win : kerja yang dilakukan kompresor, kJ/kg

e. COP ideal mesin pendingin

COP ideal merupakan COP maksimal yang dapat dicapai mesin pendingin,

dapat dihitung dengan Persamaan (2.5) :

COPideal = Te / (Tc – Te ) ...(2.5)

Pada Persamaan (2.5) :

COPideal: koefisien prestasi maksimum showcase

Te. : suhu evaporator, K

Tc : suhu kondensor, K

f. Efisiensi mesin pendingin (η)

Efisiensi mesin pendingin dapat dihitung dengan Persamaan (2.6) :

η =

...(2.6)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

21

2.5. Tinjauan Pustaka

Dendi Dwinanda (2003) melakukan penelitian tentang analisis pengaruh

bentuk lekukan pipa kapilerpada refrigerator.Diperoleh kesimpulan bahwa bentuk

lekukan pada pipa kapiler mempengaruhi besar kecilnya suhu di dalam

evaporator, dan juga terbukti bahwa yang menghasilkan suhu dingin terendah dan

COP terbesar adalah yang diberi lekukan spiral.

Ekadewi Anggraini Handoyo dan Agus Lukito (2002) melakukan

penelitian tentang pengaruh pipa kapiler yang dililitkan pada suction line terhadap

kinerja mesin pendingin. Diperoleh kesimpulan bahwa COP mesin pendingin

menurun saat temperatur ruangan beban makin rendah, COP mesin pendingin

meningkat jika pipa kapiler dililitkan pada suction line, dan waktu pendinginan

tidak berubah jika pipa kapiler dililitkan pada line suction.

Komang Metty Trisna Negara, Hendra Wijaksana, Nengah Suarnadwipa,

dan Made Sucipta (2010) melakukan analisa tentang performansi sistem

pendingin ruangan dan efisiensi energi listrik pada sistem water chiller dengan

penerapan metode Cooled Energy Storage (CES) yang ditempatkan pada sebuah

box. Cooled Energy Storage yaitu merupakan modifikasi sebagai pengganti dari

fungsi evaporator pada sistem AC. Modifikasi ini dilakukan dengan tujuan untuk

menghemat penggunaan energi listrik sebagai akibat penggunaan AC yang

semakin meningkat. Pada modifikasi ini, fungsi AC digabungkan dengan AHU

dengan memanfaatkan fungsi evaporator sebagaisumber pendinginannya, dimana

evaporator dimasukkan kedalam box yang telah diisi air dengan volume 0,072

m³.Dengan menggunakan pompa, air dingin tersebut dialirkan ke AHU,

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

22

selanjutnya dimanfaatkan sebagai pendingin ruangan.Pengujian dilakukan dengan

membandingkan dua cara pengoperasian. Pertama, sistem AC dan AHU

dioperasikan secara bersamaan, sedangkan cara kedua sistem AC dioperasikan

untuk mendinginkan air di box CES sampai mencapai suhu yang hampir sama

seperti pada saat cara pertama. Selanjutnya, sistem AC dimatikan dan AHU

dioperasikan untukmendinginkan ruangan. Hasil yang diperoleh pada cara

pertama yaitu temperatur air di box CES mencapai sekitar 0,9ºC dalam waktu

pengujian selama 1 jam ( dengan interval pencatatan data setiap 10 menit),

sedangkan temperatur ruangan mencapai 12,9ºC dan penggunaan daya listriknya

mencapai 0,8650 kWh. Pada cara kedua, temperatur air di box CES mencapai

sekitar 0,5ºC pada selang waktu pengujian selama 30 menit. Setelah AC

dimatikan dan AHU dioperasikan, ruangan hanya mampu didinginkan mencapai

temperatur 17,8ºC dalam waktu 30 menit. Tetapi, temperatur air di box CES

mencapai 16,5ºC pada 10 menit pertama dan terjadi peningkatan yang sangat kecil

pada menit-menit berikutnya. Penggunaan daya listrik dengan cara yang kedua ini

menunjukkan terjadinya penghematan sebesar 0,4201 kWh dibandingkan dengan

cara pertama.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

23

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1 Persiapan

3.1.1 Komponen Utama Pembuatan Showcase

Komponen yang digunakan didalam pembuatan Showcase pada penelitian

ini meliputi : kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, filter

a. Kompresor :

Kompresor merupakan unit mesin pendingin yang berfungsi untuk

mengsirkulasi refrigerant di dalam unit mesin pendingi tersebut.

Gambar 3.1 Kompresor jenis Hermatik

Jenis kompresor : Hermetic Refrigeration

Seri kompressor : Model Samsung SD152Q-L1U2

Voltase : 220 V

Daya kompresor : 0,5 HP

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

24

b. Kondensor :

Kondensor adalah alat untuk membuat kondensasi bahan pendingin gas dari

kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi atau alat penukar kalor (Heat

Exchanger) untuk mengkondisi uap menjadi zat cair.

Gambar 3.2 Kondensor

Panjang pipa : 12 m

Diameter pipa : 5 mm

Bahan pipa : Baja

Bahan sirip : Baja

Diameter sirip : 2 mm

jarak antar sirip : 4,5 mm

Jumlah sirip : 110 buah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

25

c. Pipa kapiler

Yaitu alat yang digunakan untuk menurunkan tekanan, dari tekanan tinggi

ke tekanan rendah dengan memanfaatkan ukuran diameter pipa kapiler yang kecil.

Gambar 3.3 Pipa kapiler

Panjang pipa kapiler : 200 cm

Diameter pipa kapiler : 0,5 mm

Bahan pipa kapiler : Tembaga

d. Evaporator

Berasal dari kata evaporasi (penguapan). Alat ini digunakan untuk

menguapkan freon, untuk merubah fase dari cair menjadi gas. Untuk mengubah

fase dari cair menjadi gas ini diperlukan kalor yang diambil dari lingkungan

evaporator tersebut.

Gambar 3.4 Evaporator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

26

e. Filter

Adalah alat yang digunakan untuk menyaring kotoran misalnya apabila

terjadi korosi, serbuk-serbuk sisa pemotongan, atau uap air, agar tidak terjadi

penyumbatan pada pipa kapiler. Penggunaan filter dengan 1 pipa untuk

kondensor, dan 2 pipa untuk pipa kapiler yang berfungsi pada saat proses

pemvakuman dan pembuangan freon. Ukuran filter yaitu berdiameter 19 mm,

dengan panjang 88 mm.

Gambar 3.5 Filter (saringan)

f. Freon / Refrigeran

Adalah sejenis gas yang digunakan sebagai pendingin. Penggunaan freon

dengan jenis R-134 a.

Gambar 3.6 Freon / Refrigeran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

27

3.1.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Showcase

Peralatan pendukung adalah peralatan yang digunakan untuk

mempermudah pengerjaan didalam pengerjaan pembuatan Showcase.

a. Tube cutter :

Sebagai alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil potongan pada pipa lebih

baik serta dapat mempermudah pengelasan pada proses selanjutnya.

Gambar 3.7 Tube cutter

b. Pelebar pipa (Tube expander) :

Pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan pada ujung pipa tembaga

agar dapat disambungkan.

Gambar 3.8 Pelebar pipa

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

28

c. Manifold gage :

digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran atau freon dalam sistem

pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat beroprasi. Yang terlihat

dalam manifold gage adalah tekanan evaporator atau tekanan isap kompresor, dan

tekanan kondensor atau tekanan keluaran kompresor.

Gambar 3.9 Manifold gage

d. Alat las tembaga :

Menambal, dan menyambung atau melepaskan sambungan pipa tembaga

pada sistem pendinginan Showcase.

Gambar 3.10 Alat las tembaga

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

29

e. Bahan las

Bahan las atau bahan tambah yang digunakan dalam penyambungan pipa

kapiler menggunakan bahan tambah perak kuningan dan borak. Untuk bahan

tambah borak digunakan jika penyambungan antara tembaga dan besi.

Penggunaan bahan tambah dikarenakan pada proses pengelasan tembaga akan

lebih merekat jika menggunakan borak sebagai pengikat dan kuningan / perak

sebagai bahan tambah.

Gambar 3.11 Bahan las

f. Metil

Cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa kapiler.

Penggunaan sebanyak satu tutup botol metil.

Gambar 3.12 Metil

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

30

g. Pentil

Merupakan alat yang digunakan untuk mengisi gas / tempat masuknya

refrigeran, yang digunakan pada saat pengisian metil dan juga merupakan tempat

terjadinya proses pemvakuman (Gambar 3.13).

Gambar 3.13 Pentil

h. Thermostat

Adalah alat yang digunakan untuk mengatur suhu evaporator pada suhu 11-

1,5°C. Jika suhu yang diinginkan telah tercapai, maka kompresor akan mati.

Gambar 3.14 Thermostat

i. Pompa vakum :

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem

pendinginan sehingga dapat menghilangkan gas gas yang tidak terkondensasi

seperti udara dan uap air. Hal ini dilakukan agar tidak menggangu refrigerasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

31

Karna uap air yang berlebihan pada system pendinginan akan memperpendek

umur operasi filter dan bagian penyaringan.

Gambar 3.15 Pompa vakum

3.2 Pembuatan Showcase

3.2.1 Proses Pembuatan Showcase

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan showcase yaitu :

1. Membuat kerangka dan pasang sterofoam pada kerangka tersebut sebagai

dinding dari showcase.

Gambar 3.16 Kerangka Showcase

2. Persiapkan kompresor dengan spesifikasi tenaga 0,5 HP, pasang dengan baut

pada kerangka.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

32

Gambar 3.17 Pemasangan kompresor pada kerangka

3. Terapkan kondensor pada bagian dinding belakang showcase.

Gambar 3.18 Pemasangan kondensor

4. Pasang evaporator di dalam showcase.

Gambar 3.19 Pemasangan Evaporator

5. Kemudian las pipa tekan kompresor dengan kondensor.

Gambar 3.20 Pengelasan antara kompresor dengan kondensor

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

33

6. Pasang thermostat pada keangka showcase, dan juga kabel yang terhubung

antara thermostat dengan kompresor.

7. Las lubang masuk filter dengan kondensor

8. Kemudian las pipa kapiler dengan evaporator.

9. Sambungkan pipa penghubung antara pipa hisap (2) kompresor dengan

evaporator dan kita las.

10. Setelah itu, las pentil dengan pipa hisap (1) kompresor

11. Terapkan juga potongan pipa kapiler dengan panjang kira-kira 10cm pada

lubang out filter yang sudah dilas dengan kondensor.

12. Dan yang terakhir, pasang blower pada dinding atau sekat di depan evaporator

3.2.2. Proses Pemetilan dan Pemvakuman

Agar showcase dapat digunakan, perlu dilakukan dan dibutuhkan beberapa

proses, yaitu proses pemetilan dan pemvakuman. Langkah-langkah tersebut yaitu :

a. Pengisian Metil

Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang / dilas pada

evaporator, dengan cara yaitu :

1. Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut.

2. Kemudian tuang metil kira-kira 1 tutup botol metil.

3. Berikan 1 tutup botol metil tersebut pada ujung pipa kapiler, yang

kemudian akan dihisap oleh pipa kapiler tersebut untuk membersihkan

atau memastikan bahwa tidak ada kotoran yang tersumbat di dalam pipa

kapiler.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

34

4. Matikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang out filter.

b. Pemvakuman

Merupakan proses untuk menghilangkan udara yang terjebak dalam

rangkaian, dengan cara :

1. Per siapkan manifold terlebih dahulu, dengan 1 selang yang berwarna biru

( low pressure ), yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang dopnya,

dan 1 selang berwarna merah ( high pressure ), yang dipasang pada tabung

freon.

2. Pada saat pemvakuman, kran manifold terbuka, dan kran tabung freon

tertutup.

3. Kemudian nyalakan kompresor , dan secara otomatis udara yang terjebak

dalam rangkaian akan keluar lewat potongan pipa kapiler pada yang telah

dilas dengan lubang out filter.

4. Pastikan bahwa udara yang terjebak telah habis dengan cara menggunakan

korek api yang telah dinyalakan dan ditaruh di depan ujung potongan pipa

kapiler.

5. Selain itu juga, pada jarum pressure gauge akan menunjukan angka yang

negatif ( secara maksimal ).

6. Setelah itu las ujung potongan pipa kapiler tersebut.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

35

3.2.3 Proses Pengisian Refrigeran

Refrigeran yang dipergunakan dalam pembuatan showcase yaitu refrigeran

dengan jenis R-134a. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengisian refrigeran

yaitu :

1. Pasang selang manifold warna biru pada pentil kompresor (pipa pengisian

refrigeran), dan selang berwarna kuning pada pada tabung refrigerant.

2. Pada saat mengisi refrigeran, lakukan secara perlahan-lahan pada saat

membuka kran manifold, namun jangan sampai membuka penuh kran

manifold tersebut serta jangan melebihi batas 10 psi.

3. Apabila refrigeran sudah mencapai tekanan 10 psi, tutup kran pada tabung

refrigeran dan kran manifold gauge. Untuk memastikan apakah pengisian

refrigeran ini berhasil, matikan showcase terlebih dahulu dan perhatikan jarum

pada manifold gauge.

4. Jarum yang ditunjukkan manifold gauge pada saat showcase dimatikan yaitu

menunjukkan angka 50 psi hingga 100 psi. Dalam hal ini berarti sirkulasi

refrigeran berjalan dengan baik, dan showcase dapat digunakan untuk

mendinginkan minuman.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

36

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Obyek yang Diteliti

Obyek yang diteliti adalah mesin showcase dengan daya kompresor 0,5 Hp

(horse power) dan dengan panjang pipa kapiler 200 cm. Gambar 4.1

memperlihatkan mesin showcase yang dijadikan obyek penelitian.

Gambar 4.1 Showcase

Kompresor

Kondensor

Evaporator

Blower

Thermostat Pipa kapiler

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

37

4.2 Skematik Alat Penelitian

Skematik mesin showcase yang diteliti tersaji pada Gambar 4.2

kondensor

Gambar 4.2 Skematik showcase

Keterangan alat pada Gambar 4.2 :

a. Termometer digital (T1)

Termometer digital ini berfungsi mengukur suhu refrigeran masuk

kompresor.

b. Termometer digital (T3)

Termometer digital ini berfungsi mengukur suhu refrigeran keluar kondensor.

c. Manifold gauge (P1)

Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran masuk kompresor.

d. Manifold gauge (P2)

Berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran keluar kompresor.

evaporator

kondensor

kompresor

Pipa

kapiler

P1

T3

1

2

3

T1

filter

P2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

38

4.3 Alat Bantu penelitian

a. Termokopel dan penampil suhu digital

Termokopel berfungsi untuk mengukur suhu atau temperatur pada saat

pengujian. Suhu yang di ukur yaitu suhu masuk kompresor (T1) dan suhu keluar

kondensor (T3).

(a) (b)

Gambar 4.3 (a) Termokopel (b) Penampil suhu digital

b. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk

pengujian.

Gambar 4.4 Stopwatch

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

39

c. Pemanas air

Pemanas air digunakan untuk memanaskan air sampai titik didih yakni

mencapai suhu 100oC pada tekanan 1 atm. Air yang telah di didihkan digunakan

untuk membantu proses kalibrasi alat ukur sebelum alat ukur di pakai dalam

pengambilan data . Kalibrasi bertujuan agar hasil pengujian dapat sesuai.

4.4 Alur Penelitian

Gambar 4.5 menunjukkan Diagram alur pembuatan mesin pendingin dan

penelitian.

Gambar 4.5 Diagram alir pembuatan mesin pendingin dan penelitian.

Selesai

Pengambilan Data T1, T3, P1,

dan P2

Pengisian Refrigeran R-134

Pemvakuman Mesin Pendingin

Penyambungan Komponen-komponen Mesin Pendingin

Persiapan Komponen-komponen Mesin Pendingin

Perancangan Mesin Pendingin

Pengolahan Data Qin, Qout, Win, COPaktual, COP ideal, dan Efisiensi ()

Pembahasan, kesimpulan dan saran

Mulai

Uji Coba Tidak baik Baik

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

40

4.5 Cara mendapatkan data

Cara yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu melalui proses sebagai

berikut :

a. Pastikan bahwa thermometer yang digunakan sudah dikalibrasi.

b. Buka kran pada pipa kapiler yang akan diuji, agar refrigeran dapat mengalir

dalam sistem mesin pendingin.

c. Pasang kabel termokopel pada evaporator, kondensor, pipa masuk kompresor,

dan pipa keluar kondensor,.

d. Kemudian nyalakan mesin showcase setelah langkah a, b, dan c dilakukan.

e. Pencatatan dalam pengambilan data yaitu :

T1 : Suhu refrigeran saat masuk kompresor, °C

T3 : Suhu refrigeran saat keluar kondensor, °C

P1 : Tekanan refrigeran masuk kompresor, Psig

P2 : Tekanan refrigeran keluar kompresor, Psig

Proses pengambilan data diukur setiap 20 menit dengan waktu selama 4 jam. Pada

Tabel 4.1 menyajikan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

Tabel 4.1 Tabel pengisisan data

Waktu t (menit) T1 (oC) T3 (

oC) P1 (Psig) P2 (Psig)

20

40

60

80

100

120

140

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

41

Waktu t (menit) T1 (oC) T3 (

oC) P1 (Psig) P2 (Psig)

160

180

200

220

240

4.6 Cara mengolah data dan pembahasan

Cara yang dipergunakan untuk mengolah data serta pembahasan yaitu :

a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukkan dalam tabel (T1,T3,P1,P2) dan

kemudian digambarkan dalam siklus kompresi uap pada P-h diagram.

b. Dari gambar siklus kompresi uap pada diagram P-h dapat diperoleh nilai

entalpi (h1,h2,h3,h4), suhu kondensor, dan suhu evaporator dari P-h diagram.

Gambar 4.6 Penggunaan diagram P-h

1

2 3

4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

42

c. Setelah entalpi diketahui, entalpi digunakan untuk mengetahui karakteristik

dari showcase dengan cara menghitung kalor yang dilepas oleh kondensor,

kalor yang diserap evaporator, kerja yang dilakukan kompresor, COP, dan

efisiensi dari showcase tersebut.

d. Untuk mempermudah pembahasan, hasil-hasil perhitungan untuk karakteristik

mesin showcase digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap

grafik yang dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian dan hasil-hasil

sebelumnya yang sesuai dengan penelitian.

4.7 Cara mendapatkan kesimpulan

Dari pembahasan yang sudah dilakukan, akan diperoleh suatu kesimpulan.

Kesimpulan merupakan intisari dari pembahasan dan harus menjawab serta sesuai

dengan tujuan penelitian.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

43

BAB V

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Hasil Penelitian

Dari penelitian yang telah dilakukan terhadap mesin showcase, diperoleh

nilai tekanan refrigeran masuk kompresor, suhu tekanan refrigeran keluar

kompresor, suhu refrigeran masuk kompresor, dan suhu refrigeran keluar

kondensor.

a. Nilai Tekanan, Suhu Masuk Kompresor, dan Suhu Keluar Kondensor.

Tabel 5.1 menyajikan hasil penelitian mesin showcase untuk nilai tekanan

refrigeran masuk kompresor, nilai tekanan refrigeran keluar kompresor, suhu

refrigeran masuk kompresor serta suhu refrigeran keluar kondensor.

Tabel 5.1 Nilai tekanan masuk (Qin) dan keluar kompresor (Qout)

No Waktu t,

(Menit)

Tekanan (Psi a) Suhu (°C)

P1 P2 T1 T3

1 20 1,5 10,2 35,2 31,2

2 40 1,6 10,3 34,8 32,4

3 60 1,6 10,4 36,3 33,2

4 80 1,6 10,5 39,1 33,3

5 100 1,6 10,6 38,2 34,4

6 120 1,7 10,8 36,2 33,5

7 140 1,7 10,9 35,4 33,1

8 160 1,7 10,9 34,9 33,5

9 180 1,7 10,9 35,0 33,6

10 200 1,7 10,9 34,6 33,8

11 220 1,7 10,9 35,5 34,3

12 240 1,7 10,9 35,3 33,6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

44

Keterangan :

P1 : Tekanan refrigeran masuk kompresor, Bar

P2 : Tekanan refrigeran keluar kompresor, Bar

T1 : Suhu refrigeran masuk kompresor,ºC

T3 : Suhu refrigeran keluar kondensor, ºC

Tekanan yang dicntumkan dalam Tabel 5.1adalah tekanan absolut

b. Nilai Entalpi, Suhu Refrigeran Kondensor, dan Suhu Refrigeran Evaporator

Tabel 5.2 menyajikan nilai entalpi (h1, h2, h3, dan h4), suhu refrigeran

kondensor (Tc), dan suhu refrigeran evaporator (Te) yang diperoleh dari P-h

diagram.

Tabel 5.2 Nilai Entalpi, Suhu Refrigeran Kondensor dan Evaporator

No Waktu t,

(Menit)

Entalpi (kJ/kg) Suhu (K)

h1 h2 h3 h4 Tc Te

1 20 434 488 244 244 313,15 255,15

2 40 434 488 245 245 313,65 256,15

3 60 435 488 246 246 313,65 256,15

4 80 438 490 246 246 314,15 256,15

5 100 437 489 248 248 314,15 256,15

6 120 435 486 246 246 314,65 257,15

7 140 435 486 246 246 315,15 257,15

8 160 434 486 246 246 315,15 257,15

9 180 434 486 246 246 315,15 257,15

10 200 434 486 246 246 315,15 257,15

11 220 435 487 248 248 315,15 257,15

12 240 435 487 246 246 315,15 257,15

Keterangan :

Te : Suhu refrigeran evaporator, K

Tc : Suhu refrigeran kondensor, K

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

45

5.2 Perhitungan

a. Perhitungan energi kalor yang diserap evaporator (Qin)

Jumlah energi kalor yang diserap evaporator dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan (2.3) yaitu Qin = h1 – h4 (kJ/kg). Sebagai contoh

perhitungan untuk mencari nilai Qin diambil data pada menit ke 180

Qin = h1 – h4 (kJ/kg)

= (434-246) kJ/kg

= 188 kJ/kg

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan dalam Tabel 5.3.

Tabel 5.3 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator

(Qin)

No Waktu t,

(Menit)

Entalpi (kJ/kg) Qin

(kJ/kg) h1 h4

1 20 434 244 190

2 40 434 245 189

3 60 435 246 189

4 80 438 246 192

5 100 437 248 189

6 120 435 246 189

7 140 435 246 189

8 160 434 246 188

9 180 434 246 188

10 200 434 246 188

11 220 435 248 187

12 240 435 246 189

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

46

Dari Tabel 5.3 energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator

dapat disajikan dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1 Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Qin)

b. Perhitungan energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor

(Qout)

Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan (2.2) yaitu Qout = h2 – h3 (kJ/kg).

Sebagai contoh perhitungan untuk mencari nilai Qout diambil data pada menit ke

180.

Qout = h2 – h3 (kJ/kg)

= (486-246) kJ/kg

= 240 kJ/kg

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.4.

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Qin

(k

J/k

g)

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

47

Tabel 5.4 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor

(Qout)

No Waktu t,

(Menit)

Entalpi (kJ/kg) Qout

(kJ/kg) h2 h3

1 20 488 244 244

2 40 488 245 243

3 60 488 246 242

4 80 490 246 244

5 100 489 248 241

6 120 486 246 240

7 140 486 246 240

8 160 486 246 240

9 180 486 246 240

10 200 486 246 240

11 220 487 248 239

12 240 487 246 241

Dari Tabel 5.4 Jumlah energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas

kondensor dapat disajikan dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 5.2.

Gambar 5.2 Jumlah Energi Kalor Persatuan Massa Refrigeran yang dilepas

Kondensor (Qout)

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Qou

tt (

kJ

/kg)

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

48

c. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan (2.1) yaitu Win = h2– h1 (kJ/kg). Sebagai contoh

perhitungan untuk mencari nilai Win diambil pada menit ke 180 (data nilai entalpi

untuk perhitungan dengan nilai h2 dan nlai h1 disajikan pada Tabel 5.5)

Win = h2 – h1 (kJ/kg)

= (486-434) kJ/kg

= 52 kJ/kg

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.5.

Tabel 5.5 Nilai kerja kompresor kompresor persatuan massa refrigeran (Win).

No Waktu t,

(Menit)

Entalpi (kJ/kg) Win

(kJ/kg) h2 h1

1 20 488 434 54

2 40 488 434 54

3 60 488 435 53

4 80 490 438 52

5 100 489 437 52

6 120 486 435 51

7 140 486 435 51

8 160 486 434 52

9 180 486 434 52

10 200 486 434 52

11 220 487 435 52

12 240 487 435 52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

49

Dari Tabel 5.5 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dibuat dan

disajikan dalam bentuk grafik seperti pada Gambar 5.3.

Gambar 5.3 Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (Win).

d. Koefisien prestasi aktual (COPaktual)

Koefisien prestasi aktual (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan ( 2.4 ) yaitu COPaktual = Qin/Win = (h1-h4) / (h2-h1). Sebagai contoh

perhitungan untuk mencari nilai COPaktual diambil pada menti ke 180 :

COPaktual = Qin/Win = (h1-h4) / (h2-h1)

COPaktual = (188/52) = (434-246)/( 486-434) kJ/kg

= 3,6 kJ/kg

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.6.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Win

(k

J/k

g)

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

50

Tabel 5.6 Hasil perhitungan koefisien prestasi aktual (COPaktual)

No Waktu t, (Menit) Qin (kJ/kg) Win (kJ/kg) COPaktual

1 20 190 54 3,5

2 40 189 54 3,5

3 60 189 53 3,6

4 80 192 52 3,7

5 100 189 52 3,6

6 120 189 51 3,7

7 140 189 51 3,7

8 160 188 52 3,6

9 180 188 52 3,6

10 200 188 52 3,6

11 220 187 52 3,6

12 240 189 52 3,6

Dari Tabel 5.6 Koefisien prestasi aktual (COPaktual) dapat disajikan dalam bentuk

grafik seperti pada Gambar 5.4.

Gambar 5.4 Koefisien prestasi aktual showcase (COPaktual)

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

CO

Pa

ktu

al

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

51

e. Koefisien prestasi ideal (COPideal)

Koefisien prestasi ideal (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan (2.5) yaitu COPideal = (Te) / (Tc - Te). Sebagai contoh perhitungan

untuk mencari nilai COPideal.

COPideal = Te / (Tc - Te )

= 257,15 / (257,15-315,15)

= 4,4

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.7.

Tabel 5.7 Hasil perhitungan koefisien prestasi ideal (COPideal)

No Waktu t,

(Menit)

Suhu (K) COPideal

Tc Te

1 20 313,15 255,15 4,4

2 40 313,65 256,15 4,4

3 60 313,65 256,15 4,4

4 80 314,15 256,15 4,4

5 100 314,15 256,15 4,4

6 120 314,65 257,15 4,4

7 140 315,15 257,15 4,4

8 160 315,15 257,15 4,4

9 180 315,15 257,15 4,4

10 200 315,15 257,15 4,4

11 220 315,15 257,15 4,4

12 240 315,15 257,15 4,4

Keterangan :

Te : Suhu refrigeran Evaporator, K

Tc : Suhu refrigerant Kondensor, K

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

52

Dari Tabel 5.7 koefisien prestasi ideal (COPideal) dapat disajikan dalam bentuk

grafik pada Gambar 5.4.

Gambar 5.5 Koefisien prestasi ideal showcase (COPideal)

f. Efisiensi showcase (%)

Efisiensi showcase dapat dihitung dengan dengan menggunakan persamaan

(2.6) yaitu : Efisiensi = COPaktual / COPideal. Sebagai contoh perhitungan untuk

efisiensi showcase diambil pada menit ke 180 :

η = ( COPaktual / COPideal ) x 100 %

= ( 3,6 / 4,4) x 100%

= 81,8 %

Hasil keseluruhan perhitungan disajikan pada Tabel 5.8.

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

CO

Pid

eal

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

53

Tabel 5. 8 Perhitungan efisiensi showcase

No Waktu t, (Menit) COPaktual COPideal η (%)

1 20 3,5 4,4 79,5

2 40 3,5 4,4 79,5

3 60 3,6 4,4 81,8

4 80 3,7 4,4 84,1

5 100 3,6 4,4 81,8

6 120 3,7 4,4 84,1

7 140 3,7 4,4 84,1

8 160 3,6 4,4 81,8

9 180 3,6 4,4 81,8

10 200 3,6 4,4 81,8

11 220 3,6 4,4 81,8

12 240 3,6 4,4 81,8

Dari Tabel 5.8 efisiensi showcase dapat disajikan dalam bentuk grafik pada

Gambar 5.6.

Gambar 5.6 Efisiensi showcase

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

η %

Waktu t, menit

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

54

5.3 Pembahasan

Showcase sudah dapat dibuat dan dapat bekerja untuk mendinginkan

minuman atau beban kerja dengan baik, suhu kerja evaporator berkisar antara

-18oC, suhu dingin tersebut di sirkulasikan oleh blower untuk mendinginkan

beban kerja yakni minuman kemasan. Agar suhu dingin refrigeran di evaporator

tidak membekukan ninuman, showcase dilengkapi dengan komponen thermostat

yang bekerja dengan memutus aliran daya atau listrik ke kompresor pada suhu

kerja ruangan showcase yang berkisar antara 2o

C-8o

C kemudian suhu ruangan

akan menyesuaikan dengan suhu kerja yang diharapkan, sehingga proses

pendinginan minuman berlangsung dengan baik tanpa merubah sifat atau

membekukan minuman sebagai beben kerja.

Hasil penelitian untuk energi kalor yang diserap evaporator persatuan

massa refrigeran disajikan pada Tabel 5.3 dan dalam bentuk grafik disajikan pada

Gambar 5.1. Dari data yang diperoleh, energi kalor yang diserap evaporator

persatuan massa dari waktu t = 20 menit sampai dengan t = 240 menit terletak

pada 190 kJ/kg sampai dengan 189 kJ/kg. Qin terbesar : 190 kJ/kg, Qin terkecil :

189 kJ/kg, dan Qin rata-rata sebesar : 188,9 kJ/kg. Pada awal mula nampak bahwa

energi kalor yang diserap evaporator hingga waktu t = 140 menit cenderung tidak

tetap, namun pada waktu t = 160 menit hingga t = 200 menit energi kalor yang

diserap evaporator mulai tetap atau stabil dengan nilai Qin = 188 kJ/kg dan

mengalami perubahan kembali dari waktu t = 220 hingga waktu t = 240.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

55

Hasil penelitian untuk energi kalor yang dilepas kondensor persatuan

massa refrigeran disajikan pada Tabel 5.4 dan dalam bentuk grafik disajikan pada

Gambar 5.2. Dari data yang diperoleh, energi kalor yang dilepas kondensor

persatuaan massa dari waktu t = 20 menit hingga t = 240 menit terletak pada 244

kJ/kg sampai dengan 241 kJ/kg. Qout terbesar : 244 kJ/kg, Qout terkecil : 239 kJ/kg,

dan Qout rata-rata : 241,2 kJ/kg. Pada awal mula nampak bahwa energi kalor yang

dilepas kondensor hingga waktu t = 100 menit cenderung tidak tetap. Namun,

pada waktu t = 120 menit sampai dengan t = 200 menit energi kalor yang dilepas

kondensor mulai tetap atau stabil dengan nilai Qout = 240 kJ/kg dan mengalami

perubahan kembali dari waktu t = 220 hingga waktu t = 240

Hasil penelitian untuk kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa

refrigeran disajikan pada Tabel 5.5 dan dalam bentuk grafik disajikan pada

Gambar 5.3. Dari data yang diperoleh, kerja yang dilakukan kompresor persatuaan

massa dari waktu t = 20 menit sampai dengan t = 240 menit terletak pada 54 kJ/kg

sampai 52 kJ/kg. Dari Gambar 5.4 dapat dilihat bahwa nilai kerja yang dilakukan

kompresor persatuan massa refrigeran (Win) dari menit 20 sampai dengan menit

140 terus mengalami kenaikan, tetapi mulai dari menit 160 sampai dengan menit

240 sudah menunjukkan angka yang tetap yakni 52 kJ/kg , Win terbesar 54 kJ/kg,

Win terkecil : 51 kJ/kg, dan Win rata-rata : 52,3 kJ/kg. Pada awal mula nampak

bahwa kerja yang dilakukan kompresor hingga waktu t = 140 menit cenderung

tidak tetap. Namun, pada waktu t = 180 menit sampai dengan t = 240 menit kerja

yang dilakukan kompresor mulai tetap atau stabil dengan nilai Win = 52 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

56

Hasil penelitian untuk koefisien prestasi aktual (COPaktual) disajikan pada

Tabel 5.6 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.4. Dari data

yang diperoleh, koefisien prestasi aktual dari waktu t = 20 menit sampai dengan t

= 240 menit terletak pada 3,5 sampai dengan 3,6. COPaktual terbesar : 3,7, COPaktual

terkecil : 3,5, dan COPaktual rata-rata : 3,6. pada awal mula nampak bahwa

koefisien prestasi aktual showcase hingga waktu t = 140 menit cenderung tidak

tetap. Namun, pada waktu t = 160 menit sampai dengan t = 240 menit koefisien

prestasi aktual showcase mulai tetap atau stabil dengan nilai COPaktual = 3,6.

Hasil penelitian untuk koefisien prestasi ideal (COPideal) disajikan pada

Tabel 5.7 dan dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.5. Dari data

yang diperoleh, koefisien prestasi ideal dari waktu t = 20 menit hingga t = 240

menit terletak pada 4,4. Dari Gambar 5.5 dapat dilihat bahwa nilai COPideal berada

pada nilai yang tetap yakni 4,4, dan COPideal rata-rata : 4,4. Dari waktu t = 20

menit sampai dengan t = 240 menit, koefisien prestasi ideal showcase berlangsung

secara tetap atau stabil dengan nilai COPideal = 4,4

Hasil penelitian untuk efisiensi showcase disajikan pada Tabel 5.8 dan

dalam bentuk grafik yang disajikan pada Gambar 5.6. Dari data yang diperoleh,

efisiensi showcase dari waktu t = 20 menit sampai dengan t = 240 menit terletak

pada 79,5% hingga 84,1%. Efisiensi terbesar : 84,1%, efisiensi terkecil : 79,5%,

dan efisiensi rata-rata : 82%. Pada awal mula nampak bahwa efisiensi showcase

hingga waktu t = 140 menit cenderung tidak tetap. Namun, pada waktu t = 160

menit sampai dengan t = 240 menit efisiensi showcase mulai tetap atau stabil

dengan nilai η = 81,8%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

57

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Hasil penelitian memberikan beberapa kesimpulan :

a. Showcase sudah berhasil dibuat dan bekerja dengan baik. Suhu kerja

evaporator dapat mencapai -18o, sehingga dapat mendinginkan minuman atau

beban kerja dengan baik, showcase dapat bekerja dengan stabil atau konstan.

b. Nilai energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa dari waktu t = 20

menit sampai dengan t = 240 menit berlangsung secara konstan Qin rata-rata

sebesar : 188,9 kJ/kg

c. Nilai energi kalor yang dilepas kondensor persatuaan massa dari waktu

bertahap t = 20 menit hingga t = 240 menit berlangsung secara konstan Qout

rata-rata : 241,2 kJ/kg.

d. Nilai kerja yang dilakukan kompresor persatuaan massa dari waktu bertahap t

= 20 menit sampai dengan t = 240 menit berlangsung secara konstan Win rata-

rata : 52,3 kJ/kg.

e. Koefisien prestasi aktual dari waktu bertahap t = 20 menit sampai dengan t =

240 menit berlangsung secara konstan rata-rata : 3,6,

f. Koefisien prestasi ideal showcase dari waktu t = 20 menit hingga t = 240 menit

terletak pada 4,4. Nilai COPideal berada pada nilai yang tetap yakni 4,4, dan

COPideal rata-rata : 4,4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

58

g. Efisiensi showcase dari waktu t = 20 menit sampai dengan t = 240 menit

berlangsung secara konstan efisiensi rata-rata : 82%,

6.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa saran yang dapat

dikemukakan :

a. Pintu atau penutup showcase sebaiknya memiliki kerapatan yang baik, supaya

tidak terjadi pertukaran kalor dengan lingkungan.

b. Pipa masuk dan keluar kompresor lebih baik jika diberi isolator (seperti

glasswool yang terbungkus aluminum foil) supaya kinerja showcase optimal

dan data yang didapat baik.

c. Dalam pembuatan showcase gunakan material yang kuat dan mempunyai sifat

isolator agar proses pendinginan berjalan dengan sempurna.

d. Pastikan menggunakan alat ukur dengan kepresisian yang baik, agar

mempermudah pengambilan data dan memperoleh data yang valid.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

59

DAFTAR PUSTAKA

Anggraini Ekadewi .H. dan Lukito Agus (2002) Pengaruh Pipa Kapiler yang

Dililitkan Pada Suction Line Terhadap Kerja Mesin Pendingin, Universitas

Sumatra Utara.

Dwinanda, D., (2003), Analisis Pengaruh Bentuk Lekukan Pipa Kapiler Pada

Refrigerator, Universitas Guna Darma.

Handoko. K. (1981) Teknik Lemari Es, Jakarta: Penerbit P.T. Ichtiar Baru.

Indriyanto, A.W., 2013, Karakteristik Mesin Kulkas dengan Panjang Pipa Kapiler

175 cm, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Karyanto.E. dan Emon Paringga. (2005) Teknik Mesin Pendingin, Volume 1,

Jakarta: Penerbit C.V Restu Agung.

Metty Komang.T.N. dkk, (2010) performasi sistem pendingin ruangan dan

efisiensi energi listrik pada system water chiller dengan penerapan cooled

engine storage

Stoecker.W.F. and J.W. Jones., Terjemahan Supratman Hara. (1994) Refrigerasi

Dan Pengkondisian Udara, Edisi Kedua, Jakarta: Penerbit Erlangga.

Sumanto M.A. (1994) Dasar-Dasar Mesin Pendingin, Yogyakarta : Penerbit Andi

Offset.

Wilson.D.P. dan Basu.R.S. (1988) Ashrae Transaction, Volume 94, Edisi kedua.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 244 kJ/kg h1 = 434 kJ/kg h2 = 488 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 245 kJ/kg h1 = 434 kJ/kg h2 = 488 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 435 kJ/kg h2 = 488 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 438 kJ/kg h2 = 490 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 248 kJ/kg h1 = 437 kJ/kg h2 = 489 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 435 kJ/kg h2 = 486 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 435 kJ/kg h2 = 486 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 434 kJ/kg h2 = 486 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 434 kJ/kg h2 = 486 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 434 kJ/kg h2 = 486 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 248 kJ/kg h1 = 435 kJ/kg h2 = 487 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

h3 = h4 = 246 kJ/kg h1 = 435 kJ/kg h2 = 487 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI