skripsi - core.ac.uk · pendingin alkohol (aktual/ideal) (2 ) efisiensi mesin pendingin alkohol....
TRANSCRIPT
i
PENGARUH VARIASI PUTARAN KIPAS PADA KONDENSOR
TERHADAP KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN
ALKOHOL SIKLUS KOMPRESI UAP STANDAR
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
Oleh :
ANAK AGUNG ALIT NANDI WARDHANA
NIM : 145214040
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
THE EFFECT OF THE VARIETY FAN’S ROTATION IN CONDENSOR
TO THE CHARACTERISTICS OF ALCOHOL COOLING MACHINE
WITH STANDARD VAPOR COMPRESSION CYCLE
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering
By
ANAK AGUNG ALIT NANDI WARDHANA
Student Number : 145214040
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
INTISARI
Mesin pendingin pada saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengankemajuan teknologi. Mesin pendingin dapat berfungsi sebagai: refrigerator, freezer, airconditioner (AC). Dari berbagai macam mesin pendingin yang ada mempunyai kegunaanyang berbeda-beda di antaranya sebagai pengawet makanan, pembeku air (pembuat es),dan penyejuk udara. Mengingat peranan dan pentingnya mesin pendingin secara umum,maka diperlukan pengetahuan tentang pembuatan dan pengembangan mesin pendingin.Tujuan dari penelitian ini adalah (a) membuat mesin pendingin siklus kompresi uapstandar yang dipergunakan untuk mendinginkan alkohol (b) mengetahui karakteristik darimesin pendingin alkohol yang telah dibuat: (1) COP (Coefficient Of Performance) mesinpendingin alkohol (aktual/ideal) (2) efisiensi mesin pendingin alkohol.
Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian initerdiri dari kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator. refrigeran yangdigunakan adalah refrigeran R-134a dan peralatan tambahan yaitu filter. Daya kompresorsebesar 1/5 hp. Beban pendinginan adalah alkohol dengan valume 5 liter dan kadaralkohol sebesar 70% dengan sifat alkohol anti beku. Variasi penelitian yang dilakukanpada penelitian ini adalah pada bagian kipas pendingin kondensor. Pada penelitiandilakukan tiga variasi putaran kipas pada kondensor yaitu 800 rpm, 1000 rpm, dan 1200rpm.
Hasil penelitian menunjukan (a) mesin pendingin yang telah dibuat dapatbekerjadengan baik sesuai dengan yang diharapkan. (b) karakteristik mesin pendingin alkohol (1)nilai COPaktual untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 3,079, putaran kipas1000 rpm rata-ratanya sebesar 2,850, dan untuk putaran kipas 1200 rpm rata-ratanyasebesar 2,859 (2) nilai efisiensi untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 72,61%,putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 70,56%, dan untuk putaran kipas 1200 rpmrata-ratanya sebesar 71,25%.
Kata Kunci: Mesin pendingin alkohol, siklus kompresi uap standar, efisiensi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRACT
Cooling machines are getting more and more utilized as the advancement oftechnology. Cooling machines can be formed as: refrigerator, freezer, or air conditioner(AC). Various types of cooling machines have their own purposes, such as foodpreservative, water freezer (ice maker), and air conditioner. Knowing that the use ofcooling machines is important, it is needed to have knowledge about how to make anddevelop cooling machines. The aims of this research are (a) to make a standard vaporcompression cycle cooling machine that is used for cooling alcohol, (b) to find outcharacteristics of the alcohol cooling machine that has been made: (1) COP (CoefficientOf Performance) of the alcohol cooling machine (actual/ideal) (2) the efficiency of thealcohol cooling machine.
Main components of the cooling machine that is used in this research arecompressor, condenser, capillary pipe, and evaporator. Refrigerant that is used isrefrigerant R-134a and a filter as additional equipment. Power of the compressor is 1/5hp. The cooling load is alcohol with volume of 5 liters and alcohol levels of 70% withanti-freezing alcohol properties. Variety of research that is done in this research is thecondenser cooling fan. This research conducts three varieties of condenser fan rounds;800 rpm, 1000 rpm, and 1200 rpm.
Result of the research shows (a) the cooling machine that has been made workswell as it was expected (b) the characteristics of the alcohol cooling machine (1) value ofCOPactual for 800 rpm fan rounds is in the amount of 3,079, for 1000 rpm fan rounds is inthe amount of 2,850, and for 1200 rpm fan rounds is in the amount of 2,859 (2) efficiencyvalue for 800 rpm is in the amount of 72,61%, for 1000 rpm is in the amount of 70,56%,and for 1200 rpm is in the amount of 71,25%.
Keywords: Alcohol Cooling Machine, standard steam compression cycle, efficiency.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat yang
diberikan dalam penyusunan Skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan dengan baik
dan lancar
Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib mahasiswa Program Studi Teknik
Mesin untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, akhirnya Skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati penulis
menyampaikan rasa terimakasih yang besar kepada :
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, dan
sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.
3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Anak Agung Gede Emas Ardhana Putra dan Supraptiningsih selaku orang tua
penulis dan keluarga penulis yang telah mendoakan, mendukung dan memberikan
semangat moral maupun material dalam menyelesaikan Skripsi.
5. Anom Putra Yudistira dan Istri Candra Widita selaku kakak kandung penulis yang
selalu memberikan doa, semangat, dan menghibur dalam menyelesaikan Skripsi.
6. Berta Palupi selaku kakak sepupu penulis yang telah membantu dalam
menyelesaikan Skripsi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................... i
TITLE PAGE ....................................................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................................ iii
DAFTAR DEWAN PENGUJI........................................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI............................................................................. v
INTISARI .......................................................................................................................... vi
ABSTRACT........................................................................................................................ vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................................................................viii
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... ix
DAFTAR ISI...................................................................................................................... xi
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN .................................................................. xiv
DAFTAR GAMBAR........................................................................................................ xv
DAFTAR TABEL........................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Penelitian......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah..................................................................................................... 2
1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................................................... 2
1.4. Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin Pendingin .............................................. 3
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ........................................... 4
2.1. Dasar Teori ............................................................................................................... 4
2.1.1. Definisi Mesin Pendingin ......................................................................................... 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.1.2. Siklus Kompresi Uap................................................................................................ 5
2.1.3. Komponen-Komponen Siklus Kompresi Uap .......................................................... 8
2.1.4. Refrigeran Siklus Kompresi Uap............................................................................ 12
2.1.5. Perhitungan-Perhitungan Pada Sklus Kompresi Uap ............................................. 16
2.1.6. Alkohol ................................................................................................................... 20
2.1.7. Intruksi Kerja Dinas Quality Assurance ................................................................. 21
2.2. Tinjauan Pustaka..................................................................................................... 22
BAB III PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN .......................... 26
3.1. Pembuatan Mesin Pendingin..................................................................................... 26
3.1.1. Komponen Utama Mesin Pendingin....................................................................... 26
3.1.2. Alat ......................................................................................................................... 30
3.1.3. Bahan ...................................................................................................................... 35
3.1.4. Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin................................................ 37
3.1.5. Langkah-langkah Pembuatan Mesin pendingin...................................................... 40
3.2. Objek Penelitian ........................................................................................................ 42
3.3. Skematik Penelitian................................................................................................... 42
3.4. Variasi Penelitian ...................................................................................................... 44
3.5. Alur Penelitian .......................................................................................................... 44
3.6. Alat Bantu Penelitian ............................................................................................... 46
3.7. Cara Pengambilan Data dan Pengolahan Data .......................................................... 48
3.8. Cara Pengolahan Data ............................................................................................... 48
3.9. Kesimpulan ............................................................................................................... 49
BAB IV HASIL PENELITIAN, PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN......... 50
4.1. Hasil Penelitian ......................................................................................................... 50
4.2. Hasil Pengolahan Data .............................................................................................. 52
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
4.3. Pembahasan............................................................................................................... 78
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................ 84
5.1 Kesimpulan ............................................................................................................... 84
5.2 Saran.......................................................................................................................... 85
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................... 86
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
Simbol Keterangan
Q : Laju perpindahan kalor (W)
: Gradien suhu perpindahan kalor (-K/m)
k : Konduktifitas thermal kalor (W/m.K)
A : Luas bidang penampang (m²)
Ts : Temperatur permukaan (K)
: Temperatur fluida yang mengalir dekat permukaan (k)
h : Entalpi (kJ/kg)
Wk : Kerja kompresor (kJ/kg)
Qc : Kalor yang dilepas kondensor (kJ/kg)
Qe : Kalor yang diserap evaporator
COP : Koefisien prestasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alir Mesin Pendingin ...................................................................... 4
Gambar 2.2. Skema Siklus Kompresi Uap ......................................................................... 6
Gambar 2.3. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram P-h ....................................................... 6
Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram T-s ....................................................... 7
Gambar 2.5. Kompresor Jenis Terbuka .............................................................................. 9
Gambar 2.6. Kompresor Jenis Hermatik............................................................................. 9
Gambar 2.7. Kompresor Jenis Semi Hermatik.................................................................. 10
Gambar 2.8. Kondensor .................................................................................................... 10
Gambar 2.9. Evaporator .................................................................................................... 11
Gambar 2.10. Pipa Kapiler................................................................................................ 12
Gambar 2.11. Filter ........................................................................................................... 12
Gambar 2.12. Diagram tekanan-entalpi R-134a ............................................................... 19
Gambar 2.13. Ethylene Glycol .......................................................................................... 20
Gambar 3.1. Konstruksi Mesin Pendingin ........................................................................ 27
Gambar 3.2. Kompresor Hermetik.................................................................................... 28
Gambar 3.3. Kondensor Jenis Pipa Bersirip ..................................................................... 28
Gambar 3.4. Evaporator .................................................................................................... 29
Gambar 3.5. Pipa Kapiler.................................................................................................. 29
Gambar 3.6. Filter ............................................................................................................. 30
Gambar 3.7. Pemotong pipa (Tubing cutter) .................................................................... 31
Gambar 3.8. Pembengkok Pipa......................................................................................... 31
Gambar 3.9. Pompa Vakum.............................................................................................. 32
Gambar 3.10. Pengembang Pipa (Flaring Tool)............................................................... 32
Gambar 3.11. Tang ........................................................................................................... 33
Gambar 3.12. Bor.............................................................................................................. 33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 3.13. Meteran dan Mistar .................................................................................... 34
Gambar 3.14. Alat Las ...................................................................................................... 34
Gambar 3.15. Bahan Las................................................................................................... 35
Gambar 3.16. Pipa Tembaga............................................................................................. 37
Gambar 3.17. Pressure Gauge .......................................................................................... 38
Gambar 3.18. Penampil Suhu Digital dan Termokopel .................................................... 39
Gambar 3.19. Tang Ampere.............................................................................................. 40
Gambar 3.20. Objek Penelitian ......................................................................................... 42
Gambar 3.21. Skematik Mesin Pendingin Alkohol .......................................................... 43
Gambar 3.22 Diagram Alir Langkah Pelaksanaan............................................................ 45
Gambar 3.23. (a) Thermocouple dan (b) APPA................................................................ 46
Gambar 3.24. Pressure Gauge .......................................................................................... 47
Gambar 3.25. Diagram P-h R-134a. ................................................................................. 47
Gambar 3.26. Stopwatch ................................................................................................... 48
Gambar 4.1. Perbandingan suhu kondensor terhadap waktu pada setiap variasi.............. 55
Gambar 4.2. Perbandingan suhu evaporator terhadap waktu pada setiap variasi ............. 56
Gambar 4.3. Perbandingan Win pada setiap variasi........................................................... 63
Gambar 4.4. Perbandingan Qout pada setiap variasi putaran kipas.................................... 65
Gambar 4.5. Perbandingan Qin setiap variasi putaran kipas.............................................. 68
Gambar 4.6. Perbandingan COPaktual pada setiap variasi putaran kipas ............................ 70
Gambar 4.7. Perbandingan COPideal pada setiap variasi putaran kipas ............................. 73
Gambar 4.8. Perbandingan efisiensi setiap variasi putaran kipas ..................................... 75
Gambar 4.9. Perbandingan laju aliran massa refrigeran setiap variasi putaran kipas ....... 78
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Data penelitian mesin pendingin dengan variasi putaran kipas 800 rpm......... 50
Tabel 4.2. Data Penelitian mesin pendingin dengan variasi putaran kipas 1000 rpm....... 51
Tabel 4.3. Data penelitian mesin pendingin variasi putaran kipas 1200 rpm ................... 52
Tabel 4.4. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 800 rpm....... 53
Tebel 4.5. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 1000 rpm..... 54
Tabel 4.6. nilai suhu kondensor dan evaporator pada variasi putaran kipas 1200 rpm..... 55
Tabel 4.7. nilai entalpi pada putaran kipas 800 rpm ......................................................... 59
Tabel 4.8. nilai entalpi pada putaran kipas 1000 rpm ....................................................... 59
Tabel 4.9. nilai entalpi pada putaran kipas 1200 rpm ....................................................... 60
Tabel 4.10. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 800 rpm...................................... 61
Tabel 4.11. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1000 rpm.................................... 61
Tabel 4.12. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1200 rpm.................................... 62
Tabel 4.13. Qout kondensor pada putaran kipas 800 rpm .................................................. 63
Tabel 4.14. Qout kondensor pada putaran kipas 1000 rpm ................................................ 64
Tabel 4.15. Qout kondensor pada putaran kipas 1200 rpm ................................................ 64
Tabel 4.16. Qin evaporator pada putaran kipas 800 rpm ................................................... 66
Tabel 4.17. Qin evaporator pada putaran kipas 1000 rpm ................................................. 66
Tabel 4.18. Qin evaporator pada putaran kipas 1200 rpm ................................................. 67
Tabel 4.19. COPaktual pada putaran kipas 800 rpm ............................................................ 68
Tabel 4.20. COPaktual pada putaran kipas 1000 rpm .......................................................... 69
Tabel 4.21. COPaktual pada putaran kipas 1200 rpm .......................................................... 69
Tabel 4.22. COPideal pada putaran kipas 800 rpm.............................................................. 71
Tabel 4.23. COPideal pada putaran kipas 1000 rpm............................................................ 71
Tabel 4.24. COPideal pada putaran kipas 1200 rpm............................................................ 72
Tabel 4.25. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 800 rpm ......................................... 73
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Tabel 4.26. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1000 rpm ....................................... 74
Tabel 4.27. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1200 rpm ....................................... 74
Tabel 4.28. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 800 rpm ............................. 76
Tabel 4.29. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1000 rpm ........................... 76
Tabel 4.30. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1200 rpm ........................... 77
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Dewasa ini perkembangan teknologi semakin lama semakin pesat. Mesin
pendingin bukan merupakan suatu alat yang dianggap mewah dan asing bagi
masyarakat. Sebagai misal mesin pendingin, banyak dijumpai diberbagai tempat:
di rumah tangga, di swalayan/mall, di rumah sakit, di kantor-kantor, di tempat
industri, di tempat hiburan dan bahkan di berbagai alat transportasi. Ditinjau dari
kegunaannya mesin pendingin mempunyai fungsi untuk mendinginkan,
membekukan, dan untuk sistem pengkondisian udara.
Contoh mesin yang berfungsi untuk mendinginkan dan membekukan adalah:
kulkas, freezer, ice maker, cold storage, show case, dispenser, dll. Sedangkan
mesin yang berfungsi untuk sistem pengkondisian udara adalah: AC rumah
tangga, AC industri, AC alat transportasi, dll. Semua mesin tersebut
mempergunakan siklus kompresi uap dalam bekerjanya.
Adapun contoh mesin pendingin di tempat industri adalah mesin pendingin
alkohol untuk perlakuan dingin pada spesimen atau benda kerja sebelum
dilakukan pengujian impak. Perlakuan dingin pada spesimen merupakan suatu
upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang ada dilapangan.
Bahwa semakin rendah suhu maka karakteristik suatu material akan berubah dari
ulet menjadi getas. Seperti tenggelamnya kapal Titanic yang salah satu faktor
penyebabnya adalah perubahan karakteristik material pada konstruksi kapal akibat
suhu ekstrim di Samudra Atlantik Utara.
Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat
(rapid load). Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur
ketahanan beban terhadap beban kejut. Pengujian impak merupakan suatu upaya
untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
perlengkapan transportasi, kontruksi dan sistem perpipaan dimana beban tidak
selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan dating secara tiba-tiba.
Mesin pendingin alkohol untuk perlakuan logam pada spesimen ini
sebelumnya telah dilakukan di laboratorium PT. KHI PIPE INDUSTRI untuk
pengujian sampel pipa.
1.2 Rumusan Masalah
Mengingat pentingnya peranan mesin pendingin pada perlakuan logam, maka
penulis berkeinginan untuk mengerti, memahami dan mengenal kerja mesin
pendingin beserta dengan karakteristik mesin pendingin lebih lanjut. Caranya
adalah dengan merancang, membuat dan melakukan penelitian untuk
mendapatkan karakteristik mesin pendingin. Pada penelitian ini, mesin pendingin
dipergunakan untuk alkohol sebagai media proses perlakuan benda kerja sebelum
dilakukan uji impak dengan metode charpy.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah:
a. Merancang dan membuat mesin pendingin siklus kompresi uap standar yang
dipergunakan untuk mendinginkan alkohol.
b. Mengetahui karakteristik dari mesin pendingin alkohol yang telah dibuat:
1. Mengetahui kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win).
2. Mengetahui energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa
refrigeran (Qin).
3. Mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa
refrigeran (Qout)
4. Mengetahui COP aktual dan COP ideal dari mesin pendingin.
5. Mengetahui efisiensi mesin pendingin (η).
6. Mengetahui laju aliran refrigeran yang mengalir di dalam siklus kompresi
uap (ṁ)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.4 Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin Pendingin
Batasan-batasan dalam pembuatan alat penelitian:
a. Mesin pendingin bekerja dengan siklus kompresi uap, dan diasumsikan tidak
ada proses pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut.
b. Komponen utama dalam siklus kompresi uap yaitu: kompresor, kondensor,
pipa kapiler, filter, evaporator dan tempat untuk mendinginkan alkohol.
c. Refrigeran yang dipergunakan dalam mesin pendingin adalah R-134a.
d. Daya kompresor yang dipergunakan sebesar 1/5 HP, jenis kompresor
hermetic jenis torak, diperoleh di pasaran.
e. Ukuran komponen utama yang lain, ukurannya menyesuaikan dengan
besarnya daya kompresor yang dipergunakan, semuanya diperoleh di pasaran.
f. Fluida yang didinginkan adalah alkohol dengan kadar 70%.
g. Kapasitas alkohol yang didinginkan sebanyak 5 liter.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini:
a. Mempunyai pengalaman dalam pembuatan mesin pendingin alkohol sebagai
media untuk perlakuan pada spesimen sebelum dilakukan uji impak
b. Mampu memahami karakteristik mesin pendingin dengan siklus kompresi
uap.
c. Sebagai bekal untuk memahami mesin pendingin, pembeku dan mesin
pendingin pengkondisian udara yang menggunakan siklus kompresi uap.
d. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai referensi untuk para peneliti lainnya
yang ingin melakukan penelitian terkait mesin pendingin.
e. Hasil penelitian dapat menambah khasanah dalam pengetahuan yang dapat
ditempatkan di perpustakaan atau di proseding, atau dipublikasikan di dalam
media masa lainnya.
f. Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin pendingin alkohol untuk
perlakuan logam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
BAB II
LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Teori
2.1.1. Definisi Mesin Pendingin
Skematik sistem kerja mesin pendingin berkebalikan dengan mesin kalor.
Skematik sistem kerja mesin pendingin diberikan pada Gambar 2.1. Mesin
pendingin bekerja mengambil kalor dari tandon kalor bersuhu rendah dan
memindahkan kalor ke tandon bersuhu tinggi dengan bantuan kerja dari
kompresor. Pada lemari es yang biasa digunakan di rumah, makanan dan air
sebagai tandon kalor bersuhu rendah, sedangkan udara lingkungan di mana posisi
lemari es ditempatkan sebagai tendon kalor bersuhu tinggi dan kompresor bekerja
sebagai sumber energi yang memindahkan kalor.
Pada penelitian ini alkohol sebagai tandon kalor bersuhu rendah dan udara
di mana alat penelitian ditempatkan sebagai tandon kalor bersuhu tinggi.
Sedangkan kerja (W) yang diberikan dilakukan oleh kompresor yang bekerja
dengan sumber energi dari listrik.
Gambar 2.1. Skematik Sistem Kerja Mesin Pendingin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Pada sistem kerja mesin pendingin, kalor Qin diambil dari tandon kalor
bersuhu rendah dan kerja yang diberikan dilakukan oleh kompresor sebesar Win
dan membuang kalor Qout ke tandon kalor bersuhu tinggi, yang dapat dinyatakan
dengan Persamaan (2.1). Simbol R pada Gambar (2.1) menyatakan refrigeran atau
mesin pendingin.
Qout = Win + Qin … (2.1)
Jadi pemakaian kerja mekanis Win sebesar:
Win = Qout – Qin … (2.2)
Persamaan (2.2) berlaku untuk siklus refrigerasi maupun siklus pompa
kalor namun tujuan siklus berbeda. Refrigerasi digunakan untuk mendinginkan
ruangan atau objek yang didinginkan atau dibekukan, atau untuk menjaga suhu
udara di dalam rumah lebih rendah dari suhu sekitarnya. Sedangkan pompa kalor
digunakan untuk memanaskan ruangan, atau untuk menjaga agar suhu ruangan
lebih tinggi dari suhu sekitarnya
Pada penelitian ini siklus refrigerasi digunakan untuk mendinginkan
alkohol hingga mencapai suhu yang diinginkan dan menjaga suhu tersebut agar
tetap sesuai keinginan.
2.1.2. Siklus Kompresi Uap
Dari sekian banyak jenis sistem refrigerasi, yang paling umum digunakan
adalah refrigerasi dengan siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi
uap adalah kompresor, evaporator, kondensor, dan katub ekspansi atau pipa
kapiler. Skema rangkaian komponen siklus kompresi uap tersaji pada Gambar 2.2.
Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h
dan diagram T-s.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Gambar 2.2. Skema Rangkaian Komponen Utama Siklus Kompresi Uap
Gambar 2.3. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram P-h
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Gambar 2.4. Siklus Kompresi Uap Pada Diagram T-s
Proses dari skema alir siklus kompresi uap (Gambar 2.2.) adalah:
a. Proses Kompresi (proses 1-2)
Proses kompresi adalah proses menaikan tekanan refrigeran (proses 1-2).
Proses ini dilakukan oleh kompresor. Kondisi awal refrigeran pada saat masuk ke
dalam kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah mengalami
kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan tinggi. Karena proses ini
berlangsung secara isentropic, maka temperature ke luar kompresor pun
meningkat.
b. Proses Desuperheating (Proses 2-2a) dan Proses Kondensasi (Proses2-3)
Proses penurunan suhu dan proses kondensasi refrigeran (Proses 2-3)
berlangsung di dalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi dan
bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang kalor (Qout)
sehingga fasenya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di dalam kondensor
terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya (udara), sehingga
kalor berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang menyebabkan uap
refrigeran mengembun menjadi cair. Proses ini berlangsung pada tekanan tetap.
c. Proses Throtling (Proses 3-4)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Proses penurunan tekanan refrigeran (Proses 3-4) disebut juga proses
throtling. Pada proses ini fase refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase
campuran (cair dan gas). Proses berlangsung secara isoentalpi atau tidak terjadi
perubahan entalpi tetapi terjadi penurunan tekanan dan temperatur.
d. Proses Penguapan atau Evaporasi (Proses 4-1).
Proses pendidihan refrigeran (Proses 4-1) disebut juga proses evaporasi.
Proses ini berlangsung di dalam evaporator. Kalor dari dalam ruangan akan
diserap oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah
fase dari campuran cair + uap menjadi uap jenuh bertekanan rendah. Selanjutnya,
refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan bersirkulasi lagi. Begitu
seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai. Proses berlangsung pada
tekanan tetap.
Dengan demikian proses-proses siklus kompresi uap pada diagram P-h dan
diagram T-s, adalah sebagai berikut
a. 1-2 : Proses kompresi (berlangsung secara isentropik atau
adiabatik dan reversible).
b. 2-3 : Proses desuperheating dan proses kondensasi (pelepasan
panas dan pengembunan) pada tekanan konstan.
c. 3-4 : Proses ekspansi atau throtling tidak reversible atau
isentalpik atau dengan entalpi konstan.
d. 4-1 : Proses penguapan atau evaporasi.
2.1.3. Komponen-Komponen Siklus Kompresi Uap
Komponen utama dari siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor,
evaporator, pipa kapiler.
a. Kompresor
Kompresor merupakan jantung dari siklus kompresi uap. Kompresor
menghisap uap refrigeran yang bertekanan rendah dari evaporator dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
mengkompresikannya menjadi uap bertekanan tinggi sehingga uap akan
tersirkulasi.
1. Kompresor Jenis Terbuka
Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing-masing
bergerak sendiri dalam keadaan terpisah dengan menggunakan pulley. Contoh
gambar kompresor jenis terbuka dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Kompresor Jenis Terbuka
(sumber: http://www.jyengine.com)
2. Kompresor Jenis Hermatik
Jenis kompresor hermatik adalah kompresor yang motor penggeraknya dan
kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak
langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama
dengan kompresor. Contoh gambar kompresor jenis hermetic dapat dilihat pada
Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Kompresor Jenis Hermatik
(sumber: http://www.edukasielektronika.com)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
3. Kompresor Jenis Semi Hermatik
Jenis kompresor jenis ini merupakan kompresor yang motor penggeraknya
serta kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya
terpisah dari kompresor. Kompresor digerakan oleh motor penggerak dengan
sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor. Contoh
gambar kompresor jenis semi hermetic dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Kompresor Jenis Semi Hermatik
(sumber: http://www.seekpart.com)
b. Kondensor
Kondensor adalah suatu alat untuk merubah fase bahan pendingin dari
bentuk gas menjadi cair. Pada saat terjadinya perubahan fase tersebut, panas
dilepas oleh kondensor ke udara sekitar melalui permukaan rusuk-rusuk
kondensor. Bahan pendingin saat keluar kompresor mempunyai suhu dan tekanan
tinggi. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin didinginkan
awalnya menjadi gas jenuh kemudian mengembun berubah menjadi cair. Contoh
gambar kondensor dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8. Kondensor
(sumber: http://www.edukasielektronika.com)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
c. Evaporator
Evaporator adalah suatu tempat dimana bahan pendingin menguap dari
cair menjadi gas. Proses penguapannya memerlukan kalor, kalor diambil dari
lingkungan sekitar evaporator (air di sekitar evaporator). Evaporator berbentuk
berbagai macam, ada yang berbentuk pipa, pipa dengan plat dan pipa dengan sirip.
Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau
kuningan. Namun kebanyakan terbuat dari alumunium. Kerusakan yang sering
dijumpai pada evaporator adalah kebocoran pipa. Hampir semua kerusakan terjadi
karena kebocoran sehingga mesin pendingin tidak mampu mendinginkan (ruang
pendinginan). Contoh gambar evaporator dapat dilihat pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9. Evaporator Jenis Pipa
d. Pipa kapiler
Pipa kapiler adalah salah satu alat penurun tekanan. Pipa kapiler
merupakan suatu pipa pada mesin pendingin yang mempunyai diameter yang
paling kecil jika dibandingkan dengan pipa-pipa lainnya. Jika pada evaporator
pipa mempunyai diameter 8 mm, maka untuk pipa kapiler berdiameter 1,7 mm.
Kerusakan mesin pendingin yang paling banyak dijumpai pada pipa kapiler, yaitu
terjadinya kebocoran pada pipa kapiler dan tersumbatnya pipa kapiler oleh
kotoran-kotoran pada refrigeran. Contoh gambar pipa kapiler dapat dilihat pada
Gambar 2.10.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2.10. Pipa Kapiler
e. Filter
Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran
bahan pendingin selama melakukan sirkulasi, sehingga kotoran tidak masuk ke
dalam pipa kapiler. Selain itu, bahan pendingin yang akan disalurkan pada proses
berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal. Bentuk
dari alat ini ialah berupa tabung kecil dengan diameter antara 10 – 20 mm, dengan
bahan dari tembaga sedangkan panjangnya tak kurang dari 8 – 15 cm. Contoh
gambar filter dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Filter
(sumber: http://www.edukasielektronika.com)
2.1.4. Refrigeran Siklus Kompresi Uap
Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang
mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, bahan tersebut
adalah bahan pendingin (refrigeran). Refrigeran yaitu fluida atau zat pendingin
yang memegang peranan penting dalam sistem pendingin. Refrigeran digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
untuk menyerap panas melalui perubahan fase dari cair menjadi gas (evaporasi)
dan membuang panas melalui perubahan fase dari gas menjadi cair (kondensasi).
Refrigeran dapat dikatakan sebagai pemindah panas dalam sistem pendingin.
Refrigeran mengalami beberapa proses atau perubahan fase (cair dan uap), yaitu
refrigeran yang mula-mula pada keadaan awal (cair) setelah melalui beberapa
proses akan kembali ke keadaan awalnya.
Secara umum refrigeran dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:
a. Refrigeran primer
Refrigeran primer adalah refrigeran yang digunakan dalam sistem
kompresi uap dan mengalami perubahan fase selama proses refrigerasinya.
Refrigeran primer meliputi beberapa macam diantaranya yaitu:
1. Udara
Penggunaan udara sebagai refrigeran umumnya dipergunakan untuk pesawat
terbang. Sistem pendingin dengan refrigeran udara menghasilkan COP yang
lebih rendah, tetapi aman.
2. Ammonia (NH3)
Amonia adalah satu-satunya refrigeran selain kelompok fluorocarbon yang
masing digunakan sampai saat ini. Walaupun ammonia beracun dan kadang-
kadang mudah terbakar atau meledak pada kondisi tertentu, namun ammonia
biasa digunakan pada instalasi-instalasi suhu rendah pada industri besar.
3. Karbondioksida (CO2)
Karbondioksida merupakan refrigeran yang pertama dipakai seperti halnya
ammonia. Refrigeran ini kadang-kadang digunakan untuk proses pembekuan
dengan cara bersentuhan langsung dengan bahan makanan. Tekanan
pengembunannya yang tinggi membatasi penggunaannya hanya pada suhu
rendah. Untuk suhu tinggi digunakan refrigeran lain.
4. Hidrokarbon
Hidrokarbon merupakan refrigeran paling banyak dipakai pada industri
karena harganya yang murah dan termasuk refrigeran yang ramah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
lingkungan. Jenisnya adalah butana, iso butana, propana, propylana, etana
dan etylana. Semuanya termasuk bahan yang mudah terbakar dan meledak.
Hidrokarbon dapat terbakar bila berada di dalam daerah segitiga api yaitu
tersedianya hidrokarbon, udara dan sumber api. Jika salah satu ketiga faktor
tersebut tidak terpenuhi maka proses kebakaran tidak akan terjadi
5. Refrigeran R-12
Refrigeran ini biasa dilambangkan R-12 dan mempunyai rumus kimia CCl2F2
(Dichloro Difluoro Methane). Refrigeran ini sudah tidak boleh dipergunakan
lagi pada saat ini. Dulu digunakan untuk kompresor torak. R-12 mempunyai
titik didih --21,6˚F (-29,8˚C) pada tekanan 1 atm. Refrigeran ini tidak ramah
lingkungan dan menimbulkan pemanasan global.
6. Refrigeran R-22
Refrigeran ini biasa dilambangkan R-22 dan mempunyai rumus kimia
CHClF2. R-22 mempunyai titik didih -41,4˚F (-40,8˚C). refrigeran ini telah
dilarang untuk digunakan, karena merusak lapisan ozon dan pemanasan
global.
7. Refrigeran R-134a
Refrigeran ini biasanya dilambangkan R-134a dan mempunyai rumus kimia
CH3CH2F. R-134a mempunyai titik didih -15˚F (-26,2˚C). refrigeran ini
merupakan alternatif pengganti R-22 dan R-12. Refrigeran ini dianggap
sebagai refrigeran yang ramah lingkungan.
b. Refrigeran sekunder
Refrigeran sekunder adalah fluida yang membawa panas dari bahan yang
sedang didinginkan ke evaporator pada sistem refrigerasi. Refrigeran sekunder
mengalami perubahan suhu bila menyerap panas dan membebaskannya pada
evaporator, tetapi tidak mengalami perubahan fase. Secara teknis air dapat
digunakan sebagai refrigeran sekunder, namun yang paling sering diguakan
adalah larutan garam (brine) dan larutan anti beku (antifreezes) yang merupakan
larutan dengan suhu beku dibawah 0˚C. larutan anti beku yang sering digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
adalah larutan air dan glikol etilen, glikol propilen, atau kalsium klorida. Glikol
propilen mempunyai keistimewaan tidak berbahaya bila terkena bahan makanan.
Jenis refrigeran yang digunakan pada saat ini terdiri dari tiga susunan
yaitu:
1. Hydro fluoro carbon (HFC), merupakan refrigeran baru sebagai alternative
untuk menggantikan posisi Freon. Hal ini disebabkan karena refrigeran Freon
mengandung zat chlor (CI) yang dapat merusak lapisan ozon. Sedangkan
HFC terdiri dari atom-atom hydrogen, fluorine dan karbon tanpa adanya zat
chlor (CI)
2. Hydro cloro fluoro carbon (HCFC), merupakan refrigeran yang terdiri dari
hydrogen, klorin, fluorin, dan karbon. Refrigeran ini terkandung jumlah
minimal klorin, yang merusak lingkungan karena penipisan lapisan ozon.
3. Cloro fluoro carbon (CFC), merupakan refrigeran yang mengandung klorin,
fluorin dan karbon. Refrigeran ini membawa jumlah kaporit yang tinggi
sehingga dikenal sebagai refrigeran yang paling berbahaya untuk kerusakan
lapisan ozon.
Ditinjau dari berbagai segi pada saat ini pemakaian refrigeran yang umum
diusulkan adalah hydro fluoro carbon (HFC) karena beberapa sifat positif yang
dimilikinya antara lain sebagai berikut:
1. Tidak beracun, berwarna dan berbau.
2. Bukan termasuk bahan yang mudah terbakar dan meledak.
3. Tidak menyebabkan korosi pada material
4. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor
5. Memiliki struktur kimia yang stabil.
6. Memiliki titik didih yang rendah.
7. Memiliki rekanan kondensasi yang rendah.
8. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi.
9. Memiliki tingkat penguapan yang tinggi.
10. Memiliki kalor laten penguapan yang tinggi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
11. Memilki harga yang relatif murah dan mudah diperoleh
2.1.5. Perhitungan-Perhitungan Pada Siklus Kompresi Uap
Untuk mengetahui karakteristik mesin pendingin diperlukan beberapa
rumusan perhitungan, antara lain sebagai berikut :
a. Kerja Kompresor (Win)
Besarnya kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung
dengan menggunakan Persamaan (2.3).
hhW in 12 … (2.3)
Pada Persamaan (2.3) :
Win : besarnya kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg)
h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
b. Laju Aliran Kalor Yang Dilepas Kondensor (Qout)
Besarnya kalor per satuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat
dihitung dengan Persamaan (2.4)
hhQout 32 … (2.4)
Pada Persamaan (2.4)
Qout : besarnya kalor dilepas di kondesor persatuan massa refrigeran (kJ/kg)
h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
h3 : entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)
c. Laju Aliran Kalor Yang Diserap Evaporator (Qin)
Besarnya kalor per satuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat
dihitung dengan mempergunakan Persamaan (2.5).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
hhQin 41 … (2.5)
Pada Persamaan (2.5) :
Qin : kalor yang diserap di evaporator persatuan massa refrigeran (kJ/kg)
h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
h4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg) = h3 (kJ/kg)
d. Coefficient Of Performance actual (COPaktual)
COPaktual adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator dari
ruangan yang didinginkan dengan kerja yang dilakukan kompresor. Dapat
dihitung dengan mempergunakan Persamaan 2.6.
WQ
COPin
inaktual … (2.6)
Pada Persamaan (2.6):
COPaktual : koefisien prestasi kerja mesin siklus kompresi uap secara aktual.
Qin : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran
(kJ/kg).
Win : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran
(kJ/kg).
e. Coefficient Of Performance ideal (COPideal)
COPideal dapat dihitung dengan mempergunakan Persamaan (2.7).
TTTCOP
ec
eideal … (2.7)
Pada Persamaan (2.7):
COPideal : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal.
Te : suhu kerja mutlak evaporator (K)
Tc : suhu kerja mutlak kondensor (K)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
f. Efisiensi Mesin Siklus Kompresi Uap
Efisiensi mesin siklus kompresi uap dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan (2.8).
%100COPCOP
ideal
aktual … (2.8)
Pada Persamaan (2.8):
COPaktual : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual
COPideal : koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal.
g. Laju Aliran Refrigeran
Laju aliran refrigeran (ṁ) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
(2.9).
hhIVm
12
… (2.9)
Pada Persamaan (2.9)
V : Tegangan (volt)
I : Arus lstrik pada kompresor (ampere)
h2 : Nilai entalpi refrigeran keluar kompresor (kJ/kg)
h1 : Nilai entalpi refrigeran masuk kompresor (kJ/kg)
Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi dan menggambarkan siklus
kompresi uap yang terjadi pada mesin, nilai entalpi di setiap titik dapat diketahui,
sehingga besaran yang penting seperti kerja kompresor, kerja kondensor, kerja
evaporator, COP dan efisiensi serta laju aliran refrigeran dalam siklus kompresi
uap standar di atas dapat diketahui. Untuk diagram tekanan-entalpi R-134a dapat
dilihat pada Gambar 2.12.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Gambar 2.12. Diagram tekanan-entalpi R-134a(sumber : http://biblio3.url.edu.gt)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
2.1.6. Alkohol
Alkohol merupakan senyawa yang memilki gugus fungsional –OH yang
terikat pada rantai karbon alifatik. Dalam molekul alkohol, gugus fungsi –OH
berikatan secara kovalen dengan atom karbon. Alkohol yang memiliki satu gugus
–OH disebut dengan monoalkohol, sedangkan yang memilki lebih dari satu gugus
–OH disebut dengan polialkohol. Alkanol merupakan monoalkohol turunan
alkana..
Pada umumnya alkohol digunakan sebagai senyawa pelarut, dan sebagai
bahan minuman beralkohol. Adapun beberapa senyawa yang banyak digunakan
dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya pemanfaat alkohol di industri, methanol
digunakan sebagai bahan baku formaldehid, sebagai cairan antibeku, dan pelarut.
Jenis alkohol yang memiliki sifat antibeku adalah etilen glikol. etilen
glikol (1,2-etanadiol) yang berfungsi sebagai zat anti beku. Etilen glikol biasa
ditambahkan dalam air radiator mobil untuk mencegah air membeku selama
musim dingin. Contoh senyawa tersebut menunjukan bahwa senyawa turunan
alkana yang mengalami substitusi dengan gugus hidroksil (-OH).
Gambar 2.13. Ethylene Glycol
Pada penelitian ini alkohol yang dipergunakan adalah alkohol dengan
kadar 70%. Penggunaan alkohol pada penelitian ini karena sifat alkohol yang
antibeku.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
2.1.7. Intruksi Kerja Dinas Quality Assurance
a. Batasan:
1. Pengujian ini dilakukan bila disyaratkan dalam spesifikasi
2. Lokasi pengambilan ditentukan berdasarkan pada persyaratan pembeli atau
berdasar standar yang ditetapkan.
3. Jumlah sample ditentukan berdasar pada persyaratan pembeli atau berdasar
standar yang ditetapkan.
b. Prosedur:
1. Ambil 1 set sample (3 buah) pada tempat yang telah ditetapkan.
2. Tandai dengan paint marker.
3. Sample tidak boleh diratakan (flattening)
Sample dimilling sampai dengan ukuran yang diperlukan (full size =
10×10×ST mm atau subsize = 10×6,7×55 mm atau 10×5×55 mm) diberi
notch (V notch), sample sesuai standar ASTM A-370.
Untuk sample pada daerah las, maka sebelum membuat notch (V notch),
sample harus dietching terlebih dahulu untuk mendapatkan titik tengah lasan
yang diinginkan dengan menggunakan campuran :
a. 1 bagian HNO3 (asam nitrat) dalam volume
b. 3 bagian CH3OH
4. Etching sample tersebut dengan cara merendamnya, sehingga keluar
bayangan lasnya. Lakukan pembuatan notch pada daerah yang diinginkan
sesuai dengan ASTM A-370.
5. Amplas bagian yang tajam.
6. Periksa dalam alat proyektor notch (pembesaran ± 140×), apakah notch sudah
sesuai dan kondisi notch harus sempurna.
7. Masukan sample kedalam pendingin sampai temperatur 0˚C atau disesuaikan
dengan permintaan dan tidak boleh bersentuhan satu dengan yang lain.
8. Sample didiamkan selama 10 menit sebelum dilakukan pengujian. Letakan
sample di tempat yang telah disediakan pada mesin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
9. Uji impact dilakukan dengan cara melepaskan tuas pemukul, dan catat
energinya.
10. Catat hasil uji pada lembar yang telah disediakan.
c. Batas peneriman:
1. Nilai impact rata-rata dari 3 sample tidak boleh lebih rendah dari nilai yang
ditentukan dalam standar atau kontrak
2. Nilai impact individual sample tidak boleh lebih rendah dari nilai individual
yang ditentukan dalam standar atau kontrak.
2.2. Tinjauan Pustaka
Widiyatmoko (2015), melakukan perancangan, perakitan, dan pengujian
performa mesin pembuat es krim manual dengan kapasitas 5 liter. Tujuan
penelitian ini adalah untuk mengetahui COP mesin. Motode yang digunakan
adalah metode eksperimen di laboratorium. Dengan variasi beban pendingin.
Pengujian dilakukan dengan pengambilan data temperatur, tekanan, tegangan
listrik, dan arus listrik dengan perbedaan waktu 10 menit. Beban yang digunakan
adalah es krim dengan variasi volume ¼ liter, 1/2 liter, dan 1 liter. Diperoleh hasil
COP rata-rata tiap variasi beban pendingin yaitu COP dengan beban ¼ liter bahan
es krim sebesar 2,45, COP dengan beban 1/2 liter bahan es krim sebesar 2,51,
COP dengan beban 1 liter bahan es krim sebesar 2,6. Untuk beban 5 liter mesin
pembuat eskrim tersebut memiliki COP 3,365. Proses perakitan yang tidak
sempurna menyebabkan adanya perbedaan COP perencanaan dan interpolasi
linier pengujian, COP perencanaan pada kapasitas 5 liter adalah 2, sedangkan
COP hasil interpolasi pengujian adalah 3,365.
Khairil Anwar (2010), melakukan penelitian mengenai efek beban pendingin
terhadap kinerja sistem mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien
prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang digunakan adalah eksperimental
dengan variasi beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu
60, 100, 200, 300 dan 400 watt di dalam ruang pendingin. Tujuannya untuk
mengetahui kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan. Hasil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
penelitian menunjukkan bahwa peningkatan beban pendingin menyebabkan
koefisien prestasi mesin pendingin akan membentuk kurva parabola. Performa
optimum pada pengujian selama 30 menit diperoleh pada bola lampu 200 watt
dengan COP sebesar 2,64. Sedangkan untuk waktu pendinginan diperoleh paling
lama pada beban yang paling tinggi (bola lampu 400 watt).
Heroe Poenomo (2015), melakukan analisis karakteristik unjuk kerja sistem
pendingin (Air Conditioning) yang menggunakan Freon R-22 berdasarkan pada
variasi putaran kipas pendingin kondensor. Tujuannya untuk mengetahui
karakteristik dan unjuk kerja sistem pendingin. Metode yang digunakan dalam
penelitian ini adalah eksperimental. Percobaan dengan menggunakan peralatan
dari mesin refrigerasi sistem pendingin undara di laboratorium Fluida, data-data
yang dicatat adalah suhu, tekanan dan perbedaan tekanan di kompresor. Untuk
membuat variasi putaran poros fan kondensor dilakukan dengan melakukan
beberapa perubahan frequensi motor listrik yang menggerakkannya. Variasi
putaran motor listrik fan kondensor yang digunakan adalah 50 rpm sampai dengan
150 rpm. Data hasil pencatatan berupa tekanan dan temperatur selanjutnya diplot
pada diagram P-h untuk refrigeran R-22. Berdasarkan pembahasan hasil
perhitungan data yang diperoleh, dapat ditarik beberapa kesimpulan karakteristik
dan unjuk kerja sistem pendingin, semakin besar laju aliran udara untuk
mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi semakin meningkat.
Karena laju aliran pelepasan kalor yang besar akan berimbas pada temperatur
kondensor yang semakin rendah, sehingga dapat mencapai temperatur yang lebih
rendah lagi pada keluaran evaporator. Jadi, kerja kompresor lebih ringan pada
variasi laju pelepasan kalor yang paling besar.
Marwan Effendy (2005), melakukan penelitian pengaruh kecepatan udara
pendingin kondensor terhadap koefisien prestasi air conditioning. Tujuannya
untuk meningkatkan laju aliran udara di kondensor terhadap koefisien prestasi
sistem pendingin AC. Metode yang digunakan adalah eksperimental. Dalam
melakukan penelitian dirakit sistem pendingin AC yang tediri dari kompresor,
kondensor, katub ekspansi, dan evaporator. Refrigeran yang dipergunakan adalah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Freon R-12. Bagian kondensor dipasang kipas angina yang bisa diatur putarannya.
Untuk keperluan pengambilan data ditambahkan alat ukur seperti orifice,
manometer, dan thermometer yang menyatu dengan sistem, sedangkan kecepatan
udara yang dihisap diukur dengan anemometer. Dalam penelitian berhasil
mengekur data tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan
variasi kecepatan udara pendingin di kondensor. Kecepatan udara pendingin
kondensor diatur dengan menambahkan putaran motor listrik penggerak kipas.
Variasi kecepatan udara pendingin antara 0,2 – 2,98 m/s yang dihasilkan dari
putaran kipas 60 – 309 rpm. Hasil penelitian menunjukan semakin besar laju
aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi
semakin meningkat. Pada kecepatan udara pendingin diatas 2,98 m/s pengaruh
perubahan terhadap koefisien prestasi relatif kecil.
Aris Nur Cahyadi dan Sudjud Darsopuspito (2014), melakukan penelitian
pengujian performa mesin DAR yang berada di Jurusan Teknik Mesin ITS
Surabaya, yang diberi beban pendinginan pada kabin evaporatornya. Tujuan
penelitian ini untuk mengetahui performa mesin DAR yang diberi beban
pendingin yang berubah-ubah dan untuk mengetahui besarnya penghematan listrik
yang dilakukan oleh piranti kolektor surya tipe Parabolic Through. Metode yang
dipergunakan dalam penelitian ini adalah eksperimental. Beban pendinginan pada
penelitian ini berupa electric heater yang disambungkan dengan voltage regulator
untuk mengatur panas output electric heater tersebut. Ada tiga variasi beban
pendinginan yang akan diujikan yaitu beban pendinginan dengan suhu heater
25˚C, suhu heater 32,5˚C dan terakhir suhu heater 37˚C. pasangan Refrigeran-
Absorben yang digunakan pada penelitian ini adalah Musicool22-DMF
(Dimetilformamida) dan gas hidrogen sebagai gas inert. Panas yang diberikan ke
generator berasal dari fluida panas berupa engine oil yang disirkulasikan pada
pipa generator. Engine oil ini dipanaskan oleh dua piranti, yaitu electric heater
dan kolektor surya yang dikontrol oleh kontroler ATMega 32 bergantian
memanasi engine oil. Hasil yang diperoleh dari pengujian performa sistem DAR
dengan tiga variasi beban pendinginan yaitu semakin tinggi beban pendinginan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
maka semakin baik performa sistem DAR. Kapasitas pendinginan optimal ialah
136 W, COP tertinggi 0,87, laju aliran massa refrigeran terbesar ialah 0,75 gram/s,
dan circulation ratio terendah yaitu 2,17.
Ekadewi Anggraini Handoyo dan Agus Lukito (2002), melakukan penelitian
pengaruh usaha melilitkan pipa kapiler pada line suction terhadap performansi
suatu mesin pendingin. Tujuannya untuk mengetahui performansi mesin
pendingin, COP dan waktu pendinginan. Metode yang dipergunakan adalah
eksperimental. Pada eksperimen ini mesin pendingin yang dipergunakan adalah
freezer. Waktu pendinginan didapat dari waktu untuk menurunkan 1˚C air garam
dari 6˚C menjadi 5˚C da seterusnya hingga -3˚C. dari eksperimen yang dilakukan
didapat bahwa pipa kapiler yang dililitkan pada line suction dapat meningkatkan
COP freezer sedangkan waktu pendinginan tidak banyak berubah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
BAB III
PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pembuatan Mesin Pendingin
3.1.1. Komponen Utama Mesin Pendingin
Komponen utama mesin pendingin alkohol yang digunakan dalam penelitian
ini terdiri dari: kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator. Refrigeran
yang digunakan adalah refrigeran R-134a dan peralatan tambahan yaitu filter.
Mesin pendingin beserta komponen-komponennya dapat dilihat pada Gambar
3.1. Beban pendinginan adalah alkohol dengan volume 5 liter dan kadar alkohol
sebesar 70% dengan sifat alkohol anti beku.
1
2
4 5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Gambar 3.1. Konstruksi Mesin Pendingin
Keterangan pada Gambar (3.1) :
1. Kompresor
2. Kondensor
3. Evaporator
4. Pipa kapiler
5. Filter
Mesin pendingin pada konstruksi seperti pada Gambar 3.1. memiliki beberapa
bagian penting, yaitu :
a. Kompresor
Kompresor merupakan alat yang berfungsi menghisap dan memompakan
refrigeran ke komponen-komponen sistem pendingin, sehingga terjadi sirkulasi
refrigeran yang mengalir pada mesin pendingin. Dalam pembuatan alat mesin
pendingin ini kompresor yang digunakan adalah kompresor hermetic jenis torak
merk HanDen daya 1/5 HP yang didapat di pasaran, lebih jelasnya ditunjukan
pada Gambar 3.2.
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Gambar 3.2. Kompresor Hermetik Jenis Torak
b. Kondensor
Dalam pembuatan mesin pendingin ini kondensor yang digunakan yaitu jenis
pipa bersirip. Ukuran kondensor yang digunakan 28,5 cm × 27,5 cm × 8,5 cm dan
jarak antar sirip 0,2 mm, diameter pipa 10 mm, bahan pipa dari tembaga, bahan
sirip dari alumunium dan banyaknya lilitan 22. Seperti disajikan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Kondensor Jenis Pipa Bersirip
c. Evaporator
Besarnya evaporator yang digunakan tergantung dari seberapa besar media
yang didinginkan. Jenis evaporator yang digunakan pada mesin pendingin ini
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
adalah berjenis pipa, panjang pipa: 2 m, dengan diameter: 10 mm. bentuk
evaporator disajikan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Evaporator Jenis Pipa
d. Pipa kapiler
Pipa kapiler yang digunakan terbuat dari bahan tembaga dengan panjang 100
cm dengan diameter pipa 0,7 mm, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Pipa Kapiler
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
e. Filter
Filter berfungsi untuk menyaring atau menyerap kotoran yang akan masuk ke
ruang pipa kapiler. Bentuk dari alat ini berupa tabung kecil yang terbuat dari
bahan tembaga. Filter ini digunakan dalam mesin pendingin dengan diameter 19
mm sedangkan panjangnya 90 mm, seperti disajikan pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Filter
3.1.2. Alat
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin alkohol, antara
lain adalah:
a. Pemotong Pipa
Tubing cutter fungsinya untuk memotong pipa-pipa pada mesin pendingin agar
potongan yang dihasilkan bisa rata. Untuk memotong pipa dengan tubing cutter
yaitu pipa dimasukan diantara roller dan cutting wheel lalu tangkai dari tubing
cutter diputar 360˚, seperti disajikan pada Gambar 3.7.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Gambar 3.7. Pemotong pipa (Tubing cutter)
b. Pembengkok Pipa
Pembengkok pipa berfungsi untuk membengkokan pipa agar pipa tidak rusak
dan lebih rapih dari pada tidak dilakukan tanpa alat, seperti disajikan pada
Gambar 3.8
Gambar 3.8. Pembengkok Pipa
c. Pompa Vakum
Pompa vakum fungsinya untuk menghisap atau menghilangkan udara dan uap
air di dalam sistem mesin pendingin. Hal ini dilakukan karena udara yang
mengandung uap air akan mempercepat proses pembekuan zat pendingin
akibatnya saluran-saluran akan tersumbah es, seperti disajikan pada Gambar 3.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 3.9. Pompa Vakum
d. Pengembang Pipa
Flaring tool fungsinya untuk mengembangkan ujung pipa agar dapat
disambung dengan sambungan berulir. Flaring tool terdiri dari 2 buah blok yang
disatukan dengan baut dan mur kupu-kupu (wing nut). Kedua blok ini membentuk
lubang dengan bermacam-macam ukuran pipa yang dapat diselipkan. Selain itu
flaring tool juga mempunyai sebuah joke yang terdiri dari kaki-kaki yang dapat
diselipkan pada blok yang mempunyai sebuah baut pada bagian atasnya dengan
batang yang dapat diputar, sedangkan ujung lain pada bagian bawah diberi sebuah
flare cone yang berbentuk kerucut dengan sudut 45˚ untuk menekan dan
mengembangkan ujung pipa, seperti disajikan pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10. Pengembang Pipa (Flaring Tool)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
e. Tang
Tang adalah alat yang digunakan untuk mencengkram, memotong kawat atau
kabel. Dalam pembuatan mesin pendingin ini tang digunakan untuk mencegkaram
pipa pada saat pengelasan, seperti disajikan pada Gambar 3.11.
Gambar 3.11. Tang
f. Bor
Bor digunakan untuk membuat lubang pada pembuatan mesin pendingin
alkohol. Bor digunakan untuk membuat lubang paku dan lubang untuk baut,
seperti disajikan pada Gambar 3.12
Gambar 3.12. Bor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
g. Meteran dan Mistar
Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, dalam pembuatan
mesin pendingin alkohol. Meteran digunakan untuk mengukur panjang besi.
Sedangkan mistar untuk mengukur panjang sterofoam, seperti disajikan pada
Gambar 3.13
Gambar 3.13. Meteran dan Mistar
h. Alat Las
Fungsi alat las untuk menyambungkan pipa-pipa pada mesin pendingin. Hasil
penyambungan pipa-pipa harus bagus supaya tidak terjadi kebocoran. Alat las
yang dipergunakan adalah Gas las Hi-cook yang didapat di pasaran, seperti
disajikan pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Alat Las
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
i. Bahan Las
Bahan las yang digunakan untuk menyambung pipa-pipa mesin pendingin
yaitu berupa borak dan perak. Penggunaan bahan borak diperlukan untuk
penyambungan tembaga dengan besi, agar hasil pengelasan lebih baik. Bahan
perak digunakan untuk mengelas pipa tembaga dengan tembaga, seperti disajikan
pada Gambar 3.15.
(a) Perak
(b) Borak
Gambar 3.15. Bahan Las
3.1.3. Bahan
Bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin alkohol, antara lain
adalah:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
a. Kaca
Kaca digunakan pada bagian tutup bak penampungan alkohol. Penggunaan
kaca pada mesin pendingin alkohol ini karena sifatnya yang transparan dengan
tujuan agar isi bak penampungan alkohol dapat dilihat dari luar.
b. Sterofoam
Sterofoam memiliki kemampuan penghantar panas yang rendah. Sterofoam
digunakan untuk penutup bagian bawah bak penampungan dan sebagai lapisan
dari tutup bak penampungan agar udara luar tidak kontak langsung dengan
ruangan pendingin.
c. Lakban dan Lem
Lakban digunakan untuk merekatkan lapisan alumunium pada bagian tutup bak
penampungan. Sedangkan lem digunakan untuk merekatkan sterofoam yang ada
di bawah bak penampungan alkohol.
d. Baut
Baut digunakan untuk menyatukan rangka besi, plat bagian samping bak
penampungan, roda dengan rangka mesin, kaki kompresor dengan rangka, dan
kondensor dengan rangka.
e. Roda
Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan
mesin pendingin alkohol dari satu tempat ke tempat lain. Jumlah roda yang
digunakan sebanyak 4 buah.
f. Plat Seng
Plat seng digunakan sebagai tutup bagian atas bak penampungan alkohol.
Pemilihan plat seng sebagai tutup adalah agar udara yang ada di lingkungan tidak
masuk ke ruang pendingin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
g. Kipas
Kipas digunakan untuk menghisap panas yang ada di kondensor ke lingkungan.
Banyaknya kipas yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebanyak satu buah
dengan ukuran 120 mm x 120 mm, jumlah sudu lima buah dan daya motor listrik
40 W.
h. Pipa Tembaga
Pipa tembaga memiliki fungsi sebagai komponen penyambung antara
kompresor dengan kondensor, dan antara pipa kapiler dengan evaporator.
Diameter pipa tembaga yang digunakan adalah 10 mm dengan panjang 4 meter,
seperti disajikan pada Gambar 3.16.
Gambar 3.16. Pipa Tembaga
i. Alumunium
Alumunium digunakan sebagai pelapis tutup atas bak pendingin. Fungsinya
agar dingin yang ada di dalam ruang pending tidak keluar ke lingkungan.
3.1.4. Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin
a. Pressure Gauge
Pressure Gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran baik pada saat
pengisian maupun pada saat beroperasi. Pada mesin pendingin ini dipasang dua
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Pressure Gauge pada tekanan keluaran kompresor dan tekanan masuk kompresor.
Pressure Gauge yang digunakan ada dua jenis seperti terlihat pada Gambar 3.17.
a) Tekanan 0 - 220 Psi (dipasang pada pipa masuk kompresor, berwarna biru).
b) Tekanan 0 - 500 Psi (dipasang pada pipa keluar kompresor, berwarna merah).
a) Pressure Gauge untuk Tekanan 0-220 Psi (tekanan rendah)
b) Pressure Gauge untuk Tekanan 0-500 Psi (tekanan tinggi)
Gambar 3.17. Pressure Gauge
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
b. Termokopel
Termokopel adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu refrigeran
sebagai data yang dibutuhkan. Alat penampil suhu secara digital, mempergunakan
Tipe APPA-51 Digital thermometer. Prinsip kerjanya ujung kabel ditempelkan
pada bagian yang akan diukur kemudian menghidupkan alat penampil suhu
digital, tekan ˚C/˚F sensor akan secara otomatis bekerja dan hasilnya ditampilkan
pada layar digital, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18. Penampil Suhu Digital dan Termokopel
c. Tang Ampere
Tang ampere adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus. Jenis alat
ukur yang digunakan adalah VIP Digital Tang Ampere Model 3803L. Prinsip
kerjanya mencapit kabel pada kompresor kemudian sensor secara otomatis akan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
bekerja dan hasilnya ditampilkan pada layar digital, seperti ditunjukkan pada
Gambar 3.19.
Gambar 3.19. Tang Ampere
3.1.5. Langkah-langkah Pembuatan Mesin pendingin
Langkah-langkah pembuatan mesin pendingin alkohol dapat diketahui sebagai
berikut ini:
a. Mempersiapkan semua komponen utama mesin pendingin alkohol seperti
kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, refrigeran R-134a dan
komponen pendukung pembuatan mesin pendingin alkohol seperti alat
pemotong pipa, alat pembengkok pipa, pompa vakum, alat las, pressure gauge,
dan alat-alat yang lain yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin
alkohol.
b. Proses pembuatan rangka mesin pendingin alkohol, pada proses ini
memerlukan alat sebagai berikut alat gerindra potong untuk memotong besi
sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan, bor dan baut untuk
menyambungakan antara besi yang telah dipotong satu dengan yang lainnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
c. Setelah proses pembuatan rangka telah selesai, kemudian dilakukan proses
pemasangan kompresor, kondensor, dan bak penampungan alkohol pada
rangka yang telah dibuat dengan menggunakan baut agar posisi tidak berubah-
ubah.
d. Setelah itu, dilanjutkan dengan proses pembuatkan evaporator dengan
menggunakan pipa tembaga dengan diameter 7,5 mm dan panjang 1,5 m yang
ditekuk dengan menggunakan alat penekuk pipa sehingga evaporator berbentuk
persegi empat yang mengelilingi bagian dalam bak penampungan.
e. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan
kondensor. Bahan yang digunakan pada proses pengelasan ini menggunakan
bahan perak dan kuningan.
f. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan input
filter.
g. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler.
h. Kemudian, proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan
evaporator.
i. Proses penyambungan dengan las antara evaporator dengan kompresor. Bahan
yang digunakan pada proses pengelasan ini menggunakan bahan perak,
kuningan dan borak.
j. Setelah semua bagian tersambung, dilanjutkan dengan proses pemvakuman.
Dalam proses pemvakuman diperlukan pompa vakum. Proses ini bertujuan
untuk mengeluarkan udara yang masih terjebak di dalam saluran saluran-
saluran pipa pada mesin pendingin agar siklus dalam mesin pendingin alkohol
dapat bekerja dengan baik.
k. Kemudian, proses pengisian refrigeran R-134a. proses ini diperlukan refrigeran
R-134a sebagai fluida kerja mesin pendingin. Tekanan refrigeran yang akan
dimasukan dalam siklus mesin pendingin harus sesuai dengan standar kerja
kompresor agar dapat bekerja dengan baik.
l. Setelah proses pengisian refrigeran selesai, mesin dapat diuji coba. Setelah
berjalan dengan baik, mesin dapat digunakan untuk penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
3.2. Objek Penelitian
Objek penelitian adalah mesin pendingin alkohol hasil buatan sendiri, gambar
dari alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar 3.20.
vplume alkohol yang didinginkan sebanyak 5 liter.
Gambar 3.20. Objek Penelitian
3.3. Skematik Penelitian
Skematik mesin pendingin alkohol dapat dilihat pada Gambar 3.21. Pada
Gambar 3.21 dijelaskan letak penempatan Pressure Gauge dan alat ukur
termokopel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar 3.21. Skematik Mesin Pendingin Alkohol
Penjelasan pada Gambar 3.21:
Menunjukkan arah kalor yang dilepas oleh kondensor
Menunjukkan arah kalor yang diserap oleh evaporator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
P1, P2 Menunjukkan posisi Pressure Gauge, warna biru (P1) untuk menunjukan
tekanan refrigeran yang masuk kompresor, warna merah (P2) untuk
tekanan refrigeran keluar kompresor
Menunjukkan posisi peletakan termokopel pada sistem kompresi uap.
Pada penelitian ini digunakan satu buah termokopel yaitu diletakkan pada
tempat penampungan alkohol.
3.4. Variasi Penelitian
Variasi penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pada bagian
kipas pendingin kondensor, untuk meneliti karakteristik. Pada penelitian
dilakukan tiga variasi putaran kipas pada kondensor. Berikut adalah rincian variasi
penelitian:
a. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 800 rpm.
b. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 1000 rpm.
c. Penelitian dengan menggunakan putaran kipas 1200 rpm.
3.5. Alur Penelitian
Alur penelitian yang dilakukan dalam pelaksanaan penelitian ini disajikan
dalam diagram alir pada Gambar 3.22.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Mulai
Perancangan
Persiapan Alat dan Komponen
Pembuatan Mesin:Perakitan, Pemvakuman,
Pengisian Freon , dll.
Uji Coba
Lakukan VariasiPenelitian 1-3
Pengambilan Data
Selesai Variasi ?
Pencarian Nilai EntalpiUntuk Setiap Variasi
Pengolahan Data:Win, Qin, Qout, COPaktual, COPideal, Efisiensi dan laju Aliran Massa Refrigeran
Pembahasan, Kesimpulan, Saran
Selesai
Gambar 3.22 Diagram Alir Langkah Pelaksanaan
Tidak Baik
Baik
TidakTidak
Ya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
3.6. Alat Bantu Penelitian
Proses penelitian mesin pendingin alkohol membutuhkan alat bantu untuk
pengambilan data penelitian, meliputi:
a. Thermocouple dan Penampil suhu digital
Thermocouple adalah sensor suhu yang digunakan untuk mengubah perbedaan
suhu menjadi perubahan tegangan listrik (voltase), APPA berfungsi sebagai alat
yang memperlihatkan nilai suhu yang diukur, seperti tersaji pada Gambar 3.23.
Gambar 3.23. (a) Thermocouple dan (b) APPA
b. Alat ukur tekanan
Pressure gauge mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran.
Pressure gauge berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi sedangkan yang
berwarna biru untuk tekanan rendah, seperti tersaji pada Gambar 3.24.
b
a
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 3.24. Pressure Gauge
c. Diagram P-h
Diagram P-h berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin
pendingin alkohol. Dengan diagram P-h dapat diketahui nilai entalpi disetiap titik
yang diteliti, (h1,h2,h3,h4) dan juga suhu kerja evaporator dan kondensor, seperti
tersaji pada Gambar 3.25
Gambar 3.25. Diagram P-h R-134a.
d. Stopwatch
Stopwatch berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya
pengambilan data dalam pengujian mesin pendingin alkohol, seperti tersaji pada
Gambar 3.26.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Gambar 3.26. Stopwatch
3.7. Cara Pengambilan Data dan Pengolahan Data
Pengambilan data tekanan kerja kompresor beserta suhu alkohol, suhu bola
basa, suhu bola kering dan arus pada kompresor secara bersama-sama. Hal
pertama yang harus dilakukan adalah mengecek alat ukur termokopel dan clamp
meter sebelum ditempelkan pada tempatnya, agar saat proses pengambilan data
tidak ada kendala pada alat ukut. Selanjutnya data emerlukan proses sebagi
berikut
a. Mengecek kebocoran refrigeran pada mesin pendingin
b. Mengisi alkohol sebanyak 5 liter pada tempatnya (ruang pendingin)
c. Memasang ujung kabel termokopel pada dinding bagian dalam ruang
pendingin.
d. Menutup ruang pendingin agar tidak terjadi kontak langsung dengan udara luar
e. Mengisi air pada temperatur bola basah
f. Mengecek Gauge Manifold yang sudah terpasang pada mesin pendingin.
g. Setelah semua siap, mesin pendingin siap untuk dihidupkan
3.8. Cara Pengolahan Data
Dari data tekanan dan temperatur yang didapat, maka data tersebut dapat
diolah agar diketahui besarnya suhu pada kondensor dan evaporator. Kemudian
dapat diketahui juga nilai entalpi pada setiap titik yaitu h1, h2, h3, h4 (kJ/kg) yang
diperoleh dari grafik P-h diagram, kemudian dimasukan kedalam rumus untuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
mengetahui kerja kompresor, besarnya panas yang dilepas kondensor, besarnya
panas yang diserap evaporator, COP, efisiensi dan besarnya laju aliran massa
refrigeran pada mesin pendingin.
3.9. Kesimpulan
Hasil kesimpulan ini didapat dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan
perbandingan data dari berbagai variasi alat yang telah dibuat. Dengan mengacu
pada perhitungan pada mesin pendingin, maka kesimpulan mengenai karakteristik
mesin pendingin alkohol dapat diperoleh. Kesimpulan harus menjawab tujuan dari
penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
BAB IV
HASIL PENELITIAN, HASIL PENGOLAHAN DATA DAN
PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Hasil penelitian ditampilkan berdasarkan jenis variasi yang telah dilakukan.
Jenis variasi yang dilakukan pada penelitian ini dibedakan berdasarkan putaran
kecepatan kipas pendingin kondensor dengan beban pendinginan yang sama.
Penelitian mesin pendingin alkohol mendapatkan hasil meliputi: tekanan
refrigeran masuk kompresor (P1), tekanan refrigeran keluar kompresor (P2), suhu
alkohol yang didinginkan (oC), arus listrik kompresor (I), temperatur bola basah
(0C), temperatur bola kering (oC)
a. Data Hasil Peneltian
Berikut adalah data hasil penelitian dari setiap variasi
Tabel 4.1. Data penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 800 rpm
Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu
Alkohol
(menit)TWB
(oC)
TDB
(oC)
P1
(psig)
P1
(psia)
P2
(psig)
P2
(psia)
I
(A)(oC)
0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2
10 25 27 4 18,7 140 154,7 1,01 14,3
20 25 27 8 22,7 145 159,7 1,04 7,6
30 25 27 8 22,7 145 159,7 1,02 3,1
40 25 27 8 22,7 150 164,7 1,02 -2
50 25 27 8 22,7 150 164,7 1,02 -6,5
60 25 27 8 22,7 150 164,7 1,04 -10,4
70 25 27 8 22,7 150 164,7 1,05 -13,8
80 25 27 8 22,7 150 164,7 1 -16,4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu
Alkohol
(menit)TWB
(oC)
TDB
(oC)
P1
(psig)
P1
(psia)
P2
(psig)
P2
(psia)
I
(A)(oC)
90 25 27 6 20,7 145 159,7 0,99 -16,8
100 25 27 6 20,7 145 159,7 1 -17,9
Tabel 4.2. Data Penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 1000 rpm
Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu
Alkohol
(menit)TWB
(oC)
TDB
(oC)
P1
(psig)
P1
(psia)
P2
(psig)
P2
(psia)
I
(A)(oC)
0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2
10 25 27 6 20,7 145 159,7 1,06 9
20 25 27 8 22,7 150 164,7 1,03 4
30 25 27 8 22,7 150 164,7 1,1 -1,7
40 25 27 8 22,7 150 164,7 1,08 -7,1
50 25 27 6 20,7 150 164,7 1,11 -11,8
60 25 27 6 20,7 145 159,7 1,13 -16
70 25 27 4 18,7 145 159,7 1,1 -19,2
80 25 27 2 16,7 145 159,7 1,14 -21,2
90 25 27 2 16,7 145 159,7 1,14 -22,7
100 25 27 0 14,7 140 154,7 1 -24,1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Tabel 4.3. Data penelitian mesin pendingin pada putaran kipas 1200 rpm
Waktu Kondisi Udara Tekanan ArusSuhu
Alkohol
(menit)TWB
(oC)
TDB
(oC)
P1
(psig)
P1
(psia)
P2
(psig)
P2
(psia)
I
(A)(oC)
0 25 27 84 98,7 80 94,7 0 27,2
10 25 27 4 18,7 135 149,7 0,99 5,5
20 25 27 4 18,7 135 149,7 1 -0,6
30 25 27 6 20,7 145 159,7 1 -5,6
40 25 27 6 20,7 145 159,7 1,03 -9,9
50 25 27 6 20,7 145 159,7 0.99 -13,6
60 25 27 4 18,7 135 149,7 1,04 -16,8
70 25 27 2 16,7 135 149,7 1,02 -19,4
80 25 27 2 16,7 135 149,7 1,04 -21,6
90 25 27 0 14,7 135 149,7 1 -23,3
100 25 27 0 14,7 135 149,7 1,03 -24,6
b. Keterangan Tabel Hasil Penelitian
Pada tabel hasil penelitian yang telah dijabarkan, hasil penelitian dibedakan
berdasarkan variasi putaran kipas kondensor. Pada Tabel 4.1 ditampilkan data
hasil penelitian dengan putaran kipas 800 rpm, Tabel 4.2 ditampilkan data hasil
penelitian dengan putaran kipas 1000 rpm, dan Tabel 4.3 ditampilkan data hasil
penelitian dengan putaran kipas 1200 rpm. Data diambil setiap 10 menit sekali,
sampai menit ke-100. Penelitian dimulai ketika suhu alkohol telah mencapai 27,2oC.
4.2. Hasil Pengolahan Data
a. Menghitung Nilai Suhu Pada Kondensor dan Evaporator
Dengan mempergunakan data yang diperoleh dari penelitian (P1 dan P2) maka
dengan mempergunakan tabel Thermodynamic Properties Of HFC-134a. dapat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
diperoleh suhu kerja kondensor (dengan mempergunakan P2) dan suhu kerja
evaporator (dengan mempergunakan P1). Berikut adalah contoh perhitungan pada
putaran kipas 1200 rpm menit ke-100.
Mencari nilai suhu kondensor (Tc):
P2 = 149,7 psia
P(psia)
T(oF)
147,594 104149,7 Tc
149,804 105
= 149,7 − 147,594149,804 − 147,594 × (105 − 104) + 104 = 104,953 ℉ = 313,679Mencari nilai suhu evaporator (Te):
P1 = 14,7 psia
P(psia)
T(oF)
14,659 -1514,7 Te
15,035 -14
= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (−14) − (−15) + (−15) = −14,8910℉= 247,099Tabel 4.4. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 800 rpm
Waktu
(menit)
P1
(psia)
P2
(psia)
Tevaporator
(K)
Tcondensor
(K)
0 98,7 94,7 298,870 297,48210 18,7 154,7 252,491 314,91420 22,7 159,7 257,039 316,120
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Waktu
(menit)
P1
(psia)
P2
(psia)
Tevaporator
(K)
Tcondensor
(K)
30 22,7 159,7 257,039 316,12040 22,7 164,7 257,039 317,29750 22,7 164,7 257,039 317,29760 22,7 164,7 257,039 317,29770 22,7 164,7 257,039 317,29780 22,7 164,7 257,039 317,29790 20,7 159,7 254,852 316,120100 20,7 159,7 254,852 316,120
Tebel 4.5. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
P1
(psia)
P2
(psia)
Tevaporator
(K)
Tcondensor
(K)
0 98,7 94,7 298,87 297,48210 20,7 159,7 254,852 316,12020 22,7 164,7 257,039 317,29730 22,7 164,7 257,039 317,29740 22,7 164,7 257,039 317,29750 20,7 164,7 254,852 317,29760 20,7 159,7 254,852 316,12070 18,7 159,7 252,491 316,12080 16,7 159,7 249,923 316,12090 16,7 159,7 249,923 316,120100 14,7 154,7 247,099 314,914
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Tabel 4.6. Suhu kondensor dan evaporator pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
P1
(psia)
P2
(psia)
Tevaporator
(K)
Tcondensor
(K)
0 98,7 94,7 298,870 297,48210 18,7 149,7 252,491 313,67920 18,7 149,7 252,491 313,67930 20,7 159,7 254,852 316,12040 20,7 159,7 254,852 316,12050 20,7 159,7 254,852 316,12060 18,7 149,7 252,491 313,67970 16,7 149,7 249,923 313,67980 16,7 149,7 249,923 313,67990 14,7 149,7 247,099 313,679100 14,7 149,7 247,099 313,679
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada
setiap variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1 dan Gambar
4.2.
Gambar 4.1. Perbandingan suhu kondensor terhadap waktu pada setiap variasi
313314315316317318
0 20 40 60 80 100 120Suhu
Kon
dens
or (K
)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Gambar 4.2. Perbandingan suhu evaporator terhadap waktu pada setiap variasi
b. Menghitung Nilai Entalpi
Dari data yang diperoleh dari penelitian (P1 dan P2) dapat diperoleh nilai
entalpi pada setiap titik dapat di cari dengan menggunakan tabel Thermodynamic
Properties Of HFC-134a. Untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik kesatu (h1)
maka dapat dicari dengan menggunakan tekanan masuk kompresor (P1), dan
untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik kedua (h2) maka dapat dicari dengan
menggunakan nilai entropi pada titik kesatu yang kemudian diinterpolasi pada
tekanan keluar kompresor (P2), dan untuk mendapatkan nilai entalpi pada titik
ketiga dan keempat (h3 dan h4) maka dapat dicari dengan menggunakan tekanan
keluar kompresor (P2). Berikut adalah contoh perhitungan pada variasi putaran
kipas 1200 rpm menit ke-100:
Mencari nilai entapi pada titik satu (h1):
P1 = 14,7 psia
P(psia)
hg(Btu/lb)
14,659 100,914,7 h1
15,035 101,1
246,000248,000250,000252,000254,000256,000258,000
0 20 40 60 80 100 120
Suhu
Eva
pora
tor (
K)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (101,1 − 100,9) + 100,9= 100,922 = 234,744
Mencari nilai entalpi pada titik dua (h2):
P1 = 14,7 psia
P(psia)
Sg(Btu/lb)
14,659 0,227414,7 Sg
15,035 0,2273
= 14,7 − 14,65915,035 − 14,659 × (0,2273 − 0,2274) + 0,2274= 0,2274 = 0,529
Pada tekanan 140 psia
S(Btu/lb)
h(Btu/lb)
0,2234 118,90,2274 X0,2279 121,4
= 0,2274 − 0,22340,2279 − 0,2234 × (121,4 − 118,9) + 118,9= 121,122 = 281,730
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Pada tekanan 150 psia
S(Btu/lb)
h(Btu/lb)
0,2257 120,80,2274 X0,2301 123,4
= 0,2274 − 0,22570,2301 − 0,2257 × (123,4 − 120,8) + 120,8= 121,804 = 283,316
Pada tekanan keluar kompresor (P2)
P2 = 149,7
P(psia)
h(Btu/lb)
140 121,122149,7 h2
150 121,804
= 149,7 − 140150 − 140 × (121,804 − 121,122) + 121,122= 121,783 = 283,267
Mencari nilai entalpi pada titik tiga dan empat (h3 dan h4)
P2 = 149,7 psia
h3 = h4
P(psia)
hf(Btu/lb)
147,594 46,6149,7 h3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
P(psia)
hf(Btu/lb)
149,804 46,9
= = 149,7 − 147,594149,804 − 147,594 × (46,9 − 46,6) + 46,6= = 46,8858 = 109,0568
Tabel 4.7. Entalpi pada putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 238,1382 282,2206 110,8804 110,880420 240,9736 281,7716 112,811 112,81130 240,9736 281,7716 112,811 112,81140 240,9736 281,246 114,6392 114,639250 240,9736 281,246 114,6392 114,639260 240,9736 281,246 114,6392 114,639270 240,9736 281,246 114,6392 114,639280 240,9736 281,246 114,6392 114,639290 239,578 282,288 112,811 112,811100 239,578 282,288 112,811 112,811
Tabel 4.8. Entalpi pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 239,578 282,288 112,811 112,81120 240,9736 282,3904 114,6392 114,639230 240,9736 282,3904 114,6392 114,6392
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Waktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
40 240,9736 282,3904 114,6392 114,639250 239,578 282,7881 114,6392 114,639260 239,578 282,288 112,811 112,81170 238,1382 282,9532 112,811 112,81180 236,5984 283,7487 112,811 112,81190 236,5984 283,7487 112,811 112,811100 234,7446 284,7117 110,8804 110,8804
Tabel 4.9. Entalpi pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 85,41072 85,4107210 238,1382 281,4855 109,0568 109,056820 238,1382 281,4855 109,0568 109,056830 239,578 282,288 112,811 112,81140 239,578 282,288 112,811 112,81150 239,578 282,288 112,811 112,81160 238,1382 281,4855 109,0568 109,056870 236,5984 282,3089 109,0568 109,056880 236,5984 282,3089 109,0568 109,056890 234,7446 283,2673 109,0568 109,0568100 234,7446 283,2673 109,0568 109,0568
c. Menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)
Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan (2.3). Berikut adalah contoh perhitungan kerja
kompresor pada putaran kipas 1200 rpm menit ke-100.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Win = h2 – h1
= (121,783 – 100,922) BTU/lb
= 20,861 BTU/lb
=48,522 kJ/kg
Tabel 4.10. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 800 rpmWaktu
(Menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 -0,9629610 238,1382 282,2206 44,0823520 240,9736 281,7716 40,7980430 240,9736 281,7716 40,7980440 240,9736 281,246 40,2723650 240,9736 281,246 40,2723660 240,9736 281,246 40,2723670 240,9736 281,246 40,2723680 240,9736 281,246 40,2723690 239,578 282,288 42,71001100 239,578 282,288 42,71001
Tabel 4.11. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(Menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 -0,9629610 239,578 282,288 42,7100120 240,9736 282,3904 41,4167630 240,9736 282,3904 41,4167640 240,9736 282,3904 41,4167650 239,578 282,7881 43,2101
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Waktu
(Menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)
60 239,578 282,288 42,7100170 238,1382 282,9532 44,8150480 236,5984 283,7487 47,1503590 236,5984 283,7487 47,15035100 234,7446 284,7117 49,96713
Tabel 4.12. Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(Menit)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)
0 264,7686 263,8056 -0,9629610 238,1382 281,4855 43,3473420 238,1382 281,4855 43,3473430 239,578 282,288 42,7100140 239,578 282,288 42,7100150 239,578 282,288 42,7100160 238,1382 281,4855 43,3473470 236,5984 282,3089 45,7105580 236,5984 282,3089 45,7105590 234,7446 283,2673 48,52269100 234,7446 283,2673 48,52269
Untuk melihat perbandingan lebih jelas perbedaan antara data pada setia variasi,
data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Gambar 4.3. Perbandingan Win pada setiap variasi
d. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (Qout)
Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). Berikut adalah contoh
perhitungan menggunakan data penelitian pada putaran kipas 1200 rpm, menit ke-
100.
Qout = h2 – h3
= (121,783 – 46,886) BTU/lb
= 74,897 BTU/lb
= 174,21 kJ/kg
Tabel 4.13. Qout kondensor pada putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
Qout
(kJ/kg)
0 263,8056 85,41072 178,394910 282,2206 110,8804 171,340120 281,7716 112,811 168,960630 281,7716 112,811 168,9606
35
40
45
50
55
0 20 40 60 80 100 120
Win
(kJ/
kg)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Waktu
(menit)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
Qout
(kJ/kg)
40 281,246 114,6392 166,606750 281,246 114,6392 166,606760 281,246 114,6392 166,606770 281,246 114,6392 166,606780 281,246 114,6392 166,606790 282,288 112,811 169,477100 282,288 112,811 169,477
Tabel 4.14. Qout kondensor pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
Qout
(kJ/kg)
0 263,8056 85,41072 178,394910 282,288 112,811 169,47720 282,3904 114,6392 167,751130 282,3904 114,6392 167,751140 282,3904 114,6392 167,751150 282,7881 114,6392 168,148960 282,288 112,811 169,47770 282,9532 112,811 170,142280 283,7487 112,811 170,937790 283,7487 112,811 170,9377100 284,7117 110,8804 173,8313
Tabel 4.15. Qout kondensor pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
Qout
(kJ/kg)
0 263,8056 85,41072 178,3949
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Waktu
(menit)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
Qout
(kJ/kg)
10 281,4855 109,0568 172,428720 281,4855 109,0568 172,428730 282,288 112,811 169,47740 282,288 112,811 169,47750 282,288 112,811 169,47760 281,4855 109,0568 172,428770 282,3089 109,0568 173,252180 282,3089 109,0568 173,252190 283,2673 109,0568 174,2104100 283,2673 109,0568 174,2104
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada
setiap variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.
Gambar 4.4. Perbandingan Qout pada setiap variasi putaran kipas
166167168169170171172173174175
0 20 40 60 80 100 120
Q out
(kJ/
kg)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
e. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Qin)
Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat dihitung
dengan menggunakan Persamaan (2.5). Berikut adalah contoh perhitungan
menggunakan data penelitian variasi putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100
Qin = h1 – h4
= (100,922 – 46,886) BTU/lb
= 54,036 BTU/lb
= 125,687 kj/kg
Tabel 4.16. Qin evaporator pada putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
Qin
(kJ/kg)
0 264,7686 85,41072 179,357910 238,1382 110,8804 127,257820 240,9736 112,811 128,162630 240,9736 112,811 128,162640 240,9736 114,6392 126,334450 240,9736 114,6392 126,334460 240,9736 114,6392 126,334470 240,9736 114,6392 126,334480 240,9736 114,6392 126,334490 239,578 112,811 126,767100 239,578 112,811 126,767
Tabel 4.17. Qin evaporator pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
Qin
(kJ/kg)
0 264,7686 85,41072 179,3579
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Waktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
Qin
(kJ/kg)
10 239,578 112,811 126,76720 240,9736 114,6392 126,334430 240,9736 114,6392 126,334440 240,9736 114,6392 126,334450 239,578 114,6392 124,938860 239,578 112,811 126,76770 238,1382 112,811 125,327280 236,5984 112,811 123,787490 236,5984 112,811 123,7874100 234,7446 110,8804 123,8642
Tabel 4.18. Qin evaporator pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
h1
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
Qin
(kJ/kg)
0 264,7686 85,41072 179,357910 238,1382 109,0568 129,081420 238,1382 109,0568 129,081430 239,578 112,811 126,76740 239,578 112,811 126,76750 239,578 112,811 126,76760 238,1382 109,0568 129,081470 236,5984 109,0568 127,541680 236,5984 109,0568 127,541690 234,7446 109,0568 125,6877100 234,7446 109,0568 125,6877
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap
variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Gambar 4.5. Perbandingan Qin setiap variasi putaran kipas
f. Coefficient Of Performance (COPaktual)
Coefficient Of Performance (COPaktual) dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan (2.6). Berikut adalah contoh perhitungan menggunakan data penelitian
pada putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.
COPaktual = Qin / Win
= (125,687 / 48,522) kJ/kg
= 2,59
Tabel 4.19. COPaktual pada putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)
Qin
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)COPaktual
10 127,2578 44,08235 2,88681920 128,1626 40,79804 3,14139130 128,1626 40,79804 3,14139140 126,3344 40,27236 3,13699950 126,3344 40,27236 3,136999
123
124
125
126
127
128
129
130
0 20 40 60 80 100 120
Q in
(kJ/
kg)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Waktu
(menit)
Qin
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)COPaktual
60 126,3344 40,27236 3,13699970 126,3344 40,27236 3,13699980 126,3344 40,27236 3,13699990 126,767 42,71001 2,968086100 126,767 42,71001 2,968086
Tabel 4.20. COPaktual pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
Qin
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)COPaktual
10 126,767 42,71001 2,96808620 126,3344 41,41676 3,0503230 126,3344 41,41676 3,0503240 126,3344 41,41676 3,0503250 124,9388 43,2101 2,89142560 126,767 42,71001 2,96808670 125,3272 44,81504 2,79654380 123,7874 47,15035 2,62537690 123,7874 47,15035 2,625376100 123,8642 49,96713 2,478913
Tabel 4.21. COPaktual pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
Qin
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)COPaktual
10 129,0814 43,34734 2,97783920 129,0814 43,34734 2,97783930 126,767 42,71001 2,96808640 126,767 42,71001 2,968086
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Waktu
(menit)
Qin
(kJ/kg)
Win
(kJ/kg)COPaktual
50 126,767 42,71001 2,96808660 129,0814 43,34734 2,97783970 127,5416 45,71055 2,79019980 127,5416 45,71055 2,79019990 125,6877 48,52269 2,590288100 125,6877 48,52269 2,590288
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap
variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Perbandingan COPaktual pada setiap variasi putaran kipas
g. Coefficient Of Performance (COPideal)
Coefficient Of Performance (COPideal) dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan (2.7). Berikut adalah contoh perhitungan menggunakan data penelitian
variasi putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.
2
2.5
3
3.5
0 20 40 60 80 100 120
CO
P akt
ual
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
COPideal = (Te) / (Tc – Te)
= (247,099 K) / (313,679 – 247,099) K
= 3,711
Tabel 4.22. COPideal pada variasi putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)
Tc
(K)
Te
(K)COPideal
10 314,914 252,491 4,04483920 316,12 257,039 4,3506230 316,12 257,039 4,3506240 317,297 257,039 4,26564150 317,297 257,039 4,26564160 317,297 257,039 4,26564170 317,297 257,039 4,26564180 317,297 257,039 4,26564190 316,12 254,852 4,159627100 316,12 254,852 4,159627
Tabel 4.23. COPideal pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
Tc
(K)
Te
(K)COPideal
10 316,12 254,852 4,15962720 317,297 257,039 4,26564130 317,297 257,039 4,26564140 317,297 257,039 4,26564150 317,297 254,852 4,08122360 316,12 254,852 4,15962770 316,12 252,491 3,96817580 316,12 249,923 3,77544390 316,12 249,923 3,775443
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
Waktu
(menit)
Tc
(K)
Te
(K)COPideal
100 314,914 247,099 3,643722
Tabel 4.24. COPideal pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
Tc
(K)
Te
(K)COPideal
10 313,679 252,491 4,12647920 313,679 252,491 4,12647930 316,12 254,852 4,15962740 316,12 254,852 4,15962750 316,12 254,852 4,15962760 313,679 252,491 4,12647970 313,679 249,923 3,91999280 313,679 249,923 3,91999290 313,679 247,099 3,71131100 313,679 247,099 3,71131
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap
variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.7.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
Gambar 4.7. Perbandingan COPideal pada setiap variasi putaran kipas
h. Efisiensi kalor mesin pendingin alkohol (η)
Efisiensi mesin pendingin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan
(2.8). Berikut adalah contoh perhitungan dengan menggunakan data penelitian
putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.
Efisiensi (η) = (COPaktual / COPideal) × 100%
= (2,59 / 3,711) × 100 %
= 69,79%
Tabel 4.25. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 800 rpmWaktu
(menit)COPaktual COPideal
Efisiensi kalor
(η)
10 2,886819 4,044839 71,3704320 3,141391 4,35062 72,2055930 3,141391 4,35062 72,2055940 3,136999 4,265641 73,5410950 3,136999 4,265641 73,54109
3.63.73.83.9
44.14.24.34.4
0 20 40 60 80 100 120
CO
P ide
al
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Waktu
(menit)COPaktual COPideal
Efisiensi kalor
(η)
60 3,136999 4,265641 73,5410970 3,136999 4,265641 73,5410980 3,136999 4,265641 73,5410990 2,968086 4,159627 71,35463100 2,968086 4,159627 71,35463
Tabel 4.26. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)COPaktual COPideal
Efisiensi kalor
(η)
10 2,968086 4,159627 71,3546320 3,05032 4,265641 71,5090730 3,05032 4,265641 71,5090740 3,05032 4,265641 71,5090750 2,891425 4,081223 70,8470160 2,968086 4,159627 71,3546370 2,796543 3,968175 70,474380 2,625376 3,775443 69,5382390 2,625376 3,775443 69,53823100 2,478913 3,643722 68,03243
Tabel 4.27. Efisiensi mesin pendingin putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)COPaktual COPideal
Efisiensi kalor
(η)
10 2,977839 4,126479 72,1641520 2,977839 4,126479 72,1641530 2,968086 4,159627 71,3546340 2,968086 4,159627 71,35463
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Waktu
(menit)COPaktual COPideal
Efisiensi kalor
(η)
50 2,968086 4,159627 71,3546360 2,977839 4,126479 72,1641570 2,790199 3,919992 71,1787180 2,790199 3,919992 71,1787190 2,590288 3,71131 69,79445100 2,590288 3,71131 69,79445
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap
variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Perbandingan efisiensi setiap variasi putaran kipas
i. Laju aliran massa refrigeran (ṁ)
Laju aliran massa refrigeran dapat dijitung dengan menggunakan Persamaan
(2.9). Berikut adalah contoh perhitungan dengan menggunakan data penelitian
putaran kipas 1200 rpm pada menit ke-100.
67
68
69
70
71
72
73
74
0 20 40 60 80 100 120
Efis
iens
i (%
)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
ṁ = ( × )/1000−ṁ = (220 × 1,03)/1000283,267 − 234,744 = 0,00467Tabel 4.28. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 800 rpm
Waktu
(menit)
Tegangan
(V)
Arus
(Ampere)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
ṁ
(kg/detik)
10 220 1,01 238,1382 282,2206 0,00504120 220 1,04 240,9736 281,7716 0,00560830 220 1,02 240,9736 281,7716 0,005540 220 1,02 240,9736 281,246 0,00557250 220 1,02 240,9736 281,246 0,0055726 220 1,04 240,9736 281,246 0,00568170 220 1,05 240,9736 281,246 0,00573680 220 1 240,9736 281,246 0,00546390 220 0,99 239,578 282,288 0,0051100 220 1 239,578 282,288 0,005151
Tabel 4.29. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1000 rpmWaktu
(menit)
Tegangan
(V)
Arus
(Ampere)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
ṁ
(kg/detik)
10 220 1,06 239,578 282,288 0,0054620 220 1,03 240,9736 282,3904 0,00547130 220 1,1 240,9736 282,3904 0,00584340 220 1,08 240,9736 282,3904 0,00573750 220 1,11 239,578 282,7881 0,00565160 220 1,13 239,578 282,288 0,00582170 220 1,1 238,1382 282,9532 0,005480 220 1,14 236,5984 283,7487 0,005319
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Waktu
(menit)
Tegangan
(V)
Arus
(Ampere)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
ṁ
(kg/detik)
90 220 1,14 236,5984 283,7487 0,005319100 220 1 234,7446 284,7117 0,004403
Tabel 4.30. Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1200 rpmWaktu
(menit)
Tegangan
(V)
Arus
(Ampere)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
ṁ
(kg/detik)
10 220 0,99 238,1382 281,4855 0,00502520 220 1 238,1382 281,4855 0,00507530 220 1 239,578 282,288 0,00515140 220 1,03 239,578 282,288 0,00530650 220 0,99 239,578 282,288 0,00516 220 1,04 238,1382 281,4855 0,00527870 220 1,02 236,5984 282,3089 0,00490980 220 1,04 236,5984 282,3089 0,00500590 220 1 234,7446 283,2673 0,004534100 220 1,03 234,7446 283,2673 0,00467
Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap
variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Gambar 4.9. grafik perbandingan laju aliran massa refrigeran setiap variasi
putaran kipas
4.3. Pembahasan
Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa mesin pendingin
alkohol dapat bekerja dengan baik dan menghasilkan data yang baik. Suhu
alkohol sebelum penelitian dimulai, dikondisikan sama pada setiap variasi 27,2oC.
dari penelitian yang dilakukan, diperoleh data berupa tekanan refrigeran masuk
kompresor (P1), tekanan refrigeran keluar kompresor (P2), suhu alkohol (Thidrogen),
Arus (I), temperatur udara bola basah (TWB), dan temperatur udara bola kering
(TDB). Yang kemudian dapat digunakan untuk menggambarkan siklus kompresi
uap pada P-h diagram dan dapat digunakan untuk mencari nilai entalpi pada setiap
titik dengan menggunakan bantuan Thermodynamics Properties Of HFC-134a.
Hasil yang didapat berupa nilai entalpi yang dapat dilihat pada Tabel 4.7 untuk
variasi putaran kipas 800 rpm, Tabel 4.8 untuk variasi putaran kipas 1000 rpm,
dan Tabel 4.9 untuk variasi putaran kipas 1200 rpm. Dari data entalpi yang
didapat maka dapat diperoleh nilai kerja kompresor (Win), nilai kalor persatuan
massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout), nilai kalor persatuan massa
refrigeran yang diserap oleh evaporator (Qin), Coefficient Of Performance Actual
0.004
0.005
0.006
0.007
0 20 40 60 80 100 120
laju
alir
an m
assa
refr
iger
an (k
g/de
tik)
Waktu (menit)
800 rpm 1000 rpm 1200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
(COPaktual), Coefficient Of Performance Ideal (COPideal), nilai efisiensi kalor (η),
dan laju aliran massa refrigeran (ṁ).
Untuk nilai kerja kompresor (Win), diperoleh hasil yang tertera pada Tabel
4.10, Tabel 4.11 dan Tabel 4.12. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi
putaran 800 rpm nilai kerja kompresor terendah sebesar 40,272 kJ/kg, nilai kerja
kompresor tertinggi sebesar 44,082 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10
menit sampai 100 menit sebesar 41,246 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm,
nilai kerja kompresor terendah sebesar 41,416 kJ/kg, nilai kerja kompresor
tertinggi sebesar 49,967 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10 menit sampai
100 menit sebesar 44,196 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai kerja
kompresor terendah sebesar 42,710 kJ/kg, nilai kerja kompresor tertinggi sebesar
48,522 kJ/kg, rata-rata nilai kerja kompresor t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 44,663 kJ/kg. Untuk mengetahui perbandingan nilai kerja kompresor
untuk setiap variasi putaran kipas data dapat dilihat pada Gambar 4.3. dari grafik
dapat dilihat terjadi peningkatan nilai Win seiring dengan peningkatan putaran
kipas pada kondensor. Hal ini disebabkan karena nilai entalpi pada titik satu yang
semakin kecil pada setiap variasi namun nilai entalpi pada titik dua pada setiap
variasi relative sama. Contoh pada data penelitian menit ke-70 pada setiap variasi.
Dapat dilihat bahwa entalpi pada titik satu semakin menurun sedangkan nilai
entalpi pada titik dua semakin meningkat. Penurunan nilai entalpi pada titik satu
disebabkan oleh penurunan nilai tekanan absolut yang diperoleh setiap variasinya.
Hal tersebut yang menyebabkan semakin besar nilai Win yang diperoleh.
Nilai kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout) dapat
dilihat pada Tabel 4.13, Tabel 4.14 dan Tabel 4.15. dari data yang diperoleh,
untuk penelitian variasi putaran kipas 800 rpm nilai kalor yang dilepas kondensor
terendah sebesar 166,606 kJ/kg, nilai kalor yang dilepas kondensor tertinggi
sebesar 171,340 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang dilepas kondesor t = 10 menit
sampai 100 menit sebesar 168,125 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm nilai
kalor yang dilepas kondesnor terendah sebesar 167,751 kJ/kg, nilai kalor yang
dilepas kondensor tertinggi sebesar 173,831 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
dilepas kondensor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 169,620 kJ/kg. Variasi
putaran kipas 1200 rpm nilai kalor yang dilepas kondensor terendah adalah
169,477 kJ/kg, nilai kalor yang dilepas kondensor tertinggi sebesar 174,210 kJ/kg,
rata-rata nilai kalor yang dilepas kondensor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar
172,064 kJ/kg. Untuk mengetahui perbandingan nilai kalor persatuan massa
refrigeran yang dilepas oleh kondensor untuk setiap variasi, data dapat dilihat
pada Gambar 4.4. Gambar 4.4 berisi grafik perbandingan antara nilai kalor
persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor untuk setiap variasi. Dari
grafik dapat dilihat bahwa dengan adanya penambahan kecepatan putaran kipas
pendingin pada kondensor, kalor yang dilepas oleh kondensor semakin
meningkat. Hal ini sebabkan adanya aliran udara yang lebih cepat, sehingga kalor
dari kondensor akan lebih cepat terbuang ke lingkungan sekitar.
Nilai kalor persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator (Qin) dapat
dilihat pada Tabel 4.16, Tabel 4.17 dan Tabel 4.18. dari data yang diperoleh,
untuk penelitian variasi putaran kipas 800 rpm, nilai kalor yang diserap evaporator
terendah sebesar 126,334 kJ/kg, nilai kalor yang diserap evaporator tertinggi
sebesar 128,163 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang diserap evaporator t = 10 menit
sampai 100 menit sebesar 126,879 kJ/kg. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai
kalor yang diserap evaporator terendah sebesar 123,787 kJ/kg, nilai kalor yang
diserap evaporator tertinggi sebesar 126,767 kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang
diserap evaporator t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 125,424 kJ/kg. Variasi
putaran kipas 1200 rpm, nilai kalor yang diserap evaporator terendah sebesar
125,687 kJ/kg, nilai kalor yang diserap evaporator tertinggi sebesar 129,081
kJ/kg, rata-rata nilai kalor yang diserap evaporator t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 127,400 kJ/kg. untuk mengetahui perbandingan nilai kalor persatuan
massa refrigeran yang diserap oleh evaporator oleh setiap variasi, data dapat
dilihat pada Gambar 4.5. Dari grafik dapat dilihat bahwa nilai rata-rata Qin
tertinggi diperoleh pada putaran kipas 1200 rpm. Hal ini dikarenakan tekanan
keluar kompresor mengalami banyak penurunan pada setiap variasi sedangkan
tekanan masuk kompresor tidak mengalami banyak menurunan, sehingga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
menghasilkan selisih nilai entalpi yang semakin besar juga. Contohnya pada menit
ke-60 pada setiap variasi. Tekanan keluar kompresor mengalami banyak
penurunan sedangkan tekanan masuk kompresor tidak banyak mengalami
penurunan pada setiap variasinya, sehingga nilai Qin yang dihasilkan juga semakin
besar.
Nilai Coefficient Of performance (COPaktual) dapat dilihat pada Tabel 4.19,
Tabel 4.20 dan Tabel 4.21. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi
putaran kipas 800 rpm, nilai COPaktual terendah sebesar 2,886, nilai COPaktual
tertinggi sebesar 3,141, rata-rata nilai COPaktual t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 3,08. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai COPaktual terendah sebesar
2,478, nilai COPaktual tertinggi sebesar 3,050, rata-rata nilai COPaktual t = 10 menit
sampai 100 menit sebesar 2,85. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai COPaktual
terendah sebesar 2,59, nilai COPaktual tertinggi sebesar 2,977, rata-rata nilai
COPaktual t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 2,86. Untuk mengetahui
perbandingan nilai COPaktual untuk setiap variasi, data dapat dilihat pada Gambar
4.6. Dari grafik dapat dilihat bahwa terjadi penurunan nilai COPaktual mesin
pendingin. Pada grafik COPaktual yang paling tinggi diperoleh pada variasi putaran
kipas 800 rpm. Hal ini disebabkan oleh nilai kalor yang diserap oleh evaporator
pada variasi putaran kipas 800 rpm yang paling tinggi dibandingkan dengan
variasi putaran kipas 1000 rpm dan 1200 rpm. Dapat dilihat nilai Qin pada variasi
putaran kipas 800 rpm menit ke 100 memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan
dengan variasi putaran kipas 1000 rpm dan 1200 rpm. Meningkatnya nilai
COPaktual juga dipengaruhi oleh penurunan nilai kerja kompresor.
Coefficient Of Performance (COPideal) dapat dilihat pada Tabel 4.22, Tabel
4.23 dan Tabel 4.24. Dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi putaran
kipas 800 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 4.044, nilai COPideal tertinggi
sebesar 4.35, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 4.24.
variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 3,64, nilai COPideal
tertinggi sebesar 4.26, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 4,04. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai COPideal terendah sebesar 3,71,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
nilai COPideal tertinggi sebesar 4.16, rata-rata nilai COPideal t = 10 menit sampai
100 menit sebesar 4,01. Untuk mengetahui perbandingan nilai COPideal pada setiap
variasi, data dapat dilihat pada Gambar 4.7. Dari grafik dapat dilihat adanya
penurunan COPideal pada setiap variasinya. Hal ini dikarenakan adanya
penambahan putaran kipas mengakibatkan nilai tekanan keluar maupun masuk
kompresor semakin menurun. Semakin rendah tekanan keluar kompresor dan
tekanan masuk kompresor maka semakin rendah nilai temperatur kondensor dan
temperatur evaporator yang dihasilkan. Sehingga nilai COPideal yang dihasilkan
juga semakin rendah.
Efisiensi kalor mesin pendingin dapat dilihat pada Tabel 4.25, Tabel 4.26 dan
Tabel 4.27. dari data yang diperoleh, untuk variasi putaran kipas 800 rpm, nilai
efisiensi kalor terendah sebesar 71,35%, nilai efisiensi kalor tertinggi sebesar
73,54%, rata-rata nilai efisiensi kalor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar
72,62%. Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai efisiensi kalor terendah sebesar
68,03%, nilai efisiensi kalor tertinggi sebesar 71,51%, rata-rata nilai efisiensi
kalor t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 70,56%. Variasi putaran kipas 1200
rpm, nilai efisiensi kalor terendah sebesar 69,79%, nilai efisiensi kalor tertinggi
sebesar 72,16%, rata-rata nilai efisiensi kalor t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 71,25%. Untuk mengetahui perbendingan efisiensi kalor mesin pendingin
untuk setiap variasi, data dapat dilihat pada Gambar 4.8. dari grafik dapat dilihat
adanya penurunan nilai efisiensi mesin pendingin setiap variasi. Pada grafik
ditunjukan bahwa nilai efisiensi tertinggi diperoleh pada putaran kipas 800 rpm..
Hal ini dikarenakan oleh nilai COPideal pada variasi putaran kipas 800 rpm yang
paling tinggi. Contohnya pada variasi putaran kipas 800 rpm menit ke 100, nilai
COPideal yang diperoleh lebih tinggi dari pada variasi putaran kipas 1000 rpm dan
1200 rpm. Sehinga diperoleh efisiensi yang tinggi juga.
Laju aliran massa refrigeran (ṁ) dapat dilihat pada Tabel 4.28, Tabel 4.29
dan Tabel 4.30. dari data yang diperoleh, untuk penelitian variasi putaran kipas
800 rpm, nilai laju aliran massa refrigeran terendah sebesar 0,0050 kg/detik, nilai
laju aliran massa refrigeran tertinggi sebesar 0,0057 kg/detik, rata-rata nilai laju
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
aliran massa refrigerant t = 10 menit sampai 100 menit sebesar 0,0054 kg/detik.
Variasi putaran kipas 1000 rpm, nilai laju aliran massa refrigeran terendah sebesar
0,0044 kg/detik, nilai laju aliran massa refrigeran tertinggi sebesar 0,0058
kg/detik, rata-rata nilai laju aliran massa refrigeran t = 10 menit sampai 100 menit
sebesar 0,0054 kg/detik. Variasi putaran kipas 1200 rpm, nilai laju aliran massa
refrigeran terendah sebesar 0,0045 kg/detik, nilai laju aliran massa refrigeran
tertinggi sebesar 0,0053 kg/detik, rata-rata nilai laju aliran massa refrigeran t = 10
menit sampai 100 menit sebesar 0,0050 kg/detik. Untuk mengetahui perbandingan
antara laju aliran massa refrigeran pada setiap variasi, data dapat dilihat pada
Gambar 4.9. Dari grafik dapat dilihat bahwa laju aliran massa refrigeran terendah
diperoleh oleh variasi putaran kipas 1200 rpm.
Dari data pada tabel diatas diketahui suhu terendah alkohol yang
dihasilkan oleh mesin pendingin adalah -17,9˚C untuk variasi putaran kipas 800
rpm, -24,1˚C untuk variasi putaran kipas 1000 rpm, dan -24,6˚C untuk variasi
putaran kipas 1200 rpm. Dari data ini dapat disimpulkan bahwa dengan adanya
penambahan putaran kipas pada kondensor maka tekanan kerja pada kompresor
akan menurun dan kalor yang dilepas pada kondensor juga semakin besar
sehingga dapat menghasilkan suhu akhir yang lebih dingin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian diperoleh beberapa kesimpulan:
1. Mesin pendingin yang telah dibuat dapat berkerja dengan baik. Dengan
menghasilkan suhu akhir alkohol -17,9˚C untuk variasi putaran kipas 800
rpm.
2. Karakteristik mesin pendingin alkohol antara lain:
a. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin) untuk
putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 126,879 kJ/kg, putaran kipas
1000 rpm rata-ratanya sebesar 125,424 kJ/kg, dan untuk putaran kipas
1200 rpm rata-ratanya sebesar 127,400 kJ/kg.
b. Kalor yang dilepas oleh kondensor persatuan massa refrigeran (Qout)
untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 168,125 kJ/kg, putaran
kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 169,620 kJ/kg, dan untuk putaran
kipas 1200 rpm rata-ratanya sebesar 172,064 kJ/kg.
c. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win) untuk putaran kipas
800 rpm rata-ratanya sebesar 41,246 kJ/kg, putaran kipas 1000 rpm rata-
ratanya sebesar 44,196 kJ/kg, dan untuk putaran kipas 1200 rpm rata-
ratanya sebesar 44,663 kJ/kg.
d. COPaktual untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 3,079, putaran
kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 2,850, dan untuk putaran kipas 1200
rpm rata-ratanya sebesar 2,859.
e. COPidieal untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar 4,239, putaran
kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 4,036, dan untuk putaran kipas 1200
rpm rata-ratanya sebesar 4,012.
f. Efisiensi kalor (η) untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya sebesar
72,61%, putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar 70,56%, dan untuk
putaran kipas 1200 rpm rata-ratanya sebesar 71,25%.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
g. Laju aliran massa refrigeran (ṁ) untuk putaran kipas 800 rpm rata-ratanya
sebesar 0,0054 kg/detik, putaran kipas 1000 rpm rata-ratanya sebesar
0,0054 kg/detik, dan untuk variasi putaran kipas 1200 rpm rata-ratanya
sebesar 0,0050 kg/detik.
5.2 Saran
Beberapa saran terkait untuk mendapatkan hasil penelitian yang lebih baik:
a. Sebelum proses pengambilan data sebaiknya dilakukan pengecekan beberapa
kali, sehingga saat pengambilan data tidak terjadi kendala seperti kebocoran
pada bak penampungan atau kebocoran pada pipa pengelasan.
b. Untuk lebih meningkatkan kinerja mesin pendingin perlu dilakukan
pengembangan lebih lanjut dengan pendinginan lanjut dan pemanasan lanjut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
DAFTAR PUSTAKA
Anwar, Khairil. (2010). Efek Beban Pendingin Terhadap Performa Sistem Mesin
Pendingin.
Cahyadi, N. A., Darsopuspito, Sudjud. (2014). Studi Eksperimen Variasi Beban
Pendinginan pada Evaporator Mesin Pendingin Difusi Absorpsi
Musicool22-DMF.
Effendy, Marwan. (2005). Pengaruh Kecepatan Udara Pendingin Kondensor
Terhadap Koefisien Prestasi Air.
Hara, Supratman (1989) W. F. Stoecker, J.W. Jones. Refrigerasi Dan
Pengkondisian Udara Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga.
Purnomo, Heroe. (2015). Analisis Karakteristik Unjuk Kerja Sistem Pendingin
(Air Conditioning) Yang Menggunakan Freon R-22 Berdasarkan Pada
Variasi Putaran Kipas Pendingin Kondensor.
Widiyatmoko. (2015). Perancangan, Perakitan, dan Pengujian Performa Mesin
Pembuat Es Krim Manual Kapasitas 5 Liter.
http://www.biblio3.url.edu.gt/Publi/Libros/2013/Manualeslng/02/16/08.pdf
(diakses tanggal 12 Oktober 2017)
http://www.edukasielektronika.com/2015/09/pengertian-kulkas-bagian-bagian-
kulkas.html (diakses tanggal 26 Mei 2017)
http://www.jyengine.com/Air_compressor_set_htm (diakses tanggal 26 Mei 2017)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
http://www.seekpart.com/product/Semi-Hermetic-Refrigeration-Compressor-L-V-
W-Z-Series-3920825.html (diakses tanggal 26 Mei 2017)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI