LAPORAN PENGUJIAN PRESTASI MESIN

MODUL 3

PENGUJIAN MESIN PENDINGIN

Disusun oleh:

TB. AKHMAD MA’RUFIN

112112503

Tanggal Praktikum: 8 September 2013

Kelompok IV

TB. Akhmad Ma’rufin

Nanda Hermiati

Asistan : Agus Suryono

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Indonesia

Serpong

2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya saya dapat

menyelesaikan laporan Praktikum Prestasi Mesin Modul Pengujian Mesin Pendingin,

yang mana tugas praktikum ini bertujuan agar mahasiswa bisa lebih tahu tentang cara

menganalisis dan menjalankan suatu mesin pendingin, sehingga mahasiswa

diharapkan akan lebih terbiasa dan tidak asing lagi jika sudah terjun ke dunia kerja

secara nyata.

Demikian pengantar laporan Tugas Praktikum Prestasi Mesin Modul

Pengujian Mesin Pendingin ini, semoga laporan ini dapat berguna bagi semua

pembaca baik mahasiswa, dosen, maupun pihak lain yang terkait.

Tidak ada gading yang tak retak, penulis sangat mengharapkan kritik dan

saran yang membangun dari semua pihak agar dalam pembuatan/penulisan yang akan

datang lebih baik lagi.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu baik materil maupun spiritual, sehingga penulisan tugas ini dapat selesai

tepat pada waktunya.

Serpong, 15 September 2013

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................ ii

DAFTAR ISI.............................................................................. iii

BAB I TUJUAN PENGUJIAN.................................................. 1

BAB II SPESIFIKASI MESIN.................................................. 2

BAB III DASAR TEORI .......................................................... 3

BAB IV PROSEDUR PENGUJIAN......................................... 8

BAB V SKEMA PENGUJIAN……………………………….. 9

BAB VI DATA DAN PERHITUNGAN................................... 9

BAB VII ANALISA DAN KESIMPULAN.............................. 11

LAMPIRAN

BAB I

TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari pengujian mesin pendingin ini adalah untuk menentukan

karakteristik sistem pendinginan kompresi dan karateristik apabila sistem tersebut

bekerja sebagai sistem pompa kalor.

Besaran – besaran yang perlu ditentukan dari hasil praktikum adalah :

1. Laju aliran massa refrigerasi : mref ( kg/det )

2. Efek pemanasan bila siklus, bekerja sebagai mesin pompa kalor Qk ( kW )

3. Efek pendinginan bila siklus bekerja sebagai mesin pendingin Qpen ( kW ) &

TR ( Ton refrigerasi )

4. COP ( Coefficient of Performance ) dari mesin pendingin

5. PF ( Performance factor) dari mesin pompa kalor

6. laju aliran massa udara pada saluran udara kondensor mud.kon ( kg/det )

7. laju aliran massa udara pada saluran udara evaporator mud.ev ( kg/det )

8. laju aliaran kalor yang diserap oleh udara pada saluran udara kondensor :

Qud.kon ( kW )

9. laju aliaran kalor yang diserap oleh udara pada saluran udara evaporator : Qud.ev

( kW )

10. Faktor simpang ( by pass factor ) dan faktor sentuh ( contact factor ) : CF dari

evaporator

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Sejarah Mesin Pendingin

Pada awalnya untuk pengawetan makanan digunakan es atau salju sejak 1000

tahun sebelum Masehi. Pada tahun 1850 mulai dipakai mesin pendingin yang

memakai kompressor dengan bahan pendingin udara. Kemudian dipakai bahan

pendingin amonia, keburukannya beracun, sampai akhirnya ditemukan bahan

pendingin freon yang lebih aman dan digunakan sampai sekarang.

Saat ini setidaknya ada tiga isu umum besar yang terkait dengan bidang

refrigerasi, yaitu energi, penipisan ozon, dan pemanasan global. Isu-isu terkini

tersebut mendorong dan menuntun para ahli dan pekerja di bidang refrigerasi dalam

mencoba memecahkan berbagai persoalan yang terlingkup di dalamnya. Bukan lagi

menjadi hal yang sederhana untuk menselaraskan ketiga hal tersebut karena di

dalamnya berperan berbagai disiplin ilmu pengetahuan dan teknologi, upaya

pelestarian lingkungan dan keselamatan makhluk hidup, dan kepentingan ekonomi –

yang biasanya juga lekat dengan kepentingan politik, khususnya bagi negara-negara

maju.

Di balik maraknya isu refrigerasi terkini, sedikit menyelami sejarah refrigerasi

masa lalu bisa menjadi sebuah kebutuhan dan keasikan tersendiri. Orang bijak bilang

bahwa sejarah bisa memberikan banyak pelajaran berharga, tentu dengan sudut

pandang masing-masing.

Tidak serumit saat ini, sejarah awal refrigerasi dahulu sangat lekat dengan

upaya manusia untuk mengawetkan makanannya, setidaknya sampai ditemukannya

refrigerasi mekanik yang kemudian membawa refrigerasi dari satu topik isu ke topik

isu lainnya. Di masa lalu (diantaranya) manusia menyimpan makanannya di dalam

gua atau batu-batu yang dindingnya dingin secara alami. Dalam koleksi puisi China

kuno, Shi Ching, terdapat catatan penggunaan gudang es bawah tanah pada tahun

1000 SM. Orang-orang Yunani dan Romawi dulu telah membuat gudang salju bawah

tanah, di mana mereka menyimpan salju yang telah dipadatkan dan menginsulasinya

dengan rumput, tanah, dan pupuk kotoran hewan. Pliny the Elder menulis tentang

penyakit akibat minuman dingin, dan Kaisar Nero mengatakan pendinginan buah-

buahan dilakukan dengan menyimpannya di kotak di dalam salju. Orang-orang India,

Mesir, dan Estonia mendinginkan air dan membuat es dengan meletakkan air di

tempat yang rendah, dalam wadah tanah liat, dan membiarkannya sepanjang malam di

lubang di bawah tanah. Penduduk Pulau Crete di Mediteranian, pada sekitar tahun

2000 SM telah menyadari bahwa suhu yang rendah adalah sangat penting untuk

pengawetan makanan. Penelusuran budaya masyarakat Minoan di Cyprus

menunjukkan konstruksi gudang bawah tanah dibuat untuk menyimpan es saat musim

dingin, dan kemudian digunakan untuk menyimpan makanan saat musim panas.

Beberapa catatan menunjukkan bahwa Alexander Agung di sekitar tahun 300 SM

memberikan tentaranya minuman yang didinginkan dengan salju untuk meningkatkan

semangat tentaranya; pada tahun 755 M Khalif Madhi mengoperasikan transportasi

dari Lebanon melintasi padang pasir ke Mekkah yang dilengkapi dengan sistem

refrigerasi yang menggunakan salju sebagai refrigerantnya; pada tahun 1040 M Sultan

Kairo menggunakan salju untuk mengangkut kebutuhan dapurnya dari Syiria setiap

hari. Sejak masa lampau masyarakat Arab telah mengetahui bagaimana menjaga air

agar tetap dingin dengan menyimpannya di kendi yang terbuat dari tanah; cara ini

juga banyak dijumpai di berbagai daerah di Indonesia, namun entah kapan

permulaannya. Awal abad keempat Masehi, orang-orang Hindia Barat telah

mengetahui bahwa sejumlah garam, seperti sodium nitrat, bila dicampur dalam air

akan mengakibatkan suhu yang lebih rendah.

Di Amerika Serikat, khususnya di sekitar Sungai Hudson dan Maine, pada

pertengahan abad 19 M memiliki perdagangan penting es alam. Di Eropa pada masa

yang sama, balok es alam dari Norway sangat diminati. Sejak tahun 1805 hingga

akhir abad 19 M, kapal-kapal layar mengangkut es alam dari Amerika Utara ke

berbagai negara yang lebih hangat seperti Hindia Barat, Eropa, dan bahkan India dan

Australia; pada 1872, 225 ribu ton es alam diangkut ke daerah-daerah tersebut. Pada

permulaan tahun 1806 kapal laut Favorite berlayar ke pelabuhan St. Pierre,

Martinique (di daerah Karibia), dengan membawa 130 ton balok es. Pelayaran ini

diduga sebagai misi dagang skala besar pertama di bidang refrigerasi, sang pemilik

kapal ini adalah Frederic Tudor. Karena kala itu es belum dikenal di Martinique dan

tidak ada fasilitas penyimpanannya, maka biaya yang dibutuhkan menjadi besar,

namun itu dapat diatasi oleh Tudor. Bersama seorang pemilik rumah makan, ia

membuat dan memperkenalkan es krim (ice cream) di Hindia Barat, di mana makanan

penutup dingin belumlah dikenal kala itu.

Beberapa tahun kemudian, dengan dibangunnya gudang es di St. Pierre dan

dengan digunakannya serbuk kayu cemara sebagai insulasi sepanjang perjalanan

transportasi kargo es-nya, Tudor mengembangkan idenya hingga menjadi sebuah

bisnis yang menguntungkan. Ia membuat kontrak kerja untuk memotong es di kolam-

kolam dan sungai-sungai sepanjang New England dan mengirimnya ke berbagai

tujuan, tidak hanya ke Hindia Barat dan Amerika Serikat bagian selatan, namun juga

ke tempat-tempat jauh seperti Amerika Selatan, Persia, India, dan Hindia Timur.

Tahun 1849 total kargonya mencapai 150 ribu ton es; hingga tahun 1864 ia telah

mengapalkan es-nya ke 53 pelabuhan di berbagai bagian dunia. Bisnis yang ia

temukan telah mengubah hidup dan kebiasaan orang di seluruh dunia, dan metode

yang digunakannya masih terus digunakan hingga pada tahun 1880-an digantikan

dengan produksi es buatan dengan mesin.

Saat ini refrigerasi mekanika telah jauh lebih baik dari masa lalu, berbagai tipe

kompresor dan daur refrigerasi telah digunakan. Dapat dikatakan bahwa refrigerasi

mekanika pertama kali diperkenalkan oleh William Cullen, berkebangsaan Scot, yang

pada tahun 1755 membuat es dengan mengevaporasi ether pada tekanan rendah. Pada

1810 Sir John Lesley untuk pertama kalinya berhasil membuat es dengan mesin yang

memakai prinsip serupa. Tonggak sejarah pengembangan refrigerasi adalah pada

tahun 1834 ketika Jacob Perkins, berkebangsaan Amerika, mendapatkan paten nomer

6662 dari Inggris untuk mesin kompresi uap – yang saat ini prinsipnya banyak

digunakan dalam sistem refrigerasi. Perkins menyatakan suatu siklus tertutup yang

meliputi evaporasi dan kondensasi dengan memanfaatkan suatu fluida untuk

mendinginkan fluida lainnya. Namun apa yang diajukan oleh Perkins masih

memerlukan rancangan lebih lanjut. James Harrison, berkebangsaan Scot yang

berimigrasi ke Australia pada tahun 1837, menemukan sebuah mesin pendingin pada

sekitar awal tahun 1850, dan Alexander Twinning memproduksi satu ton es per hari

pada tahun 1856 in Cleveland, Ohio. Pada tahun 1851 Dr. John Gorrie dari Florida

mendapatkan paten Amerika pertama untuk mesin es yang menggunakan udara

terkompresi sebagai refrigeran. Sebagai seorang ahli Físika ia terdorong untuk

meringankan penderitaan orang yang terkena demam dan lainnya yang menimbulkan

suhu tinggi. Profesor A.C. Twining dari New Haven mengembangkan mesin Gorrie

tersebut dengan menggunakan sulfuric ether. Dr. James Harrison dari Australia juga

mengembangkan mesin dengan sulfuric ether dan pada tahun 1860 ia membuat

pemasangan perangkat refrigerasi pada industri. Pada tahun 1861 Dr. Alexander Kira

dari Inggris membuat mesin dengan udara dingin yang serupa dengan mesin Gorrie;

mesinnya mengkonsumsi satu pon batu bara untuk menghasilkan empat pon es. Carl

von Linde menjelaskan refrigerasi dengan teori termodinamika, ilmuwan-ilmuwan

lainnya, dari Inggris, Jerman, Perancis, Amerika dan Belanda telah berkontribusi

dalam pengembangan refrigerasi: seperti Carre, Black, Faraday, Carnot, Joule, Mayer,

Clausius, Thompson, Thomson (Lord Kelvin), Helmholtz dan Kamrelingh Onnes.

Pada peralihan abad 19-20, kompresor masih digerakkan oleh uap dengan

kecepatan maksimum 50rpm. Di tahun 1900 industri refrigerasi kental diwarnai oleh

peralihan dari konsumsi es alami ke es buatan, dan persaingan antara manfaat kedua

produk tersebut berlangsung sekitar 15 tahun. Pada kisaran tahun tersebut ice-cream

menjadi sebuah industri yang mulai menarik, demikian juga beberapa aplikasi

refrigerasi lainnya seperti untuk arena luncur es, penyimpanan bulu pendinginan air

minum, dan juga air conditioning untuk pembuatan film untuk kamera, roti dan

permen. Air conditioning dengan kapasitas pendinginan 450ton untuk pertama kalinya

dipasang di New York Stock Exchange, dan system yang sama pada waktu yang

hampir sama juga dipasang di sebuah teater Jerman. Tahun 1905 Gardner T.

Voorchees mempatenkan kompresor (multiple-effect compressor) temuannya, dimana

gas refrigerant dari dua evaporator dengan tekanan berbeda bisa ditarik dan ditekan

dalam satu silinder tunggal; menariknya, penemuannya baru dikembangkan 40 tahun

kemudian. Memasuki tahun 1911 kecepatan kompresor meningkat menjadi antara 100

hingga 300rpm, dan pada tahun 1915 untuk pertama kalinya kompresor dua tingkat

dioperasikan. Sistem ini masih belum baik, dan dipakai hingga tahun 1940. Setelah

Perang Dunia Pertama, Biro Standar Nasional Amerika membuat rumusan yang

akurat untuk panas laten untuk es, sehingga perancangan sistem refrigerasi menjadi

lebih baik. Perkembangan selanjutnya kompresor rotary dan unit steam-jet mulai

digunakan, dan refrigerasi menjadi umum digunakan di industri minyak.

Perkembangan-perkembangan di awal abad 20 tersebut sangat menarik,

mengingat pada tahun 1890an –menurut ahli sejarah Stewart Holbrook, Lost Men of

American History– air soda dan ice-cream menjadi objek serangan dalam khotbah

keagamaan saat itu, bahkan di kota-kota tertentu di Midwest air soda dan ice-cream

dilarang secara hukum, selain itu juga adanya anggapan bahwa gudang pendinginan

dan es buatan tidak baik untuk kesehatan, juga anggapan bahwa kecepatan kompresor

melebihi 100rpm adalah hampir tidak mungkin dibuat. Melihat fakta-fakta saat ini

tentu saja penolakan-penolakan tersebut tampak menggelikan. Kompresor, yang

merupakan bagian penting dari sistem refrigerasi, pada perkembangan selanjutnya

dapat dibuat dengan kecepatan yang lebih tinggi, ukuran yang lebih kecil, dan

menggunakan multi-silinder.

Lonjakan produksi dalam industri refrigerasi dan air conditioning terjadi mulai

tahun 1930an. Refrigerasi di USA pada tahun 1940 mengambil bagian lebih dari 13%

(energi) dari total perdagangan peralatan mesin saat itu. Perdagangan refrigerasi saat

itu setidaknya bisa diklasifikasikan menjadi empat bagian, yaitu: refrigerasi untuk

rumah tangga menempati urutan pertama, yang diikuti oleh refrigerasi untuk industri,

air conditioning, dan refrigerasi komersial. Pada tahun 1960, diperkirakan dari 50juta

rumah yang tersambung aliran listrik di USA, 49juta (98%) diantaranya memiliki

refrigerator. Setelah 1960, perdagangan freezer untuk industri tercatat melebihi

refrigerator untuk rumah tangga. Perdagangan unit pendingin lainnya seperti untuk

gudang, tempat tinggal, mobil dan kereta total nilainya mencapai milyaran dollar per

tahun di tahun 1960an.

Sejalan dengan kebutuhan dan perkembangannya, variasi aplikasi refrigerasi

dan air conditioning terus bertambah. Angkutan untuk produk-produk dari industri

makanan dan minuman serta pertanian dan perternakan-perikanan juga mendorong

meningkatnya perkembangan dan perdagangan dalam industri refrigerasi dan air

conditioning. Di bidang industri, refrigerasi mampu membantu meningkatkan

efisiensi sistem, dan juga mampu menjadi solusi bagi proses-proses industri yang

membutuhkan temperatur rendah. Demikian pula air conditioning, menjadi solusi bagi

proses-proses industri yang membutuhkan pengaturan kondisi udara tertentu. Dalam

bidang medis, refrigerasi dan air conditioning bukan hanya mengambil peran yg

terkait dengan instrumen medis, namun juga penanganan obat-obatan serta zat-zat

lainnya yang memerlukan perlakuan pada temperatur tertentu, bahkan juga proses-

proses operasi medis.

Berdasarkan siklus termodinamikanya mesin refrigerasi dikelompokan

menjadi:

1. Mesin refrigerasi Siklus Kompresi Uap (SKU)

2. Mesin refrigerasi Siklus Absorbsi (SA)

3. Mesin refrigerasi Siklus Jet Uap (SJU)

4. Mesin refrigerasi Siklus Udara (SU)

5. Mesin refrigerasi Siklus Vorteks (SV)

Sedangkan Pengelompokan mesin refrigerasi berdasarkan aplikasinya adalah

sebagai berikut:

Jenis Mesin Refrigerasi Contoh

Refrigerasi Domestik (Rumah Tangga) Lemari es, dispencer air

Refrigerasi Komersial Pendingin minuman botol, Box es krim,

Lemari pendingin supermarket ukuran

kecil

Refrigerasi Industri Pabrik es, cold storage, mesin pendingin

untuk industri proses

Refrigerasi Transpot Refrigerated truck, train and container

Pengkondisian udara domestik AC Window, spilt, dan package

dan komersial

Chiller Water cooler and cooled chillers

Mobile Air Condition (MAC) AC mobil

Jenis-jenis Mesin Pendingin.

Dari berbagai mesin pendingin yang ada, serta ditinjau dari segi kegunaan dan

fungsinga, yang umum kita kenal ada 4 macam mesin pendingin antara lain :

1. Refrigerant

Jenis ini lebih dikenal dengan sebutan kulkas atau lemari es. Tipe dan

kapasitasnya bermacam-macam, dan umumnya digunakan untuk rumah tangga.

Fungsinya untuk mendinginkan minuman, mengawetkan bahan makan,

menghasilkan es. Suhu untuk lemari es dipertahankan 3 – 100° C.

2. Freezer

Jenis yang satu ini tidak berbeda dengan kulkas, hanya saja kapasitas lebih besar,

dan suhunya lebih rendah.

3. Air Conditioner (AC)

Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan sekelilingnya menjadi lebih

baik dan suasana lebih nyaman. Air conditioner adalah salah satu yang dapat

memenuhi kebutuhan itu. Dengan membuat keadaan menjadi lebih sejuk.

4. Kipas Angin

Walaupun pada dasarnya peralatan yang satu ini tidak menhasilkan udara atau

suhu yang dingin sebagaimana kulkas atau AC, tetapi putaran dan sistem

kerjanya mirip.

Bagian-Bagian Penting Mesin Pendingin

Dalam perencanaan sebuah sistem refrigerasi, dibutuhkan peralatan utama

yang membentuk suatu sistem refrigerasi yang ideal. Beberapa peralatan yang

merupakan peralatan utama adalah : kompresor, kondensor, evaporator, dan katup

expansi atau pipa kapiler.

1. Kompressor

Kompressor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya untuk

menghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan kemudian

menekan / memampatkan gas tersebut.

Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendinin cair di evaporator

dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih banyak panas

dari sekitar.

Menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalumenaikkan tekanan dan suhu

gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas

tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya medium yang

mendinginkan kondensor.

2. Kondensor

Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk gas

menjadi cair. Bahan pendingin dari kompressor dengan suhu dan tekanan tinggi,

panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai

akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan

menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair.

3. Evaporator

Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi

gas. Melalui perpindahan panas dari dinding-dindingnya, menganbil panas dari

ruangan disekitar ke dalam sistem, panas tersebut lalu dibawa ke kompressor dan

dikeluarkan lagi oleh kondensor.

4. Saringan

Saringan untuk AC dibuat dari pipa tembaga berguna untuk menyaring kotoran-

kotoran didalam sistem, seperti : potongan timah, lumpur, karat, dan otoran

lainnya agar tidak masuk kedalampipa kapiler atau keran ekspansi. Saringan

harus menyaring semua kotoran didalam sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan

penurunan tekanan atau membuat sistem menjadi buntu.

5. Pipa Kapiler

Pipa kapiler gunanya adalah untuk :

1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir didalam pipa

tersebut

2. Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi

tekanan tinggi ke sisi tekanan tendah.

Siklus refrigerasi kompresi mengambil keuntungan dari kenyataan bahwa fluida

yang bertekanan tinggi pada suhu tertentu cenderung menjadi lebih dingin jika

dibiarkan mengembang. Jika perubahan tekanan cukup tinggi, maka gas yang ditekan

akan menjadi lebih panas daripada sumber dingin diluar (contoh udara diluar) dan gas

yang mengembang akan menjadi lebih dingin daripada suhu dingin yang dikehendaki.

Dalam kasus ini, fluida digunakan untuk mendinginkan lingkungan bersuhu rendah

dan membuang panas ke lingkungan yang bersuhu tinggi.

Siklus refrigerasi kompresi uap memiliki dua keuntungan. Pertama, sejumlah

besar energi panas diperlukan untuk merubah cairan menjadi uap, dan oleh karena itu

banyak panas yang dapat dibuang dari ruang yang disejukkan. Kedua, sifat-sifat

isothermal penguapan membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida

kerja ke suhu berapapun didinginkan. Hal ini berarti bahwa laju perpindahan panas

menjadi tinggi, sebab semakin dekat suhu fluida kerja mendekati suhu sekitarnya akan

semakin rendah laju perpindahan panasnya.

•. Cairan refrigeran dalam evaporator menyerap panas dari sekitarnya, biasanya

udara, air atau cairan proses lain. Selama proses ini cairan merubah bentuknya dari

cair menjadi gas, dan pada keluaran evaporator gas ini diberi pemanasan berlebih/

superheated gas.

•. Uap yang diberi panas berlebih masuk menuju kompresor dimana tekanannya

dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab bagian energi yang menuju proses

kompresi dipindahkan ke refrigeran.

•. Superheated gas bertekanan tinggi lewat dari kompresor menuju kondenser.

Bagian awal proses refrigerasi (3-3a) menurunkan panas superheated gas sebelum gas

ini dikembalikan menjadi bentuk cairan (3a-3b). Refrigerasi untuk proses ini biasanya

dicapai dengan menggunakan udara atau air. Penurunan suhu lebih lanjut terjadi pada

pekerjaan pipa dan penerima cairan (3b – 4), sehingga cairan refrigeran didinginkan

ke tingkat lebih rendah ketika cairan ini menuju alat ekspansi.

• Cairan yang sudah didinginkan dan bertekanan tinggi melintas melalui peralatan

ekspansi, yang mana akan mengurangi tekanan dan mengendalikan aliran menuju

kondenser harus mampu membuang panas gabungan yang masuk evaporator dan

kondenser. Dengan kata lain: (1 – 2) + (2 – 3) harus sama dengan (3 – 4). Melalui alat

ekspansi tidak terdapat panas yang hilang maupun yang diperoleh.

Sifat – Sifat Refrigeran

Sifat – sifat refrigerant yang harus dipenuhi untuk kebutuhan mesin pendingin

adalah:

•Tekanan penguapan harus cukup tinggi. Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur

pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya

vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya

perbandingan kompresi.

•Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan

pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih

rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu dengan

tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan

terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi lebih kecil.

•Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigeran yang mempunyai kalor laten

penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang

sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil.

•Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil. Refrigeran dengan

kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil ( berat jenis

yang besar ) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah

torak yang lebih kecil. Dengan demikian untuk kapasitas refrigerasi yang sama ukuran

unit refrigerasi yang bersangkutan menjadi lebih kecil. Namun, untuk unit pendingin

air sentrifugal yang kecil lebih dikehendaki refrigeran dengan volume spesifik yang

agak besar. Hal tersebut diperlukan untuk menaikkan jumlah gas yang bersirkulasi,

sehingga dapat mencegah menurunnya efisiensi kompresor sentrifugal.

•Koefisien prestasi harus tinggi. Dari segi karakteristik thermodinamika dari

refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk menentukan

biaya operasi.

•Konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal sangat penting untuk

menentukan karakteristik perpindahan kalor.

•Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas. Dengan turunnya tahanan

aliran refrigeran dalam pipa, kerugian tekanannya akan berkurang.

•Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta

tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik. Sifat-sifat tersebut dibawah

ini sangat penting, terutama untuk refrigeran yang akan dipergunakan pada kompresor

hermetik.

•Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi

juga tidak menyebabkan korosi.

•Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau merangsang.

•Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak.

Jenis-Jenis Refrigeran Yang Digunakan Dalam Sistim Kompresi Uap.

Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistim kompresi uap.

Suhu refrigerasi yang dibutuhkan sangat menentukan dalam pemilihan fluida.

Refrigeran yang umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga

chlorinated fluorocarbons (CFCs, disebut juga Freons): R-11, R-12, R-21, R-22 dan

R-502.

Pemilihan refrigeran dan suhu pendingin dan beban yang diperlukan

menentukan pemilihan kompresor, juga perancangan kondenser, evaporator, dan alat

pembantu lainnya. Faktor tambahan seperti kemudahan dalam perawatan, persyaratan

fisik ruang dan ketersediaan utilitas untuk peralatan pembantu (air, daya, dll.) juga

mempengaruhi pemilihan komponen.

1. Fungsi akumulator

Akumulator adalah suatau peralatan bantu dalam sistem refrigerasi yang mempunyai

fungsi untuk menampung atau memisahkan antara cairan refrigerant dan gas

refigerant agar refrigerant yang masuk ke dalam kompresor semuanya berbentuk gas

refrigerant. Akumulator biasanya dipasang setelah evaporator dan sebelum kompresor

atau pada bagian sisi tekanan rendah dari sistem.

2. Fungsi shock absorber

Fungsi shock absorber adalah untuk meradam getaran dari kompresor pada saat

sistem berjalan agar tidak menyebabkan pipa dari bagian suction dan discharge

menjadi patah. Alat ini dipasang pipa bagian suction dan discharge dari kompresor.

3. Fungsi liquid receiver

Alat ini mempunyai fungsi untuk menampung sementara cairan refrigerant yang

keluar dari kondensor, agar refrigerant yang mengalir ke katup ekspansi semuanya

berbentuk cairan. Cairan refrigerant ditampung pada bagian bawah dari alat ini,

sedangkan uap refrigerant berada di bagian atas dari alat ini.

4. Fungsi solenoid valve

Alat ini mempunyai fungsi untuk mengalirkan dan menghentikan refrigerant dalam

sistem refrigerasi dan tata udara. Cara kerja dari alat ini adalah apabila plunyer ( inti

besi ) dialiri arus listrik maka plunyer tersebut akan menjadi medan magnet sehingga

akan menarik plunyer ke atas dan menyebabkan katup menjadi terbuka dan aliran

refrigerant pun akan mengalir, sedangkan apabila arus listrik diputus maka tidak akan

terjadi medan magnet pada plunyer dan dengan karena beratnya plunyer tersebut akan

turun ke bawah dan menutup aliran refrigerant. Beberapa tipe dari solenoid valve

yaitu:

a. Solenoid dua jalan, mempunyai dua sambungan pipa. Satu sambungan masuk dan

satu sambungan keluar.

b. Solenoid tiga jalan, mempunyai tiga sambungan pipa. Satu sambungan masuk dan

dua sambungan keluar.

c. Solenoid empat jalan atau disebut juga dengan reversing valve, banyak digunakan

untuk heat pump, mempunyai satu sambungan masuk dan tiga sambungan keluar.

5. Fungsi filter drier

Alat ini mempunyai fungsi untuk menyaring kotoran dari sistem. Pada alat ini di

dalamnya terdapat silica gel. Sililca gel inilah yang dapat menyerap kotoran dari

sistem. Alat ini pasang sesudah liquid receiver dan sebelum sight glass.

6. Fungsi sight glass

Alat ini mempunyai fungsi untuk melihat keadaan refrigerant di dalam sistem. Pada

alat ini terdapat dua indikator yaitu kuning dan hijau. Kuning mengindikatorkan

bahwa sistem tersebut teredapat uap air dan jika hijau mengindikatorkan bahwa

sistem tersebut tidak ada uap air. Jika di dalam sight glass terdapat buih-buih

refrigerant maka sistem tersebut kurang rerfigerant.

7. Fungsi liquid receiver

Alat ini mempunyai fungsi untuk menampung sementara cairan refrigerant yang

keluar dari kondensor agar refrigerant yang mengalir ke katup ekspansi semuanya

berbentuk cairan. Cairan refrigerant ditampeung di bagian bawah dari alat ini,

sedangkan uap refrigerant ditampung di bagian atas. Alat ini dipasang di setelah

kondensor dan sebelum filter drier.

Refrigerasi dan Air Conditioning Kini

Penipisan lapisan ozon, pemanasan global, dan efisiensi energi dan material

merupakan tema utama dalam bidang refrigerasi dan air conditioning saat ini.

Montreal Protocol, yang kemudian dilanjutkan dengan Kyoto Protocol telah membuat

banyak agenda yang terkait dengan penyikapan terhadap tema-tema utama tersebut,

yang tentu saja ini membuat bidang refrigerasi semakin dinamis.

Dalam hal refrigerant, produksi dan pemakaian refrigerant yang menyebabkan

penipisan lapisan ozon dan peningkatan panas global sudah ada yang dihentikan, dan

beberapa dijadwalkan untuk dihentikan. Terjadi peralihan dari refrigerant HCFCs ke

HFCs untuk menghentikan kontribusi refrigerasi pada penipisan lapisan ozon. Guna

menghentikan kontribusi refrigerasi pada pemanasan global, peralihan selanjutnya

adalah dari HFCs ke refrigerant natural, termasuk di dalamnya adalah refrigerant

hidrokarbon.

Peningkatan efisiensi sistem refrigerasi meliputi cakupan yang sangat luas,

sehingga mendorong munculnya study dan inovasi dalam level yang lebih spesifik.

Dalam lingkup komponen refrigerasi, sebut saja kompresor, evaporator, kondenser,

dan katub ekspansi (dengan berbagai tipe dan ukurannya) merupakan komponen-

komponen utama yang lebih akrab didengar. Selain itu ada piping, injector, oil

separtor, defroster, ekonomizer, dan banyak lainnya menjadi study penting dalam

peningkatan efisiensi sistem. Dalam lingkup sistem, berbagai inovasi tipe sistem

refrigerasi beserta sistem kontrolnya telah mengalami banyak perkembangan. Karena

konsumsi energi untuk Refrigerasi dan Air Conditioning untuk suatu gedung

mengambil bagian yang cukup besar, maka Refrigerasi dan Air Conditioning

memainkan peran penting dalam konsep intelligent building, demikian pula dalam

konsep ZERO NET ENERGY yang dipelopori oleh ASHRAE yang diharapkan

mampu terealisasi pada 2030. Demikian pula dalam hal efisiensi material, berbagai

material untuk peruntukan komponen masing-masing terus dikaji untuk memberikan

efisiensi yang lebih baik.

Dalam hal perdagangan Refrigerasi dan Air Conditioning, sebuah artikel

terbaru (Oktober 2007) yang dikutip ASHRAE menunjukkan suatu kejutan. Amerika

boleh jadi merupakan rahim dari teknologi Refrigerasi dan Air Conditioning, namun

bukan berarti akan seterusnya memegang kendali perdagangan di bidang ini. Saat ini,

dari lima perusahaan terbesar yang menguasai pasar Refrigerasi dan Air Conditioning,

dua posisi teratas dipegang oleh perusahaan China, kemudian disusul dua perusahaan

dari Korea Selatan, dan ditutup oleh sebuah perusahaan Jepang. Perusahaan-

perusahaan China mampu menguasai 70% pasar dunia. Di kawasan Asia Tenggara,

hanya Thailand yang bisa bermain signifikan di pasar ini. Data-data tersebut

selayaknya mampu lebih memacu Indonesia untuk juga bisa menjadi pemain yang

diperhitungkan, setidaknya bisa dimulai di arena regional.

IIR –International Institute of Refrigeration dalam sebuah konferensinya di

Agustus 2007 memberikan sebuah laporan menarik, bahwa produk agrikultur

(termasuk perikanan laut dan tawar) dunia saat ini yang perlu mendapatkan perlakuan

refrigerasi mencapai 5,5 milyar ton, namun baru sekitar 400 juta ton yang ditangani.

IIR memprediksi 1,8 milyar ton dari produk-produk tersebut akan memberikan

keuntungan bagi industri storage dan transport refrigerasi. Sekali lagi, data ini bisa

menjadi suatu kesempatan menarik bagi industri agrikultur (serta produk turunannya)

dan refrigerasi Indonesia.

BAB III

DATA PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN

Dari data – data percobaan dapat dilihat sebagai berikut:

BAB IV

ANALISIS DAN KESIMPULAN