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 Q pen ( 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 kolamkolam 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
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)
refrigerasi
dikelompokan
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 kotorankotoran 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 komponenkomponen 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
