Tabel 2. Perbandingan performansi refrigeran per kilowatt refrigerasi Syarief M.A. dan Kumendong, J., 1992
Nama Refrige-
ran Tekanan
Evaporator MPa
Tekanan konden-
sor MPa
Rasio kom-
presi Volume
spesifik suction gas
m
3
kg Tenaga
power kW
COP
R717 R12
R22 R134a
0.236 0.183
0.296 1.623
1.164 0.745
1.192 4.637
4.94 4.07
4.03 2.86
0.5106 0.0914
0.0774 0.206
0.207 0.213
0.210 0.364
4.84 4.69
4.75 2.74
E. TINJAUAN ATAS PENELITIAN SEBELUMNYA
Tahun 2002, Yumrutas et al., mengembangkan suatu model komputasi analisis eksergi untuk menyelidiki sistem refrigerasi kompresi uap dengan
refrigeran amonia. Software EES Engineering Equation Solver digunakan sebagai alat perhitungan dan simulasi. Asumsi yang digunakan adalah aliran
steady state, kerugian tekanan pada kompresor dan katup ekspansi diabaikan.
Hasil yang diperoleh adalah sebagaimana Gambar 7 dibawah ini, dan dapat dinyatakan bahwa efisiensi eksergi meningkat dengan naiknya suhu evaporator
dan menurunnya suhu kondensor.
Gambar 7. Persentase eksergi dan kerugian eksergi total sebagai fungsi suhu evaporator dan suhu kondensor
Boelman at.al., 2004, melakukan analisis terhadap definisi efisiensi eksergi pada alat penukar kalor sederhana untuk diterapkan pada peralatan yang
beroperasi pada suhu lingkungan T
o
. Ia memperkenalkan parameter T’ sebagai suhu tak berdimensi skalar. Ia menyatakan bahwa definisi efisiensi
eksergi universal merupakan perbandingan antara jumlah eksergi yang keluar dari sistem dengan jumlah eksergi yang masuk ke dalam sistem, dan efisiensi
eksergi fungsional adalah perbandingan antara perubahan eksergi produk dengan perubahan eksergi sumber.
Analisis energi merupakan pendekatan mendasar dan tradisional untuk menghitung proses konversi energi yang beragam. Analisisnya menggunakan
konsep kekekalan energi. Namun pendekatan ini sudah kurang efisien untuk digunakan, karena mengabaikan perjalanan proses. Sebagai solusi digunakan
pendekatan modern untuk mengalisis proses yang dikenal dengan analisis eksergi Chengqin, 2003. Analisis eksergi pada pembekuan dapat ditinjau dari
tiga aspek yaitu dari aspek proses pembekuan Bruttini et. al.,2000, Tambunan et. al., 2003, alat pembeku Leidenfrost 1980, Yumrutas 2002., Yang, et
al., 2005, dan analisis eksergi yang berkaitan dengan refrigeran yang digunakan.
Untuk analisis eksergi pada alat refrigerasi dilakukan oleh Leidenfrost 1980 dimana dilakukan analisis eksergi pada sistem refrigerasi dengan
refrigeran R-12. Metode yang digunakan adalah perhitungan dan perbandingan efisiensi eksergi alat refrigerasi sistem kompresi uap dengan beberapa jenis
kondensor berbeda. Hasil yang diperoleh adalah sebagaimana tabel 3. Dari hasil penelitiannya dapat disimpulkan bahwa efisiensi eksergi paling besar untuk
sistem kompresi uap terjadi pada kondensor dengan pendinginan evaporatif, dimana daya total yang digunakan sebesar 470.73 kW.
Tabel 3. Tabel hasil penelitian Leidenfrost, 1980 pada RH relatif Humidity =
65
Tipe Konden- sor
Perhitungan Kondensor dengan
Pendingin udara
lingkungan Pendingin
udara yang didinginkan
Pendingin air dengan air
dari menara pendingin
Pendinginan evaporatif
Daya kW 634.49
617.90 524.69
470.73 Efisiensi eksergi
29.12 29.91 35.22 39.26
Anggraheni, D. A. 2003 melakukan kajian energi pembekuan ikan patin dan daging ayam broiler dengan metode lempeng sentuh dan vakum.
Dalam penelitian ini dilakukan perhitungan untuk mencari nilai laju pembekuan, laju konsumsi energi, besarnya eksergi pada pembekuan lempeng
sentuh dan vakum. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai rata-rata laju pembekuan ikan
patin dan daging ayam broiler dengan pembekuan lempeng sentuh berturut- turut sebesar 6.90 cmjam dan 4.84 cmjam. Sedangkan nilai rata-rata laju
pembekuan ikan patin dengan pembekuan vakum sebesar 12.41 cmjam dan ayam broiler sebesar 11.27 cmjam. Besarnya laju konsumsi energi pembekuan
lempeng sentuh ikan patin berkisar antara 298.03 kJkg sampai 385.07 kJkg. Input energi pada pembekuan vakum lebih besar, karena diperlukan energi
untuk menurunkan tekanan oleh pompa vakum. Eksergi maksimum yang didapat selama proses pembekuan lempeng sentuh dan vakum ikan patin secara
berurutan adalah 81.34 kJkg dan 93.57 kJkg, sedangkan untuk ayam broiler secara berurutan adalah 77.27 kJkg dan 81.36 kJkg. Eksergi pada pembekuan
vakum lebih tinggi daripada lempeng sentuh, karena pada penghitungan eksergi pembekuan vakum dilibatkan besarnya tekanan yang telah dapat yang
diturunkan.
III. METODE PENELITIAN A. PENDEKATAN TEORITIK
Analisis eksergi merupakan suatu metoda analisis yang merupakan penerapan dari hukum termodinamika kedua yang digunakan untuk
mengetahui efisien tidaknya suatu proses dalam penggunaan energi. Tujuan analisis eksergi adalah untuk mencari lokasi dalam proses yang energinya tidak
efisien Sutanto, 1985. Analisis eksergi pada penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap,
yaitu memasukkan data-data yang dibutuhkan properti termodinamika refrigeran yang dipilih, suhu pada kondensor, temperatur evaporator,
temperatur fluida pendingin kondensor, temperatur ruangan yang didinginkan, kapasitas refrigerasi dan efisiensi kompressor, tahap perhitungan oleh
komputer, dan tahap tampilan hasil perhitungan. Refrigeran yang dipakai dalam analisis ini antara lain adalah refrigeran R717, refrigeran R12, refrigeran
R22, dan refrigeran R134a.