Analisa Performansi Mesin Pendingin 1-Pk dengan Penambahan Subcool Menggunakan Refrigerant R-22

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

LAMPIRAN III Perhitungan beban pendinginan pada penelitian.

Bangunan yang digunakan dalam melakukan penelitian berlokasi di daerah 40oLU. Temperature didalam ruangan dan diluar bangunan di anggap sama.

Tinggi ruangan 3 m, ukuran ruangan 3 x 3 m, luas pintu, ukuran pintu 1,5 x 2, ukuran jendela 1 m x 1,5 m , atap terbuat dari atap datar 115mm dan 50 mm gypsum, lantai terbuat dari concret 100 mm , kondisi udara luar, 35,2 oC, kondisi udaara dalam 26 oC penghuni ruangan 3 orang peneliti, daya lampu 40 Watt, ventilasi yang ada 7 L/s/orang, infiltrasi 3 orang keluar masuk dari pintu selama 1 jam.

1. Menghitung beban pendinginan dari atap a. Menentukan tipe atap dari tabel.

Pada penelitian ini tanpa menggunakan langit-langit (ceiling). b. Menentukan nilai CLTD dari tabel.

c. Menghitung koreksi pada CLTD dimana perbedaan temperature harian adalah 11oC. koreksi = 25,5 – 24,2 + (35,2 – 11/2-29,4) = 1,3 + 0,3 = 1,6oC

Oleh karena itu semua angka CLTD harus dikoreksi menjadi CLTD corr= CLTDtabel + 1,6oC

d. Menghitung beban pendinginan dari atap Qs= UA x CLTDcorr

Dimana U = 0,51 W/m2K dan A= 3x3 = 9m2 misalnya untuk jam 8 pagi adalah:

Qs = 0,51x9x (-2+1,6) = -1,836 (dimana arti negative adalah atap masih menyerap panas pada jam 8 pagi).

Pada perhitungan pukul 9 s/d pukul 21. Dilakukan sama seperti perhitungan diatas

(7)

2. Menghitung panas transmisi dinding selatan

Koefisien pindahan panas dari dinding selatan adalah U = 1,36 W/m2K. Luas permukaan dinding selatan 3x3 = 9 m2.

Karena kondisi ruangan dan luar sama, maka koreksi pada ini sama dengan koreksi atap + 1,6oC.

Qs = UA x CLTDcorr = 1,36 x 9 x (9+16) = 129,744 Watt 3. Menghitung panas transmisi dari dinding timur

Koefisien pindahan panas pada dinding timur adalah U = 2,73 W/m2K. luas permukaan dinding timur = 3x3 – (1x1,5) = 13,5 m2 salah satu contoh di hitung pada pukul 16.00

Qs= 2,73 x 13,5 x (20+16) Qs= 793,0684 Watt

4. Menghitung panas melalui pintu yang ada didinding barat.

Data yang diberikan adalah U = 1,08 W/m2K dan A= 1,5x1= 1,5 m2. Qs = UA x CLTDcorr = 1,08 x 1,5 x (27+16) = 1,62 x 28,6 = 46,332 Watt 5. Mengnitung beban dari konduksi melalui jendela yangterbuat dari kaca, untuk

interval waktu pukul 08.00 s/d 21.00. koefisien perpindahan panas menyeluruh untuk gelas 4,6 W/m2K dan luas total jendela adalah 1,5 m2. Perhitungsn pada pukul 16.00 adalah:

Qs = UA x CLTDcorr = 4,6 x 1,5 x (8 + 1,6) = 16,5 Watt

6. Panas transmisi dari jendela dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Qs = A x SC x SCL Dimana SC = 0,55.

Perhitungan untuk beban pada jendela pada bagian timur pada pukul 16.00 adalah sebagai berikut:

(8)

7. Panas dari manusia maka panas sensible dan panas laten dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Qs = N x 75 x CLF Qs = N x 55

Jam mulai melakukan penelitian pukul 8 pagi dan selesai pukul 21.00.

Perhitungan untuk beban dari seorang peneliti diruangan ini pada pukul 16.00 (setelah 9 jam didalam ruangan).

Qs = 1 x 75 x 0,63 = 47,25 Watt Qs = 1 x 55 = 55 Watt

8. Beban dari lampu

Beban yang diberikan lampu untuk masing-masing jenis dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Qs = W x Ful x Fsat x CLF

Maka beban dari lampu pada pukul 16.00 (9 jam setelah dinyalakan). Qs = 40 x 1 x 1 = 40 Watt

9. Panas dari udara ventilasi.

Panas dari udara ventilasi dan infiltrasi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Qs = 1,23 Q (T0-T1) Ql = 3010Q (w0-w1)

Dimana Q adalah besarnya udara pentilasi dan infiltrasi dalam L/s. laju udara ventilasi yang disarankan pada bangunan yang diperlukan untuk penilitian ini 7 liter/detik/orang. Dengan menggunakan angka ini, maka kebutuhan udara ventilasi adalah:

V = 3 x 7 = 21

Maka panas sensible dan panas laten udara ventilasi pada pukul 16.00 adalah: Qs = 21 x 1,23 x (35,2-26) = 79,212 Watt

Ql = 21 x 3010 x (0,0159-0,0140) = 120,099 Watt 10.Panas dari infiltrasi

(9)

Perhitungan beban dari udara infiltrasi sama dengan beban dari udara infiltrasi, yang berbeda adalah cara menentukan laju udara infiltrasi.

 Pada penelitian ini jendela tertutup rapat, maka nilai infiltrasi udara = 0

 Dari dinding juga dianggap = 0

 Infiltrasi yang mungkin disini adalah pembukaan pintu. Standart biasa digunakan 1,4 m2 akan masuk udara tiap kali terjadi pembukaan pintu. Pada penelitian ini diasumsikan pintu luar digunakan 3 orang perjam, dengan menggunakan angka tersebut dapat dihitung laju udara infiltrasinya.

V = 3 x 1,4 x 1000/3600 = 1,16 L/s

Maka panas sensible dan panas laten udara infiltrasi adalah : Qs = 1,16 x 1,23 x (35,2 – 26) = 13,1192 Watt Ql= 1,16 x 3010 x (0,0159 - 0,0140) = 6,634 Watt

(10)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dadang Edi Kurniawan, Mega Nur Sasongko. 2008. Pengaruh Penambahan Subcooling Terhadap Unjuk Kerja Mesin Pengdingin Refrigeran (MC-22), Universitas Bawijaya

[2]J.W Linton,W.K Snelson, 1996. “comparison of r-407c, r-410a with r-22”.Purdue University

[3]http://www.academia.edu/9966296/Prinsip_Kerja_Mesin_Pendingin_dan_Reparas inya (diakses tanggal 3 Desember 2015)

[4]http://pengertian-dan-contoh.blogspot.co.id/2013/03/pengertian-rotor-dan-kompresor-rotary.html (diakses tanggal 7 Desember 2015)

[5]https://klinikac.co.id/refrigerant/ (Diakses tanggal 23 Februari 2016)

[6].http://mesin.ub.ac.id/jurnal/jurnal/data/jurnal2.pdf (Diakses tanggal 24 Februari 2016)

[7]Arismunandar, Heizo Saito, 1986.Penyegaran Udara, Pradnya Paramita, Jakarta.

[8]Ambarita, Himsar. 2012,Buku Kuliah Teknik Pendingin & Pengkondisian Udara.

Medan.

[9]EE IIT, Kharagpur, 2008. Refrigeration and Air Conditioning.India

[10]Incropera, DeWitt, dkk. 1981. Fundamentals of heat and Transfer.6th ed. New york: John Wiley& Sons

[11]G.F Hundy, A.R Trott,dkk.₂₀₀₈._{Refrigeration and Air Conditioning, 4nd ed,}

UK:Butterworth-Heinemann

[12]ASHRAE, ASHRAE Handbook 2009, Fundamentals, Atlanta,GA, 2009.

[13] ASHRAE, ASHRAE Handbook 1997, Fundamentals, Atlanta,GA, 1998.

[14]M.J. Moran, H.N Shapiro.2006. Fundamentals of Engineering thermodynamics, 5th ed, John Willey&sons

[15] S.K Wang.2000.Handbook of Air Conditioning and Refrigeration, 2nd ed, McGraw-Hill

(11)

[16] I. Dincer, M.Kanoglu.2006.Refrigeration Systems and Aplications, 2nd ed,John Wiley & Sons Inc

[17] C.P Arora.1981.Refrigeration and air conditioning.New Delhi: Tata McGraw Hill

[18] Poernomo,Heroe. 2015. Analisis Karakteristik Unjuk Kerja Sistem Pendingin (Air Conditioning) Yang Menggunakan Freon R22 Berdasarkan Pada

Variasi Putaran Kipas Pendingin Kondensor. Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

[19] Ridhuan, Kemas dan I Gede Angga. 2013. Pengaruh Media Pendigin Air Pada

Kondensor Terhadap Kemampuan Kerja Mesin Pendingin. Universitas

Muhammadiyah Metro

[20] Kern, D. Q. 1950. Process Heat Transfer. New York : McGraw-Hill

[21] Cengel, Yunus.A. 2003. Heat Transfer: A Practical Approach, 2nd ed. New York :McGraw-Hill

[22] Kuppan, T. 2000. Heat Exchanger Design Handbook. New York : Marcel Dekker,Inc

[23] Holman, J.P. 1986. Heat Transfer, 6th edSingapore : McGraw-Hill book.Co [24] Stoecker, W.F. 1986. refrigeration and air conditioning, 2nd edNew York :

McGraw-Hill Inc

(12)

BAB III METODOLOGI

3. 1. Tempat dan Waktu.

Tempat penelitian atau pengujian dilakukan di PTKI Medan, Jalan Mendan Tenggara VII . Waktu penelitian atau pengujian dan pengerjaan selama 3 bulan.

3. 2. Bahan yang Digunakan .

Pada penelitian ini, bahan pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Satu Unit AC LABTECH 1 PK.

Gambar 3. 1. Satu Unit AC LABTECH 1 PK.

(13)

Model : TG1-5 Serial number : 897588 Voltase : 220-240 V Kapasitas : 900 Btu/hr Daya : 795 Watt Ampere : 4.1 A Refrigeran : R-22 2. Pipa tembaga.

Pipa tembaga digunakan sebagai saluran referigant dari kondensor ke evaporator yang akan dinginkan d e n g a n a i r d i d a l a m s u b c o o l e r . Pipa tembaga banyak dimanfaatkan di industri pendingin karena memiliki konduktivitas termal yang baik dan ketahanan terhadap korosi [22].

Gambar 3. 2. Pipa Tembaga.

3. Kotak Styrofoam (Cooler Box_).

Wadah penampung air hasil kondensasi yang digunakan adalah kotak Styrofoam, karena Styrofoam dapat menjaga suhu benda didalamnya dala m jangka waktu yang cukup lama [23], Karena memiliki nilai konduktivita thermal yang rendah.

(14)

Gambar 3. 3. Kotak Styrofoam (Cooler Box).

4. Pipa Sambungan U.

Diguanakan untuk membentuk pipa -pipa tembaga yang akan dibentuk menjadi seperti bentuk subcool.

Gambar 3. 4. Pipa Sambungan U. 5. Selang Air.

Selang air untuk saluran air Styrofoam untuk di alirkan menuju subcooler, yang dipompakan oleh pompa aquarium. Yang berfungsi untuk mendinginkan refrigeran keluaran kondensor menuju evavorator.

(15)

Gambar 3. 5. Selang Air.

6. Refrigeran.

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Refrigeran yang digunakan pada pengujian ini adalah R-22 Dupont.

Gambar 3. 6. Refrigeran R-22 Dupont. 7. Sub cooler.

Subcooling biasanya digunakan sehingga ketika refrigeran mengalir mencapai katup ekspansi termostatik, totalitas dalam nyabentuk cair, dengan demikian, memungkinkan katup berfungsi dengan benar. Jika gas mencapai katup ekspansi, dalam sistem pendingin, serangkaian fenomena biasanya tidak diinginkan dapat terjadi. ini mungkin berakhir mengarah ke perilaku serupa dengan yang diamati dengan fenomena kilat-gas: masalah dalam regulasi minyak di seluruh siklus; penyalahgunaan berlebihan dan tidak perlu kekuasaan dan limbah listrik; kerusakan dan kemerosotan dari beberapa komponen dalam instalasi; kinerja yang tidak teratur dari sistem keseluruhan, dan dalam situasi yang benar-benar belum ditonton, gigi bahkan hancur.

Aplikasi lain yang penting dan sangat umum subcooling adalah penggunaan tidak langsung pada proses pemanasan berlebih.Pemanasan berlebih analog dengan subcooling dengan cara operasi, dan kedua proses dapat digabungkan dengan

(16)

menggunakan penukar panas internal. Subcooling ini menyajikan diri dari pemanasan berlebih dan sebaliknya, yang memungkinkan panas mengalirdari refrigeran pada tinggi tekanan (cair), satu dengan tekanan rendah (gas). Hal ini menciptakan kesetaraan energik antara subcooling dan fenomena pemanasan berlebih ketika tidak ada kehilangan energi.

Biasanya, cairan yang sedang subcooled lebih panas dari refrigeran yang sedang superheated, memungkinkan suatu fluks energi dalam arah yang dibutuhkan. Pemanasan berlebih sangat penting bagi operasi kompresor karena sistem kurang mungkin memberikan kompresor dengan campuran gas cair, situasi yang umumnya mengarah pada kehancuran kompresor gas karena cair uncompressible. Hal ini membuat subcooling sumber mudah dan meluas panas untuk proses pemanasan berlebih.

Sebagian besar dari sistem pendingin menggunakan bagian dari kondensor untuk subcooling yang, meskipun sangat efektif dan sederhana, dapat dianggap sebagai faktor berkurang dalam kapasitas kondensasi nominal. Situasi yang sama dapat ditemukan dengan superheating mengambil tempat di evaporator, dengan demikian, penukar panas internal adalah solusi yang baik dan relatif murah untuk memaksimalkan panas kapasitas pertukaran.

Akhirnya, aplikasi luas lagi subcooling adalah meningkatkan dan economising. Terbalik terhadap pemanasan berlebih, subcooling, atau jumlah panas ditarik dari refrigeran cair pada proses subcooling, memanifestasikan dirinya sebagai peningkatan pada kapasitas pendinginan dari sistem. Ini berarti bahwa setiap penghapusan panas tambahan setelah kondensasi (subcooling) memungkinkan rasio yang lebih tinggi dari penyerapan panas pada tahap lebih lanjut dari siklus. Perlu dicatat bahwa pemanasan berlebih memiliki persis efek terbalik, dan bahwa penukar panas internal saja, tidak mampu meningkatkan kapasitas sistem karena efek meningkatkan dari subcooling redup oleh pemanasan berlebih, membuat keuntungan kapasitas bersih sebesar nol. Namun demikian, beberapa sistem yang mampu

(17)

bergerak refrigeran dan / atau untuk menghilangkan panas menggunakan sampai kurang energi karena mereka melakukannya pada cairan tekanan tinggi yang kemudian dingin atau subccol tekanan rendah (yang lebih sulit untuk mendinginkan) cairan.

Gambar 3.7 Subcooler

8. Pipa PVC

Tempat terjadinya pendinginan yang dilakukan pada pipa tembaga aliran referigant dari kondensor menuju evaporator.

Gambar 3.8 Pipa PVC

3. 3. Alat Ukur Yang Digunakan.

Alat-alat ukur yang digunakan pada pengujian alat pendingin kon densor ini adalah sebagai berikut :

(18)

1. Clamp Meter (Tang Ampere).

Merupakan alat ukur praktis yang bisa dipergunakan dengan mudah saat pengukuran kuat arus, tanpa harus memutus atau membuat kabel jumper guna mengetahui berapa besaran kuat arus yang mengalir pada beban rangkaian elektronik atau listrik.

3.9. Tang Ampere 2. Manifold Gauge.

Fungsi manifold :

 Mengetahui tekanan rendah pada sebuah sistem pendingin.  Mengetahui tekanan tinggi pada sebuah sistem pendingin.  Sebuah alat wajib dalam pengisian gas refrigerant.

 Mengetahui adanya kebocoran pada sistem.

Jumlah manifold gauge yang digunakan pada pengujian mesin ini sebanyak 5 manifold. Tekanan dapat juga diukur dengan cara yang lain. Seperti menggunakan manometer, pipa pordon dan efek piezoelectric sesuai dengan kebutuhan masing-masing [24]. Namun pada pengujian ini alat pengukur tekanan yang digunakan adalah manifold gauge.

(19)

Gambar 3. 10. Manifold Gauge.

3. Pengukur Suhu/Temperatur.

Untuk mengukur suhu suatu benda yang diinginkan, alat pengukur suhu yang digunakan untuk pengujian mesin ini sebanyak 4 b u a h .

Gambar 3. 11. Alat Pengukur Suhu. 3. 4. Peralatan Yang Digunakan.

1. Pompa Vakum.

Pompa vakum digunakan untuk memvakumkan alat mesin pendingin agar tidak ada kotoran yang tertinggal didalam sistem pendingin.

(20)

Gambar 3. 12. Pompa Vakum.

Spesifikasi Pompa Vakum : Merek :AKURI Model No. : V P - 1C-2 Kapasitas : 220 l/m Motor HP : ½

Volt : 220 V / 50/60 Hz

2. Pompa Aquarium.

Pompa aquarium digunakan untuk memompakan air dingin sisa kondensasi

dari evaporator ke pipa tembaga yang telah dibentuk dan ditempatkan didepan

kondensor dan kembali lagi ke kotak Styrofoam dan seterusnya secara sirkulasi.

Spesifikasi pompa aquarium:

Merek :AMARA

Model : SP-260 Volt : 220 V/ 240V Frequence : 50/60 Hz

(21)

H. Max : 2 M F. Max : 3000L/H

Gambar 3. 13. Pompa Aquarium.

3. Pentil Selang Manifold Gauge.

Pentil digunakan sebagai tempat selang manifold gauge agar tekanan dapat dibaca tanpa ada kebocoran dan dapat dibongkar pasang sehingga lebih praktis, pentil dilas pada pipa yang ingin diukur.

Gambar 3. 14. Pentil Selang Manifold Gauge.

4. Las Tembaga dan Las Besi.

Untuk menyambung pipa pendingin kondensor, menyambungkan pentil selang manifold dan me-las keperluan lainnya.

(22)

Gambar 3. 15. Kawat Las.

5. Flaring Tool.

Berfungsi untuk mengembangkan ujung pipa agar dapat disambung dengan pipa lain atau sambungan berulir.

Gambar 3. 16. Flaring Tool

6. Pemotong pipa tembaga (Tube Cutter).

Prinsip kerja dari pemotong pipa tembaga ini adalah menjepit dan memutar pipa tembaga sesuai denga ukuran yang dibutuhkan. Saat proses pemotongan harus sabar agar diameter pipa tidak berubah.

(23)

Gambar 3. 17 Tube Cutter.

3.5. Alasan Penggunaan R-22

CFC (Chloro-Fluoro-Carbon) alias R22 memegang peranan penting dalam sistem refrigerasi, sejak ditemukan pada tahun 1930. Hal ini dikarenakan CFC memiliki properti fisika dan termal yang baik sebagai refrigeran, stabil, tidak mudah terbakar, tidak beracun dan kompatibel terhadap sebagian besar bahan komponen dalam sistem refrigerasi.

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

(24)

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.

(25)

 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.

3.6. Alasan Menggunakan AC Split 1-PK

Adapun alas an penulis menggunakan AC split 1 PK pada penelitian ini karene ruangan yang digunakan pada penelitian ini sebesar 3x3 meter.

1. apabila penulis memakai AC 1/2 PK, ya ruangan tetap bisa dingin tapi AC tersebut harus bekerja 100% dengan Kecepatan Fan maksimum dan suhu remote 16 derajat misalnya baru ruangan bisa terasa dingin, terutama di siang hari apalagi bila di kamar tersebut ada jendela yang menghadap barat dimana sinar mentari siang menuju sore sedang panas-panasnya, AC tersebut pasti tidak tahan lama karena kinerja kompressor yang harus terus harus maksimal. Ini pun akan berdampak pada konsumsi listrik yang semakin boros karena kompressor akan lebih banyak hidup daripada mati. Dan pada saat kompressor menyala konsumsi listrik sebesar PK AC akan terus terkonsumsi.

2. Kalau anda memakai AC 3/4 PK, anda cukup menggunakan kecepatan Fan 1, suhu remote 22 derajat dan ruangan sudah terasa dingin. Ini akan berdampak langsung pada konsumsi listrik AC tersebut, walaupun AC 3/4PK menggunakan listrik sebesar 600 Watt atau 530 Watt untuk tipe Low Watt tetapi kompressor akan lebih sering mati dan tidak perlu bekerja maksimal sehingga akan memperpanjang umur AC itu sendiri.

3. 7. Set – Up Eksperimental.

Air yang digunakan sebagai pendingin Subcool adalah air yang di tambah dengan es batu yang di buat di kotak pendingin (Cooler Box). Cooler Box atau

(26)

Styrofoam mampu menjaga suhu dingin dengan jangka waktu yang cukup lama. Air yang telah diisi di Cooler Box akan dialirkan ke subcool yang berupa pipa-pipa P V C yang telah dibentuk sedemikian rupa. Dimana air dingin yang dipompakan menggunakan pompa aquarium dengan daya 45 Watt akan mengalir melalui pipa-pipa PVC dari atas (masukan) hingga kebawah (keluaran), dan kembali lagi ke Cooler Box dan dipompakan kembali hingga seterusnya. Pada saat air hasil kondensasi mengalir melewati pipa -pipa PVC yang didalamnya telah terdapat pipa tembaga aliran masuk refrigerant ke evaporator sebelum katup ekspansi sehingga terjadi proses pendinginan pada pipa tembaga masu kan evaporator tersebut.

3.8. Dimensi Utama Subcool.

Adapun dimensi dari alat subcool ini dapat digambarkan sebagai berikut :

(27)

3. 9. Langkah Pembuatan Subcool Dengan Media Pendingin Air Ditambah Es Batu

3. 9. 1. Pembentukan Subcool

1. Membentuk Pipa Tembaga Subcool.

Pipa tembaga yang telah disediakan dipotong sesuai panjang yang ditentukan dan disambung setiap pipa menggunakan sambungan U dan dilas agar kuat dan tidak bocor.

2. Membentuk pipa PVC Sebagai Wadah Mengalirnya Air Pendingin

Pipa PVC yang telah disediakan dipotong sesuai panjang yang ditentukan dan disambung setiap pipa menggunakan sambungan T dan dilem menggunakan lem plastik agar kuat dan tidak bocor.

3. Pemasang pipa tembaga yang telah dibentuk kedalam pipa PVC

Pipa tembaga yang telah disediakan dipotong sesuai panjang yang ditentukan dipasang kedalam pipa PVC, agar tidak terjadinya bocor dilem menggunakan lem besi.

3. Pemasangan subcool

Pada proses pemasangan subcool masukan refrigren dari keluaran kompresos disambung dengan inlet subcool, kemudian outlet subcool disambung pada masukan

(28)

evaporator sebelum katup ekspansi kemudian dilas agar tidak terjadinya bocor.

3. 9. 2. Perancangan Sistem Sobcool

1. Perancangan posisi selang inlet dan outlet pada pipa pendingin subcool dengan media pendingin air dan penambahan es batu.

Pada bagian atas pipa PVC Subcool adalah sebagai masukan air pendingin subcool mengggunakan selang air yang telah dihubungkan dengan pipa bagian atas tersebut. Bagian bawah merupakan keluaran air pendingin menggunakan selang air yang telah dihubungkan dengan pipa bagian bawah tersebut.

Gambar 3.19. Posisi Selang Inlet dan Outlet dari Air Pendingin. Keterangan Gambar :

1. Selang Inlet 2. Selang Outlet

2. Penempatan posisi masing-masing selang pada kotak pendingin (Styrofoam) dan pompa aquarium didalam.

2 1

(29)

Gambar 3. 20. Posisi masing-masing selang.

Keterangan Gambar :

1. Selang air pendingin masuk ke pipa Subcool

2. Selang keluaran air dari pipa pendingin Subcool ke stryfoam

Gambar 3.21. Pompa Aquarium Didalam Kotak Styrofoam.

3.10. Langkah-langkah Penelitian

Prosedur pengujian dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Pemasangan alat ukur 5 manifold gauge untuk mengetahui besarnya Pompa Auarium

(30)

tekanan di empat titik yaitu : manifold gauge pada pipa kompresor, pada pipa sebelum kondensor, pada pipa sesudah kondensor sebelum pipa kapiler, pada pipa kondensor setelah pipa kapiler dan pada selang pengisian refrigerant.

2. Pemasangan alat ukur temperature sebanyak 6 dengan posisi : pada pipa kompresor, pada pipa sebelum kondensor, pada pipa setelah kondensor sebelum pipa kapiler, pada pipa setelah kondensor setelah pipa kapiler, didalam dan diluar ruangan.

3. Pemasangan clamp meter untuk mengetahui besarnya arus listrik yang digunakan mesin pendingin.

Gambar 3. 22. Pemasangan manifold gauge, Termometer dan clamp meter.

4. Proses pemvakuman dengan menggunakan pompa vakum dengan tujuan agar kotoran-kotoran yang ada dari sisa pemotongan pipa, saat me-las dapat terbuang dan tidak terjadi penyumbatan serta dapat mnegetahui adanya kebocoran. Proses pemvakuman dilakukan selama 15 -20 menit

5. Pengisian Refrigeran Dupont R-22, Pada saat pengisian refrigerant harus menggunakan manifold (keadaan mesin pendingin telah dihidupkan) dan posisi tabung Freon harus terbalik agar yang masuk

(31)

pada mesin pendingin tidak hanya oksigen (angin) saja dan ditunggu hinga tekanan konstan pada angka 60 Psi (30 menit) setelah itu pengambilan data bisa dilakukan.

Gambar 3. 23. Proses pengisian Freon Dupont R -22.

6. Setelah tekanan Freon konstan (60 Psi) maka air kondensasi yang telah ditampung dialirkan dengan cara menghidupkan pompa aquarium yang telah dicelupkan kedalam kotak Styrofoam. Pada saat air kondensasi dipompakan melewati pipa-pipa PVC maka pada pipa tembaga akan terjadi pendinginan (proses kondensasi).

7. Proses pengambilan data dilakukan 3 kali yaitu :

(32)

* Siang hari : 13:00 WIB * Malam hari : 21:00 WIB

Pengambilan data dilakukan selama satu jam setiap 5 menit dan mencatat semua data dari alat pengukur secara bersamaan. Mulai dari tekanan dan suhu pada sistem pendingin, suhu udara luar, suhu didalam ruangan, dan besarnya arus litrik.

3.11. Rangkaian Alat Pada Penelitian

3.11.1. Rangkaian Alat Pada Pengujian AC Standar

Rangkaian alat pada pengujian AC standar dapat dilihat pada gambar Gambar 3.24 Rangkaian Alat Pada Pengujian AC Standar berikut.

Gambar3.24 Rangkaian Alat Pada Pengujian AC Standar T4

P3 3 T3

P1 1

P2 2

(33)

3.12.2. Rangkaian Alat Pada Pengujian AC dengan Menggunakan Subcool dengan Menggunakan Air Sebagai Media Pendingin

Rangkaian alat pada pengujian AC dengan menggunakan subcool dengan menggunakan air sebagai media pendingin dapat dilihat pada gambar Gambar3.25. Rangkaian Alat Pada Pengujian AC dengan Menggunakan Subcool berikut.

P5 T5 T4 P4 SUBCOOL P3 3 T3 MAsukan Air Pendingi Subcool Keluaran Air Pendingi Subcool P1 1 P2 2 T1 T2 T4 P4 P3 3 T3 P1 1 P2 2 T1 T2

(34)

(35)

3.13. Flowchart Penelitian.

Berikut merupakan tahapan dalam penelitian yang dimulai dari studi literatur dilanjutkan ke tahapan persiapan, secara garis besar dapat dilihat dari gambar 3.26 diagram alir proses pelaksanaan penelitian sebagai berikut:

Tahapan Persiapan  Pembuatan Subcool

 Pemasangan pipa pendingin Subcool

 Pemasangan alat ukur dan Cooler Box

Pengumpulan Data  Tekanan

 Temperatur

 Kuat arus

Pengolahan Data

 Temperatur, Tekanan, Kuat arus

Studi Literatur Mulai

Analisa Data

Kesimpulan

Selesai Tidak

(36)

(37)

BAB IV

ANALISADATA 4. 1.HasilPengujian.

Data yang diambil dari pengujian adalah data Tekanan sebelum kondensor, tekanan sesudah kondensor, tekanan sesudah kondensor dan sebelum pipa kapiler, Ampere (besarnya kuat arus pemakaian), dan suhu. Pengujian dilakukan dengan dua kondisi AC yang berbeda, yaitu:

1. Pengujian AC LABTECH1-PK dalam kondisi standard pabrikan, dimana data yang diambil saat pengujian berupa tekanan, temperature, arus listrik.

2. Pengujian AC LABTECH 1-PK yang telah dimodifikasi dengan menggunakan subcool yang menggunakan air sebagai media pendingin dengan penambahan es batu.

Pengujian pertama dilakukan pada kondisi standard untuk mengetahui kinerja dan efisiensi sehingga data-data hasil pengujian dapat dibandingkan dengan AC yang telah dimodifikasi.

Hasil pengujian terbagi atas 2 bagian yaitu:

1. Pengujian Standard: P agi hari (09:00Wib), Siang hari (13:00Wib), Malam hari (20:00Wib)

2. Pengujian dengan menggunakan subcooldengan waktu yang sama pada saat pengujian standard.

(38)

AC standard dalam hal ini yaitu AC tanpa pemasang analat subcool tetapi kompresor telah dipindahkan ke luar tempat yang disediakan agar pemasangan alat ukur dapat dilakukan pada pipa-pipa kompresordan kondensor.

1. PengujianAC Standart pagi hari.

Pengujian Pagi hari dilakukan pada pukul 09: 00 Wib selama satu jam dengan selang waktu setiap 5 menit. Artinya setiap 5 menit akan diambil atau dicatatdata-data dari alat pengukur mulai dari tekanan disetiap titik, dan temperature setiap titik. Pada pengujian refrigerant yang dipakai yaitu jenis R-22 dengan tekanan ± 60 Psi dan ditunggu ± 30 menit hingga tekanan refrigerant stabil atau konstan. Dapat dilihat pada tabel 4.1.Data Pengujian AC Standard Pagi Hari. Sedangkan diagram p-h pada pengujian standar dan menggunakan subcool dapat dilihat pada lanpiran 1.

Refrigeran: R-22 Dupont. Tekanan refrigerant:± 60Psi. Waktu: Rabu ,03februari 2016.

Berikut data hasil pengujian AC kondisi standar pagi hari.

Tabel4.1.Data Pengujian AC Standard Pagi Hari.

Tekanan (Psi) (oC)

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 T1 T2 T3 T4

9:00 4.74 55 285 285 58 19.8 81.5 38.5 14.2 9:05 4.72 55 290 285 58 19.7 81.7 39.3 14.1 9:10 4.64 55 285 285 59 18.9 81.3 39.3 14.2 9:15 4.67 55 285 285 59 20.5 81.2 39 14.8 9:20 4.74 55 285 285 58 19.1 81.3 39.5 14.7 9:25 4.67 55 285 285 58 19 81.8 39.6 14.5 9:30 4.63 55 285 285 57 19.2 81.5 39.4 14.2 9:35 4.61 55 285 285 56 18.9 81.7 39.7 13.9 9:40 4.65 55 280 280 56 18.9 81.6 39.3 13.5

(39)

9:45 4.69 55 290 285 56 18.9 81.6 39.3 13.6

9:50 4.58 55 290 285 58 19 81.5 39 13.6

9:55 4.63 55 290 285 56 18.8 81.7 39.3 13.7 10:00 4.62 55 290 290 56 18.8 81.8 39.1 13.1

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 09.00

P1 = 55 Psi = 379.212 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerantdiperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

367,5 401,6

379,212 ?

380,5 402,0

x−x1 x₂−x₁ =

y−y1 y₂−y₁ 379 ,212 −367 ,5

380 ,5−367 ,5 =

y−401 ,6 402 ,6−401 ,6 y = 401.9604

maka nilai h1= 401.9604 kJ/kg

2. Titik 2 (kondisi uap super heat)

P2 = 285 Psi = 1965.006 kPa ; T = 81.5 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��

Freon 22 (R-22) Refrigerant diperoleh :

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1900 80 447.5 446.1

1,965.006 81.5 ? ?

2000 85 451.9 450.7

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

x−x1

x2−x1 =

y−y1

(40)

81.5−80 85− 80 =

y− 447 .5 451 .9− 447 .5

76.2−75 80− 75 =

y− 446 .1 450 .7− 446 .1

y = 448.82 y = 447.48

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

1,965 .006− 1900 2000− 1900 =

y−447 .48 448 .82–447 .48 y = 447.9489 kJ/kg

maka nilai h2= 447.9489 kJ/kg

3. Pada Titik 3 nilai enthalpy h3=h4 (kondisi cair jenuh)

P3 =285 Psi = 1,965.006 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerant diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1943.0 241,8

1965.006 ?

1988.0 264.6

x−x₁ x2 −x1

= y−y1 y2−y1

1965.066− 1943.0 1988.0− 1943.0 =

y−241,8 264.6− 241,8 y = 263.8846

maka nilai h3 = 263.8846 kJ/kg

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari AC standart, dapat dilihat pada table 4.2. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari AC standart.

(41)

Tabel.4.2. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari AC standart

Tekanan (Psi) Nilai entalpi

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 h1 h2 h3 h4

9:00 4.74 55 285 285 58 401.9604 447.9489 263.884 263.884 9:05 4.72 55 290 285 58 401.9604 447.6709 263.884 263.884 9:10 4.64 55 285 285 59 401.9604 447.7747 263.884 263.884 9:15 4.67 55 285 285 59 401.9604 447.6771 263.884 263.884 9:20 4.74 55 285 285 58 401.9604 447.7677 263.884 263.884 9:25 4.67 55 285 285 58 401.9604 448.2207 263.884 263.884 9:30 4.63 55 285 285 57 401.9604 447.9489 263.884 263.884 9:35 4.61 55 285 285 56 401.9604 448.1301 263.884 263.884 9:40 4.65 55 280 280 56 401.9604 448.5001 262.831 262.831 9:45 4.69 55 290 285 56 401.9604 447.5789 263.884 263.884 9:50 4.58 55 290 285 58 401.9604 447.487 263.884 263.884 9:55 4.63 55 290 285 56 401.9604 447.6709 263.884 263.884 10:00 4.62 55 290 290 56 401.9604 447.7629 264.957 264.957

Setelah diperoleh entalpi setiap tekanan maka dapat di hitung kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP dengan perhitungan sebagai berikut :

(42)

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 sebagai berikut:

RE = h1 – h4

= 401,9604– 263.8846 = 138.0758kJ/kg

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ = 220 x 4,74 x 0,85

= 0.88638 kW

3. Laju Aliran Massa Refrigeran

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220 .4,58.0,85 447 .9489−401 .9604

kJ /s Kj /kg

= 0.019274kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Qe = ṁref (h1-h4) kW

Maka kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut:

(43)

= 0.019274(401,9604– 263.8846) = 2.661266 kW

5. Kalor Kondensor

Qk= ṁref(h2 – h3) kW

Maka kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 sebagai berikut:

Qk = ṁref(h2 – h3)

= 0.019274(456,9594– 263,8846) = 3.547646 kW

6. Koefisien Prestasi (COP) COP = Qe

ṁ� (h2−h1)

Maka koefisien prestasi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut:

COP = Qe ṁ� (h2−h1) = 2.661266

0.019274 (447 .9489−401 .9604 ) =3.002398

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian pagi hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC standar, Dapat dilihat pada table 4.3. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian pagi hari AC standart sebagai berikut :

(44)

Tabel 4.3. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian pagi hari AC standart

Waktu ER (kJ/kg)

W com (kW)

Mref (kg/s)

Qev

(kW) Qk (kW) COP

09:00 138.0758 0.88638 0.019274 2.661266 3.547646 3.002398

09:05 138.0758 0.88264 0.019309 2.666154 3.548794 3.020658

09:10 138.0758 0.86768 0.018939 2.615027 3.482707 3.013814

09:15 138.0758 0.87329 0.019102 2.637553 3.510843 3.020249

09:20 138.0758 0.88638 0.01935 2.671793 3.558173 3.014275

09:25 138.0758 0.87329 0.018878 2.606559 3.479849 2.984758

09:30 138.0758 0.86581 0.018827 2.599507 3.465317 3.002398

(45)

09:40 139.1288 0.86955 0.018684 2.599489 3.469039 2.989465

09:45 138.0758 0.87703 0.019225 2.654551 3.531581 3.02675

09:50 138.0758 0.85646 0.018812 2.597523 3.453983 3.03286

09:55 138.0758 0.86581 0.018941 2.615316 3.481126 3.020658

10:00 137.0032 0.86394 0.018862 2.584194 3.448134 2.991173

2. PengujianAC Standart siang hari.

BerikutdatahasilpengujianACkondisistandarsianghari. Dapat dilihat pada table 4.4. data pengujian pada siang hari AC standart sebagai berikut:

Tabel 4.4.data pengujian pada siang hari AC standart

Tekanan (Psi) (oC)

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 T1 T2 T3 T4

13:00 4.58 54 290 290 56 20.4 83 40.6 13.3 13:05 4.59 55 300 300 56 23.4 83.4 41.1 13.4 13:10 4.65 55 305 305 57 24.5 83.5 41.6 13.7 13:15 4.65 55 300 300 56 24.2 83.3 41.3 13.4 13:20 4.62 54 295 295 56 21.4 83.1 41.4 13.3 13:25 4.6 54 295 295 56 20.7 82.9 40 13.5

(46)

13:30 4.61 55 295 295 57 20.5 83 41.6 13.6 13:35 4.6 55 295 295 56 19.6 82.9 40.9 13.5 13:40 4.69 55 300 300 57 24.6 83.4 41.4 13.8 13:45 4.58 55 300 300 56 22.7 83.2 41.5 13.5 13:50 4.54 55 290 290 56 20.7 83 40.9 13.5 13:55 4.56 55 290 290 56 19.3 82.9 40.2 13.4 14:00 4.53 55 295 295 56 19.7 83.3 40.4 13.2

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 13.00

P1 = 54 Psi = 372.317 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabelThermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerantdiperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

367,5 401,6

372.317 ?

380,5 402.0

x−x1 x₂−x₁ =

y−y1 y₂−y₁ 372 .317 −367 ,5

380 ,5−367 ,5 =

y−401 ,6 402 ,6−401 ,6 y = 401.7482

maka nilai h1= 401.7482 kJ/kg

2. Titik 2 (kondisi uap super heat)

P2 = 290 Psi = 1999.480 kPa ; T =83 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabelThermodynamic Properties of ��

Freon 22 (R-22) Refrigerant diperoleh :

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1900 80 447.5 446.1

1999.480 83 ? ?

(47)

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

83−80 85− 80=

y− 447 .5 451 .9− 447 .5

83−80 85−80 =

y− 446 .1 450 .7−446 .1

y = 450.14 y = 448.86

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

1999.480− 1900 2000− 1900 =

y− 448 .86 450 .14–448 .86 y =448.8667kJ/kg

maka nilai h₂= 461.5858 kJ/kg

3. Pada Titik 3 nilai enthalpy h3=h4(kondisi cair jenuh)

P3 =290 Psi = 1999.480kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerant diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1988.0 264.6

1999.480 ?

2033.0 266.0

x−x1 x2 −x1

= y−y1 y2−y1

1999.480− 1988.0 2033.0− 1988.0 =

y−264.6 266.0− 264.6 y = 264.9572

(48)

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujian siang hari AC standart, dapat dilihat pada table 4.5. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian siang hari AC standart berikut:

Tabel.4.5. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujiansiang hari AC standart

Tekanan (psi) Nilai entalpi

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 h1 h2 h3 h4

13:00 4.58 54 290 290 56 401.7482 448.8667 264.9572 264.9572 13:05 4.59 55 300 300 56 401.9604 448.3166 267.117 267.117 13:10 4.65 55 305 305 57 401.9604 447.9514 268.1822 268.1822 13:15 4.65 55 300 300 56 401.9604 448.2232 267.117 267.117 13:20 4.62 54 295 295 56 401.7482 448.4977 266.0304 266.0304 13:25 4.6 54 295 295 56 401.7482 448.3123 266.0304 266.0304 13:30 4.61 55 295 295 57 401.9604 448.405 266.0304 266.0304 13:35 4.6 55 295 295 56 401.9604 448.3123 266.0304 266.0304 13:40 4.69 55 300 300 57 401.9604 448.3166 267.117 267.117 13:45 4.58 55 300 300 56 401.9604 448.1298 267.117 267.117 13:50 4.54 55 290 290 56 401.9604 448.8667 264.9572 264.9572 13:55 4.56 55 290 290 56 401.9604 448.7747 264.9572 264.9572 14:00 4.53 55 295 295 56 401.9604 448.6831 266.0304 266.0304

1. Kapasitas Pendinginan

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 sebagai berikut:

ER = h1 – h4

= 401.7482 – 264.9572 = 136.791 kJ/kg

(49)

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ = 220 x 4,58 x 0,85

= 0.8564 kW

3. Laju Aliran Massa Refrigeran

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220 .4,58.0,85 448 .8667−401 ,7482

kJ /s Kj /kg

=0.018177 kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut:

Qe = ṁref (h1-h4)

= 0.018177 (401.7482 – 264.9572) = 2.486412kW

(50)

Kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 sebagai berikut:

Qk = ṁref(h2 – h3)

= 0.018177 (448.8667 – 264.9572) = 3.342872kW

6. Koefisien Prestasi (COP)

Koefisien performansi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut:

COP = Qe ṁ� (h2−h1) = 2.486412

0.018177 (448 .8667−401 ,7482 ) = 2.903127

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian pagi hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC standar, dapat dilihat pada table 4.6 Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian siang hari AC standartsebagai berikut :

(51)

Tabel 4.6. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian siang hari AC standart

Waktu ER (kJ/kg)

W com (kW)

Mref (kg/s)

Qev

(kW) Qk (kW) COP

13:00 136.791 0.85646 0.018177 2.486412 3.342872 2.903127

13:05 134.8434 0.85833 0.018516 2.496756 3.355086 2.908854

13:10 133.7782 0.86955 0.018907 2.529339 3.398889 2.908791

13:15 134.8434 0.86955 0.018796 2.5345 3.40405 2.914726

13:20 135.7178 0.86394 0.01848 2.508092 3.372032 2.903086

13:25 135.7178 0.8602 0.018473 2.507177 3.367377 2.914645

13:30 135.93 0.86207 0.018561 2.523031 3.385101 2.926713

13:35 135.93 0.8602 0.018558 2.522593 3.382793 2.932566

13:40 134.8434 0.87703 0.018919 2.551152 3.428182 2.908854

13:45 134.8434 0.85646 0.01855 2.501397 3.357857 2.920623

13:50 137.0032 0.84898 0.018099 2.479688 3.328668 2.920785

13:55 137.0032 0.85272 0.018215 2.495506 3.348226 2.926525

(52)

3. PengujianAC Standart pada malam hari.

Data hasilpengujianACkondisistandarmalamhari, dapat dilihat pada tabel 4.7.DataPengujianACStandardPagiHari Tabel data pengujian pada malam hari AC standart berikut:

Tabel4.7.DataPengujianACStandardPagiHariTabel data pengujian pada malam hari AC standart

Tekanan (Psi) (oC)

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 T1 T2 T3 T4

20:00 4.69 55 276 275 57 17.4 77 37 12.5

20:05 4.65 54 275 275 56 16.2 77.3 37.6 12.2 20:10 4.62 54 282 280 56 16.9 77.4 36.4 12.7 20:15 4.6 53 270 270 55 16.2 77.1 36.6 11.3 20:20 4.53 53 270 265 54 16.6 77.1 36.3 11 20:25 4.49 52 265 265 54 15.3 76.7 36.4 11.7 20:30 4.68 54 275 270 56 15.5 76.8 36.4 12.3 20:35 4.63 55 277 275 58 15.6 77 36.6 12.3 20:40 4.6 56 280 275 60 16.9 77.4 36.5 13.2 20:45 4.77 57 281 277 60 16.6 77.5 36.3 13.5 20:50 4.77 57 280 280 60 17.4 77.3 36.8 13.2 20:55 4.7 56 280 280 60 16.3 77.2 36.4 13.1 21:00 4.69 56 280 280 60 16.9 77.4 36.2 13.6

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 20.00

P1 = 55 Psi = 379.212 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerantdiperoleh :

(53)

367,5 401,6

379.212 ?

380,5 402.0

x−x1 x₂−x₁ =

y−y1 y₂−y₁ 379 .212 −367 ,5

380 ,5−367 ,5 =

y−401 ,6 402 ,6−401 ,6 y = 401.9604

maka nilai h1= 401.9604 kJ/kg

2. Titik 2 (kondisi uap super heat)

P2 = 276 Psi = 1902,953kPa ; T = 77 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabelThermodynamic Properties of ��

Freon 22 (R-22) Refrigerant diperoleh :

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1900 75 442.9 441.5

1902,953 77 ? ?

2000 80 447.5 446.1

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

77−75 80− 75=

y− 442 .9 447 .5−442 .9

77−75 80−75 =

y− 441 .5 446 .1− 441 .5

y = 444.74 y = 443.34

x−x1

x2−x1 =

y−y1

y2−y1

1902 ,953− 1900 2000− 1900 =

y−443 .34 444 .74–443 .34 y =444.18kJ/kg

(54)

maka nilai h2= 444.18 kJ/kg

3. Pada Titik 3 nilai enthalpy h3=h4 (kondisi cair jenuh)

P3 =275 Psi = 1896,058 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari

tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22) Refrigerant

diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1855.0 260.5

1896,058 ?

1899.0 261.9

x−x₁ x2 −x1

= y−y1 y2−y1

1896,058− 1855.0 1899.0− 1855.0 =

y−260.5 261.9− 260.5 y = 261.8064

maka nilai h3 = 261.8064 kJ/kg

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujian siang hari AC standart dapat dilihat pada tabel 4.8. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian malam hari AC standartberikut:

Tabel.4.8. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujianmalam hari AC standart

Tekanan (Psi) Nilai entalpi

Waktu kuat arus

(I) P1 P2 P3 P4 h1 h2 h3 h4

20:00 4.69 55 276 275 57 401.9604 444.18 261.8064 261.8064 20:05 4.65 54 275 275 56 401.7482 444.6308 261.8064 261.8064 20:10 4.62 54 282 280 56 401.7482 444.436 262.8316 262.8316

(55)

20:15 4.6 53 270 270 55 401.5345 445.1996 260.7094 260.7094 20:20 4.53 53 270 265 54 401.5345 445.1996 259.592 259.592 20:25 4.49 52 265 265 54 401.3174 445.3656 259.592 259.592 20:30 4.68 54 275 270 56 401.7482 445.428 260.7094 260.7094 20:35 4.63 55 277 275 58 401.9604 444.18 261.8064 261.8064 20:40 4.6 56 280 275 60 402.1674 444.436 261.8064 261.8064 20:45 4.77 57 281 277 60 402.3732 444.5 262.2203 262.2203 20:50 4.77 57 280 280 60 402.3732 444.372 262.8316 262.8316 20:55 4.7 56 280 280 60 402.1674 444.308 262.8316 262.8316 21:00 4.69 56 280 280 60 402.1674 444.436 262.8316 262.8316

1. Kapasitas Pendinginan

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 sebagai berikut:

ER = h1 – h4

= 401.9604– 261.8064 = 140.154 kJ/kg

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ = 220 x 4,69 x 0,85

= 0.87703kW

(56)

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220 .4,69.0,85 444 .18−401 ,9604

kJ /s Kj /kg = 0.020773kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut:

Qe = ṁref (h1-h4)

= 0.020773 (401.9604 – 261.8064) = 2.911427 kW

5. Kalor Kondensor

Kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 sebagai berikut:

Qk = ṁref(h2 – h3)

= 0.020773 (444.18– 261.8064) = 3.788457kW

6. Koefisien performansi (COP)

Koefisien performansi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut:

COP = _ṁ Qe � (h2−h1)

(57)

= 2.911427

0.020773 (444 .18−401 ,9604 ) = 3.319643

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian pagi hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC standar, dapat dilihat pada tabel 4.9. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian malam hari AC standartsebagai berikut :

Tabel 4.9. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian malam hari AC standart

Waktu ER (kJ/kg)

W com (kW)

Mref (kg/s)

Qev

(kW) Qk (kW) COP

20:00 140.154 0.87703 0.020773 2.911427 3.788457 3.319643

20:05 139.9418 0.86955 0.020277 2.837664 3.707214 3.26337

20:10 138.9166 0.86394 0.020239 2.811473 3.675413 3.254246

20:15 140.8251 0.8602 0.0197 2.774247 3.634447 3.225118

20:20 141.9425 0.84711 0.0194 2.753707 3.600817 3.250708

20:25 141.7254 0.83963 0.019062 2.701516 3.541146 3.217507

(58)

20:35 140.154 0.86581 0.020507 2.87418 3.73999 3.319643

20:40 140.361 0.8602 0.020351 2.856459 3.716659 3.320692

20:45 140.1529 0.89199 0.021174 2.967588 3.859578 3.32693

20:50 139.5416 0.89199 0.021238 2.963649 3.855639 3.322514

20:55 139.3358 0.8789 0.020856 2.906039 3.784939 3.30645

21:00 139.3358 0.87703 0.020749 2.891075 3.768105 3.296438

4.1.2. Pengujian dengan menggunakan subcool

ACdengan penambahan subcool da n se mua a la t ukur t ela h t erpasa ng denga n ba ik pada t it ik -t it ik t ert ent u.

1. Pengujian pada pagi hari dengan menggunakan subcool

Berikut data hasil pengujianAC dengan menggunakan subcool p a g i hari, dapat dilihat pada tabel 4.10. Data Pengujian AC dengan menggunakan subcool

p a g i hari berikut:

Tabel4.10 DataPengujianACdengan menggunakan subcool p a g i hari. Teka

nan

(Psi) Tem pera

tur

(oC) T Sub

Waktu I (A) P1 P2 P3 P4 P5 T1 T2 T3 T4 T5 Tin T Out

9:00 4.58 63 203 195 193 64 18.5 78 32.2 24.1 16.7 22 27.7

9:05 4.48 61 198 195 193 64 18.6 78.7 29.5 24 17.6 22 28.7

9:10 4.45 61 198 194 191 63 18.4 78.3 29.7 24.5 17.2 22 28.9

9:15 4.44 61 197 195 192 63 18.8 78.4 29.6 24 16.5 22 29

9:20 4.45 60 198 195 192 63 17.5 78.8 29.8 24 16.5 22 29

9:25 4.47 61 200 196 194 63 17.5 78.4 30.5 24.2 16.9 23 29

9:30 4.41 61 199 199 196 64 17.1 78.2 30.5 24.5 16.8 23 30

9:35 4.4 61 200 198 193 62 17.2 78.4 31.5 23.9 16.1 23 30

9:40 4.39 60 200 199 196 61 17.9 78.7 31.6 23.7 16.3 24 30.3

9:45 4.4 60 200 200 197 61 17.4 78.5 31.9 23.5 16.7 24 30.4

9:50 4.38 60 201 200 197 61 17.5 78.8 32.8 24 16.2 24 30.7

9:55 4.39 60 201 200 197 60 17.7 78.7 32.5 24.5 16.8 24 30.8

(59)

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 09.00

P1 = 63 Psi = 434.370 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerantdiperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

421,8 403,2

434.370 ?

436.3 403,5

x−x1 x2−x1

= y−y1 y2−y1 434 ,370 −421 ,8

436 ,3−421 ,8 =

y−403,2 403,5−403,2 y = 402,841 maka nilai h1= 402,841 kJ/kg

2. Titik 2 (kondisi uap super heat)

P2 = 203 Psi = 1399,636kPa ; T = 78 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of

��_{Freon 22 (R-22) Refrigerant}_{diperoleh :}

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1300 75 450,8 449,5

1399,636 78 ? ?

1400 80 454,9 453,7

x−x1

x2−x1 =

y−y₁ y₂−y₁

x−x1

x2−x1 =

y−y₁ y₂−y₁ 78−75

80− 75=

y− 450,8 454,9− 450,8

78−75 80− 75=

y− 445,3 449,5− 445,3

y = 449.288 y = 452.188

x−x1

x2−x1 =

y−y₁ y₂−y₁

(60)

1399,636− 1300 1400− 1300 =

y− 449.288 452.188–449.288 y = 452.177kJ/kg

maka nilai h2= 452.177 kJ/kg

3. Titik 3 (kondisi cair jenuh)

P3 =195 Psi = 1344,478 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerant diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1321,0 241,8

1344,478 ?

1355,0 243,1

x−x1 x2−x1

= y−y1 y₂ −y₁ 1344,478− 1321,0

1355,0− 1321,0 =

y−241,8 243,1− 241,8 y = 242,693

maka nilai h3 = 242,693kJ/kg

4. Pada Titik 4 nilai enthalpy h4=h5 (kondisi campuran antara uap dan cair)

P4 = 64 Psi = 441,264 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22) Refrigerant

diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

(61)

441,264 ?

451,1 196.5

x−x1 x2−x1

= y−y1 y₂−y₁ 441,264− 451,1

436,3− 451,1 =

y− 195.3 196.5− 195.3

y =195.7025 kJ/kg

maka nilai h₄ = 195.7025 kJ/kg

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujianpagi hari AC dengan penambahan subcool,dapat dilihat pada tabel 4.11. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari menggunakan subcoolberikut:

Tabel.4.11. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari menggunakan subcool

Tekanan (Psi) Nilai Entalpi

(62)

(A)

9:00 4.58 63 203 195 193 64 402.8410 452.177 242.693 195.7025 195.7025

9:05 4.48 61 198 195 193 64 403.1650 453.029 242.693 195.7025 195.7025

9:10 4.45 61 198 194 191 63 403.1650 452.696 242.177 195.1536 195.1536

9:15 4.44 61 197 195 192 63 403.1650 452.87 242.697 195.1536 195.1536

9:20 4.45 60 198 195 192 63 402.9690 452.971 242.697 195.1536 195.1536

9:25 4.47 61 200 196 194 63 403.1650 452.615 242.961 195.1536 195.1536

9:30 4.41 61 199 199 196 64 403.1650 452.533 243.752 195.7025 195.7025

9:35 4.4 61 200 198 193 62 403.1650 452.615 243.488 194.6305 194.6305

9:40 4.39 60 200 199 196 61 402.9690 452.861 243.752 194.0962 194.0962

9:45 4.4 60 200 200 197 61 402.9690 452.689 244.054 194.0962 194.0962

9:50 4.38 60 201 200 197 61 402.9690 452.576 244.054 194.0962 194.0962

9:55 4.39 60 201 200 197 60 402.9690 452.781 244.054 193.685 193.685

10:00 4.38 60 201 200 197 60 402.9690 452.648 244.054 193.685 193.685

1. Kapasitas Pendinginan

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 sebagai berikut:

ER = h1 – h5

= 402,841 – 195.7025

= 207.1385 kJ/kg

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ = 220 x 4,58 x 0,85

= 0,856 kW

(63)

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220.4,58.0,85 452.177−402,841

kJ/s Kj/kg

= 0.0167154 kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut:

Qe = ṁref (h1-h4)

= 0.0167154 (402,841 – 195.7025)

= 3.462399kW

5. Kalor Kondensor

Kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 sebagai berikut:

Qk= ṁref(h2– h3)

= 0.0167154(452,177– 242,693)

= 3.501605 kW

6. Koefisien performansi (COP)

Koefisien performansi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut:

COP = Qe ṁref(h2−h1)

(64)

= 3,501

0.0167154 (452.177−402,841)

= 4.198526

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian siang hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC dengan menggunakan subcooldapat dilihat pada tabel 4.12. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian pagi hari AC dengan menggunakan subcoolsebagai berikut :

Tabel 4.12. 4.12. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian pagi hari AC

dengan menggunakan subcoolsebagai berikut :

Waktu ER (kJ/kg) W com (kW) Mref (kg/s) Qev (kW) Qk (kW) COP

09:00 207.1385 0.82467 0.0167154 3.462399 3.501605 4.198526

09:05 207.4625 0.8228 0.0165009 3.423314 3.47073 4.160567

09:10 208.0114 0.82093 0.016574 3.447574 3.489139 4.199595

09:15 208.0114 0.80971 0.0162903 3.388571 3.423784 4.184919

09:20 207.8154 0.81532 0.0163057 3.388585 3.428675 4.156142

09:25 208.0114 0.81719 0.0165255 3.437488 3.464638 4.206474

09:30 207.4625 0.8228 0.0166667 3.457708 3.479683 4.202368

09:35 208.5345 0.82467 0.0166768 3.477698 3.487579 4.217078

09:40 208.8728 0.82093 0.0164541 3.436822 3.440709 4.186499

(65)

09:50 208.8728 0.81906 0.016511 3.448694 3.442902 4.210551

09:55 209.2840 0.82093 0.0164806 3.449119 3.439939 4.201478

10:00 209.2840 0.80784 0.0162612 3.403208 3.391988 4.212726

Data hasil pengujian AC dengan menggunakan subcool siang hari, dapat dilihat pada tabel 4.13. Data Pengujian AC dengan menggunakan subcool S ia n g H ari berikut:

Tabel 4.13. Data Pengujian AC dengan menggunakan subcool S ia n g H ari.

Tekanan (Psi) T Sub

Waktu I (A)

P1 P2 P3 P4 P5 T1 T2 T3 T4 T5 Tin T

Out 13:00 4.43 61 201 195 192 65 19.4 78.2 28.6 24.6 12.6 22 27.7 13:05 4.31 60 195 190 187 63 20.4 78.5 28.4 24.6 12.4 22 28.7 13:10 4.29 61 195 189 186 62 20.5 78.4 27.7 24.1 12.1 22 28.9 13:15 4.32 62 196 194 191 63 20.6 78.4 28.8 24.1 12.7 22 29 13:20 4.33 61 197 194 191 64 21.4 78.9 28.5 24.4 12.4 22 29 13:25 4.35 61 201 198 194 64 21.4 78.8 29.6 24.4 12.4 23 29 13:30 4.35 61 202 199 195 63 21.1 78.8 29.4 26.4 12.2 23 30 13:35 4.34 62 203 200 197 63 22.1 78.6 30.6 26.4 12.4 23 30 13:40 4.36 61 205 203 200 63 22.5 78.8 31.1 26.8 12.8 24 30.3 13:45 4.35 61 206 203 200 63 21.6 78.4 31.5 26.4 12.2 24 30.4 13:50 4.34 61 206 203 200 62 20.8 78.4 32 26.4 12.4 24 30.7 13:55 4.32 61 205 203 200 62 19.5 78.4 32.8 26.6 12.6 24 30.8 14:00 4.33 61 205 205 202 63 18.5 78.5 32.7 26.1 12.9 24 30.8

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 13.00

P1 = 61 Psi = 420.580 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��Freon 22 (R-22)

(66)

P (kPa) h (kJ/kg)

421,8 402,8

420,580 ?

436,3 403,2

x−x1 x₂−x₁ =

y−y₁ y₂−y₁ 420,580 −421,8

436,3−421,8

=

y−402,8 403,2−402,8 y = 403,165 maka nilai h₁= 403,165 kJ/kg

2. Titik 2 (kondisi uap super heat)

P2 = 201 Psi = 1385,846; T = 78,2 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��

Freon 22 (R-22) Refrigerant diperoleh :

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1300 75 450,8 449,5

1385,846 78,2 ? ?

1400 80 454,9 453,7

x−x₁ x2−x1

=

y−y1 y₂−y₁

x−x₁ x2−x1

=

y−y1 y₂−y₁ 78,2−75

80−75

=

y−450,8 454,9−450,8

78,2−75

80−75

=

y−449,5 453,7−449,5 y = 453,424 y = 452,188

x−x1 x₂−x₁

=

y−y₁ y₂−y₁

(67)

1385,846−1300 1400−1300

=

y−452,188 453,424–452,188

y =452,3029kJ/kg

maka nilai h2= 452,3029kJ/kg

3. Titik 3 (kondisi cair jenuh)

P3 =195 Psi = 1344,478 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22 (R-22)

Refrigerant diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1321,0 241,8

1344,478 ?

1355,0 243,1

x−x₁ x2−x1

= y−y1 y₂ −y₁ 1344,478− 1321,0

1355,0− 1321,0 =

y−241,8 243,1− 241,8 y = 242.697

maka nilai h₃ = 242.697 kJ/kg

4. Pada Titik 4 nilai entalpih4=h5 (kondisi campuran antara uap dan cair)

P4 =65 Psi = 448.159 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��Freon 22 (R-22) Refrigerant

diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

436,3 195.3

448.159 ?

(68)

x−x1 x₂−x₁ =

y−y₁ y₂−y₁ 448.159− 451,1

436,3− 451,1 =

y− 196.5 195.3− 196.5

y =196.2615

maka nilai h₄ = 196.2615kJ/kg

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari AC dengan penambahan subcool dapat dilihat pada tabel 4.14 Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian siang hari menggunakan subcool berikut:

Tabel.4.14. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian siang hari menggunakan subcool

Tekanan (Psi) Nilai Entalpi

Waktu I (A)

P1 P2 P3 P4 P5

h1 h2 h3 h4 h5

13:00 4.43 61 201 195 192 65 403.165 452,3029 242.697 196.2615 196.2615 13:05 4.31 60 195 190 187 63 402.969 453.122 241.366 195.1536 195.1536 13:10 4.29 61 195 189 186 62 402.969 453.202 241.095 194.6305 194.6305 13:15 4.32 62 196 194 191 63 403.317 453.097 241.928 195.1536 195.1536 13:20 4.33 61 197 194 191 64 403.165 453.286 241.928 195.7025 195.7025 13:25 4.35 61 201 198 194 64 403.165 452.865 242.086 195.7025 195.7025 13:30 4.35 61 202 199 195 63 403.165 452.781 242.775 195.1536 195.1536 13:35 4.34 62 203 200 197 63 403.317 452.529 243.424 195.1536 195.1536 13:40 4.36 61 205 203 200 63 403.165 452.531 244.795 195.1536 195.1536 13:45 4.35 61 206 203 200 63 403.165 452.112 244.795 195.1536 195.1536 13:50 4.34 61 206 203 200 62 403.165 452.112 244.795 194.6305 194.6305 13:55 4.32 61 205 203 200 62 403.165 452.195 244.795 194.6305 194.6305 14:00 4.33 61 205 205 202 63 403.1650 452.279 245.201 195.262 195.262

(69)

1. Kapasitas Pendinginan

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1 sebagai berikut:

ER = h1 – h5

= 449.341– 196.2615

= 206.9035 kJ/kg

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.2 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ

= 220 x 4.58 x 0,85 = 0,856kW

3. Laju Aliran Massa Refrigeran

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.3 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220x4,58x0,85 452,3029−403.165

kJ/s Kj/kg

= 0.016859 kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.4 sebagai berikut:

(70)

Qe = ṁref (h1-h5)

= 0.016859(403,165 – 196.2615)

= 3.488161kW

5. Kalor Kondensor

Kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.5 sebagai berikut:

Qk = ṁref(h2– h3)

= 0.016859 (452,3029– 242,697)

= 3.533721kW

6. Koefisien performansi (COP)

Koefisien performansi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.6 sebagai berikut:

COP = Qe ṁref(h2−h1)

= 3.488161

0.016859 (452,3029−403.165) = 4.21067

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian siang hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC dengan menggunakan subcooldapat dilihat pada tabel 4.15 Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian siang hari AC dengan menggunakan subcool sebagai berikut :

(71)

Tabel 4.15. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian siang hari AC dengan

menggunakan subcool

Waktu ER (kJ/kg)

W com (kW)

Mref (kg/s)

Qev

(kW) Qk (kW) COP

13:00 206.9035 0.82841 0.016859 3.488161 3.533721 4.21067

13:05 207.8154 0.80597 0.01607 3.33964 3.402967 4.143628

13:10 208.3385 0.80223 0.01597 3.327203 3.387387 4.147443

13:15 208.1634 0.80784 0.016228 3.378118 3.426894 4.181667

13:20 207.4625 0.80971 0.016155 3.351578 3.414511 4.139233

13:25 207.4625 0.81345 0.016367 3.395581 3.449863 4.174296

13:30 208.0114 0.81345 0.016395 3.410336 3.443035 4.192434

13:35 208.1634 0.81158 0.016492 3.432963 3.448483 4.229975

13:40 208.0114 0.81532 0.016516 3.435486 3.430936 4.213666

13:45 208.0114 0.81345 0.016619 3.456941 3.4454 4.249727

13:50 208.5345 0.81158 0.016581 3.457667 3.43748 4.260414

13:55 208.5345 0.80784 0.016476 3.435914 3.41722 4.253211

14:00 207.9035 0.80971 0.01649 3.42757 3.41396 4.23309

Data hasil pengujian AC dengan menggunakan subcool malam hari, dapat dilihat pada Tabel 4.16. Data Pengujian AC dengan menggunakan subcool M a la m H ari berikut:

(72)

Tekanan (Psi) T Sub Waktu

I (A)

P1 P2 P3 P4 P5 T1 T2 T3 T4 T5 Tin T

Out 20:00 4.43 62 203 210 207 65 19.4 75.2 28.6 24.6 11.6 22 27.7 20:05 4.31 61 198 210 207 64 20.4 75.5 28.4 24.6 11.4 22 28.7 20:10 4.29 61 198 210 207 63 20.5 74.4 27.7 24.1 11.1 22 28.9 20:15 4.32 61 197 211 208 63 20.6 74.7 28.8 24.1 10.7 22 29 20:20 4.33 60 198 215 212 63 21.4 75.9 28.5 24.4 10.4 22 29 20:25 4.35 60 200 215 212 63 21.4 75.8 29.6 24.4 11 23 29 20:30 4.35 60 199 215 212 63 21.1 75.8 29.4 26.4 11.2 23 30 20:35 4.34 60 200 215 212 63 22.1 76.6 30.6 26.4 11.4 23 30 20:40 4.36 60 200 215 212 62 22.5 76.8 31.1 26.8 11.8 24 30.3 20:45 4.35 60 200 216 213 63 21.6 76.8 31.5 26.4 11.2 24 30.4 20:50 4.34 60 201 216 213 63 20.8 76.9 32 26.4 12.4 24 30.7 20:55 4.32 60 201 220 217 62 19.5 76.8 32.8 26.6 12.6 24 30.8 21:00 4.33 60 201 219 216 62 18.5 76.8 32.7 26.1 12.9 24 30.8

1. Titik 1 (kondisi uap jenuh) Pada waktu 20.00

P1 = 62 Psi = 427.475 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��Freon 22 (R-22)

Refrigerantdiperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

421,8 402,8

427.475 ?

436,3 403,2

x−x1 x₂−x₁ =

y−y₁ y₂−y₁ 427.475 −421,8

436,3−421,8

=

y−402,8 403,2−402,8 y = 403.317

maka nilai h1= 403.317 kJ/kg

(73)

P2 = 203 Psi = 1399,636; T = 78,2 °c (untuk mencari entalpi dan suhu dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of �� Freon 22

(R-22) Refrigerant diperoleh :

P (kPa) T (°c) h (kJ/kg) h (kJ/kg)

1300 75 450,8 449,5

1399,636 78,2 ? ?

1400 80 454,9 453,7

x−x₁ x₂−x₁

=

y−y₁ y₂−y₁

x−x₁ x₂−x₁

=

y−y₁ y₂−y₁ 78.2−75

80−75 =

y− 450,8 454,9− 450,8

78.2−75

80−75

=

y−449,5 453,7−449,5

y = 453,424 y = 452,188

x−x1 x₂−x₁

=

y−y₁ y₂−y₁ 1399,636− 1300

1400− 1300 =

y−452,188 453,424–452,188 y =452,192kJ/kg

maka nilai h2= 452,192kJ/kg

3. Titik 3 (kondisi cair jenuh)

P3 = 195 Psi = 1344,478 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari

tabel Thermodynamic Properties of ��Freon 22 (R-22) Refrigerant

diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

1321,0 241,8

1344,478 ?

(74)

x−x₁ x2−x1

= y−y1 y₂ −y₁ 1344,478− 1321,0

1355,0− 1321,0 =

y−241,8 243,1− 241,8

y = 242,697

maka nilai h3 = 242,697 kJ/kg

4. Pada Titik 4 nilai enthalpy h4=h5(kondisi campuran antara uap dan cair)

P4 = 65 Psi = 448.159 kPa (untuk mencari entalpi dilakukan interpolasi) maka dari tabel Thermodynamic Properties of ��Freon 22 (R-22) Refrigerant

diperoleh :

P (kPa) h (kJ/kg)

436,3 195.3

448.159 ?

451,1 196.5

x−x1 x2−x1

= y−y1 y₂−y₁ 448.159− 451,1

436,3− 451,1 =

y− 195.3 196.5− 195.3 y =196.2615

maka nilai h4 = 196.2615 kJ/kg

Dari perhitungan diatas, maka diperoleh entalpi setiap tekanan pada pengujian pagi hari AC dengan penambahan subcool dapat dilihat pada tabel 4.17 Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujian malam hari menggunakan subcool berikut:

(75)

Tabel.4.17. Nilai entalpi setiap tekanan pada pengujianmalam hari menggunakan subcool

Tekanan (Psi) Nilai Entalpi

Waktu I (A)

P1 P2 P3 P4 P5

h1 h2 h3 h4 h5

20:00 4.43 62 203 210 207 65 403.317 452.192 246.563 196.2615 196.2615 20:05 4.31 61 198 210 207 64 403.174 452.868 246.563 195.7025 195.7025 20:10 4.29 61 198 210 207 63 403.174 452.785 246.563 195.1536 195.1536 20:15 4.32 61 197 211 208 63 403.174 453.12 246.812 195.1536 195.1536 20:20 4.33 60 198 215 212 63 402.969 453.202 247.786 195.1536 195.1536 20:25 4.35 60 200 215 212 63 402.969 452.95 247.786 195.1536 195.1536 20:30 4.35 60 199 215 212 63 402.969 453.034 247.786 195.1536 195.1536 20:35 4.34 60 200 215 212 63 402.969 452.783 247.786 195.1536 195.1536 20:40 4.36 60 200 215 212 62 402.969 452.95 248.028 194.6305 194.6305 20:45 4.35 60 200 216 213 63 402.969 452.95 248.028 195.1536 195.1536 20:50 4.34 60 201 216 213 63 402.969 452.949 208.306 195.1536 195.1536 20:55 4.32 60 201 220 217 62 402.969 452.865 208.306 194.6305 194.6305 21:00 4.33 60 201 219 216 62 402.969 452.865 208.306 194.6305 194.6305

1. Kapasitas Pendinginan

Kapasitas pendinginanpada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5 sebagai berikut:

ER = h1– h5

(76)

= 207.0555 kJ/kg

2. Daya Kompresor

Daya kompresor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut:

Wcom = V x I x cos θ = 220 x 4,43 x 0,85

= 0,828 kW

3. Laju Aliran Massa Refrigeran

Laju aliran massa pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut:

ṁ = Wcom (h2−h1)

= 220x4,43x0,85 4452.192−403,317

kJ/s Kj/kg

= 0.01695kg/s

4. Kapasitas Evaporator

Kapasitas evaporator pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut:

Qe = ṁref (h1-h5)

= 0.01695(403.317– 196.2615) = 3.509501kW

5. Kalor Kondensor

Kalor kondensor pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 sebagai berikut:

(77)

Qk = ṁref(h2– h3)

= 0.01695(452.192– 246,563) = 3.485322 kW

6. Koefisien Prestasi (COP)

Koefisien performansi pada menit pertama dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut:

COP = _ṁ Qe � (h2−h1) = 3,327

0.01695 (452.192– 403,317) = 4.23643

Dari perhitungan diatas maka diperoleh besar dari kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pada pengujian malam hari setiap selang waktu 5 menit selama 60 menit AC dengan menggunakan subcooldapat dilihat pada tabel 4.18. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian malam hari AC dengan menggunakan subcool sebagai berikut :

(78)

Tabel 4.18. Nilai kapasitas pendinginan, daya kompresor, laju aliran massa refrigeran, kapasitas evaporator, kalor kondensor dan COP pengujian malam hari AC dengan

menggunakan subcool

Waktu ER (kJ/kg)

W com (kW)

Mref (kg/s)

Qev

(kW) Qk (kW) COP

20:00 207.0555 0.82841 0.01695 3.509501 3.485322 4.23643

20:05 207.4715 0.80597 0.016219 3.364909 3.34599 4.174981

20:10 208.0204 0.80223 0.01617 3.363761 3.334683 4.193013

20:15 208.0204 0.80784 0.016174 3.364598 3.336896 4.164931

20:20 207.8154 0.80971 0.016119 3.349814 3.311133 4.137054

20:25 207.8154 0.81345 0.016275 3.382261 3.339102 4.157921

20:30 207.8154 0.81345 0.016248 3.376559 3.334844 4.150912

20:35 207.8154 0.81158 0.016292 3.385806 3.339879 4.171869

20:40 208.3385 0.81532 0.016313 3.39857 3.342831 4.168387

20:45 207.8154 0.81345 0.016275 3.382261 3.335164 4.157921

20:50 207.8154 0.81158 0.016238 3.374526 3.972536 4.157971

20:55 208.3385 0.80784 0.01619 3.373086 3.959514 4.175438

(79)

4.1.3. Analisa Performansi

4.1.3.1.Hubungan Waktu Dengan Daya Kompresor a. Pengujian Pagi Hari

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Daya Kompresor Pengujian pagi Hari Dari gambar 4.1 diatas dapat dilihat bahwa selama 60 menit, rata-rata daya kompresor yang diperoleh AC standar adalah sebesar 0,872 kW, sedangkan rata-rata daya kompresor dari AC setelah dimodifikasi adalah sebesar 0,822 kW.

b. Pengujian Siang Hari

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Daya Kompresor Pengujian Siang Hari 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 9 :0 0

9:05 9:10 9:15 9:20 9:25 9:30 9:35 9:40 9:45 9:50 9:55

10:00 Wc o m (k W) Waktu

W com (kW) Standar W com (kW) dengan penambahan Subcool 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9

13:00 13:05 13:10 13

13:20 13:25 13:30 13:35 13:40 13:45 13:50 13:55 14

:0 0 W co m (k W) Waktu

W com (kW) Standar W com (kW) dengan penambahan Subcool

(1)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kompresor ... 7

Gambar 2.2 Kondensor ... 8

Gambar 2.3 Pipa Kapiler ... 10

Gambar 2.4 Evaporator ... 11

Gambar 2.5 Tabung R-22 ... 12

Gambar 2.6 Prinsip Kerja Mesin Pendingin Ruangan ... 14

Gambar 2.7 AC Window... 15

Gambar 2.8 Wall Type ... 16

Gambar 2.9 Floor Type ... 17

Gambar2.10 Cassette Type ... 17

Gambar 2.11 Unit Pendingin (Chiller) ... 19

Gambar 2.12 Air Handling Unit (AHU) ... 19

Gambar 2.13 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ... 21

Gambar 2.14 Diagram T-s dan P-h Siklus Kompresi Uap ... 22

Gambar 2.15 Diagram P-h Sistem Komresi Uap Ideal ... 22

Gambar 2.16 Sistem Refrigerasi Absorbsi ... 26

Gambar 2.17 Siklus Mesin Pendingin Dengan Menggunakan Subcool . 23 Gambar 3.1 Satu Unit AC LABTECH 1 PK ... 28

Gambar 3.2 Pipa Tembaga ... 29

Gambar 3.3 Kotak Styrofoam... 29

Gambar 3.4 Pipa Sambungan U ... 30

Gambar 3.5 Selang Air ... 30

Gambar 3.6 Refrigeran R-22 Dupont... 31

Gambar 3.7 Subcool ... 33

Gambar 3.8 Pipa PVC ... 33

(2)

Gambar3.10 Manifold Gauge ... 34

Gambar3.11 Alat Pengukur Suhu ... 35

Gambar3.12 Pompa Pakum ... 35

Gambar3.13 Pompa Auarium ... 36

Gambar3.14 Pentil Selang Manifold Gauge ... 37

Gambar3.15 Kawat Las ... 37

Gambar3.16 Flaring Tool ... 37

Gambar3.17 Tube Cutter ... 38

Gambar3.18 Dimensi Utama Subcool ... 39

Gambar3.19 Posisi Selang Inlety dan Outlet Dari Air Pendingin ... 37

Gambar3.20 Posisi Masing-masing Selang ... 41

Gambar3.21 Pompa Aqquarium Didalam Kotak Styrofoam ... 41

Gambar3.22 Pemasangan Manifold gauge, Termometer, dan clamp meter ... 42

Gambar3.23 Proses Pengisian Freon Dupont R-22 ... 39

Gambar3.24 Rangkaian Alat Pada Pengujian AC Standar ... 44

Gambar3.25 Rangkaian Alat Pada Pengujian AC Dengan Penambahan Subcool ... 45

Gambar3.26 Diagram Alir Proses Pelaksanaan Penelitian ... 46

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Daya Kompresor Pengujian Pagi Hari ... 88

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Daya Kompresor Pengujian Siang Hari ... 88

Gambar 4.3 GrafikHubungan Waktu Terhadap Daya Kompresor Pengujian Malam Hari ... 89

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Waktu Terhadap Kapasitas Pendinginan Pengujian Pagi Hari ... 89 Gambar4.5 GrafikHubungan Waktu Terhadap Kapasitas Pendinginan

(3)

Pengujian Siang Hari ... 90 Gambar4.6 GrafikHubungan Waktu Terhadap Kapasitas Pendinginan

Pengujian Malam Hari ... 90 Gambar 4.7 GrafikHubungan Waktu Terhadap Kalor Kondensor

Pengujian Pagi Hari ... 91 Gambar 4.8GrafikHubungan Waktu Terhadap Kalor Kondensor

Pengujian Siang Hari ... 92 Gambar 4.9GrafikHubungan Waktu Terhadap Kalor Kondensor

Pengujian Malam Hari ... 92 Gambar 4.10 GrafikHubunganWaktuTerhadapCoeficient Of Prestasi

(COP) Pengujian Pagi Hari ... 93 Gambar4.11GrafikHubungan Waktu Terhadap Coeficient Of Prestasi

(COP)Pengujian Siang Hari ... 93 Gambar4.12GrafikHubungan Waktu Terhadap Coeficient Of Prestasi

(4)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 PenamaanRefrigerant, Kode WarnaSertaRumus

Kimianya ... 13 Tabel 4.1 Data Pengujian AC Standar Pagi Hari... 48 Tabel 4.2 Nilai Enthalpi Setiap Tekanan pada Pengujian Pagi Hari

AC Standar ... 51 Tabel 4.3 Nilai Kapasitas Pendinginan, Daya Kompresor, Laju Aliran