Desain alat penukar kalor heat exchanger dapat diuraikan sebagai berikut : diameter luar dan diameter dalam tabung berturut-turut sebesar 16.4 mm dan
6.68 mm.Sedangkan puncak dan ketebalan fin sebesar 275 dan 0.254 mm. Rasio antara area aliran bebas dengan area frontal 0.449 dan rasio antara area
transfer panas dengan volume total 269 m
2
m
3
. Sedangkan rasio antara area fin dan area total sebesar 0.83 dan untuk kecepatan udara keluar diasumsikan
sebesar 5 mdetik.
1. COP Coefficient of Performance
COP didefinisikan sebagai jumlah pendinginan yang dapat diproduksi per satuan kerja. Nilai COP pada variasi suhu evaporasi dan suhu
kondensasi beberapa refrigeran dapat dilihat pada Gambar 27 dan Gambar 28. Nilai COP dari siklus meningkat dengan peningkatan suhu evaporasi
dengan asumsi suhu kondensasi konstan. Sebaliknya nulai COP akan mengalami penurunan pada suhu kondensasi yang meningkat dengan asumsi
suhu evaporasi dalam keadaan konstan. Nilai COP dihitung dengan membagi nilai panas yang dipindahkan ruang pendingin dengan input kerja aktual
kompresor.
Gambar 27. Grafik hubungan suhu evaporasi dengan nilai COP beberapa refrigeran
2 4
6 8
10
-20 -18
-16 -14
-12 -10
-8 -6
-4
Suhu evaporasi C CO
P
R717 R12
R22 R134a
2 4
6 8
24 26
28 30
32 34
36 38
40
Suhu Kondensasi C CO
P
R717 R12
R22 R134a
Gambar 28. Grafik hubungan suhu kondensasi dengan nilai COP beberapa refrigeran
Refrigeran R12 memiliki nilai COP yang paling tinggi pada suhu evaporasi dan pada suhu kondensasi yang bervariasi, yaitu sebesar 8.047 dan
5.813. Refrigeran R12 memiliki nilai entalpi yang paling besar daripada ketiga refrigeran lainnya karena refrigeran ini menguap pada suhu yang lebih
rendah. Refrigeran yang memiliki nilai COP terendah pada variasi suhu evaporasi dan suhu kondensasi adalah R134a sebesar 5.044 dan 4.39 karena
refrigeran ini menguap pada suhu yang lebih tinggi. Suhu evaporasi yang semakin meningkat mengakibatkan nilai COP
juga semakin naik. Hal ini dapat kita lihat dari trendline yang semakin meningkat. Nilai COP yang semakin tinggi ini dipengaruhi oleh selisih
entalpi di evaporator dan selisih entalpi di kompresor. Dengan suhu evaporasi yang semakin besar maka selisih entalpi di evaporator semakin
besar sedangkan selisih entalpi di kompresor semakin kecil dengan asumsi suhu kondensasi konstan.
2. Efisiensi Eksergi
Efisiensi hukum II termodinamika yang dikenal dengan efisiensi eksergi atau effectiveness dapat didefinisikan sebagai perbandingan kerja
minimum yang dibutuhkan terhadap input kerja aktual Efisiensi eksergi akan
meningkat seiring dengan meningkatnya suhu evaporasi dengan asumsi suhu kondensasi konstan dan penurunan suhu kondensasi dengan asumsi suhu
evaporasi konstan.
2 4
6 8
10 12
14 16
24 26
28 30
32 34
36 38
40
Suhu kondensasi C E
fi s
ie n
s i ek
serg i
R717 R12
R22 R134a
Gambar 29. Grafik hubungan suhu kondensasi dengan efisiensi eksergi menggunakan beberapa refrigeran
2 4
6 8
10 12
14
-20 -18
-16 - 14
- 12 -10
-8 -6
-4
Suhu evaporasi C E
fisie n
s i E
k se
rg i
R717 R12
R22 R134a
Gambar 30. Grafik hubungan suhu evaporasi dengan efisiensi eksergi menggunakan beberapa refrigeran
Dari Gambar 29 tersebut terlihat bahwa efisiensi eksergi terkecil terjadi pada refrigeran R-134a. Hal ini berarti pada refrigeran R-134a
memberikan kehilangan eksergi yang relatif besar dibandingkan refrigeran R12, refrigeran R22 ataupun refrigeran R717. Hal ini disebabkan beberapa
hal, salah satunya adalah bentuk kurva keadaan jenuh refrigeran. Bentuk kurva tersebut akan mempengaruhi besarnya eksergi yang dapat diperoleh,
karena luas persegi panjang yang berada di dalam kurva tersebut adalah
ekserginya, sehingga semakin gemuk bentuk kurvanya, maka akan semakin memperluas kerja yang berguna dalam bentuk eksergi. Refrigeran R134a
memiliki luas persegi panjang yang lebih besar dibandingkan ketiga refrigeran lainnya. Selain itu, Asumsi suhu keluar kompresor akan
mempengaruhi eksergi yang hilang dari kompresor, semakin tinggi penentuan suhu yang keluar dari kompresor maka akan meningkatkan
eksergi yang hilang sehingga menurunkan efisiensi eksergi.
Gambar 31. Eksergi pada T-s diagram Eksergi yang hilang dalam kondensor meningkat, sedangkan dalam
evaporator menurun seiring dengan naiknya suhu evaporasi dengan asumsi suhu kondensasi konstan. Semakin tinggi perbedaan suhu pada komponen
kondensor dan evaporator, maka semakin tinggi pula eksergi yang hilang. Sementara itu jumlah eksergi yang hilang di dalam kondensor akan
meningkat untuk mengganti penurunan persentase eksergi yang hilang dalam evaporator. Yang perlu diperhatikan adalah meningkatnya eksergi yang
hilang di dalam kondensor tidak diartikan sebagai penurunan eksergi yang hilang yang terjadi di dalam evaporator karena eksergi yang hilang di dalam
komponen lainnya juga meningkat.
3. Kehilangan Eksergi Exergy Loss
