Tabel 5.28 Lanjutan laju aliran massa refrigeran menggunakan 2 kipas pendingin kondensor
ṁ No
Waktu menit I ampere
W
in
kJkg ṁ kgs
7 120
0,92 60,2
0,003362 8
140 0,92
60,7 0,003334
9 160
0,92 60,2
0,003362 Tabel 5.29 Laju aliran massa refrigeran menggunakan 4 kipas pendingin
kondensor ṁ
No Waktu menit
I ampere W
in
kJkg ṁ kgs
1 0,94
58,0 0,003566
2 20
0,94 58,6
0,003529 3
40 0,94
57,9 0,003572
4 60
0,94 58,5
0,003535 5
80 0,94
58,6 0,003529
6 100
0,94 58,5
0,003535 7
120 0,94
58,5 0,003535
5.3 Pembahasan
Dari hasil penelitian dan perhitungan showcase yang dibuat bekerja secara baik dalam mendinginkan minuman yang berisi 180 ml sebanyak 22 buah hingga
suhu ruangan pendinginan hingga mencapai 6
o
C. Untuk menjaga minuman dalam ruangan showcase hingga 6
o
C, showcase yang dibuat dilengkapi dengan thermostat. Thermostat berfungsi memutuskan aliran listrik menuju kompresor
sehingga menjaga suhu kerja showcase berada diantara suhu 2 – 8
o
C. Suhu kerja rata-rata evaporator T
e
dan kondensor T
c
pada variasi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor sebesar -21,07
o
C dan 53,74
o
C. Untuk variasi showcase menggunakan 2 kipas pendingin kondensor sebesar -26,20
o
C PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
dan 41,10
o
C. Untuk variasi showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor sebesar -26,20
o
C dan 39,01
o
C.
Gambar 5.1 Perbandingan kerja kompresor tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor W
in
Hasil perhitungan suhu kerja kompresor W
in
dengan variasi showcase tanpa kipas pendingin kondensor, menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas
disajikan pada Tabel 5.9, Tabel 5.10, dan Tabel 5.11. Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu
ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 52,0 kJkg, nilai terbesar sebesar 61,9 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 60,52 kJkg. Untuk showcase
menggunakan 2 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 57,6 kJkg, nilai terbesar sebesar 60,7 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 59,40 kJkg. Untuk
showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 120
menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
W
in
kJ k
g
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57,9 kJkg, nilai terbesar sebesar 58,6 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 58,3 kJkg.
Dari hasil penelitian kerja kompresor W
in
yang disajikan pada Gambar 5.1 menunjukan bahwa, kerja kompresor pada saat suhu mencapai 6
o
C untuk showcase
tanpa kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling tinggi sebesar 60,9 kJkg, sedangkan untuk kerja kompresor showcase dengan menggunakan 4
kipas pendingin kondensor mempunyai nilai sebesar paling rendah 58,5 kJkg, dan untuk kerja kompresor showcase tanpa kipas pendingin kondensor
mempunyai nilai sebesar 60,2 kJkg .
Hal ini disebabkan oleh banyaknya kipas digunakan pada saat penelitian sangat berpengaruh pada kerja kompresor, karena
semakin banyak kipas yang digunakan sangat membantu memperlancar laju aliran refrigeran dalam siklus kompersi uap, sehingga kerja kompresor dan
putaran poros kompresor semakin kecil, sebab putaran kompresor yang besar akan meningkatkan gesekan yang mengakibatkan penurunan efisiensi.
Gambar 5.2 Perbandingan kalor yang dilepas kondensor tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor Q
out
20 40
60 80
100 120
140 160
180 200
220 240
Q
o u
t
kJ k
g
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Dari penelitian kalor yang dilepas kondensor Q
out
showcase menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas disajikan pada Tabel 5.12, Tabel 5.13, dan
Tabel 5.14. Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 200,2 kJkg, nilai terbesar sebesar 244,0 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar
209,92 kJkg. Untuk showcase menggunakan 2 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 228,5 kJkg, nilai terbesar sebesar 243,8 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 231,6 kJkg. Untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin
kondensor dibutuhkan waktu 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 232,0 kJkg, nilai terbesar sebesar 244,1 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 235.61 kJkg.
Dari penelitian nilai kalor yang dilepas kondensor Q
out
yang disajikan pada Gambar 5.2 menunjukan bahwa, nilai kalor yang dilepas kondensor pada saat
suhu mencapai 6
o
C untuk showcase dengan menggunakan 4 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling tinggi sebesar 234,7 kJkg, sedangkan
showcase tanpa kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling rendah
sebesar 209,5 kJkg, dan untuk showcase menggunakan 2 kipas kondensor mempunyai nilai sebesar 230,2 kJkg. Hal ini terjadi karena semakin banyaknya
kipas yang digunakan semakin cepat pula proses pelepasan kalor ke lingkungan, dikarenakan kipas yang digunakan mempercepat aliran udara sebagai media
pendingin sehingga gas refrigeran yang bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi dari kompresor, cepat mengalami perubahan dari gas menjadi cair yang menyebabkan
laju aliran refrigeran lebih mudah dan cepat memasuki pipa kapiler, oleh karena itu waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan minuman hingga 6
o
C hanya 120 menit lebih cepat dibandingkan dengan showcase tanpa kipas pendingin
kondensor dan showcase menggunakan 2 kipas pendingin kondensor.
Gambar 5.3 Perbandingan kalor yang diserap evaporator tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor Q
in
Hasil perhitungan kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran Q
in
showcase tanpa kipas pendingin kondensor, menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas disajikan pada Tabel 5.15, Tabel 5.16, dan Tabel 5.17.
Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 145,6 kJkg, nilai terbesar 185,2 kJkg, dan nilai rata-rata 149,4 kJkg. Untuk showcase
menggunakan 2 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 169,1 kJkg, nilai terbesar sebesar 185,7 kJkg, dan nilai rata-rata sebesar 172,2 kJkg . Untuk
showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor suhu yang mampu dicapai
20 40
60 80
100 120
140 160
180 200
220 240
Q
in
kJ k
g
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
pada menit ke 120 sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 174,1 kJkg, nilai terbesar 188,1 kJkg, dan nilai rata-rata 177,21 kJkg.
Dari penelitian nilai kalor yang diserap evaporator Q
in
yang disajikan pada Gambar 5.3 menunjukan bahwa, nilai kalor yang diserap evaporator pada saat
suhu 6
o
C untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling tinggi sebesar 176,2 kJkg, sedangkan untuk showcase
tanpa kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling rendah dengan nilai sebesar 148,6 kJkg, dan untuk showcase menggunakan 2 kipas pendingin
kondensor mempunyai nilai sebesar 170,0 kJkg. Hal ini terjadi akibat kecepatan fasa cair refrigeran showcase dengan 4 kipas kondensor yang mengalir melalui
pipa kapiler menuju evaporator mengalami proses penurunan tekanan lebih cepat dibandingkan dengan showcase menggunakan 2 kipas kondensor dan tanpa kipas
kondensor. Hal ini terjadi sebab proses pelepasan kalor oleh kondensor ke lingkungan yang cepat menyebabkan penyerapan kalor dilakukan oleh evaporator
juga cepat pula. Pelepasan kalor yang cepat membantu menghambat proses pembentukan es pada evaporator, sebab es pada evaporator menghambat proses
penyerapan kalor dalam ruangan pendingin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 5.4 Perbandingan koefisien prestasi aktual showcase tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor COP
aktual
Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi aktual COP
aktual
showcase tanpa kipas pendingin kondensor, menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas
disajikan pada Tabel 5.18, Tabel 5.19, dan Tabel 5.20. Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu
ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 2,36, nilai terbesar sebesar 3,15, dan nilai rata-rata sebesar 2,43. Untuk showcase menggunakan 2 kipas
pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 2,81, nilai terbesar sebesar 3,20, dan nilai rata-rata sebesar 2,86. Untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin
kondensor dibutuhkan waktu 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 2,99, nilai terbesar sebesar 3,74, dan nilai rata- rata sebesar 3,00.
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5 5
COP
a k
tu a
l
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Berdasarkan Persamaan 2.4 COP
aktual
adalah perbandingan antara kalor yang diserap evaporator Q
in
dengan kerja kompresor W
in
. Dari hasil perhitungan yang disajikan pada Gambar 5.4 menunjukan bahwa, Nilai koefisien
prestasi aktual COP
aktual
pada saat suhu mencapai 6
o
C untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling tinggi
sebesar 3,01, sedangkan untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor mempunyai nilai paling rendah sebesar 2,44, dan untuk showcase menggunakan
2 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai sebesar 2,82. Hal ini terjadi dikarenakan
proses pelepasan kalor yang cepat berbanding lurus dengan proses penyerapan kalor yang dilakukan evaporator, dengan bertambah cepatnya proses
penyerapan kalor, maka nilai kerja kompresor W
in
semakin turun dan memperkecil putaran kompresor sehingga nilai COP
aktual
naik.
Gambar 5.5 Koefisien prestasi ideal showcase tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor COP
ideal
0.00 0.50
1.00 1.50
2.00 2.50
3.00 3.50
4.00 4.50
5.00
COP
id ea
l
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Hasil perhitungan untuk koefisien prestasi ideal COP
ideal
showcase tanpa kipas pendingin kondensor, menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas
disajikan pada Tabel 5.21, Tabel 5.22, dan Tabel 5.23. Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu
ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 3,24, nilai terbesar sebesar 4,17, dan nilai rata-rata sebesar 3,32. Untuk showcase menggunakan 2 kipas
pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 3,63, nilai terbesar sebesar 3,93, dan nilai rata-rata sebesar 3,64. Untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin
kondensor dibutuhkan waktu 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, dengan nilai terkecil sebesar 3,76 ,nilai terbesar 3,93, dan nilai rata- rata 3,76.
Hasil penelitian koefisien prestasi ideal COP
ideal
yang disajikan dalam pada Gambar 5.5 menunjukan bahwa, nilai koefisien prestasi ideal COP
ideal
pada saat suhu mencapai 6
C untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor paling tinggi dengan nilai sebesar 3,76, sedangkan untuk showcase tanpa
menggunakan kipas pendingin kondensor mendapatkan nilai terendah sebesar 3,30, dan untuk showcase menggunakan 2 kipas pendingin kondensor mempunyai
nilai sebesar 3,63. Hal ini terjadi akibat banyaknya kipas yang digunakan berpengaruh pada kerja kompresor yang membantu mempercepat proses
kondensasi sehingga laju aliran refrigeran mengalami kenaikan yang membuat COP
ideal
dari showcase naik. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 5.6 Perbandingan efisiensi showcase tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor
Hasil perhitungan untuk efisiensi showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor, menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas disajikan
pada Tabel 5.24, Tabel 5.25, dan Tabel 5.26. Untuk showcase tanpa kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu ruang
pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 68 , nilai terbesar sebesar 80 , dan nilai rata-rata sebesar 74 . Untuk showcase menggunakan 2 kipas pendingin
kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 77 , nilai terbesar sebesar 81 , dan nilai rata-rata sebesar 79 . Untuk showcase menggunakan 4 kipas pendingin
kondensor dibutuhkan waktu 120 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, dengan nilai terkecil sebesar 80 , nilai terbesar sebesar 83 dan nilai rata-rata 80 .
Hasil penelitian efisiensi showcase yang disajikan pada Gambar 5.6 menunjukan bahwa, nilai efisiensi showcase pada saat suhu mencapai 6
o
C
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
E fisi
en si
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
tertinggi terjadi pada showcase dengan menggunakan 4 kipas pendingin kondensor sebesar 80 , sedangkan efisiensi showcase dengan terendah terjadi
pada showcase tanpa kipas pendingin kondensor sebesar 74 , dan untuk showcase
menggunakan 2 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai sebesar 78. Hal ini disebabkan banyaknya kipas yang digunakan sangat membantu kerja
kompresor semakin rendah sehingga mengurangi gesekan akibat putaran kompresor besar yang mengakibatkan penurunan efisiensi. Efisiensi tidak dapat
100 ada kemungkinan ruang pendinginan yang tidak tertutup rapat secara sempurna yang memungkinkan kalor dari lingkungan masuk kedalam ruang
pendinginan.
Gambar 5.7 Perbandingan laju aliran massa refrigeran tanpa kipas, menggunakan 2 kipas dan 4 kipas pendingin kondensor
ṁ Dari penelitian laju aliran massa refrigeran
ṁ mesin kompresi uap showcase
menggunakan 2 kipas dan menggunakan 4 kipas disajikan pada Tabel 5.27, Tabel 5.28, dan Tabel 5.29. Untuk showcase tanpa pendingin kipas
0.000000 0.000500
0.001000 0.001500
0.002000 0.002500
0.003000 0.003500
0.004000 0.004500
0.005000
L aj
u m
assa ali
ran r
ef riger
an
kg s
Tanpa Kipas 2 Kipas
4 Kipas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
pendingin kondensor dibutuhkan waktu 280 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 0,003199 kgs, nilai terbesar sebesar 0,003808 kgs, dan nilai rata-rata sebesar 0.003277 kgs. Untuk showcase
menggunakan 2 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 160 menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 0.003334 kgs, nilai terbesar sebesar 0.003514 kgs, dan nilai rata-rata 0.003408 kgs. Untuk
showcase menggunakan 4 kipas pendingin kondensor dibutuhkan waktu 120
menit untuk mencapai suhu ruang pendinginan sebesar 6
o
C, nilai terkecil sebesar 0.003529 kgs, nilai terbesar sebesar 0.003572 kgs, dan nilai rata-rata sebesar
0.003543 kgs. Hasil penelitian laju aliran massa refrigeran
ṁ mesin kompresi uap showcase
yang disajikan pada Gambar 5.7 menunjukan bahwa, nilai laju aliran massa refrigeran showcase pada saat suhu mencapai 6
o
C tertinggi terjadi pada showcase
dengan menggunakan 4 kipas pendingin kondensor sebesar 0,003535 kgs, sedangkan laju aliran massa refrigeran showcase yang terendah terjadi pada
showcase yang tanpa kipas pendingin kondensor sebesar 0,003251 kgs, dan untuk
showcase menggunkan 2 kipas pendingin kondensor mempunyai nilai sebesar
0,003362 kgs. Hal ini disebabkan kerja kompresor pada showcase tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor lebih tinggi dari pada variasi showcase
yang lainnya sehingga menyebabkan terjadinya pembentukan es pada evaporator, sebab es pada evaporator mengakibatkan laju aliran massa refrigeran menurun dan
menghambat proses penyerapan kalor dalam ruangan pendingin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa nilai W
in
, Q
in
, Q
out
, COP
ideal
, COP
aktual
, efisiensi, dan laju aliran massa refrigeran selama proses berlangsung mengalami sedikit perubahan. Hal ini disebabkan beberapa faktor yang terjadi
pada proses siklus kompresi uap tidak dapat berlangsung secara ideal. Beberapa faktor yang terjadi pada saat proses berlangsung diantara lain 1 Kipas pendingin
kondensor yang digunakan tidak menyeluruh mengenai bagian kondensor, sehingga nilai kondensor sulit dijaga pada nilai tetap dan menggangu proses
pelepasan kalor ke lingkungan secara konveksi bebas. 2 Pintu showcase yang tidak menggunakan pintu dua kaca doubel glass dan tidak menggunakan karet
untuk menutup celah antara pintu dan body showcase. Hal ini dapat menyebabkan kalor dari lingkungan memasuki ruangan pendingin sehingga memperberat kerja
kompresor menyebabkan gangguan pada proses pendinginan ruangan. 3 Adanya pembentukan es pada evaporator akibat uap air yang membeku dan menebal
pada bagian dalam evaporator menyebabkan gangguan pada proses perpindahan kalor ke evaporator. 4 Arus dan tegangan listik yang tidak stabil menyebabkan
kerja kompresor tidak maksimal. 5 Rak almunium yang digunakan merupakan konduktor yang baik sehingga proses penurunan suhu ruang pendinginan menjadi
lebih sulit. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
92
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
