Pendahuluan Desember 2015 61 –68 Analisa Komparasi experimental kinerja pompa kalor dengan menggunakan R-134a dan MC 134 untuk produksi air panas.

1 _________________________________ Korespondensi: Tel. 081933119796.: - E-mail: oinkputugmail.com Analisa komparasi eksperimental kinerja pompa kalor dengan menggunakan refrigerant R – 134a dan MC – 134 untuk produksi air panas I Gede Putu Adi Pratama, Hendra Wijaksana, I Nengah Suarnadwipa Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran Bali Abstrak Ketersedian air panas pada sebuah hotel, usaha dibidang jasa penginapan atau rumah tangga semakin banyak diminati untuk memenuhi kenyamanan dari setiap penghuni rumah maupun penginapan. Terdapat berbagai jenis alat untuk menghasilkan panas sebagai pemanas air, diantaranya dengan menggunakan panas dari energi listrik heater, energi panas matahari, boiler, dan pompa kalor. Dalam penelitian ini penulis mengangkat topik mengenai pompa kalor yang merupakan suatu alat yang cukup efektif untuk menghasilkan air panas. Pompa kalor ini akan menggunakan kondensor tipe tube in tube dengan aliran air yang masuk berlawanan arah dengan aliran refrigeran. Pada penelitian ini laju aliran air akan di variasikan dari 2 Lmin, 3 Lmin, 4 Lmin sampai 5Lmin serta refrigerant yang digunakan adalah R-134a dan MC-134 yang bersifat hidrokarbon. Dari hasil penelitian didapat daya listrik yang dikonsumsi ketika menggunakan refrigeran R-134a lebih tinggi mencapai 718.98 Watt, Temperatur air yang dihasikan dari proses pemanasan pada kondensor tube in tube mencapai 45.90°C, COP dari sistem pompa kalor pada laju alian air 5 Lmin sebesar lebih kecil 1.82, dan ketika menggunakan MC- 134 daya yang dikonsumsi mencapai 581.13 Watt, temperatur air mencapai 45.25°C dan COP yang pada laju aliran air 5 Lmin sebesar 2.16. Kata kunci: Pompa Kalor, Refrigeran, Kondensor Tube in Tube, Kinerja Abstract Hot water has becoming more important to be provided whether by hotel, home stay or private houses to increase conveniences of their tenants. There are now various equipments available that can be used to produce hot water such as, heater, boiler and heat pump. This report describes heat pump which is hypothesized as very effective to produce hot water. This heat pump uses a tube in tube condenser type where water flow in the condenser is at a reverse direction relative to the flow of refrigerant. In this study, water flow rate was varied from 2 Lmin, 3 Lmin, 4 Lmin and 5 Lmin using two kind of hydro carbon refrigerants, i.e. R-134a and MC-134. This study found that when using R-134a refrigerant, heat pump consumed 718.98 watt electric power. Under this conditions, heating processes in this condenser increased water temperature into 45.90°C. In this system, COP was 1.82 when rate of water flow is 5 Lmin. A different result was found when refrigerant in the system was changed with MC-134. Under this type of refrigerant, heat pump consumed 581.13 watt electric power and heating process in condenser increased temperature into 45.25°C. Under condition of MC-134, COP was 2.16 when water flow in the condenser was 5 Lmin. Key words: Heat pump, refrigerant, tube in tube condenser, Perfomance

1. Pendahuluan

Setiap industri berupaya untuk menciptakan sebuah teknologi tepat guna yang dapat memenuhi kebutuhan masyarakat akan kenyamanan. Industri perhotelan misalnya, menggunakan kenyamanan sebagai modal utama dalam menjalankan bisnis dibidang jasa. Untuk memenuhi keadaan yang nyaman tersebut, berbagai fasilitas disediakan seperti fasilitas air panas dan fasilitas pendingin ruangan. Ketersediaan fasilitas air panas merupakan salah satu unsur yang harus dipenuhi agar hotel dapat menjual jasanya kepada pelanggan. Berbagai mesin pemanas air saat ini telah dikembangkan menggunakan berbagai sumber energi, misalnya: 1 Pemanas air yang memanfaatkan energi dari sinar matahari, 2 Pemanas air yang menggunakan bahan bakar solar boiler dan 3 pemanas air yang menggunakan teknologi pompa kalor heat pump. Pompa kalor adalah mesin pemanas yang sangat diminati oleh industri karena memiliki keuntungan dari segi konsumsi energi untuk mengoperasikan pompa kalor dan energi yang dihasilkan pada proses pemanasan air. Semakin tingginya perhatian para pecinta lingkungan terhadap isu pemanasan gelobal dan menipisnya lapisan ozon, maka penggunaan bahan - bahan yang merusak lingkungan diupayakan untuk dikurangi. Salah satu bahan yang dianggap dapat merusak lingkungan adalah CFC. Maka dari itu pentingnya pengurangan penggunaan refrigeran jenis HFC yang terkandung dalam R – 134a dengan mengganti ke alternative baru yang lebih ramah lingkungan yaitu refrigeran yang terbuat dari bahan alami jenis hidrokarbon HC. Rasta 2009 telah melakukan penelitian yang memanfaatkan panas buang kondensor sebagai pemanas air. Namun penelitian yang dilakukan adalah menggunakan tipe kondensor sirip biasa yang dicelupkan kedalam air dan proses pemanasan hanya memanfaatkan air yang berada di dalam bak

1, Desember 2015 61 –68

2 penampung air untuk dipanaskan yang menyebabkan meningkatnya temperatur hingga panas air menjadi setara dengan temperatur kondensor, hal ini akan berpengaruh kepada proses perpindahan panas pada kondensor yang dimanfaatkan sebagai pompa kalor. Suputra 2006 telah melakukan penelitian mengenai penggantian refrigeran yang dimanfaatkan untuk proses pendinginan pada mesin pendingin. Penelitian yang dilakukan oleh Suputra berfokus kepada performa bagian air contioning atau penyejuk udara ruangan pada mesin. Pompa kalor yang akan digunakan menggunakan tipe kondensor tube in tube dan dua buah penampung air, maka proses pemanasan air yang pada kondensor tidak terjadi secara berulang – ulang dan lebih efisien dalam menghasilkan air panas. Penggantian refrigeran dari yang sebelumnya menggunakan R – 134a ke refrigerant jenis hidrokarbon sebagai fluida yang bersirkulasi dalam mesin pompa kalor, dapat mengurangi penggunaan refrigeran sintetis dan ramah lingkungan. Dengan melajutkan penelitian sebelumnya, yaitu dengan menggunakan kondensor tipe tube in tube dan refrigeran hidrokarbon pada pompa kalor, maka diharapkan air panas yang dihasilkan lebih optimal, proses perpindahan panas dari kondensor ke air menjadi lebih baik karena tidak terjadi proses pemanasan yang berulang – ulang, performa mesin menjadi lebih baik dari segi konsumsi energinya dan lebih ramah lingkungan. Berdasarkan uraian singkat dan latar belakang di atas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana performa pompa kalor ketika dilakukan penggantian refrigeran R-134a ke MC- 134 hidrokarbon dan variasi laju aliran air yang masuk kedalam kondensor tipe tube in tube terhadap pemanasan air, daya yang dibutuhkan kompresor, dan COP Pemanasan?. Untuk memberikan arah perencanaan dan analisa diberikan batasan masalah sebagai berikut: 1. Refrigeran yang digunakan adalah R-134a dan MC 134a 2. Sistem mesin pompa kalor yang digunakan adalah traineer Air Conditioning, Refrigeration, and Heat Pump Unit di lab Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Bali 3. Terlindung dari sinar matahari 4. Pengujian difokuskan pada konsumsi energi listrik, COP pemanasan, dan Proses pemanasan air pada kondensor. 5. Kondisi lingkungan sekitar dianggap konstan

2. Dasar Teori