58
No Waktu
menit P
1
bar P
2
bar I
A T
1
ᵒC T
2
ᵒC T
3
ᵒC T
4
ᵒC T
5
ᵒC
4 90
2,4 15,9
0,90 26,2
82,1 47,8
29,0 26,1
5 120
2,3 16
0,90 26,2
83 48,4
29,1 26,4
Tabel 4.5 Data untuk perhitungan dan pembahasan mesin penyejuk udara menggunakan 10
ice pack
No Waktu
menit P
1
P
2
I T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
bar bar A
ᵒC ᵒC ᵒC ᵒC ᵒC
1 1,6
13,3 0,82
25,0 52,8
40,9 28,0
11,9 2
60 2,0
14,7 0,88
23,8 79,5
45,8 28,1
19,5 3
120 2,2
15,3 0,90
26,1 80,1
47,8 28,5
22,2 4
180 2,2
16,0 0,91
25,8 81,5
49,1 28,9
25,0 5
240 2,2
16,2 0,92
28,0 83,1
49,7 29,0
25,8 Tabel 4.6 Data untuk perhitungan dan pembahasan mesin penyejuk udara
menggunakan 20
ice pack
No Waktu
menit P
1
P
2
I T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
bar bar A
ᵒC ᵒC ᵒC ᵒC ᵒC
1 1,6
13,0 0,80
22,5 59,2
40,2 28,1
9,4 2
90 1,9
15,0 0,87
22,3 84,4
44,8 28,2
14,4 3
180 2,1
16,1 0,89
23,0 86,1
47,1 29,1
19,0 4
270 2,1
16,0 0,90
25,7 88,1
47,1 29,1
23,1 5
360 2,2
16,7 0,92
27,8 88,1
47,6 29,9
24,8
4.2 Nilai entalpi, suhu evaporator dan suhu kondensor
Nilai entalpi h, suhu kerja evaporator T
evap
dan suhu kerja kondensor T
cond
diperoleh dengan menggunakan diagram P-h refrigeran R134a. Data suhu T
1
T
3
dan tekanan P
1
P
2
yang telah diperoleh dari pengujian sebelumnya, digambarkan pada diagram P-h, untuk mengetahui hasil-hasil dari nilai entalpi h
1
, PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
h
2
, h
3
, h
4
. Hasil seluruh nilai entalpi yang telah diolah disajikan pada Tabel 4.7
s.d. Tabel 4.9.
Tabel 4.7 Nilai entalpi mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
No Waktu
menit h
1
h
2
h
3
h
4
T
evap
T
cond
kJkg kJkg kJkg kJkg K
K
1 422
480 258
258 255,2
323,2 2
30 424
472 268
268 264,2
328,2 3
60 422
470 270
270 265,2
329,2 4
90 422
468 268
268 270,2
330,2 5
120 422
466 270
270 269,2
329,2 Tabel 4.8 Nilai entalpi mesin penyejuk udara menggunakan 10
ice pack
No Waktu
menit h
1
h
2
h
3
h
4
T
evap
T
cond
kJkg kJkg kJkg kJkg K
K
1 422
478 260
260 255,2
321,2 2
60 422
468 266
266 263,2
323,2 3
120 422
468 270
270 265,2
327,2 4
180 422
468 270
270 265,2
330,2 5
240 422
470 271
271 265,2
331,2
Table 4.9 Nilai entalpi mesin penyejuk udara menggunakan 20
ice pack
No Waktu
menit h
1
h
2
h
3
h
4
T
evap
T
cond
kJkg kJkg kJkg kJkg K
K
1 b
420 476
258 258
256,2 322,2
2 90
422 480
264 264
262,2 326,2
3 180
420 468
268 268
264,2 331,2
4 270
424 470
266 268
268,0 330,2
5 360
421 470
268 268
266,2 332,2
Dari diagram P-h diperoleh suhu evaporator T
evap
dan suhu kondensor T
cond
dalam satuan ºC. Dalam perhitungan suhu evaporator T
evap
dan suhu kondensor T
cond
menggunakan suhu mutlak dalam satuan K Kelvin. Untuk mengkonversi suhu dari satuan ºC ke Kelvin, dapat dilakukan dengan
60
mempergunakan persamaan T K = ºC + 273.16. Suhu kerja evaporator T
evap
dan suhu kondensor T
cond
dapat dilihat pada Tabel 4.7 s.d. Tabel 4.9.
4.3 Perhitungan dan pengolahan data
Contoh untuk perhitungan karakteristik mesin siklus kompresi uap yang dipergunakan mesin penyejuk udara, diambil dari data mesin penyejuk udara
tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120
.
Perhitungan karakteristik siklus kompresi uap dari mesin penyejuk udara, meliputi: kerja kompresor W
in
, energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor Q
out
, energi kalor yang diserap oleh evaporator Q
in
, koefisien prestasi aktual
Coefficient of Performance
aktual
a ktua l
COP , koefisien prestasi ideal
Coefficient of Performance
ideal COP
ideal
, efisiensi dan laju aliran massa refrigeran m .
Data yang tertera pada diagram P-
h
dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Diagram P-
h
R134a Mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit t ke 120 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Tabel 2.10 Keterangan dari diagram P-h yang tertera pada Gambar 4.1 yaitu :
Waktu menit
h
1
h
2
h
3
h
4
T
evap
T
cond
kJkg kJkg
kJkg kJkg
K K
120 422
466 270
270 269,2
329,2
T
evap
dan T
cond
didapat dari: T
evap
= -4 ºC , T
evap
= -4 ºC + 273,16 = 269,2 K T
cond
= 56 ºC , T
cond
= 56 ºC + 273,16 = 329,2 K a.
Kerja kompresor W
in
Untuk mendapatkan kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang diperlukan oleh mesin penyejuk udara, dapat dihitung menggunakan Persamaan
2.1:
1 2
h h
W
in
W
in
= 466 - 422 = 44 kJkg Maka kerja kompresor mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 44 kJkg.
b. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor Q
out
Untuk mendapatkan energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor yang dihasilkan oleh mesin penyejuk udara, dapat dihitung
menggunakan Persamaan 2.2:
3 2
h h
Q
out
Q
out
= 466 – 270 = 196 kJkg
Maka energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor mesin PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 196 kJkg.
c. Energi kalor yang diserap oleh evaporator Q
in
Untuk mendapatkan energi kalor yang diserap oleh evaporator yang dihasilkan oleh mesin penyejuk udara, dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.3:
4 1
h h
Q
in
Q
in
= 422 – 270 = 152 kJkg
Maka energi kalor yang diserap oleh evaporator mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 152 kJkg.
d. Koefisien prestasi aktual
a ktua l
COP COP
aktual
dipergunakan untuk mengetahui unjuk kerja mesin siklus kompresi uap dari mesin penyejuk udara, dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.4:
1 2
4 1
h h
h h
W Q
COP
in in
a ktua l
45 ,
3 422
466 270
422
in in
a ktua l
W Q
COP
Maka COP
aktual
mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 3,45.
e. Koefisien prestasi ideal COP
ideal
Untuk menghitung COP
ideal
mesin siklus kompresi uap pada mesin penyejuk PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
udara, dapat menggunakan Persamaan 2.5:
eva p cond
eva p idea l
T T
T COP
49 ,
4 16
, 269
16 ,
329 16
, 269
idea l
COP
Maka COP
ideal
mesin siklus kompresi uap pada mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 4,49.
f. Efisiensi
Untuk mendapatkan efisiensi yang dihasilkan oleh mesin siklus kompresi uap
mesin penyejuk udara, dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.6:
100
idea l a ktua l
COP COP
, 77
100 49
, 4
45 ,
3
Maka efisiensi siklus kompresi uap pada mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar 77,0.
g. Laju aliran massa refrigeran m
Untuk mendapatkan laju aliran massa refrigeran pada siklus kompresi uap pada mesin penyejuk udara, dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.8:
1000
in
W V
I m
0045 ,
1000 44
220 9
,
m
kgs
64
Maka laju aliran massa refrigeran dari mesin siklus kompresi uap pada mesin penyejuk udara tanpa menggunakan
ice pack
pada menit ke 120 sebesar sebesar 0,0045 kgs.
4.4 Hasil perhitungan
