III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada bulan Februari 2007 hingga Juni 2007 yang meliputi uji coba dan pengolahan data, dan bertempat di Laboratorium Terpadu
Departemen Teknik Pertanian Luewikopo.
B. Alat dan Bahan
Penelitian pengaruh penggantian refrigeran terhadap performansi mesin pendingin merupakan subsistem dari penelitian mengenai pengaruh penggantian
refrigeran hidrokarbon terhadap refrigeran halokarbon pendinginan. Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah
1. Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah: a.
Mesin pendingin pembeku Mesin pendingin yang digunakan pada penelitian ini adalah Refrigeration
Education System Refrigeration Test Bench model RNP-300 E yang dibuat oleh Tokyo Meter, Jepang. Alat ini telah dilengkapi dengan komponen mesin
pendingin kondenser, evaporator, kompresor, katub ekspansi, panel pengukuran, serta thermostat. Kondenser yang digunakan bertipe shell and coil serta
berpendingin air. Evaporator bertipe coil dan menggunakan brine CaCl
2
sebagai refrigeran sekundernya. Katup ekspansi yang digunakan bertipe thermostatik.
Kompresor yang digunakan merupakan kompresor resiprok tipe terbuka. Juga terdapat motor untuk memompa brine agar tersirkulasi di evaporator. Thermostat
diset pada suhu -20 C. Panel ukur mengukur suhu pada tiap titik pengukuran
menggunakan thermokopel jenis Pt. Gambaran skematis dari alat uji serta titik pengukuran suhu disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema alat uji dan titik pemgukuran Tabel 3. Titik pengukuran
Simbol Titik pengukuran
T1 Refrigeran masuk
kompresor T2
Refrigeran keluar kompresor T3
Refrigeran keluar kondensor T4 Refrigeran
keluar evaporator
T5 Brine masuk evaporator
T6 Brine keluar evaporator
T7 Air masuk kondensor
T8 Air keluar kondensor
ii. Hybird recorder. Hybrid recorder digunakan untuk membaca nilai yang diukur oleh thermokopel. Digunakan hybrid recorder karena panel pengukur pada
alat uji kurang akurat. iii. Obeng. Digunakan untuk membongkar pasang thermokopel ke hybrid
recorder
Evaporator Kompresor
Kondensor Katup
ekspansi
Pompa brine Brine masuk
Air Keluar Air masuk
Brine keluar
T7 T8
T3 T2
T1 T4
T6 T5
2. Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah: i. Refrigeran. Refrigeran yang digunakan pada penelitian ini adalah refrigeran
golongan halogen R-12, R-22 ii. N-brine, merupakan media pendingin sekunder pada alat penelitian.
iii. Air, sebagai media pemindah panas pada kondensor
C. Prosedur Penelitian
Penelitian diawali dengan mempelajari sistem yang akan diteliti. Lalu dilakukan kalibrasi alat ukur pada peralatan uji. Setelah kalibrasi dilakukan,
penelitian dilakukan dengan mengambil data dari tiap titik pengukuran. Hasil pengukuran diolah menggunakan prinsip pendinginan. Seluruh kegiatan penelitian
dilakukan di Laboratorium Terpadu Departemen Teknik Pertanian di Leuwikopo. Penelitian dilakukan pada semua komponen mesin pendingin. Dilakukan
pengukuran suhu refrigeran pada titik tertentu, air keluar masuk, laju aliran refrigeran dan laju aliran air. Laju aliran air pada kondensor diubah-ubah dengan
cara mengatur pembukaan katup pemasukan air. Lalu suhu tiap titik diamati dan dilakukan analisis terhadap hasil yang diperoleh. Percobaan dilakukan dengan
refrigeran R-12 dan R-22. Parameter yang dibandingkan di evaporator adalah suhu evaporasi, suhu brine di dalam evaporator, dan efek pendinginan yang tejadi.
Di kondensor parameter yang dibandingkan adalah suhu kondensasi, beda suhu logaritmik, koefisien pindah panas keseluruhan, panas buang kondenser dan kalor
serap air. Suhu refrigeran keluar kompresor dan kerja kompresor merupakan parameter pembanding di kompresor. Dari data yang diukur dapat dibandingkan
pula diagram entalpi tekanan setiap refrigeran dan laju aliran air pendingin pada suatu titik pengukuran.
Diagram alir penelitian adalah sebagai berikut
Gambar 4. Diagram alir penelitian Entalpi, entropi, volume
spesifik tiap titik ukur
Analisa pendinginan
Panas kondensor, efek pendinginan, kerja
kompresi, COP Pembacaan diagram Mollier
dan tabel keadaan gas Pengukuran suhu, tekanan,
laju aliran
Data pengukuran: suhu kondensasi T
kond
, suhu evaporasi T
evap
, suhu keluar kompresor T
discharge
, laju aliran Mulai
Pengaturan laju aliran medium pendingin
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Profil Perubahan Suhu dan Efek Pendinginan
Analisa proses pendinginan dimulai dari mengamati profil suhu proses yang terjadi. Gambar 5 menampilkan profil suhu yang terjadi di evaporator.
Thermostat evaporator diset untuk suhu -20 C, sehingga suhu ini adalah suhu
paling rendah yang mungkin dicapai. Suhu ini dapat dicapai oleh R-12 dengan laju aliran air pendingin 800 ljam dan 900 ljam. R-12 dengan laju aliran air
pendingin 700 ljam mempunyai parameter pengukuran yang hampir sama dengan R-12 800 ljam suhu kondensasi, efek pendinginan namun persamaan parameter
ini tidak menghasilkan suhu evaporasi yang sama. Perbedaan ini mungkin dikarenakan terjadinya overheat pada kompresor karena rendahnya tekanan yang
terjadi dan belum dilakukannya penyesuaian setting kompresor. Proses penurunan suhu di evaporator dipengaruhi oleh suhu kondensasi yang terjadi. Pada R-22, hal
ini ditunjukkan oleh rendahnya suhu yang dapat dicapai pada aliran 800 ljam sesuai dengan rendahnya suhu kondensasi yang terjadi Gambar 11.
Gambar 5. Profil suhu evaporasi setiap aliran air pendingin dan refrigeran Sistem bak pendingin yang digunakan pada percobaan ini adalah
menggunakan evaporator chilling liquid dengan refrigeran sekunder brine etilen glikol. Efek pendinginan di bak pendingin terjadi karena refrigeran mengambil
panas dari brine dan brine mengambil panas dari air yang akan dibekukan. Sistem ini ditunjukkan oleh Gambar 6.
Profil Suhu Evaporasi
-30 -20
-10 10
20 30
40
20 40
60 80
100 120
140 160
180 200
Menit C
R-12; 700 ljam R-12; 800 ljam
R-12; 900 ljam R-22; 700 ljam
R-22; 800 ljam R-22; 900 ljam
Kategori