38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4. 1. Hasil Penelitian
a. Nilai tekanan masuk dan keluar kompresor
Data hasil penelitian untuk nilai tekanan masuk kompresor dan tekanan keluar kompresor disajikan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Tekanan masuk kompresor P
1
dan tekanan keluar kompresor P
2
No Waktu
Tekanan Psi menit
P
1
P
2
1 5
2 178
2 25
3 190
3 45
3 188
4 65
3 185
5 85
3,5 195
6 105
3,5 195
7 125
3,5 185
8 145
3,5 190
9 215
3 180
10 305
3 185
11 395
3 180
12 485
3 180
b. Nilai suhu masuk dan keluar kompresor
Data penelitian untuk nilai suhu masuk kompresor dan suhu keluar kompresor disajikan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Suhu masuk kompresor T
1
dan suhu keluar kompresor T
2
No Waktu
menit T
1
ºC T
2
ºC
1 5
-15,5 65,5
2 25
-15,8 66,9
3 45
-16,3 68,2
4 65
-16,2 68,3
5 85
-15 68,7
6 105
-12,7 67,9
7 125
-13,7 66,9
8 145
-13,5 66,9
9 215
-14,8 65,4
10 305
-13,8 66,2
11 395
-14,6 65,8
12 485
-14,3 65,7
c. Nilai suhu masuk kondensor dan keluar kondensor
Data penelitian untuk nilai suhu masuk kondensor dan suhu keluar kondensor disajikan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Suhu masuk kondensor dan suhu keluar kondensor
No Waktu
menit T2
ºC T3
ºC
1 5
65,5 43,7
2 25
66,9 46,7
3 45
68,2 46,3
4 65
68,3 45,9
Tabel 4.3 Lanjutan
d. Nilai suhu masuk evaporator dan suhu evaporator
Data hasil penelitian untuk nilai suhu masuk kondensor dan suhu keluar kondensor disajikan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Suhu masuk evaporator dan suhu evaporator
No Waktu
menit T4
ºC T evaporator
ºC
1 5
-19,6 -21,2
2 25
-18,1 -20,9
3 45
-18,5 -21,6
4 65
-18,4 -21,4
5 85
-17,5 -20,3
6 105
-17,4 -20
7 125
-17,9 -20,5
9 215
-18,8 -21,5
10 305
-18,2 -20,8
No Waktu
menit T2
ºC T3
ºC
5 85
68,7 47,7
6 105
67,9 47,3
7 125
66,9 46
8 145
66,9 46,9
9 215
65,4 44,4
10 305
66,2 45,8
11 395
65,8 43,6
12 485
65,7 43,9
Tabel 4.4 Lanjutan
No Waktu
menit T4
ºC T evaporator
ºC
11 395
-18,9 -21,4
12 485
-18,8 -21,2
e. Nilai entalpi
Hasil penelitian untuk nilai entalpi disajikan pada Tabel 4.5. proses penurunan tekanan pada pipa kapiler diasumsikan berlangsung pada entalpi yang
konstan, sehingga nilai h3=h4. Nilai entalpi diperoleh dari diagram P-h. Tabel 4.5 Nilai entalpi
No Waktu
menit h1
h2 h3
h4 kjkg
1 5
401 440
266 266
2 25
400 442
264 264
3 45
392 443
264 264
4 65
391 444
265 265
5 85
390 443
266 266
6 105
391 443
266 266
7 125
391 443
266 266
8 145
391 444
265 265
9 215
390 442
265 265
10 305
390 442
264 264
11 395
390 442
264 264
12 485
390 442
264 264
4. 2. Perhitungan
a. Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa.
Perhitungan energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.7 yaitu : Q
in
= h
1
– h
4
, kJkg. Hasil perhitungan Q
in
disajikan pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa
No Waktu
Q
in
kJkg menit
1 5
135 2
25 136
3 45
128 4
65 126
5 85
124 6
105 125
7 125
125 8
145 126
9 215
125 10
305 126
11 395
126 12
485 126
b. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran
Perhitungan kerja kompresor dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.5 yaitu : W
in
= h
2
– h
1
, kJkg. Hasil perhitungan kerja kompresor disajikan pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran
No Waktu
W
in
menit kJkg
1 5
39 2
25 42
3 45
51 4
65 53
5 85
53 6
105 52
7 125
52 8
145 53
9 215
52 10
305 52
11 395
52 12
485 52
c. Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran
Perhitungan energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.6 yaitu : Q
out
= h
2
– h
3
, kJkg. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8 Energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran
No Waktu
Q
out
kJkg menit
1 5
174 2
25 178
3 45
179 4
65 179
5 85
177
Tabel 4.8 Lanjutan
No Waktu
menit Q
out
kJkg
6 105
177 7
125 177
8 145
179 9
215 177
10 305
178 11
395 178
12 485
178
d. Koefisien prestasi COP
Perhitungan koefisien prestasi COP dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.9 yaitu : COP
= Q
in
W
in
. Hasil perhitungan COP disajikan pada Tabel 4.9.
Tabel 4.9 COP
No Waktu
COP menit
1 5
3,46 2
25 3,24
3 45
2,51 4
65 2,38
5 85
2,34 6
105 2,40
7 125
2,40 8
145 2,38
9 215
2,40 10
305 2,42
Tabel 4.9 Lanjutan
No Waktu
menit COP
11 395
2,42 12
485 2,42
4. 3. Pembahasan
Untuk mengambil data pada mesin pendingin ini dilakukan penelitian selama 485 menit. Pencatatan data meliputi tekanan kompresor, suhu keluar
evaporator, suhu keluar kompresor, suhu keluar kondensor, suhu masuk evaporator, suhu kondensor dan suhu evaporator.
Grafik hasil pengujian untuk energi kalor yang diserap evaporator dari waktu ke waktu dapat dilihat pada Gambar 4.1. Dari Gambar 4.1 dapat dilihat
bahwa pada menit – menit awal, energi kalor yang diserap evaporator tidak tetap.
Namun pada menit ke 145, kalor yang diserap evaporator cenderung tetap sampai menit ke 485 dengan nilai 126 kJkg. Jika nilai Q
in
dinyatakan terhadap waktu t dapat dinyatakan dengan persamaan pendekatan Qin = -1x10
-11
t
5
+ 2x10
-8
t
4
- 1x10
-5
t
3
+ 0,002t
2
– 0,313t + 137,5. Persamaan ini berlaku untuk t = 5 menit sampai t = 485 menit.
Gambar 4.1 Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dari t= 5 menit sampai t= 485 menit
Grafik hasil penelitian untuk kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dilihat pada Gambar 4.2. Pada Gambar 4.2 terlihat bahwa kerja kompresor
dari menit ke 5 mengalami kenaikan sampai pada waktu tertentu dan selanjutnya nilai kerja kerja kompresor akan tetap pada harga tertentu. Pada penelitian ini
kerja kompresor persatuan massa refrigeran mengalami kenaikan dan penurunan nilai dan mulai tetap pada waktu t = 105 menit, dengan harga W
in
sebesar 52 kJkg. Jika nilai W
in
dinyatakan terhadap waktu t dapat dinyatakan dengan persamaan pendekatan W
in
= 2x10
-11
t
5
- 3x10
-8
t
4
+ 2x10
-5
t
3
– 0,003t
2
+ 0,425t + 36,07. Persamaan ini berlaku untuk t = 5 menit sampai t = 485 menit.
Qin = -1x10
-11
t
5
+ 2x10
-8
t
4
- 1x10
-5
t
3
+ 0,002t
2
- 0,313t + 137,5 R² = 0,905
122 124
126 128
130 132
134 136
138
100 200
300 400
500 600
Q in
k J
k g
waktu t menit
Gambar 4.2 Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dari t= 5 menit sampai t= 485 menit
Grafik hasil penelitian untuk energi kalor yang dilepas kondensor dari waktu ke waktu persatuan massa refrigeran dapat dilihat pada Gambar 4.3. Dari
Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa energi kalor yang dilepas kondensor dari t = 5 menit mengalami kenaikan sampai pada waktu tertentu kemudian energi kalor
yang dilepas kondensor terlihat tetap pada menit ke 85. Pada penelitian ini nilai energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran pada saat mulai
tetap di menit ke 85 dengan harga Qout sebesar 177 kJkg. Jika nilai Q
out
dinyatakan terhadap waktu t dapat dinyatakan dengan persamaan pendekatan Q
out
= 7x10
-12
t
5
- 1x10
-8
t
4
+ 5x10
-6
t
3
– 0,001t
2
+ 0,112t + 173,6. Persamaan ini berlaku untuk t = 5 menit sampai t = 485 menit.
Win = 2x10
-11
t
5
- 3x10
-8
t
4
+ 2x10
-5
t
3
- 0,003t
2
+ 0,425t + 36,07 R² = 0,948
40 42
44 46
48 50
52 54
56 58
60
100 200
300 400
500 600
Win k
J k
g
Waktu t menit
Gambar 4.3 Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dari t= 5 menit sampai t= 485 menit
Dari semua pengujian yang telah dilakukan, didapatkan COP atau koefisien prestasi. Koefisien prestasi dari pengujian yang telah dilakukan,
hasilnya disajikan pada Gambar 4.4. Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa nilai COP dari menit ke 5 terlihat menurun sampai pada waktu tertentu kemudian
terlihat tetap pada menit ke 105 dengan nilai COP sebesar 2.40. Jika nilai COP dinyatakan terhadap waktu t dapat dinyatakan dengan persamaan pendekatan COP
= - 5x10
-12
t
5
+ 4x10
-9
t
4
- 2x10
-6
t
3
+ 0,000t
2
– 0,036t + 3,706. Persamaan ini berlaku untuk t = 5 menit sampai t = 485 menit.
Qout = 7x10
-12
t
5
- 1x10
-8
t
4
+ 5x10
-6
t
3
- 0,001t
2
+ 0,112t + 173,6 R² = 0,770
170 172
174 176
178 180
182 184
100 200
300 400
500 600
Q o
ut k
J k
g
Waktu t menit
Gambar 4,4 Hubungan COP dengan waktu
COP = - 5x10
-12
t
5
+ 4x10
-9
t
4
- 2x10
-6
t
3
- 0,036t + 3,706 R² = 0,952
0.00 0.50
1.00 1.50
2.00 2.50
3.00 3.50
4.00
100 200
300 400
500 600
CO P
Waktu t menit
50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN