Studi Variasi Beab Pendinginan pada Evaporator pada Low Stage Sistem Refrigerasi Cascade R22-404A

  A yan Ma dis pen ref dih me eva beb var hea pen pem 0,7 has san per ole dik

  sian beban p n terdahulu dal endinginan be

  = laju mas ki kompresor. = laju massa r ensor. = laju massa r p ekspansi.

  an : = laju mass ki kompresor.

  m Refrigerasi C Gambar 1. S

  II. URA

  entrik berupa ε

  ction ratio, CO

  0, 100, 200, 30 n ini digunakan ariasi daya tan 5.61, 112.16, dengan varias an hasil pen lisis laju massa

  an Pen age Sis e R22-4 an Ary Bachti dustri, Institut m, Surabaya 6 ach@me.its.a

  ndingin stem R 404a iar Krishna Pu t Teknologi S

  Keteranga Posisi 1 memasuk Posisi 2 memasuk Posisi 3 = dari kond Posisi 4 = dari katup Posisi 5 memasuk Posisi 6 =

  A. Sistem

  tipe konse

  heat rejec

  e g ai m pemvarias penelitian beban pe sebesar 60 penelitian dengan va 62.46, 8 Sehingga diharapka menganal

  n e.

  2. or

  = laju mass ki kompresor. = laju massa ref

  60111 Indones ac.id

  h

  frigerant high nan pa Refrige utra Sepuluh Nope sia

  xchanger

  35, 44.7, 3.72watt. n banyak dalam dinginan,

  n. Pada gunakan asi daya kan pada a heater

  gerasi cascade t low stage nt low stage w stage setelah w stage setelah high stage stage setelah ada erasi ember (ITS)

  ITIAN

  0.5, dan 203 n yang semakin lebih akurat kapasitas pend k kerja heat ex NTU.

  yang diberikan n pengujian di dengan varia att[4]. Sedangk inginan berupa an, 19.95, 30.3

  sa refrigerant

  pendinginan y lam melakukan erupa lampu

  refrigerant low refrigerant low

  sa refrigerant ssa refrigeran

  Cascade kema sistem refrig

  serta AIAN PENEL

  effectiveness

  ε

  140.31, 170 si pembebanan nelitian ini a refrigerant, k OP, dan unjuk

  00, dan 400wa n beban pend npa pembebana

  m n g at

  g g n

  K exc

  ngunaan daya, tuk memutar fa Sedangkan pa gunakan adala nukar kalor ini hingga ketik rlangsung seca ri kondensor aka dari itu nsentrik ini d analisis mengg

  njadi satu oleh n terdahulu ah heat exch alor secara ko ondensor low s ukar kalor jen sebab masih m fan[2]. ada penelitian ah heat excha i terdiri atas du ka terjadi p ara sendirinya

  high stage dan gerant kedua st

  I. PENDAH frigerasi ca n temperatur ng besar. Tersu

  S ini banyak dib mperatur rend igunakanlah si a stage yaitu h m refrigerasi di high stage d ngan heat exch kalor dari ko stage. Dalam m an sebanyak se lai dari tanpa p 203,72watt. S didapatkan h ,72watt berupa tur evaporator ukkan desain h kan dalam p istem refrigera pindahan kalo nilai ε effectiveness R-22, R-404A, va onsentrik.

  S Ev Jurusan

  Selain itu untu

  fectiveness [3].

  age. Alat penu

  dengan pengg dapat dilakuka gunakan metod uk mengukur ti

  ISTEM re menghasilkan ndinginan yan as dua bagian u massa refrig gabungkan me da penelitian gunakan adala emindahkan ka ara fan dari ko

  Kata Kunci—R changer tipe ko

  Abstrak—Saat ng memiliki te aka dari itu di susun atas dua ngujian sistem frigerant R-22 hubungkan den emindahkan k aporator high s ban pendingina riasi beban mul ater sebesar nelitian ini mbebanan 203, 78313, temperat sil ini menunju ngat menentuk rforma dari si eh tingkat perp ketahui melalui

  eff S

  pen unt dig pen Seh ber dar Ma kon dia ε

  sta

  pen ata laju dig Pad dig me ud

  low stage me

  Studi V vapora n Teknik Mes butuhkan sistem dah dan kapasi stem refrigeras igh stage dan cascade ini dan R-404A di hanger tipe ko ondensor low melakukan peng epuluh variasi pemberian beba Sehingga setel hasil yang o a COP _cascade 1,0 r minimum -26 heat exchanger perpindahan p asi cascade san or pada heat e dan NTU. ariasi beban pe

  ge s.

  ua tube seperti proses perpin a tanpa hembu enuju evaporat gunaan heat e an penghemat de NTU dan ingkat unjuk k

  k as ri h

  si Beba ow Sta ascade irul Ichsan da Teknologi Ind ahman Hakim e-mail: aryba n r. g at n g k u n n n n a _ss ri k a n g at

  tan daya yang pencarian nila erja dari sistem

  exchanger tip

  nakan untuk dan kapasita eri yang terdir ]. Dimana arah an. Kedua stag penukar panas r panas yang kompek yang hasil hembusan evaporator high effisien dalam daya tambahan kar kalor yang onsentrik. Ala pada gambar 2 ndahkan kalo usan udara fan tor high stage

  Moch. Muni sin, Fakultas T Jl. Arief Ra m pendingingan itas yang besar si cascade yan low stage. Ala menggunakan low stage yan onsentrik untuk stage menuju gujian diberikan heater. Dengan an sampai beban lah melakukan optimum pad 06213, ε effectivene ,9 °C. Dan dar tipe konsentrik panas, sehingg ngat ditentukan exchanger yan endinginan, hea

  Varias ator Lo Ca

  anger tipe ko

  HULUAN

  nis ini tidak membutuhkan ini alat penuk

  stage menuju e

  onveksi dari h

  hanger tipe

  h sebuah alat alat penukar

  tage berlawana

  yang rendah usun secara se n low stage[1]

  ascade digun

  sebelum setelah h keluar h keluar sebelum W

  HS

  total

  m  m 

  ur dari konden e. mendefinisika nsentrik terleb han panas nkan terjadi.

  nt. Sedangkan

  gambar 2 terlih k. Dimana te

  ess-NTU[3].

  = W n kinerja (COP) menganalisis s yang suda

  W

• W

  LS

  Untuk tipe kon perpindah dimungki Jika Cc < Jika Cc > Dimana C Keteranga

  t exchanger tipe ko peratur pada counte ant high stage ant high stage

  high stage

  temperatu

  refrigeran

  Pada g konsentrik

  effectiven

  . Penampang heat

  osentris\ er flow e setelah kelua e setelah kelua cade kondenso

  a dari heat ex harus diketah (Q maks)

  hui laju yang )

  xchanger

  a kedua distribusi vaporator

  nger tipe

  metode

  ger tipe

  Gambar 2 Gambar

  ) didapat : unjuk kerja ah ada maka hat penampang erjadi counter n pada gamba nsor low stag an unjuk kerja bih dahulu h maksimum maks = Cc (Th, maks = Ch (Th,

  ge menuju ev

  ar 3 terlihat d

  r flow antara

  a digunakan g heat exchan

  Heat exchang

  (6) (7)

  (4) (5)

  Koefisien Dalam konsentris

3. Distribusi temp resor.

  atio, daya ko

  , , , , it (NTU) meru

  Sistem refri mperatur yang sar berdampak gunakan. Karen a buah komp gian low stag hasilkan menja ar daya komp aporasi yang sar.

  Persamaan S

  Dalam menca lor, nilai hea gunakan, dan rikut[1]. vaporator berfu an dapat dicari aju perpindaha

  eat Rejection R

  (Cr (Cr = 1)

  untuk tuk (Cr = 1) untuk tipe kon untuk tipe kon n

  veness untuk t veness untuk t

  um didefinisika

  atau

  w stage berint gh stage[1]. Se

  , , , ,

  ungkinkan. Eff dan berada dal

  Ch, maka C m Ch, maka C m s ( ε) adalah pe t exchanger de

  Cph

  m 

  Cpc Atau

  m 

  , h untuk nilai ya

  da sistem refig didapat denga

  enerima panas eh kondensor l eh sistem high ndensor high aporator high enggunakan ala at penukar kalo nya berinterak rcampuran flui

  emasuki kompr sisi 7 = laju m ri kondensor. sisi 8 = laju m ri katup ekspan Dalam penyus

  low stage. Kem h stage dilepas stage. Inter h stage da

  (22)

  ) ) an aliran ) an aliran

  9) 0) ri : ntara laju pindahan erupakan ε < 1. an tanpa k dengan k dengan

  D

  low hig

  me ole ole kon eva me ala han per tem bes dig du bag dih aga eva bes

  B.

  D kal dig ber Ev Da Laj

  He

  (20) nsentrik denga r < 1) (21)

  Pad tal

  tipe konsentrik k (Cr < 1) (18) (19) nsentrik denga

   (17)

  (16) tipe konsentrik

  lam batas 0 < ε (13) (14) (15) upakan bilanga an sebagai :

  ffectivness me

  erbandingan an engan laju perp

  min = Cc min = Ch

  , (10 ang terkecil dar (11) (12)

  ,i - Tc,i) (8 ,i – Tc,i) (9

  massa refrigera massa refrigera nsi. sunan sistem r teraksi secara ehingga evapo dari hasil pel

  at penukar kalo or ini dapat di ksi secara perp ida kerja. igerasi casca g rendah dan k pada tingg na sistem refri presor untuk m

  unakan form menyerap panas lasi sebagai be m sistem diny

  n g di n g g n da g si ur g as g ai n. ai o

   

  gerasi cascade, an formulasi [1

  efrigerasi casc langsung den orator pada hig lepasan kalor y mudian kalor s menuju lingk raksi secara l an kondensor or. Sehingga d ihasilkan sebu pindahan kalo

  ade untuk

  kapasitas pen ginya daya ko igerasi cascade meningkatkan

  stage. Sehing

  ntuk itu diper igunakan rend kapasitas pen

  rasi Cascade

  ge

  Number o

  (2) yatakan sebaga 3) a kompresor to ar ar or or ya n ma ui da

  (1) s dari ruangan erikut.

  tekanan pad gga COP yang rlukan optimas dah, temperatu ndinginan yang nilai kapasita ompresor yang mulasi sebaga

  e menggunakan

  yang dilakukan yang di terim kungan melalu langsung pad r low stag dari penggunaan ah sistem yang or tanpa terjad menghasilkan ndinginan yang ompresor yang

  gh stage hany

  gan evaporato

  kondensasi,

  (3 besarnya kerja ] .

  Sedangka perpindah maksimum bilangan t

  dimensi d

  ln

  ge dan high

  hanger NTU u ow : hanger NTU u low :

  unt

  hanger effentiv ralel flow : hanger effentiv unter flow :

  dan secara umu

  of transfer uni

  an effectiveness han panas heat m yang dimu tanpa dimensi

   Jika Cc < C  Jika Cc > C

  Cmin diperoleh an :

  Ch, maka Q m Ch, maka Q m

  adi rendah. Un presor yang di rendah, serta

  Heat exch

  Sistem Refriger

  ari nilai kalor

  at rejection ra

  n COP digu ungsi untuk m dengan formul an panas dalam

  Rasio ( HRR).

  Heat exch paralel flo Heat exch counter fl m m

  me Po dar Po dar

  Heat exch

  aliran par

  aliran cou

  C. Penelitian Terdahulu Pcas dan Beban Pendinginan

  1.25 Dalam penelitian terdahulu[2] yang menguji tentang studi eksperimen pengaruh variasi beban pendinginan terhadap 1.2 unjuk kerja dari sistem refrigerasi cascade R22-404A.

  1.15 Dalam melakukan penelitian tersebut digunakan heat

  esor (KW)

  exchanger tipe kompek. Dimana dalam melakukan

  1.1 perpindahan kalor menggunakan fan yang dihembuskan dari 1.05 kondensor low stage menuju evaporator high stage. Dan

  1 variasi beban yang digunakan tanpa heater, 120, 270, dan

  TANPA HEATER 410watt.

     1 HEATER 2 HEATER 3 Daya Kompr

  HEATER

  Dari gambar 4 didapatkan hasil pengujian berupa daya

  Beban Pendinginan (watt)

  kompresor low stage yang semakin meningkat berbanding lurus dengan peningkatan beban pendinginan yang

  Gambar 4. Grafik daya kompresor dan beban

  dipengaruhi oleh semakin banyaknya massa refrigerant yang mengalir ke dalam kompresor low stage. Hal ini

  COPcas dan Beban Pendinginan

  dikarenakan low stage menggunakan katup TXV sehingga menyebabkan densitas dari refrigeran yang masuk kedalam 1.2 kompresor juga akan semakin besar.

  Dari gambar 5 didapatkan coefficient of performance

  1.15 (COP) mengalami peningkatan yang berbanding lurus

  1.1

  as

  dengan peningkatan pembebanan, hal ini dikarenakan

  1.05 kapasitas pendinginan mengalami peningkatan selama dilakukan penambahan beban pendinginan.

  COPc

  1 Sedangkan pada penelitian terdahulu[4] yang menguji

  0.95 tentang studi eksperimental sistem pendingin dengan refrigerant 134a serta variasi beban pendingin melalui

  0.9 penempatan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan 400 watt di

  TANPA HEATER HEATER HEATER    1  2  3

  dalam ruang pendingin.

  HEATER Beban Pendinginan (watt) Dari gambar 6 didapatkan hasil berupa COP yang

  semakin meningkat berbanding lurus dengan penambahan

  Gambar 5. Grafik COP dan beban

  beban pendinginan. Namun pada pembebanan di atas 300 watt COP mengalami penurunan. Hal ini dikarenakan terjadi keadaan tidak seimbang antara pipa kapiler dan kompresor, sehingga terjadi pengosongan ataupun pengumpanan berlebih (overfeed) pada evaporator yang dapat menyebabkan penurunan efisiensi unjuk kerja dari sistem.

  Dalam pengujian sistem refrigerasi cascade ini disusun seperti gambar 7. Kemudian dilakukan pemberian beban pendinginan berupa heater dengan variasi daya 0, 19.95, 30.35, 44.7, 62.46, 85.61, 112.16, 140.31, 170.5,dan 203.72 Watt. Kemudian dilakukan pengamatan pada temperatur,

  Gambar 6. Grafik COP dan beban lampu

  tekanan, arus listrik, tegangan listrik, dan nilai cos phi kompresor pada kondisi steady state. Sehinga dari pengujian ini dihasilkan unjuk kerja dari sistem dan heat exchanger pada kondisi yang optimum.

  DAN PEMBAHASAN

  III. ANALISA Dalam penelitian ini didapatkan hubungan antara laju massa refrigerant low stage dengan beban pendinginan.

  Dari gambar 8 didapatkan laju massa refrigerant pada bagian low stage mengalami peningkatan dikarenakan oleh beban pendinginan yang bertambah di bagian evaporator

  low stage. Sehingga berpengaruh pada peningkatan

  temperatur kabin evaporator low stage. Karena temperatur pada kabin evaporator low stage mengalami peningkatan, maka kalor yang diterima oleh evaporator juga mengalami peningkatan. Sehingga refrigerant di dalam evaporator low

  stage mengalami peningkatan temperatur. Karena di dalam

  evaporator low stage temperaturnya meningkat, maka temperatur refrigerant keluaran dari evaporator low stage

  Gambar 7. Diagram Sistem Refrigerasi Cascade terbaca oleh bola sensor TXV, sehingga berakibat pada

  m ref cond Low Stage dan Beban Heater

  semakin terbuka lebarnya katup TXV. Karena semakin 0.007 terbuka lebarnya katup TXV berbanding lurus dengan peningkatan beban pendinginan, maka laju massa

  0.0062

  refrigerant juga mengalami peningkatan selama beban

  0.0054 pendinginan diperbesar.

  LS (kg/s)

  Dari gambar 9 didapatkan Q evaporator low stage m 0.0046  ref cond 

  ef

  mengalami peningkatan dikarenakan oleh peningkatan LS

  0.0038

  m r

  beban pendinginan, sehingga berpengaruh pada peningkatan temperatur kabin evaporator. Sehingga refrigerant di dalam 0.003 evaporator mengalami peningkatan temperaturnya. Karena

  50 100 150 200 di dalam evaporator temperaturnya meningkat, maka

  Beban Heater (Watt) refrigerant keluaran dari evaporator temperaturnya juga

  mengalami peningkatan. Dan peningkatan temperatur ini

  Gambar 8. Grafik laju massa refrigerant dan beban heater

  menjadikan fase refrigerant keluaran evaporator semakin

  superheat. Maka dari itu nilai entalpi keluaran evaporator semakin besar. Selain itu seperti pada grafik gambar 10.

  Q Evaporator dan Beban Heater

  bahwa pada beban pendinginan yang semakin meningkat

  0.8

  s) maka laju massa refrigerant juga mengalami peningkatan.

  0.74 Sehingga akibat peningkatan pada entalpi keluaran

   (Kj/

  evaporator dan laju massa refrigerant, maka kapasitas

  0.68 Q  evap LS pendinginan juga mengalami peningkatan yang berbanding

  0.62

  orator lurus dengan penambahan beban pendinginan.

  Dari gambar 10 didapatkan HRR low stage mengalami

  0.56 peningkatan dikarenakan oleh beban pendinginan yang

  Q Evap

  0.5 bertambah, maka berpengaruh pada peningkatan kapasitas pendinginan low stage Selain itu temperatur keluaran

  40 80 120 160 200 evaporator juga mengalami peningkatan, akibatnya

  Beban Heater (Watt)

  temperatur yang akan memasuki kompresor juga semakin

  Gambar 9. Grafik Kapasitas pendinginan dan beban heater

  meningkat. Dan refrigerant dengan temperatur yang semakin meningkat ini dikompresi di dalam kompresor. Sehingga temperatur keluaran kompresor pun semakin

  HRR low stage dan Beban Heater

  1.89 meningkat. Karena temperatur keluaran kompresor semakin meningkat, maka temperatur refrigerant yang akan memasuki heat exchanger juga mengalami peningkatan. Dan

  1.84

   stage w

  hal ini akan berpengaruh pada peningkatan nilai entalpi

  o HRR

   LS masukan kondensor. Dimana heat exchanger pada bagian

  1.79 R l

  low stage berfungsi sebagai kondensor. Sehingga nilai kalor HR

  yang dilepaskan oleh kondensor low stage juga mengalami

  1.74 peningkatan. Dimana energi kalor yang dilepas oleh 0 25 50 75100125150175200 kondensor lebih besar dari pada evaporator, sehingga nilai

  HRR di atas angka satu dan terus mengalami peningkatan.

  Beban Heater (Watt)

  Dari gambar 11 didapatkan HRR high stage mengalami peningkatan. Namun peningkatan yang terjadi tidak begitu

  Gambar 10. Grafik HRR low stage dan beban heater

  besar seperti pada gambar 9. Hal ini dikarenakan beban pendinginan yang bertambah, maka berpengaruh pada

  HRR high stage dan beban heater

  peningkatan kapasitas pendinginan low stage dan kalor yang 1.042 dilepas oleh kondensor low stage. Karena kalor yang dilepaskan kondensor low stage mengalami peningkatan,

  1.0415 maka berpengaruh terhadap peningkatan kapasitas pendinginan evaporator high stage sebab berinteraksi secara

   stage

  1.041 langsung di dalam heat exchanger tipe konsentrik. Karena HRR

   …

  igh

  kapasitas pendinginan evaporator high stage mengalami 1.0405

  R h

  peningkatan, maka temperatur keluaran evaporator high

  1.04 HR

  stage juga mengalami peningkatan. Sehingga temperatur yang akan memasuki kompresor juga semakin meningkat.

  1.0395 Dan refrigerant dengan temperatur yang semakin meningkat 50 100 150 200 ini dikompresi di dalam kompresor. Sehingga temperatur keluaran kompresor pun semakin meningkat. Karena

  beban heater (watt)

  temperatur keluaran kompresor semakin meningkat, maka temperatur refrigerant yang akan memasuki kondensor high

  Gambar 11. Grafik HRR high stage dan beban heater stage juga mengalami peningkatan. Dan hal ini akan

  berpengaruh pada peningkatan nilai entalpi masukan

  W com HS dan W Beban Heater r oleh kond densor high s stage juga me engalami penin ngkatan.

  0.065 Karena Q Q kondensor h high stage leb bih besar dari pada Q

  0.06 evaporato or low stage. S ehingga HRR high stage me engalami

  /s)

  0.055 peningkat tan.

   (KJ

  0.05 Dari g gambar 12 t terlihat terjad di peningkata an daya W

   HS

   com  kompreso or high stag ge ini dikar renakan oleh beban 0.045 teori

   HS pendingin nan yang ber rtambah, mak ka berpengaru uh pada

  0.04

   comp

  peningkat tan Q evapor rator low stag ge, Q konden nsor low

  W

  0.035

  stage, Q evaporator hig gh stage, dan laju massa ref frigerant

  0.03

  high sta age. Karena Q evaporato or meningkat t maka

  temperatu ur masukan d an keluaran k kompresor hig gh stage 50 100 150 200 juga me engalami pen ningkatan. D Dan berakiba at pada

  Beban ter  Heat  (Watt)

  peningkat tan entalpi kel luaran dan ma sukan kompre sor high

  stage. Se elain itu den nsitas refriger rant high stag ge juga Gambar 12. Gr afik daya kompres sor high stage dan beban heater

  mengalam mi peningkatan n. Karena mass sa jenis refrige rant dan perubahan n entalpi ko ompresor hig gh stage me engalami

  W Wc om LS dan Beban Heater r

  peningkat tan, maka d daya kompres or high stag ge juga mengalam mi peningkatan n.

  0.66 Dari g gambar 13 t terlihat terjad di peningkata an daya

  J/s)

  kompreso or low stage. Namun pada kompresor lo ow stage

  0.57 W  com 

   (K

  besarnya daya dan peni ingkatan daya kompresor leb bih besar teori  

  0.48 dari pada high stage. Se ebab pada kom mpresor low sta age lebih

  LS berinterak ksi dekat den ngan beban p pendinginan. S Sehingga

   comp

  0.39 W perubahan n daya kompre esor low stage l lebih besar.

  Dari g gambar 14 did dapatkan COP P cascade me engalami

  0.3 penurunan n. Hal ini d dikarenakan p peningkatan k kapasitas 50 100 150 200 pendingin nan lebih kec il dari pada perubahan da aya total kedua kom mpresor, yang disebabkan ol leh perubahan densitas

  Beban ter  Heat  (Watt) refrigeran nt dan perbed daan entalpi di kedua ko ompresor

  mengalam mi peningkatan n. Peningkatan n perbedaan en ntalpi ini

  Gambar 13. Gr rafik daya kompre sor low stage dan beban heater

  disebabka an oleh pen ningkatan ka apasitas pend dinginan evaporato or low stage.

  Dari ga ambar 15 terlih hat terjadi penu urunan ε effective eness pada

  COP dan n Beban heate r

  peningkat tan pembeban nan. Hal in ni dikarenaka an pada

  1.2 pencarian n ε menggunak kan perbanding gan antara kal lor salah satu stage e saat melewati i heat exchang ger dan kalor m maksimal

  e

  yang dih hasilkan. Seh hingga pada beban pend dinginan

  1.14 COP bertambah h, maka berpen ngaruh pada p peningkatan tem mperatur masukan heat exchang ger. Sehingga perbedaan tem mperatur

   Cascad hot antara a masukan dan n keluaran he at exchanger semakin

  1.08 Cop besar. Se ehingga kalor panas atau Q Q hot semakin n besar.

  Sedangka an pada Q maksimal y yang dihasilka an dari

  1.02 perubahan n temperatur hot masukan dan temperat tur cold masukan. Karena perp indahan kalor r dari Qhot k e Qcold

  50 100 150

  20

  00 semakin b besar, maka t temperatur col ld masukan ju uga akan

  Beban ater  Hea  (watt)

  semakin m meningkat. Seh hingga tempera atur cold kelua aran juga semakin b besar. Namun perbedaan tem mperatur hot m masukan

  Gambar

14. Grafik COP c ascade dan beban heater

  dan tempe eratur hot kelu uaran lebih kec cil dari pada pe erbedaan temperatu ur hot masukan n dan temperatu ur cold masuka an. Serta

  an Heater ε dan Beba akibat pen nambahan pem mbebanan maka a tekanan masu ukan hot

  0.82 dan mas sukan cold h heat exchang ger juga me engalami peningkat tan. Sehingga nilai Cph dan n Cpc juga me engalami

  0.81 peningkat tan. Namun pe erubahan Cpc d dan Cph yang ditandai

  0.8 ε dengan pe erubahan nilai Cc dan Ch. D Dimana Ch leb bih kecil dari pada a Cc, sehingg ga Cmin sama a dengan Ch. Namun

  0.79 perubahan n Cc dan Ch h relatif keci il antara 0.00 02-0.003 sehingga tidak begitu berpengaruh t terhadap perub bahan Q

  0.78 hot dan Q Q maks. Maka dari itu ε men galami penuru unan saat 0.77 dilakukan n penambahan p pembebanan.

  50

  10 00 150 200

  2 Beban  Hea ater  (watt)

  ε dan NTU

  0.83

  0.81 CR

  ε

  0.79

  0.77

  2

  2.25

  2.5

  2.75

  3 NTU _{effectiveness}

  Gambar 16. kurva NTU dan ε

  Dari gambar 16 terlihat terjadi peningkatan CR pada

  trendline ke dalam polynomial. Hal ini menunjukan terjadi peningkatan nilai ε pada NTU yang mengalami peningkatan.

  Namun pada eksperimen ε mengalami penurunan seperti yang terlihat pada gambar 13. Hal ini menunjukan dengan penambahan pembebanan maka NTU juga mengalami penurunan atau dapat dikatakan besarnya kalor yang bisa perpindah di dalam heat exchanger konsentrik mengalami penurunan ketika dilakukan peningkatan beban pendinginan.

IV. KESIMPULAN

  Dari percobaan serta pembahasan yang telah dilaksanakan dapat ditarik kesimpulan bahwa hasil optimum pada pembebanan 203,72watt berupa COP = 1,06213,

  cascade

  ε effectiveness = 0,78313, temperatur evaporator minimum = - 26,9 °C. NTU = 2,01612. Laju massa refrigerant pada bagian low stage mengalami peningkatan karena menggunakan katup ekspansi TXV, sehingga posisi superheat menjadi stabil terhadap saturated line. Kapasitas pendinginan pada kedua stage mengalami peningkatan karena efek refrigerasi yang semakin meningkat pada beban pendinginan yang bertambah. Daya kompresor yang digunakan semakin menigkat karena densitas refrigerant yang memasuki kompresor mengalami peningkatan. COP terjadi penurunan pada beban pendinginan yang meningkat.

  Hal ini dikarenakan semakin menurunnya kapasitas pendinginan untuk beban yang semakin besar. Heat

  Exchanger tipe konsentrik dalam melakukan perpindahan

  panas kurang bisa bekerja secara maksimal terlihat dari nilai ε dan NTU mengalami penurunan ketika dilakukan menambahan pembenanan.

  DAFTAR PUSTAKA

  [1] S. Moran, Fundamentals of Engineering Thermodynamics Fifth Edition, USA: John Wiley & Sons Ltd (2006). [2] V. D. Rahmad, “Studi eksperimen pengaruh variasi beban pendinginan terhadap unjuk kerja dari sistem refrigerasi cascade,”

  Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya (2012). [3] F. P. Incropera, D. P. DeWitt, T. L. Bergman dan A. S. Lavine,

  Fundamentals of Heat and Mass Transfer Sixth edition, USA: John Wiley & Sons Ltd (2005).

  [4] K. Anwar, “Efek beban pendingin terhadap performa sistem mesin pendingin,” Jurnal SMARTek, Vol. 8, No. 3 (2010, Agt.) 203-214.