Metode Penelitian

3.3. Metode Penelitian

Metode penelitian yang dipergunakan adalah metode pendekatan rancangan secara umum, yaitu pendekatan analisis fungsional dan pendekatan analisis struktural. Analisis fungsional yaitu analisis yang menyangkut segi fungsi dan kegunaan dari setiap elemen penyusun mesin tersebut terhadap komoditi yang akan diproses. Analisis struktural yaitu analisis yang menyangkut bahan dasar, kekuatan bahan, dan konstruksi. Diagram alir metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1. Tahapannya adalah sebagai berikut:

3.3.1 Identifikasi Permasalahan

Khusus untuk Mesin Mesin Pendingin, akan dirancang dan digunakan mesin 2R yang cocok dan mudah digunakan sesuai kondisi lapangan pada servis mesin Mesin Pendingin. Sebelum melakukan tindakan servis terhadap mesin pendingin biasanya refrigeran di dalam sistem terlebih dahulu harus dikeluarkan. Selama ini (sebelum menggunakan mesin 2R/3R) para teknisi melakukan sevice secara konvensional yaitu mengeluarkan refrigeran dari dalam sistem mesin pendingin dan melepaskan refrigeran tersebut ke atmosfer. Secara ekonomis mesin 2R lebih menguntungkan karena tidak perlu membeli refrigeran baru untuk mengisi mesin pendingin, cukup dengan menggunakan refrigeran hasil recovery dan recycle mesin 2R saja. Disamping itu service dapat dilakukan lebih efektif dan efisien.

Tahap ini merupakan tahap awal dimana komponen prototipe mesin yang dibuat ditentukan berdasarkan kebutuhan proses recovery dan recycle. Parameter yang harus diketahui atau ditetapkan antara lain:

1) Bentuk, ukuran dan massa prototipe mesin 2R

2) Metode pada recovery yang digunakan

3) Waktu dan kecepatan proses

4) Temperatur dan tekanan

Mulai

Identifikasi Permasalahan :

Ukuran, massa, metode, ketersediaan

Analisis Fungsional

Pemilihan alat berdasar hasil perhitungan

Pembuatan Mesin 2R

Uji

Tidak Layak

Fungsional :

Ukuran, massa, laju recovery

Layak

Selesai

Gambar 3. 1. Diagram Alir Penelitian.

3.3.2 Analisis Fungsional

Mekanisme sistem penghisap pada mesin recovery dan recycle ini dirancang untuk me-recovery dan me-recycle refrigeran yang ada di mesin pendingin untuk dipindahkan kedalam tabung penampung. Bagian-bagian yang bekerja antara lain:

a. Kompresor, berfungsi untuk menghisap refrigeran mesin pendingin pada suhu dan tekanan rendah lalu memamfatkan gas tersebut sehingga menjadi gas bertekanan dan bersuhu tinggi. Kemudian mengalirkannya ke kondensor. Mempergunakan tenaga listrik sebagai sumber penggeraknya.

b. Pipa kapiler, berfungsi menurunkan tekanan dari mesin pendingin sebelum memasuki kompresor agar tekanan yang bekerja ke kompresor lebih ringan.

c. Pipa, berfungsing menghubungkan aliran refrigeran antar komponen- komponen mesin recovery dan recycle.

d. Kondensor, berfungsi sebagai pembuang panas refrigeran hingga berubah fase menjadi cair (pengembunan) dengan melepaskan panas refrigeran ke lingkungan atau kepada zat yang mendinginkan kondensor (udara).

e. Katup manual, adalah bagian yang mempengaruhi jalannya aliran refrigeran. Berfungsi sebagai pemutus dan penyambung aliran Refrigeran.

f. Manifold gauge, berfungsi sebagai alat penghubung antara mesin pendingin dan mesin 2R sekaligus sebagai alat pengukur tekanan hisap kompresor.

g. Oil separator, berfungsi untuk memisahkan antara refrigeran dan oli yang sebelumnya telah bercampur pada sistem mesin pendingin.

h. Filter dryer, berfungsi sebagai penyaring kotoran dan gelembung- gelembung udara yang ada pada refrigeran.

i. Tabung penampung, sebagai tempat penampungan sementara refrigeran hasil recovery dan recycle dari mesin pendingin. j. Timbangan digital, untuk mengetahui seberapa banyak refrigeran hasil

recovery dan recycle yang telah ditampung pada tabung penampung.

3.3.3 Menghitung dan menentukan komponen Mesin 2R

Setelah semua analisis fungsional diselesaikan maka tahapan selanjutnya adalah pembuatan model mesin recovery dan recycle R22. Perancangan model mekanisme sistem recovery pada mesin recovery dan recycle ini dirancang agar refrigeran mudah dipindahkan dan memiliki tingkat kemurnian yang baik. Sehingga ada bagian penampungan sementara dari hasil recovery yang terpisah di dalam mekanisme sistem recovery tersebut. Bagian-bagiannya adalah:

1) Penentuan jenis dan spesifikasi dari kompresor. Pada tahap ini, kita menaksir laju recovery, waktu yang diperlukan untuk merecovery dan dapat menentukan jenis dan spesifikasi kondensor.

2) Pemilihan ukuran dan jenis pipa. Pada tahap ini, ditentukan dan dihitung sistem pemipaan pada mesin 2R baik itu, panjang, sambungan, belokan, rugi tekanan dll.

3) Pemilihan dan komponen-komponen pendukung. Komponen-komponen tersebut ialah, banyak dan posisi dari filter dyer, pemisah oli, chek valve, katup keluar dan masuk serta pressure gauge.

4) Pembuatan Standar Operasional Prosedur Mesin 2R Bagi Perusahaan service mesin pendingin akan diberikan SOP sehingga dapat menggunakan mesin 2R/3R dengan baik dan benar sekaligus menginformasikan pentingnya ozon bagi kehidupan.

Jika waktu yang diinginkan untuk me-recovery refrigeran dari mesin pendingin ke tabung penampung selama 10 menit dengan massa awal 500 gram (Mesin AC 1 HP Standar), maka laju aliran massa refrigeran rata-rata dapat dihitung sebagai berikut : t

= 10 menit = 600 s m

= 500 gram = 0,5 kg

= ⁄ 0,05 kg/min

-5 = 83,4 x 10 kg/s Jadi daya yang dibutuhkan dapat dihitung dengan diketahuinya laju aliran massa

yang dinginkan. Dengan nilai laju aliran massa yang mencapai 0,834 gr/s maka dapat dipastikan model ini dapat berjalan sesuai dengan fungsinya.

3.3.4 Uji Fungsional

Metode pengujian yang dipergunakan adalah metode uji fungsional dari masing-masing elemen mesin yang telah digabungkan. Elemen mesin tersebut akan diuji apakah berfungsi dengan baik atau tidak. Apabila tidak berfungsi secara baik maka akan dilakukan analisis rancangan kembali.

3.3.4.1. Pengujian Perbandingan Terhadap 4 Varian Mesin 2R

Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan jenis atau varian mesin 2R yang tepat dan optimal dengan cara menguji dan membandingkan 4 jenis varian mesin 2R. Keempat jenis varian mesin 2R ini berbeda pada komponen dan urutan proses pada tiap-tiap komponen mesin 2R. Berikut perbedaan dan urutan komponen pada keempat varian mesin 2R :

b. Varian 1 (Kompresor dan Kondensor) Pada varian 1 ini hanya terdapat kompresor, kondensor, katup dan sistem pemipaan. Urutan proses pada varian ini adalah refrigeran dari sisi hisap mesin 2R melewati katup memasuki kompresor, lalu dari kompresor menuju kondensor dan dengan tekanan yang didapat dari kompresor digunakan untuk menekan refrigeran untuk masuk ke tabung penampung setelah mesin 2R.

c. Varian 2 (Kompresor, Kondensor dan Katup Expansi Setelah Kondensor) Pada varian 2 ini terdapat kompresor, kondensor, katup, katup expansi dan sistem pemipaan. Urutan proses pada varian ini adalah refrigeran dari sisi hisap mesin 2R melewati katup memasuki kompresor, lalu dari kompresor menuju kondensor. Setelah melewati kondensor, refrigeran diexpansi oleh katup expansi yang akan menurunkan tekanan refrigeran sebelum memasuki tabung penampung. Dengan tekanan yang tersisa yang didapat dari kompresor digunakan untuk menekan refrigeran untuk masuk ke tabung penampung setelah mesin 2R.

d. Varian 3 (Kompresor, Kondensor dan Katup Expansi Setelah Kompresor) Pada varian 3 ini terdapat kompresor, kondensor, katup, katup expansi dan sistem pemipaan. Urutan proses pada varian ini adalah refrigeran dari sisi hisap mesin 2R melewati katup memasuki kompresor, lalu dari kompresor refrigeran d. Varian 3 (Kompresor, Kondensor dan Katup Expansi Setelah Kompresor) Pada varian 3 ini terdapat kompresor, kondensor, katup, katup expansi dan sistem pemipaan. Urutan proses pada varian ini adalah refrigeran dari sisi hisap mesin 2R melewati katup memasuki kompresor, lalu dari kompresor refrigeran

e. Varian 4 (Kompresor, Kondensor, Pemisah Oli dan Filter Dryer) Pada varian 4 ini hampir sama dengan proses pada varian 1. Perbedaan pada kedua varian ini terdapat pada komponen tambahan yaitu Pemisah Oli dan Filter Dryer yang ada pada Varian 4. Sebelum memasuki kompresor, refrigeran pada sisi hisap mesin 2R memasuki Filter Dryer lalu pemisah Oli. Setelah melewati kompresor dan kondensor refrigeran kembali dimasukkan ke Filter Dryer sebelum menuju tabung penampung setelah mesin 2R.

3.3.4.2 Pengujian Kinerja Sistem

Pengujian untuk mengetahui kinerja sistem dilakukan dengan mengukur tekanan, suhu, massa dan waktu pada tiap-tiap tahapan refrigeran sebelum dan sesudah memasuki alat. Sketsa pengujian dan pengambilan data sistem mesin 2R dapat dilihat pada gambar 3.2. Untuk hasil pengambilan data dapat dilihat pada tabel 3.2. Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui seberapa efisien kinerja dari suatu peralatan baik perkomponen maupun secara keseluruhan. Berikut parameter kinerja peralatan mesin 2R (AHRI Standart, 2012) :

a. Vapor Recovery Rate (kg/min)

b. Final Recovery Vacuum (kPa)

c. Recycle Flow Rate (kg/min)

d. Residual Trapped Refrigerant (gram)

e. Refrigerant Loss (gram)

3.3.4.2. Pengujian Hasil Recycle Mesin 2R

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa persentase kotoran dan oli yang mampu tersaring oleh mesin 2R. Pengujian ini dilakukan dengan mengukur massa filter dryer dan pemisah oli sebelum dan sesudah proses recovery dan recycle mesin 2R. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Training Center Universitas Diponegoro.

3.3.4.3 Sketsa Pengambilan data dan Pengujian Sistem