Mesin Recovery dan Recycle candi

PERALATAN PERBAIKAN PADA MESIN PENDINGIN DENGAN REFRIGERAN R22 TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik Mesin pada Program Pascasarjana Universitas Diponegoro

Disusun oleh :

MAHENDRA NIM. 21050111400009

PROGRAM STUDI MAGISTER TEKNIK MESIN PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013

ABSTRAK PEMBUATAN PROTOTIPE MESIN RECOVERY DAN RECYCLE PORTABEL (JINJING) SEBAGAI PERALATAN PERBAIKAN PADA MESIN PENDINGIN DENGAN REFRIGERAN R22

Disusun oleh :

MAHENDRA NIM : 21050111400009

Salah satu pencemaran lingkungan yang sedang diperhatikan yaitu perusakan lapisan ozon akibat tercemar oleh zat-zat sintetik atau bahan perusak ozon buatan manusia. Zat-zat sintetik yang cukup tinggi pengaruhnya terhadap pencemaran lingkungan, yaitu refrigeran (zat pendingin) yang digunakan untuk sistem pendingin. Salah satunya adalah HCFC atau R22 yang banyak digunakan sebagai media pendingin. Refiregan R22 merupakan refrigeran yang memiliki nilai Ozone Depletion Potential (ODP) 0,06 dan Global Warming Potential (GWP) 1700. Nilai ODP dan GWP tersebut cukup tinggi dan berpengaruh terhadap perusakan lingkungan, oleh karena itu dibuat suatu mesin yang berfungsi sebagai recovery dan recycle (2R) refrigeran.

Tujuan penelitian ini adalah membuat dan menguji prototipe mesin 2R untuk refrigeran R22. Pengujian mesin 2R dilakukan pada mesin pendingin Air- Conditioner dan jenis refrigeran yang digunakan adalah R22. Mesin recovery, recycle dan recharging (3R) yang ada saat ini yaitu mesin 3R hibah dari KLH hanya untuk Refrigeran R12 dan R134a yang memiliki bobot 50 kg dan volume

0,1 m 3 . Mesin 2R yang dirancang untuk refrigeran R22 dan memiliki bobot dan ukuran jauh lebih kecil dari mesin 3R yang ada yaitu dengan target bobot 20 kg

dan volume 0,036 m 3 . Mesin 2R ini diharapkan bisa membantu dan mendukung teknisi service mesin pendingin dan mengoperasionalkannya.

Dari hasil perhitungan dan pemilihan alat, dihasilkan mesin 2R dengan spesifikasi berat 20 kg, panjang 40 cm, lebar 30 cm, tinggi 30 cm, kompresor hermetik 0,25 HP (186,5 Watt) 1 buah, kondensor 2050 btu/jam 1 buah, pipa tembaga ¼ inci, filter dryer 2 buah dan pengukur tekanan 1 buah. Pengujian mesin 2R dilakukan pada mesin Air-Conditioner ¾ HP dengan massa refrigeran 430 gram. Kinerja hasil tes mesin 2R sesuai dengan standar AHRI 2012, yaitu: vapor recovery rate = 0,085 kg/min, final recovery vacuum 8,5 Psi (selama 10 menit), refrigerant residual trapped 4 gram (<1%), refrigerant loss 5 gram (≈1%). Dengan adanya pemanfaatan daur ulang R22 yang tadinya terbuang ke atmosfer dan berpotensi merusak lapisan ozon dapat terpakai kembali. Hal ini mendukung komitmen Indonesia untuk mengurangi dan menghentikan penggunaan bahan perusak ozon (BPO) baik untuk kepentingan rumah tangga ataupun industri dalam jangka panjang.

Kata kunci : Bahan Perusak Ozon, ODP, GWP

ABSTRACT DEVELOPING OF A PROTOTYPE PORTABLE MACHINE RECOVERY AND RECYCLE FOR REFRIGERANT R22

MAHENDRA NIM : 21050111400009

One of the most concerning environmental pollution nowadays is the destruction of the ozone layer which is caused by contaminated synthetic substances or man-made ozone depleting substances. Synthetic substances which have high impact to the destruction of the ozone layer are the refrigerant used for cooling system. One of it is HCFC or R22 which is widely used as a cooling medium. R22 is a refrigerant that has a value of Ozone Depletion Potential (ODP) of 0.06 and Global Warming Potential (GWP) of 1700. This value is quite high and might gives great effect on the destruction of the environment, therefore developing a machine that serves as a recovery and recycle (2R) refrigerant is a necessary solution.

The purpose of this research is to develope through some tests on a machine prototype for refrigerant R22. 2R machine testing conducted on the air- conditioner cooling engine and the type of refrigerant used is R22. The current recovery, recycle and recharging (3R) machine which is a grant from Indonesian Ministry of Environment is only for R12 and R134 refrigerant which has a weight

of approximately 50 kg and a volume of 0.1 m 3 . 2R machine is designed for refrigerant R22 and the expected weight and size is much smaller than the existing

3R machine. A maximum weight of 20 kg and a volume of 0,036 m 3 is expected as the targeted result. 2R machine is expected to help and support the refrigeration

service technicians in the repair. From the calculation and tools selection, it is resulted with 2R machine with specifications weight 20 kg, length 40 cm, width 30 cm, height 30 cm, hermetic compressor 0.25 HP (186.5 Watts) 1 piece, condenser 2050 btu/h 1 piece, copper pipe ¼ In, filter dryer 2 pieces and pressure gauge 1 piece. 2R machine testing conducted on air conditioner ¾ HP engine with a mass of 430 grams of refrigerant. The engine performance test results in accordance with the standard ARI 2R, namely: vapor recovery rate = 0.085 kg/min, the final recovery

vacuum 8,5 Psi (for 10 minutes), residual trapped refrigerant 4 grams (<1%), refrigerant loss 5 grams (≈1%). With the recycling process, R22 which was

discharged into the atmosphere and potentially damaging to the ozone layer can

be used again. It supports Indonesia's commitment to reduce and discontinue the use of Ozone Depleting Substances (ODS) in the interest of the household or industry in the long run.

Keywords: Ozone Materials, ODP, GWP

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Universitas Diponegoro, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Universitas Diponegoro. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh Tesis haruslah seijin Direktur Program Pascasarjana Universitas Diponegoro.

Dipersembahkan kepada kedua orang tua saya

yang selalu ada dimana saya berada.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada Penulis, sehingga penulis dapat melewati masa studi dan menyelesaikan Tesis yang merupakan tahap akhir dari proses untuk memperoleh gelar Magister Teknik Mesin di Program Pascasarjana Universitas Diponegoro.

Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan Tesis ini tidak lepas dari bantuan orang-orang yang dengan segenap hati memberikan bantuan, bimbingan dan dukungan, baik moral maupun material. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Ir. Dipl.-Ing. Berkah Fajar TK. dan MSK. Tony Suryo Utomo, PhD selaku dosen pembimbing tesis.

2. Dr. Jamari dan Eflita Yohana, PhD selaku dosen penguji tesis.

3. Bapak, ibu, ayuk dan adik-adikku yang selalu memberikan dorongan, do’a dan semangat.

4. Seluruh staf pengajar MTM UNDIP atas segala bimbingannya dan masukannya.

5. Seluruh mahasiswa MTM UNDIP atas segala perjuangannya dan kebersamaannya.

6. Segenap karyawan dan pimpinan Politeknik Sekayu atas segala dukungan dan kerjasamanya.

Penulis menyadari bahwa dalam menulis Tesis ini terdapat kekurangan dan keterbatasan, oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan dan kemajuan penulis dimasa yang akan datang sangat diharapkan. Akhir kata penulis berharap semoga Tesis ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca.

Semarang, 31 Agustus 2013

Penulis

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 1.1. ODP and GWP of some refrigerans ................................................ 1 Tabel 3.1. Contoh tabel data hasil pengujian .................................................... 32 Tabel 4.1 Matriks morfologi untuk mesin recovery dan recycle ...................... 37 Tabel 4.2. Matriks pengambil keputusan untuk mesin 2R ................................. 44 Tabel 4.3. Data hasil pengujian terhadap 4 varian mesin 2R ............................. 52

DAFTAR SIMBOL DAN SATUAN

Efisiensi Kompresor

Penurunan Tekanan

Pa

p Luas Pipa

cm

d Diameter Pipa

d in diameter dalam pipa

cm

d out

diameter dalam luar

cm

d p diameter butiran oli

mm

f Faktor Gesek

g 2 Percepatan gravitasi m/s

h 1 Entalpi kondisi 1

kJ/kg

h 2 Entalpi kondisi 2

kJ/kg

h 2s Entalpi (Isentropis) kondisi 2

kJ/kg

kJ/kg L

h 3 Entalpi kondisi 3

m m r.AC akhir

Panjang Pipa

massa refrigeran pada AC

gram

setelah recovery

m r.AC awal

massa refrigeran pada AC

gram

sebelum recovery ̇ Laju aliran massa refrigeran

kg/min ̇ . os

laju aliran massa refrigeran

kg/s

pada pemisah oli

m T1 akhir massa tabung setelah kompresor gram

setelah recovery

m T1 awal massa tabung sebelum kompresor gram

sebelum recovery

m T2 akhir massa tabung setelah kompresor gram

setelah recovery setelah recovery

massa tabung sebelum kompresor

gram

sebelum recovery P 1 Tekanan vakum akhir mesin pendingin

Psi

Psi P T1 akhir

P 2 Tekanan akhir tabung refrigeran

Tekanan tabung sebelum kompresor Psi

setelah recovery

P T1 awal Tekanan tabung sebelum kompresor Psi

sebelum recovery

P T2 akhir Tekanan tabung setelah kompresor Psi

setelah recovery

P T2 awal Tekanan tabung setelah kompresor Psi

sebelum recovery Q kond Kapasitas Pembuangan Panas

Bilangan Reynolds s 1 Entropi Kondisi 1

kJ/kg . K

kJ/kg . K s 2s

s 2 Entropi Kondisi 2

kJ/kg . K t

Entropi Isentropis Kondisi 2

menit T o

waktu

1 Temperatur Kondisi 1

2 Temperatur Kondisi 2

3 Temperatur Kondisi 3

Temperatur Lingkungan

V kecepatan aliran fluida

m/s

Kecepatan droplet

m/s

V ref. Kecepatan aliran oli dan refrigeran m/s

pada pemisah oli

W komp

Daya Kompresor

Watt

Pa.s μ

η ref viskositas refrigeran R22

Pa.s ν 3

viskositas dinamik fluida

m /kg ν 3

1 Volume Jenis kondisi 2

2 Volume Jenis kondisi 1

m /kg

ρ 3 massa jenis fluida kg/m ρ 3

kg/m ρ 3

oli massa jenis oli

ref

kg/m P AC awal

massa jenis refrigeran R22

Tekanan refrigeran pada AC

Psi

sebelum recovery

P AC akhir

Tekanan refrigeran pada AC

Psi

setelah recovery

t Luas Penampang pemisah oli

cm

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini terdapat dua masalah lingkungan global yang dianggap paling mengancam kehidupan di muka bumi yaitu penipisan lapisan ozon dan efek pemanasan global. Rusaknya lapisan ozon disebabkan karena banyaknya zat-zat sintetik buatan manusia yang digunakan dalam berbagai aplikasi industri. Zat-zat yang umumnya berbentuk gas tersebut terlepas ke atmosfer dan merusak lapisan ozon yang ada di stratosfer. Refrigeran HCFC (Hydro-Chloro-Fluoro-Carbon), Refrigeran ini terdiri dari unsur Hydrogen (H), Chlor (Cl), Fluor (F) dan Carbon (C). Karena mengandung hidrogen, refrigeran ini menjadi kurang stabil jika berada di atmosfer, sehingga sebagian besar akan terurai pada lapisan atmosfer bawah dan hanya sedikit yang mencapai lapisan ozon. Unsur Chlor yang ada pada HCFC dapat merusak ozon di atmosfer, oleh sebab itu HCFC memiliki potensi penipisan ozon (ODP). Contoh refrigeran HCFC ini adalah R-22 (HCFC-22) (AHSRAE, 2010) .

Tabel 1.1 (AHSRAE, 2010) menyajikan potensi penipisan ozon (ODP) dan pemanasan global potensial (GWP) dari beberapa refrigeran. Dari Tabel 1.1 dapat dilihat bahwa HCFC-22, yang merupakan refrigeran yang umum digunakan memiliki nilai ODP 0.06 dan GWP 1700. Umumnya sektor Refrigeration Air Conditioner (RAC) adalah pengguna HCFC-22 yang terbesar .

Tabel 1.1. ODP and GWP of some refrigerans (AHSRAE, 2010). Refrigerant ODP GWP Refrigerant ODP GWP Refrigerant ODP GWP

CFC 11 1.0 4600 HCFC 123 0.02 93 HC 290 0.0 3.0 CFC 12

HC 600a 0.0 3.0 CFC 113

0.86 8500 HCFC 124

480

HFC245fa 0.0 820 CFC 114

0.8 9300 HCFC141b 0.11

270

404A 0.0 3260 CFC 115

0.6 9300 HCFC142b

1650

0.32 9300 HCFC 23 11700 407A 1770 R 502

407C 1530 HCFC 22

0.34 5490 HFC 125

0.0 2800

410A 1730 Halon 1211 3.0

0.06 1700 HFC 134a

0.0 1300

C. Pentane 0.0 3.0 Halon 1301 10.0

HFC 152a

0.0 140

HFC 227ca 0.0 2900

Bahan Perusak Ozon (BPO) seperti CFC (Chlorofluorocarbon) dan HCFC (Hydro-CFC) tidak hanya merusak lapisan ozon, tetapi juga berkontribusi terhadap perubahan iklim global, karena bahan-bahan tersebut memiliki potensi pemanasan global (GWP – Global Warming Potential) yang cukup tinggi. Oleh karena itu, pertemuan negara Pihak Protokol Montreal pada akhir 2007 sepakat untuk mempercepat penghapusan HCFC. Untuk mencapai target, pemerintah Indonesia menghapus konsumsi HCFC secara bertahap, pada baseline level pada tahun 2013 dengan kriteria baseline : rata-rata konsumsi 2009 dan 2010. Selanjutnya, 10 % pengurangan impor tahun 2015, 35% pengurangan impor tahun 2020, 67.5 % pengurangan impor tahun 2025, 97.5 % pengurangan impor tahun 2030. Menyadari pentingnya aksi nyata masyarakat dunia untuk melindungi lapisan ozon dan sekaligus mengendalikan pemanasan global, maka Pemerintah Indonesia secara aktif mendukung keputusan percepatan penghapusan HCFC (KLH, 2013).

Pelepasan dan kebocoran serta pembuangan R22 dari sistem pendingin menjadi penyebab rusaknya lapisan ozon yang berdampak negatif bagi kehidupan di bumi. Oleh karena itu, segala jenis bahan pendingin yang mengandung zat perusak ozon seperti R-22 harus dihentikan. Sebagai dampaknya, kemungkinan ketersediaan semakin berkurang bahkan nantinya tidak lagi tersedia. Solusinya, adalah pemanfaatan daur ulang R-22. Dengan begitu R-22 yang tadinya terbuang ke atmosfer dan berpotensi merusak lapisan ozon dapat digunakan lagi.

Sebagian besar bengkel servis peralatan pendingin di Indonesia masih melakukan cara-cara lama dalam memperlakukan bahan pendingin yaitu membuangnya ke udara begitu saja. Cara ini dianggap lebih mudah dan praktis dilakukan, tidak memakan waktu, hanya dengan memotong pipa, maka terlepaslah R-22 itu ke atmosfer. Adanya teknologi daur ulang ini, mengharuskan para teknisi untuk mengubah cara lama tersebut dengan cara baru. Dalam melakukan servis refrigerasi yang baik dan benar banyak yang harus diperhatikan. Mulai dari standar operasional prosedur, peralatan servis sampai penanganan limbah yang dihasilkan dari kegiatan servis itu.

Untuk menghindari terlepasnya refrigeran ke atmosfer dibuat suatu mesin yang berfungsi me-recovery, me-recycle dan recharging refrigeran dari mesin Untuk menghindari terlepasnya refrigeran ke atmosfer dibuat suatu mesin yang berfungsi me-recovery, me-recycle dan recharging refrigeran dari mesin

Pada penelitian ini, penulis lebih memilih mesin 2R yaitu recovery dan recycle dengan pertimbangan mesin 2R lebih praktis dan portable dibandingkan dengan mesin 3R. Mesin 3R harus disertakan pompa vakum yang berarti akan menambah beban dan ruang bagi unit peralatan. Sedangkan pada mesin 2R proses pemvakuman dan pengisian ulang dapat dilakukan secara terpisah dan bertahap. Sebagai catatan, mesin 2R ini akan digunakan pada mesin pendingin yang biasanya berada pada dinding-dinding gedung atau bangunan baik tinggi maupun rendah. Massa dan ukuran juga menjadi pertimbangan penting dalam pemilihan tipe alat pada penelitian ini. Disamping itu, perlu diuji bagaimana tingkat kemurnian refrigeran hasil mesin recovery dan recycle ini, sehingga dapat diketahui layak-tidaknya refrigeran hasil recovery dan recycle dipergunakan lagi.

Refrigeran yang digunakan yaitu R22. Pemilihan refrigeran R22 dikarenakan untuk refrigeran R12 dan R134-a telah banyak beredar mesin 3R dan salah satunya yaitu mesin yang diberikan oleh Word Bank melalui KLH kepada perusahaan/bengkel servis mesin pendingin. Unjuk kerja mesin pendingin yang menggunakan refrigeran CFC/R-12 hasil recovery dan recycle mesin 3R didapat 2,435 sedangkan CFC/R-12 murni 2,54. Terdapat perbedaan unjuk kerja mesin pendingin terhadap penggunaan refrigeran CFC/R-12 murni dengan refrigeran hasil mesin 3R dengan rata-rata pebedaannya 0,089 atau 3,53 %, (Rasta dkk, 2010).

1.2. Perumusan Masalah

Mesin 3R dari KLH yang ada pada saat ini hanya untuk refrigeran R-12 dan R134a yang memiliki bobot dan ukuran yang besar. Hal ini sangat tidak mendukung dalam pengerjaan service mesin pendingin (AC) dengan refrigeran R-

22 yang berada di gedung-gedung yang cukup tinggi. Sedangkan mesin 2R untuk 22 yang berada di gedung-gedung yang cukup tinggi. Sedangkan mesin 2R untuk

1. Mengatasi kendala ukuran dan massa mesin 3R yang telah ada, maka akan ditentukan komponen mesin 2R yang ringan dengan ukuran minimalis, sehingga dapat digunakan dengan mudah di berbagai lokasi.

2. Mengetahui kinerja dan mesin recovery dan recycle hasil penelitian.

1.3. Originalitas Penelitian

Beberapa perusahaan telah banyak yang memproduksi mesin Recovery, recycle dan recharging, baik untuk R-12, R-134a maupun R-22. Mesin 3R yang telah diberikan oleh Kementrian Lingkungan Hidup hanya untuk refrigeran R-12 dan R-134a, sedangkan mesin 2R untuk refrigeran R-22 yang ada di pasaran susah didapat dan memiliki harga yang relatif mahal. Sebagai insan kampus dalam program pengembangan keilmuan maka pembuatan sendiri mesin recovery dan recycle ini sangat diperlukan untuk membuktikan dan meneliti hasil karya/produk- produk yang telah ada, sehingga penelitian ini nanti memberikan kontribusi baru terhadap mesin recovery dan recycle yang telah ada sebelumnya.

1.4. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

1. Dapat memberi nilai tambah/ekonomis bagi perusahaan/bengkel karena tidak perlu membeli refrigeran baru (tidak keluar biaya) untuk mengisi sistem pendingin, cukup menggunakan refrigeran hasil recovery dan recycle mesin 2R, sekaligus mencegah HCFC terbuang ke atmosfer, sehingga dapat mencegah terjadinya penipisan lapisan ozon.

2. Membantu pemerintah (KLH) dan dunia dalam program perlindungan lapisan ozon dan mencegah efek pemanasan global akibat buangan refrigeran HCFC.

3. Dapat meningkatkan kesadaran dan partisipasi aktif masyarakat dalam

program perlindungan lapisan ozon dan mencegah efek pemanasan global.

1.5. Tujuan Penelitian

1. Menghitung dan menentukan komponen-komponen prototipe mesin recovery dan recycle yang mudah diangkut dan digunakan.

2. Mengukur dan menguji kinerja dari mesin recovery dan recycle. Adapun kinerja mesin 2R melipuli laju recovery rata-rata dan laju recycle rata-rata mesin 2R dalam suatu proses.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Umum Ozon, HCFC dan Mesin 2R/3R

Kebutuhan refrigeran HCFC (R-22) di dalam negeri setelah impor dihentikan pada akhir 2013 masih tetap ada mengingat masih banyaknya peralatan yang terpasang atau beroperasi menggunakan HCFC. Sehingga perlu dilakukan upaya pengambilan kembali HCFC dari sistem mesin pendingin atau unit terpasang untuk meminimalkan pelepasan HCFC ke atmosfer. Menurut Kementrian Lingkungan Hidup (KLH) mesin 3R adalah mesin yang berfungsi untuk me-recovery, me-recycle dan me-recharging refrigeran dari dan ke mesin pendingin. Prinsip kerja mesin 3R (recovery, recycle and recharging) dibagi menurut sistem recycle-nya, yaitu laluan tunggal dan multi laluan. Pada laluan tunggal proses pemurnian refrigeran dilakukan hanya satu kali sirkulasi saja. Sedangkan pada multi laluan sirkulasi dilakukan berulang-ulang. Banyaknya receiver dryer dan pipa-pipa kapiler yang digunakan pada sistem mesin 3R laluan tunggal lebih sedikit dibandingkan mesin 3R multi laluan (Tandian dan Ari, 2005). Dalam proyek bantuan world bank melalui KLH digunakan mesin 3R laluan tunggal (UNDP-KLH, 2007).

Keuntungan dengan service mesin 3R ini yaitu : 1) mencegah kerusakan lapisan ozon oleh HCFC serta mencegah pemanasan global, 2) secara ekonomis lebih menguntungkan karena tidak perlu membeli refrigeran baru untuk mengisi mesin pendingin, cukup dengan menggunakan refrigeran hasil recycle oleh mesin 2R, dan 3) saat melakukan service akan lebih efektif dan efisien.

2.2. Definisi dan Hubungan Recovery, Recycle dan Recharging Recovery dapat diartikan sebagai tindakan pemindahan refrigeran dalam

tingkat keadaan apapun (uap, cair, campuran, atau bercampur dengan substansi lainnya) dari suatu sistem serta menyimpan refrigeran tersebut didalam sebuah penampung di luar sistem (Althouse et al., 2004; Shizuo and Kazuyuki, 2003). Recycling didefinisikan sebagai tindakan pengurangan kontaminan yang terdapat pada refrigeran yang telah digunakan dengan cara memisahkan oli, dan menghilangkan gas terkondensasi dengan menggunakan peralatan seperti filter tingkat keadaan apapun (uap, cair, campuran, atau bercampur dengan substansi lainnya) dari suatu sistem serta menyimpan refrigeran tersebut didalam sebuah penampung di luar sistem (Althouse et al., 2004; Shizuo and Kazuyuki, 2003). Recycling didefinisikan sebagai tindakan pengurangan kontaminan yang terdapat pada refrigeran yang telah digunakan dengan cara memisahkan oli, dan menghilangkan gas terkondensasi dengan menggunakan peralatan seperti filter

Recharging adalah tindakan pengisian kembali sistem refrigerasi dengan refrigeran yang telah di-recovery dan recycle. Reclamation atau reklamasi adalah upaya untuk menperoleh ulang refrigeran yang melekulnya telah rusak dan tidak dapat dimurnikan dengan cara recycling. Berbeda dengan proses recycling yang hanya melibatkan proses-proses fisik seperti penyaringan kotoran dan pemisahan pelumas, proses reclaiming melibatkan proses kimia untuk memperbaiki susunan melekul (EPA, 1999). Disposal atau pembuangan adalah tindakan penghancuran refrigeran dan untuk membuangnya dalam bentuk yang aman. Analisis kimia refrigeran wajib menunjukkan spesifikasi yang sesuai. Identifikasi kontaminan dan analisis kimia yang diperlukan harus ditentukan dengan mengacu pada standar nasional atau internasional untuk spesifikasi produk baru.

Push / Pull Method. Metode recovery refrigeran didefinisikan sebagai proses mentransfer refrigeran cair dari sebuah sistem pendinginan ke tabung penerima dengan menurunkan tekanan dalam tabung dan meningkatkan tekanan dalam sistem. Pada Gambar 2.1 dapat dilihat hubungan berbagai proses penanganan refrigeran. Pada gambar tersebut diinformasikan bahwa mesin recovery dapat me-recovery refrigeran baik yang berasal dari mesin refrigerasi maupun dari sumber lain. Kemudian refrigeran dapat diisikan kembali kemesin refrigerasi setelah didaur ulang. Refrigeran yang tidak layak lagi digunakan akan dimusnahkan.

Gambar 2.1. Hubungan berbagai proses penanganan refrigeran (Pasek, 2004).

2.3. Parameter-Parameter dari Mesin Recovery dan Recycle

Berikut parameter kinerja dari mesin 2R :

a. Vapor Recovery Rate (kg/min)

b. Final Recovery Vacuum (kPa)

c. Recycle Flow Rate (kg/min)

d. Residual Trapped Refrigeran (gram)

f. Refrigeran Loss (gram)

Vapor Recovery Rate adalah laju aliran massa rata-rata refrigeran yang ditarik dari sistem berdasar tekanan. (Kondisi awal uap pada tekanan saturasi dan suhu titik didih di 24 ° C atau di 100 kPa, mana yang lebih tinggi. Kondisi tekanan akhir adalah 10% dari tekanan awal, tetapi tidak lebih rendah dari tekanan vakum recovery dan tidak lebih tinggi dari 100 kPa.).

Recycle Flow Rate, Jumlah refrigeran yang diproses dibagi dengan waktu yang telah berlalu dalam modus daur ulang. Untuk peralatan yang menggunakan urutan daur ulang terpisah, tingkat daur ulang tidak termasuk laju recovery. Untuk peralatan yang tidak menggunakan urutan daur ulang terpisah, tingkat daur ulang adalah hanya tingkat berdasarkan tinggi dari tingkat recovery cair atau uap, dimana tingkat kontaminan diukur.

Residual Trapped Refrigerant adalah refrigeran yang tersisa dalam mesin pendingin setelah pembersihan. Trapped Refrigerant adalah jumlah refrigeran yang tersisa dalam peralatan recovery setelah pemulihan atau recovery/daur ulang operasi sebelum pembersihan.

Refrigeran hasil dari mesin 2R dapat diuji berdasarkan perbandingan dengan refrigeran murni sesuai dengan kategori yang dipilih. Jika refrigeran hasil recycle dapat mendekati kontaminasi seperti refrigeran murni, maka refrigeran hasil recycle dapat digunakan kembali. Tingkat kontaminan yang tidak dapat digunakan hanya pada kondisi yang terburuk.

2.4. Teknik Pengelolaan Refrigeran HCFC (R-22)

Menurut UNDP-KLH (2006) refrigeran CFC (R-12), HCFC (R-22) dan HFC (R-134a) yang harus dikelola untuk mencegah terjadinya pelepasan/emisi ke atmosfer adalah:

1) Stok CFC, HCFC dan HFC yang sudah ada di dalam negeri.

2) Hasil recovery dari kegiatan service peralatan pendingin yang masih menggunakan CFC, HCFC dan HFC.

3) Hasil retrofit atau replacement peralatan pengguna CFC, HCFC dan HFC.

4) Hasil retirement peralatan yang masih menggunakan CFC, HCFC dan HFC.

Menurut Dincer (2003) tujuan pengelolaan refrigeran CFC, HCFC dan HFC adalah:

1) Mempercepat proses penghapusan CFC dan HCFC sebagai bahan perusak ozon (BPO) serta HFC sebagai penyebab pemanasan global.

2) Mencegah emisi CFC, HCFC dan HFC.

3) Menjaga kelangsungan kegiatan yang masih memerlukan CFC, HCFC dan HFC atau kegiatan alih teknologi pada industri pengguna CFC, HCFC dan HFC.

2.5. Service Mesin Pendingin

Menurut Haryanto (2004), service mesin pendingin adalah tindakan perawatan atau perbaikan yang dilakukan terhadap mesin pendingin sehingga refrigeran harus dikeluarkan dari dalam sistem. Service dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki komponen, melakukan penggantian komponen, pembersihan komponen atau penggantian refrigeran. Dalam melakukan tindakan service terhadap mesin pendingin ada beberapa tahapan yang umum dilakukan yaitu sebagai berikut :

Tahap pertama, pengeluaran refrigeran dari dalam sistem. Pada tahapan ini, sebelum melakukan tindakan service terhadap mesin pendingin biasanya refrigeran di dalam sistem terlebih dahulu harus dikeluarkan. Selama ini para teknisi mengeluarkan refrigeran dari dalam sistem dan melepaskan refrigeran tersebut ke atmosfer. Bila refrigeran yang dilepaskan tersebut mengandung unsur chlor seperti refrigeran HCFC (R-22) akan menyebabkan terjadinya penipisan lapisan ozon dan HFC (R-134a) akan menyebabkan pemanasan global.

Tahap kedua, melakukan service (perawatan, perbaikan atau penggantian komponen). Pada tahap ini, bila refrigeran di dalam sistem telah dikeluarkan maka Tahap kedua, melakukan service (perawatan, perbaikan atau penggantian komponen). Pada tahap ini, bila refrigeran di dalam sistem telah dikeluarkan maka

Tahap ketiga, melakukan vacuum system. Jika service telah selesai dilaksanakan, maka sistem perlu di-vacuum atau pengosongan dengan menggunakan alat vacuum dengan tujuan agar sistem tidak mengandung uap air, udara (gas) dan sebagainya. Jika unsur-unsur tersebut berada dalam sistem pada saat sistem bekerja maka akan mempengaruhi kinerja sistem dan pada akhirnya merusak sistem mesin pendingin.

Tahap keempat, melakukan pengisian refrigeran. Jika sistem sudah benar- benar vacuum dan tidak ditemui kebocoran dalam sistem maka dilakukan pengisian refrigeran dengan kapasitas refrigeran sesuai dengan petunjuk pabrik pembuatnya.

Service mesin pendingin cara lama (konvensional) dilakukan dengan cara mengeluarkan refrigeran dari dalam sistem dengan melepas refrigeran tersebut ke atmosfer yang merupakan cara service yang tidak ramah lingkungan.

2.6. Mesin Recovery dan Recycle

Karakteristik dari mesin recovery dan recycle:

1) Mesin recovery dan recycle ini hanya dioperasikan untuk mesin pendingin siklus kompresi uap.

2) Jenis refrigeran yang dapat di recovery dan recycle yaitu refrigeran senyawa halokarbon.

Pada Gambar 2.2 dapat dilihat siklus terbuka pada mesin recovery dan recycle . Dimana pada gambar tersebut dijelaskan bahwa uap atau campuran uap cair refrigeran memasuki kompresor, lalu dikompresi ke kondensor. Pada kondensor uap refrigeran didinginkan hingga berubah menjadi cair hingga masuk ketabung penampungan. Pada Gambar 2.3 dapat dilihat Diagram T-s siklus terbuka mesin 2R laluan tunggal.

Gambar 2.2. Siklus pada mesin recovery dan recycle.

Gambar 2.3. Diagram T –s mesin recovery dan recycle (Moran & Shapiro, 2006).

Urutan proses yang terjadi pada siklus mesin recovery dan recycle :

Proses 1 –2

Proses recovery refrigeran dengan tekanan sisi isap kompresor (tekanan vakum). Refrigeran di keluarkan dari system pendingin, pada kondisi uap jenuh. Kemudian tekanan refrigeran dinaikkan oleh kompresor.

Proses 2 –3

Proses pelepasan energi panas refrigeran di kondensor pada tekanan konstan (isobaric). Refrigeran mengalami kondensasi menuju cairan jenuh.

Proses 3 –4

Proses pemindahan refrigeran menuju tabung penyimpan refrigeran sementara. (ASHRAE, 2006)

Gambar 2.4. Skema mesin recovery dan recycle (ASHRAE, 2006).

Pada Gambar 2.4. diatas dapat dilihat skema dari mesin recovery dan recycle. Pada gambar tersebut digambarkan bahwa refrigeran dari sistem refrigerasi dihisap oleh kompresor menuju pemisah oli dan filter dryer untuk mengurangi kontaminasi oli dan kotoran serta uap air yang terkandung pada refrigeran sebelum memasuki kompresor. Lalu refrigeran dikompresi ke kondensor untuk didinginkan setelah itu refrigeran kembali melalui filter dryer sebelum dimasukkan kedalam tabung penampungan sementara.

2.7. Cara Kerja Mesin 2R Laluan Tunggal Menurut Key and Powell (1998) dan Andika (2006) yang menjelaskan cara

kerja mesin 2R laluan tunggal sebagai berikut : Recovery, proses pengambilan refrigeran dari dalam suatu sistem pendingin dan memindahkannya ke dalam suatu tabung/tangki penampung. Prosedur pada tahap recovery yaitu:

1) Untuk refrigeran yang sejenis refrigeran hasil recovery harus dikumpulkan dalam tangki penampung.

2) Refrigeran hasil recovery harus diberi label yang menyatakan jenis refrigeran.

3) Tangki penampung refrigeran hasil recovery yang direkomendasikan adalah yang dirancang untuk pemakaian berulang (refillable), bukan tangki sekali pakai (disposable) yang biasa digunakan untuk kemasan refrigeran baru, dan

4) Pada kondisi dimana kompresor hermatik atau semi hermatik terbakar atau mengalami kerusakan akibat temperatur berlebih, maka refrigeran hasil recovery harus disimpan dalam tangki penampung khusus untuk reklamasi atau dimusnahkan.

Recycle (daur ulang), proses peningkatan kemurnian refrigeran dari proses sirkulasi didalam mesin 2R melalui proses fisika dengan jalan pemisahan minyak pelumas dan penyaringan refrigeran untuk digunakan kembali. Refrigeran yang berasal dari sistem refrigerasi dengan kompresor hermatik dan semi hermatik yang terbakar tidak boleh di-recycle karena banyak mengandung kotoran dan memiliki tingkat keasaman yang tinggi (ASHRAE, 2010). Prosedur pelaksanaan recycle yaitu :

1) Sebelum dilakukan recycle, wajib dilakukan pengkajian/verifikasi terhadap sistem refrigerasi dan keadaan sekitarnya.

2) Dilarang melepas refrigeran jenis CFC, HCFC dan HFC ke atmosfer dalam pelaksanaan recycle.

3) setelah proses recycle, wajib dilakukan pencatatan dalam buku log dengan mencantumkan informasi : jenis dan jumlah refrigeran yang di recycle, penanganan keadaan khusus, tanggal pelaksanaan recycle, dan nama teknisi yang melakukan recycle; dan

4) HCFC hasil daur ulang harus ditampung dalam tangki penampung dan diberi label yang menunjukkan jenis refrigeran yang disimpan.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan tangki penampung yaitu (ASHRAE, 2010):

1) Refrigeran hasil recycle harus ditampung dalam tangki yang dirancang untuk pemakaian berulang (refillable), bukan dalam tangki sekali pakai (disposable) yang biasa digunakan untuk kemasan refrigeran baru dan

2) Untuk menginformasikan jenis refrigeran, tangki penampung harus diberi label identitas yang menginformasikan jenis refrigeran secara jelas.

Recharging , proses pengisian kembali mesin pendingin dengan refrigeran yang diambil atau ditangkap pada waktu proses recovery. Sebelum sistem diisi dengan refrigeran baru, harus dilakukan:

1) Pemvakuman, untuk membersihkan sistem dari sisa refrigeran lama dan gas lain yang tidak diinginkan.

2) Pemeriksaan kebocoran sesuai dengan standar yang berlaku. Jika ternyata ada kebocoran, sistem harus diperbaiki dahulu sebelum dilakukan pengisian refrigeran (UNDP-KLH, 2007).

Menurut UNDP-KLH (2006), peralatan yang digunakan dalam service mesin pendingin dengan mesin 3R adalah sebagai berikut : satu buah tang penusuk dan selang penghubung, satu tabung untuk penampung refrigeran, satu tabung refrigeran, satu unit mesin 3R, satu buah tang penjepit, satu buah pentil Freon, satu buah pendeteksi kebocoran, satu buah gauge manifold dan lain-lain. Namun dari pengalaman menunjukkan bahwa cara diatas tidaklah efektif, terutama penggunaan tank penusuk yang ternyata refrigeran masih terlepas ke Atmosfer melalui celah-celah tank dan pipa. Mesin 3R juga terlalu besar dan berat sehingga diusahakan pembuatan mesin 2R.

Dengan adanya usaha-usaha perlindungan lapisan ozon dan pengurangan impor HCFC maka para teknisi sebaiknya (ASHRAE, 2010):

1) Memahami bahaya yang timbul akibat rusaknya lapisan ozon.

2) Berusaha mencegah terlepasnya HCFC ke udara pada setiap tindakan service.

3) Mengetahui jenis-jenis refrigeran baru pengganti HCFC dan penggunaannya, dan

4) Mengetahui cara-cara penanganan refrigeran HCFC dan refrigeran baru pada saat service dan retrofit.

Berdasarkan uraian diatas, yang dimaksud dengan pengelolaan refrigeran HCFC (R-22) dengan mesin 2R dan kaitannya dengan sektor servicing pada bengkel mesin pendingin adalah cara penanganan refrigeran HCFC (R-22) pada saat service mesin pendingin menggunakan mesin 2R. Proses tersebut dimulai dari proses recovery yaitu proses pengambilan refrigeran dari dalam suatu sistem pendingin dan memindahkannya ke dalam suatu tabung/tangki penampung. Kemudian proses recycle yaitu proses peningkatan kemurnian refrigeran dari proses sirkulasi didalam mesin 2R melalui proses fisika dengan jalan pemisahan minyak pelumas dan penyaringan refrigeran untuk digunakan kembali dan proses recharging yaitu proses pengisian kembali refrigeran yang diambil atau ditangkap pada waktu proses recovery pada sistem mesin pendingin tersebut.

2.8. Komponen dan parameter perhitungan Mesin Recovery dan Recycle

Komponen utama mesin recovery dan recycle refrigeran terdiri dari; kompresor, kondensor, evaporator dan alat ekspansi. Disamping komponen utama terdapat komponen tambahan seperti; strainer/filter dryer, pemisah oli, fan motor dan chek valve.

2.8.1. Kompresor

Kompresor adalah bagian yang terpenting dari mesin refrigerasi. Pada tubuh manusia, kompresor dapat diumpamakan sebagai jantung yang memompa darah ke seluruh tubuh kita. Dalam mesin refrigerasi, kompresor menekan refrigeran ke semua bagian dari sistem. Kompresor ini menaikan tekanan dan mengalir refrigeran dari satu bagian ke bagian lainnya dari sistem. Karena adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah maka refrigeran cair dapat mengalir melalui alat pengatur refrigeran (alat ekspansi) ke evaporator. Tekanan refrigeran di evaporator harus lebih tinggi dari pada tekanan refrigeran dalam saluran hisap, agar refrigeran dingin dari evaporator dapat mengalir melalui saluran isap kompresor. Refrigeran dingin tersebut di dalam Kompresor adalah bagian yang terpenting dari mesin refrigerasi. Pada tubuh manusia, kompresor dapat diumpamakan sebagai jantung yang memompa darah ke seluruh tubuh kita. Dalam mesin refrigerasi, kompresor menekan refrigeran ke semua bagian dari sistem. Kompresor ini menaikan tekanan dan mengalir refrigeran dari satu bagian ke bagian lainnya dari sistem. Karena adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah maka refrigeran cair dapat mengalir melalui alat pengatur refrigeran (alat ekspansi) ke evaporator. Tekanan refrigeran di evaporator harus lebih tinggi dari pada tekanan refrigeran dalam saluran hisap, agar refrigeran dingin dari evaporator dapat mengalir melalui saluran isap kompresor. Refrigeran dingin tersebut di dalam

1. Menurunkan tekanan di dalam evaporator dengan menghisap refrigeran di evaporator sehingga refrigeran cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap panas lebih banyak dari ruangan di dekat evaporator.

2. Menghisap refrigeran dari evaporator pada suhu dan tekanan rendah lalu memampatkan gas tersebut sehingga menjadi gas bertekanan dan bersuhu tinggi. Kemudian mengalirkannya ke kondensor hingga gas tersebut berubah fase menjadi cair (pengembunan) dengan melepaskan panas refrigeran ke lingkungan atau kepada zat yang mendinginkan kondensor.

Untuk efisiensi mekanik yang diberikan diperlukan perhitungan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem yaitu kerja yang dilakukan oleh kompresor. Kerja yang dilakukan dapat dihitung dengan menggunakan sifat-sifat sistem yang mengacu pada gambar 2.3. Hal ini dapat didefinisikan sebagai kerja kompresor:

(2.1) Dengan diketahui efisiensi isentropis η comp , maka besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan system mesin 2R adalah :

̇ = ̇ (h 2 –h 1 )

Setelah daya yang dibutuhkan diketahui, maka dapat dipilih kompresor yang mendekati spesifikasinya dan tersedia dipasaran.

2.8.2. Kondensor

Kondensor merupakan alat penukar kalor yang berfungsi untuk mengembunkan uap refrigeran yang mengalir dari kompresor. Untuk mengembunkan uap refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi (yang keluar dari kompresor) diperlukan usaha untuk melepaskan kalor sebanyak kalor laten pengembunan dengan cara mengdinginkan uap refrigeran tersebut. Jumlah kalor yang dilepaskan pada kondensor sama dengan jumlah kalor yang diserap refrigeran dari dalam evaporator ditambah energi yang diperlukan untuk melakukan kerja kompresi dalam kompresor.

Ditinjau dari media yang digunakan untuk mendinginkan kondensor, maka kondensor dapat dibagi menjadi :

a. Kondensor dengan pendinginan air (Water cooled condensor)

b. Kondensor dengan pendinginan udara (Air cooled condensor)

c. Kondensor dengan pendinginan air dan udara (Evaporative condensor)

Panas yang harus dibuang dari kompresor dapat dihitung dengan menggunakan Hukum Termodinamika 1. Laju Pendinginan di kondensor dihitung dengan menggunakan hukum pertama dan mengetahui kondisi refrigeran R22 cairan

jenuh pada tekanan kondisi 3 (P 3 ), maka nilai entalpi (h 3 ) temperatur (T 3 ) dapat ditentukan menggunakan tabel sifat refrigeran jenuh (Uap-Cair) tabel tekanan (Moran & Shapiro, 2006). Menggunakan nilai perubahan entalpi pada kondensor dan laju aliran massa refrigeran, laju pendinginan untuk kondensor dapat ditentukan:

(2.3) Dari kapasitas pembuangan panas yang dibutuhkan maka dapat dipilih kondensor yang sesuai dan tersedia dipasaran.

̇ kond = ̇ (h 2 –h 3 )

2.8.3. Pipa Kapiler

Pipa kapiler juga disebut chore tube, capillary tube dan lain sebagainya. Adapun guna dari pipa kapiler adalah :

a. Menurunkan tekanan refrigeran cair yang mengalir di dalam pipa tersebut.

b. Mengontrol atau mengatur jumlah refrigeran cair yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah. Pipa kapiler banyak sekali macam dan ukurannya. Dimensi yang diukur yaitu diameter dalam, hal ini berbeda dengan pipa tembaga yang diukur adalah diameter luarnya. Pipa kapiler menghubungkan sisi tekanan tinggi dengan sisi tekanan rendah atau antara saringan dengan evaporator dan pada bagian tengahnya mungkin dilewatkan pada pipa hisap dan disolder. Bagian yang disolder ini dinamakan heat exchanger. Berikut perhitungan pemilihan ukuran dan bentuk pipa kapiler :

=f ( )( ) (2.4)

Faktor gesek dapat diketahui dengan mengacu pada diagram Moody berdasarkan Bilangan Reynolds dan kondisi fluida. Re

=d V ρ/μ (2.5)

2.8.4. Filter Dryer

Saringan (filter dryer) digunakan untuk menyaring kotoran-kotoran didalam sistem, seperti: potongan timah, kerak, karat dan lainnya agar tidak masuk kedalam pipa kapiler atau alat ekspansi lainnya. Saringan harus menyaring semua kotoran didalam sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan atau membuat sistem menjadi buntu. Jika kompresor hermetic rusak atau motornya terbuka, maka saringan harus ditukar dengan yang baru. Pemilihan jenis dan spesifikasi filter dryer berdasarkan ukuran dan jenis pipa yang digunakan dalam sistem refrigerasi.

2.8.5. Pipa

Bila kecepatan aliran refrigeran adalah V (m/s), maka Luas Penampang Pipa Refrigeran yang dibutuhkan dapat dihitung, yaitu : Pipa Setelah Kompresor

A p = Luas Pipa = (2.6) Maka diameter dalam pipa yang dibutuhkan dapat ditentukan A p = Luas Pipa = (2.6) Maka diameter dalam pipa yang dibutuhkan dapat ditentukan

Dengan data diameter dalam pipa diketahui, maka dengan itu kita dapat menentukan jenis pipa standar yang dibutuhkan.

2.8.6. Pemisah Oli

Refrigeran dan pelumas dapat bercampur atau tidak bercampur dengan pelumas bergantung pada jenis dan ukuran kompresor. Pada kompresor sentrifugal pelumas mempunyai sistem tersendiri yang terpisah dari saluran refrigeran, sehingga pada sistem ini, tidak perlu dikhawatirkan pengaruh kelarutan refrigeran dalam minyak pelumas atau sebaliknya. Namun demikian pada jenis kompresor torak dan ulir refrigeran bercampur dengan minyak pelumasnya. Untuk jenis kompresor ini maka diperlukan pasangan refrigeran –minyak pelumas yang saling larut, dengan demikian minyak pelumas dan refrigeran dapat dipisahkan dengan memasang pemisah oli pada sisi keluaran kompresor. Pada sistem kompresor yang memungkinkan terjadinya pencampuran refrigeran –oli, maka perlu diperhatikan adanya penuruan kerapatan dan viskositas minyak pelumas tersebut agar tidak terjadi kegagalan pelumasan.

Pelumas refrigeran secara garis besar dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu oli mineral yang berasal dari minyak bumi dan oli sintetik. Terdapat dua jenis oli mineral yaitu oli mineral Napthenic dan Paraffinic, keduanya merupakan senyawa hidrokarbon jenuh, tetapi oli mineral napthenic mempunyai ikatan cyclic yang menyebabkan oli jenis ini viskositas dan temperatur curahnya lebih rendah dibandingkan oli mineral Paraffinic yang banyak mengandung lilin parafin. Dalam praktek keduanya terdapat dalam mineral oli dengan komposisi yang berbeda-beda. Refrigeran sintetik yang banyak digunakan adalah Alkyl-benzene, Polyo ester (POE), dan polyalkyl glycol (PAG). Hampir semua refrigeran halokarbon larut dengan baik dalam oli mineral, kecuali R-22, R-114 dan R-502 yang hanya larut sebagian (ASHRAE, 2010).

Penggunaan refrigeran yang hanya terlarut sebagian ini pada sistem refrigerasi yang kecil. Refrigeran yang tercampur dengan minyak pelumas memerlukan perhatian pada sistem pemipaan yang memungkinkan minyak Penggunaan refrigeran yang hanya terlarut sebagian ini pada sistem refrigerasi yang kecil. Refrigeran yang tercampur dengan minyak pelumas memerlukan perhatian pada sistem pemipaan yang memungkinkan minyak

terpisah pada temperatur evaporator o –5

C. Jika kandungan oli mencapai 18% pemisahan akan terjadi pada temperatur 0,5 o

C. Pada umumnya viskositas dan massa jenis oli pelumas akan menurun jika bercampur dengan refrigeran. Besarnya penurunan viskositas dan massa jenis ini meningkat dengan meningkatnya jumlah refrigeran yang terlarut, temperatur dan tekanan (AHSRAE, 2010).

Campuran uap refrigeran dan minyak pelumas dapat dipisahkan di pemisah oli dengan menurunkan kecepatan aliran campuran refrigeran dan oli. Minyak/campuran uap meninggalkan kompresor dan memasuki tabung pemisah oli yang disana dapat mengembang, tiap-tiap tetesan minyak dikabutkan dalam aliran massa yang saling beradu satu sama lain mulai membentuk tetesan yang lebih besar dan lebih besar. Tetesan lebih besar ini kemudian jatuh ke bagian bawah pemisah minyak oleh karena gravitasi. Proses ini akan berlangsung dalam tabung kosong, semakin besar diameter semakin baik. Oli refrigeran dalam bentuk aerosol memiliki ukuran 0,1-40  m. Mayoritas aerosol dalam campuran gas berada di kisaran 0,4-10  m dengan lebih dari 50% dari aerosol kurang dari 1  m. Minyak dalam bentuk aerosol sangat sulit untuk dihilangkan. Jika minyak ini tidak dikonversi ke tetesan besar dan cukup berat untuk turun melalui tarikan gravitasi, maka akan kembali ikut aliran campuran gas. Jika kecepatan sangat rendah, akan ada kekuatan yang cukup untuk menyebabkan tetesan kecil untuk bertabrakan dan jatuh. (ASHRAE Journal, 1995). Berikut perhitungannya :

V ref harus lebih kecil dari pada V ref. maks agar oli dapat terpisah dengan refrigeran.

V p -V ref = 1/18 dp [ ] g (Schramm, 1992)

̇ =ρ ref V ref A t (2.9)

2.9. Konsep Perancangan

2.9.1. Diagram Alir Proses Perancangan

Diagram alir adalah suatu gambaran utama yang dipergunakan untuk dasar dalam bertindak. Seperti halnya pada perancangan diperlukan suatu diagram alir yang bertujuan untuk mempermudah dalam pelaksanaan proses perancangan. Menurut Darmawan 2004, perancangan itu terdiri dari serangkaian kegiatan yang beruntun, karena itu disebut sebagai proses perancangan. Kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Fase-fase dalam proses perancangan berbeda satu dengan yang lainya. Fase-fase proses perancangan tersebut dapat digambar dalam diagram alir sebagai berikut:

Kebutuhan

Definisi, perencanaan proyek dan penyusunan spesifikasi teknis produk

Perancangan konsep produk

Perancangan produk

Dokumen untuk pembuatan produk

Gambar 2.5 Diagram proses perancangan (Darmawan, 2004)

2.9.2. Definisi, perencanaan proyek dan penyusunan spesifikasi teknis produk

Ide produk yang akan dirancang dan dibuat dipilih dari daftar ide-ide produk yang diusulkan baik oleh bagian pemasaran maupun dari bagian- bagian lain dalam perusahaan pada langkah/kegiatan definisi proyek. Definisi proyek dan kegiatan-kegiatan lain dalam fase ini menghasilkan antara lain, disamping definisi proyek adalah:

a. pernyataan tentang masalah/produk yang akan dirancang, a. pernyataan tentang masalah/produk yang akan dirancang,

c. spesifikasi teknik produk dan,

d. krieria keterterimanan (acceptability criteria) dan kriteria lain yang harus dipenuhi.

Untuk ide produk, maka kemudian dilakukan survei diantara pengguna (consumer) dan pelanggan (costumer) untuk mengetahui keinginan-keinginan pengguna tentang produk tersebut. Berdasarkan keinginan-keinginan pengguna tersebut kemudian disusun spesifikasi teknis produk yang selanjutnya akan dijadikan dasar fase perancangan berikutnya. Yaitu fase perancangan konsep produk dan menjadi tolak ukur pada evaluasi hasil produk yang sudah jadi.

Salah satu metode yang dianjurkan untuk digunakan dalam penyusunan spesifikasi teknis produk adalah metode Quality Functionla Deployment (QFD) yang dikembangkan di Jepang, dan kemudian banyak digunakan oleh perusahaan- perusahaan di Amerika serikat pada tahun 1980-an. Sebelum fase perancangan konsep produk dimulai, terlebih dahulu disusun rencana proyek, yang mengatur jadwal dan urutan kegiatan dan mengatur pergerakan sumber dana, sumber tenaga dan sumber dana lainnya. Spesifikasi teknis produk adalah dinamis sifatnya, yaitu dapat mengalami perubahan selama proses perancangan dan pembuatan produk berlangsung. Spesifikasi teknis produk mengandung hal-hal berikut: