Efek massa air dalam evaporator terhadap unjuk kerja pendingin absorbsi amonia-air - USD Repository

EFEK MASSA AIR DALAM EVAPORATOR TERHADAP UNJUK KERJA PENDINGIN ABSORBSI AMONIA-AIR TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

  Diajukan Oleh:

HERIBERTUS HARI BEKTI PRATAMA NIM: 085214014 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2012

  

THE EFECT OF WATER MASS IN EVAPORATOR ON THE

PERFOMANCE OF AMONIA-WATER ABSORPTION

REFRIGERATION

FINAL PROJECT

  

Presented as a partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

  

By:

HERIBERTUS HARI BEKTI PRATAMA

Student Number: 085214014

  

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012

  

ABSTRAK

Negara berkembang seperti Indonesia kebutuhan akan sistem pendingin

untuk pengawetan makanan, hasil pertanian, obat-obatan, dsb. Kini semakin

meningkat. Sistem pendingin yang ada saat ini pada umumnya menggunakan

sistem kompresi uap yang membutuhkan energi listrik dan menggunakan

refrijeran sintetik. Namun di daerah terpencil hal ini sering menjadi kendala dalam

pengadaanya maka pendingin absorbsi amonia-air menjadi suatu gagasan yang

dapat diterapkan, sistem pendingin ini terdiri dari dua bagian yaitu desorbsi

(menguapnya amonia murni saat proses pemanasan) dan absorbsi (kembalinya

amonia ke absorbernya yaitu air). Tujuan penelitian ini adalah membuat model

pendingin absorbsi amonia-air, serta mengetahui pengaruh air dalam evaporator

dan temperatur pendinginan yang dapat dicapai.

  Pendingin ini terdiri dari generator (juga sebagai absorber) dan evaporator

(juga sebagai kondensor). Generator terdiri dari dua bagian yaitu generator

(tempat refrijeran amonia-air) dan katup fluida satu arah yang di dalamnya

terdapat pipa celup dan pipa uap. Variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah

temperatur generator (T1), temperatur katup fluida satu arah (T2), temperatur

evaporator (T3), temperatur air pendingin evaporator (T4), temperatur dinding

kotak pendingin (T5), temperatur ruangan di dalam kotak pendingin (T6), tekanan

evaporator (P) dan waktu (t), yang digunakan Termokopel dan Manometer.

Variabel yand di variasikan adalah massa air pada evaporator pada data 1, data 2,

data 3, data 4, dan data 5 setelah evaporator dikembalikan dalam keadaan semula

(kosong dari amonia-air) ada pada metode.

  Hasil penelitian telah berhasil membuat sebuah sistem pendingin absorbsi o

amonia-air. Temperatur terendah yang dicapai adalah -5 C dan COP terbaik 0,92.

  

Serta dapat mengetahui efek massa air dalam evaporator pada unjuk kerja

pendingin absorbsi amonia-air.

  Kata kunci: pendingin absorbsi, refrijeran sintetik, amonia

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

TITLE PAGE ........................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................... vi

ABSTRAK ............................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ............................................................................. viii

DAFTAR ISI ............................................................................................ x

DAFTAR TABEL ................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................... 1

  1.l Latar Belakang ........................................................................... 1

  1.2 Batasan Masalah ........................................................................ 3

  1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

  1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................... 4

  

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 5

  2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan ............................................. 5

  2.2 Dasar Teori ................................................................................ 11

  

BAB III. METODE PENELITIAN ........................................................ 14

  3.1 Deskripsi Alat ............................................................................. 14

  3.2 Variabel Yang Divariasikan ........................................................ 16

  3.3 Variabel Yang Diukur ................................................................. 18

  3.4 Langkah Penelitian ...................................................................... 19

  3.5 Peralatan Pendukung ................................................................... 21

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………. 22

  4.1 Data Hasil Penelitian …………………………………………... 22

  4.2 Grafik dan Pembahasan ............................................................... 31

  

BAB V. PENUTUP .................................................................................... 43

  5.1 Kesimpulan .................................................................................. 43

  5.2 Saran ............................................................................................ 43

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 45

LAMPIRAN ............................................................................................... 47

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data pertama evaporator masih dalam keadaan bersih dari amonia................................................................... 22Tabel 4.2. Data kedua............................................................................. 23Tabel 4.3. Data ketiga ............................................................................ 25Tabel 4.4. Data keempat......................................................................... 27Tabel 4.5. Data kelima setelah evaporator dikondisikan seperti semula.................................................................................... 28Tabel 4.6. Hubungan tekanan.terhadap waktu kelima data.................... 32Tabel 4.7. Hubungan temperatur evaporator (T3) terhadap waktu......... 35Tabel 4.8. Hubungan temperatur dinding (T5) terhadap waktu.............. 38Tabel 4.9. Hubungan temperatur udara didalam kotak (T6) terhadap waktu………………………………………......................... 40

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema Alat Prastowo, Antiochus Songko Probo .............. 7Gambar 2.2. Skema alat pendingin absorbsi generator vertikal dan evaporator tanpa receiver,

  (Abimael Sony Yudhokusumo, 2011)…………………… 8

Gambar 2.3. Skema alat pendingin absorbsi generator vertikal dan evaporator menggunakan receiver,

  (Paul Alexander Budigunawan, 2011)…………………… 9 Gambar 2.4. Siklus pendinginan absorbsi .............................................

  11 Gambar 3.1. Skema alat pendingin absorbsi ........................................

  14 Gambar 3.2a. Skema generator ...............................................................

  15 Gambar 3.2b. Dimensi pipa celup ...........................................................

  15 Gambar 3.3. Volume amonia yang digunakan sebanyak 1250 cc …....... 16

  Gambar. 3.4a. Data (1) pertama kondisi awal evaporator kosong…………… 17 Gambar. 3.4b. Data (2) kedua……………………………………………….. 17 Gambar. 3.4c. Data (3) ketiga………………………………………………... 17 Gambar. 3.4d. Data (4) keempat…………………………………………….. 17 Gambar. 3.4e. Data (5) kelima setelah evaporator dikembalikan dalam keadaan semula……………………………………………….. 17

  Gambar 3.5a. Keran terbuka saat proses absorbsi……………….............. 18

Gambar 3.5b. Keran terbuka saat proses absorbsi..................................... 18

Gambar 4.6a. Grafik tekanan terhadap waktu dari kelima data ................ 34

  

Gambar 4.7a. Grafik temperatur evaporator (T3) terhadap waktu........... 36

o

  

Gambar 4.7b. Grafik lama suhu -5 C pada evaporator (T3)...................... 37

Gambar 4.8a. Grafik temperatur dinding kotak (T5) terhadap Waktu....... 38

Gambar 4.8b. Grafik suhu terendah dinding kotak (T5) ........................... 39

Gambar 4.9a. Grafik temperatur kotak pendingin (T6) terhadap waktu... 40

Gambar 4.9b. Grafik suhu terendah kotak pendingin (T6)......................... 41

Gambar 4.10 Grafik perbandingan COP rata-rata semua data.................. 42

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Di negara-negara berkembang seperti Indonesia, khususnya di

  daerah pedesaan atau di daerah terpencil, kebutuhan akan sistem pendingin untuk pengawetan/penyimpanan bahan makanan, hasil panen, obat-obatan dan keperluan lainnya dirasakan semakin meningkat. Namun sampai saat ini kebanyakan sistem pendingin yang ada bekerja dengan sistem kompresi uap yang membutuhkan energi listrik dan menggunakan refrijeran sintetik seperti R-11, R-12, R134a, R-502. Hal ini bisa menjadi masalah, karena sampai saat ini banyak desa, khususnya di daerah terpencil, yang belum memiliki jaringan listrik, sehingga sistem pendingin sederhana yang dapat bekerja tanpa membutuhkan energi listrik merupakan alternatif pemecahan permasalahan kebutuhan sistem pendingin di daerah-daerah tersebut. Selain itu refrijeran sintetik juga menimbulkan dampak negatif pada lingkungan, yaitu merusak lapisan ozon, yang tentu akan memperparah efek pemanasan global di bumi ini.

  Salah satu sistem pendingin yang tidak membutuhkan energi listrik adalah sistem pendingin absorbsi amonia-air. Sistem pendingin ini hanya memerlukan energi panas untuk dapat bekerja. Energi panas dapat diperoleh dari pembakaran kayu, bahan bakar minyak, batubara, dan gas bumi. Selain itu energi panas juga dapat berasal dari buangan proses industri, biomassa, biogas atau energi alam seperti panas bumi dan energi surya. Amonia dan air bukan merupakan refrijeran sintetik sehingga tidak memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Siklus pada sistem pendingin ini hanya terdiri dari dua proses yaitu proses desorbsi (Penguapan Amonia murni terpisah dengan air) dan absorbsi (Penyerapan Amonia oleh air).

  Variabel yang divariasikan cukup banyak yaitu volume pengisian amonia, bukaan kran saat proses absorbsi,dan lain sebagainya. Salah satu variasi tersebut meneliti pengaruh massa air dalam evaporator, karena campuran amonia adalah air sebanyak 70% dan amonia murni hanya 30% saat proses desorbsi berlangsung air ikut menguap dan masuk kedalam evaporator yang nantinya akan menggangu system pendingin absorbsi ini, maka dari itu penelitian ini penting untuk mengetahui pengaruh dari massa air dalam evaporator. Agar nantinya pendingin absorbsi ini dapat bekerja dengan baik setelah solusi didapatkan. Beberapa masalah yang menjadi pertanyaan pada penelitian ini adalah (1)Bagaimana model pendingin absorbsi amonia-air yang dibuat dengan bahan yang ada di pasar lokal dan dikerjakan dengan teknologi yang didukung kemampuan industri lokal? (2)Berapa temperatur pendinginan yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorbsi amonia-air dengan adanya sejumlah massa air dalam evaporator?

  (3)Berapa COP atau unjuk kerja yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorbsi amonia-air dengan adanya sejumlah massa air dalam evaporator?

  1.2. Batasan Masalah Penelitian ini meneliti efek massa air yag terdapat didalam evaporator, pengambilan data dilakukan selama 5 kali untuk mengetahui efek massa air tersebut. Karena keterbatasan dengan tidak adanya sightglass maka pengambilan data dilakukan selama 5 kali dengan asumsi air selalu ikut terbawa oleh uap amonia dari Generator ke Evaporator saat proses desorbsi (dapat dilihat pada metode penelitian).

  1.3. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai oleh pada penelitian ini:

  1. Membuat model pendingin absorbsi amonia-air dengan bahan yang mudah didapatkan di pasar lokal dan dapat dikerjakan dengan teknologi yang didukung kemampuan industri lokal.

  2. Mengetahui temperatur pendinginan yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorbsi amonia-air dengan variasi massa air dalam evaporator.

  3. Mengetahui COP atau unjuk kerja yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorbsi amonia-air dengan variasi massa air dalam evaporator.

4. Mengetahui efek massa air dalam evaporator pada unjuk kerja pendingin absorbs ammonia-air.

1.4. Manfaat Penelitian

  Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini:

1. Menambah kepustakaan teknologi tentang pendingin sistem absorbsi.

  2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi pendingin absorbsi yang dapat diterima di dunia industri pada khususnya dan di masyarakat luas pada umumnya, sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

  

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan minyak bumi dan listrik.

  4. Membantu mengurangi eror yang ada pada sistem pendingin absorbsi ammonia-air.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Penelitian yang Pernah Dilakukan Beberapa penelitian pendingin adsorpsi menggunakan zeolit-air

  dengan energi surya yang pernah dilakukan diantaranya oleh Hinotani (1983) dimana mendapatkan bahwa harga COP sistem pendingin adsorpsi surya menggunakan zeolit-air akan medekati konstan pada temperatur o pemanasan 160 C atau lebih. Grenier (1983) melakukan eksperimen sistem pendingin adsorpsi surya yang menggunakan zeolit-air dan mendapatkan harga COP sebesar 0,12. Pons (1986) meneliti pendingin adsorpsi serupa yaitu dengan menggunakan zeolit-air tetapi COP nya hanya 0,1. Berikutnya Zhu Zepei (1987) melakukan pengetesan pada sistem pendingin adsorpsi surya menggunakan zeolit-air dengan kolektor plat datar dan kondensor berpendingin udara dimana ia mendapatkan COP yang rendah sebesar 0,054. Disini terlihat bahwa modifikasi yang ia lakukan dengan memvakumkan sistem dan penggunaan reflektor datar tidak banyak menaikkan harga COP. Kreussler (1999) juga melakukan o penelitian dan hasilnya adalah dengan pemanasan 150 C didapatkan energi pendinginan sebesar 250 kJ per kilogram zeolit. Sebuah penyimpan dengan volume 125 L dapat didinginkan menggunakan kolektor seluas 3

  2 m . Selanjutnya Ramos (2003) mendapatkan COP sebesar 0,25 dengan sehingga setiap kali diperlukan proses pemvakuman. Sistem yang dipakai Ramos tidak menggunakan kondensor, namun Ramos juga mendapatkan kapasitas adsorpsi zeolit mencapai optimal denganpemanasan tabung o zeolit sebesar 250

C. Penelitian-penelitian tersebut di atas menggunakkan zeolit yang diproduksi di Jerman, Slovnaft-Czech, dan Perancis.

  Penelitian serupa, yaitu mengenai sistem pendingin dengan menggunakan refrijeran amonia-air, juga pernah dilakukan sebelumnya dimana pada penelitian tersebut digunakan generator horisontal yang tercelup sebagai absorbernya (Prastowo, A. S. P/2010). Variasi yang dilakukan adalah dengan memvariasikan sistem pendinginan evaporator, konsentrasi amonia dan tekanan evaporator. Hasil penelitian tersebut menyimpulkan beberapa hal, antaralain, bahwa semakin rendah konsentrasi amonia yang digunakan maka akan semakin cepat juga uap amonia diserap oleh absorber pada proses absorbsi sehingga jangka waktu pendinginanya juga akan semakin cepat. Selain itu didapatkan juga kesimpulan, bahwa, semakin tinggi tekanan evaporator dan kemampuan pendingin evaporator, maka semakin banyak pula uap amonia yang terdesorbsi, sehingga kalor yang terserap oleh uap amonia saat proses absorbsi juga semakin banyak, hal ini menyebabkan temperatur evaporator menjadi rendah. Berikut adalah skema alat dari penelitian Songko Probo P. A.

Gambar 2.1. Skema alat pendingin absorbsi generator horizontal (Songko Probo, 2010)

  Keterangan Gambar:

  1. Generator yang juga berfungsi sebagai absorber

  2. Saluran masuk amonia

  3. Kondensor yang juga berfungsi sebagai evaporator

  4. Manometer

  5. Torong masuk amonia Penelitian yang serupa pernah dilakukan adalah penelitian menggunakan tabung generator vertikal dan evaporator tanpa reciver (penampung) variabel yang divariasikan dalam penelitian tersebut adalah variasi volume campuran amonia-air

  

dan 90° dengan volume campuran amonia-air 900 cc kemudian penelitian tersebut

menyimpulkan bahwa.Temperatur evaporator terendah yang dihasilkan adalah -

5

℃ yang dapat bertahan selama 80 menit dan COP yang dihasilkan adalah

  

0.91.Karena dalam penelitian tersebut dikatakan bahwa unjuk kerja dari alat

tersebut menurun setelah pengambilan data berulang dan penambahan amonia

dilakukan maka dilakukan indentifikasi alat dan menemukan bahwa ada air yang

tertinggal pada evaporator yang mempengaruhi kerja pendinginan tersebut.

  Berikut adalah skema alat dari penelitian Abimael Sony Yudhokusumo.

  1

  2

  7

  3

  8

  4

  5

  6 Gambar 2.2. Skema alat pendingin absorbsi generator vertikal dan evaporator

tanpa receiver, (Abimael Sony Yudhokusumo, 2011)

Keterangan :

1. Saluran untuk menampung amonia yang akan dimasukkan ke alat.

Bagian ini bisa diganti dengan pentil saat alat akan divakum.

  3. Pipa ¾ inci

  4. Penguat katup fluida satu arah

  1. Generator yang juga sekaligus sebagai absorber

  2. Penguat generator

  3. Manometer

  4. Kondensor sekaligus evaporator Kemudian hal ini berkembang pada penelitian Paul Alexander Budi Gunawan

yang menembahkan receiver pada evaporator untuk menampung air agar tidak

masuk kedalam evaporator, berikut adalah sekema alat Paul Alexander Budi

Gunawan.

  1

  5

  2

  6

  7

  3

  4 Gambar 2.3. Skema alat pendingin absorbsi generator vertikal dan evaporator

  

menggunakan receiver, (Paul Alexander Budigunawan, 2011) Keterangan Gambar:

  1. Corong pengisi

  2. Keran

  3. Tabung Generator atas

  4. Tabung Generator bawah

  5. Manometer

  6. Evaporator

  7. Reciever (penampung) Banyak hal yang mempengaruhi dari unjuk kerja pendinginan ini maka sangat

penting penelitian-penelitian semacam ini dilakukan agar alat yang dihasilkan

nantinya akan menjadi lebih baik.

2.2 Dasar Teori

  Pendingin absorbsi pada umumnya terdiri dari 4 (empat) komponen utama yaitu : (1) absorber, (2) generator, (3) kondensor, (4) evaporator.

  Namun pada penelitian ini model pendingin absorbsi yang dibuat hanya terdiri dari dua komponen utama yaitu, generator yang juga berfungsi sebagai absorber, dan evaporator yang juga berfungsi sebagai kondensor.

  Uap Tekanan Tinggi

2. Membebaskan uap Kondensor menggunakan kalor Proses Desorbsi Uap Tekanan Rendah Evaporator 1. Menyerap uap ke dalam air sambil melepaskan Proses Absorbsi

Gambar 2.4 Siklus pendinginan absorbsi Siklus pendinginan absorbsi terdiri dari proses absorbsi

  (penyerapan) refrijeran (amonia) ke dalam absorber (air) dan proses pelepasan refrijeran dari absorber (proses desorbsi). Proses ini dapat dilihat pada Gambar 2.4. Proses desorbsi dan absorbsi terjadi pada absorber (pada generator). Pada proses desorbsi generator memerlukan energi panas untuk dapat menguapkan amonia. Energi panas dapat berasal dari pembakaran kayu, batubara, minyak bumi, gas alam, panas bumi, biogas, dan sebagainya. Namun pada penelitian biasanya digunakan kompor listrik dikarenakan dibutuhkan sumber panas yang konstan dan kontinyu guna mendapatkan data yang akurat mengenai kemampuan dari alat pendingin absorbsi yang diteliti.

  Proses kerja yang terjadi di dalam sistem pendingin absorbsi adalah sebagai berikut: energi panas dari kompor listrik menaikkan temperatur campuran ammonia-air yang ada dalam tabung generator. Karena amonia mempunyai titik didih yang lebih rendah dibanding air maka amonia akan menguap terlebih dahulu. Uap amonia ini akan mengalir dari generator menuju ke evaporator. Di dalam evaporator uap amonia akan mengalami pendinginan dan mengembun sehingga berubah fase menjadi cair. Selanjutnya cairan amonia di dalam evaporator akan mengalami ekspansi sehingga tekanannya turun. Karena tekanan amonia di dalam evaporator o turun maka temperaturnya pun turun hingga di bawah 0

  C. Karena o mampu mencapai suhu di bawah 0

  C, maka evaporator umumnya diletakkan di dalam kotak pendingin bersama bahan-bahan yang ingin didinginkan. Karena mendinginkan bahan-bahan tersebut maka cairan amonia di dalam evaporator akan menyerap kalor dari bahan-bahan tersebut dan menguap, lalu mengalir kembali ke dalam generator. Di dalam generator uap amonia tersebut diserap oleh air, proses ini disebut absorbsi. Siklus tersebut akan berlangsung terus-menerus jika ada sumber panas. Selama proses desorbsi pendinginan di dalam evaporator tidak dapat terjadi karena amonia masih bercampur dengan air di dalam generator. Unjuk kerja pendingin absorbsi umumnya dinyatakan dengan koefisien prestasi absorbsi (COP Absorbsi ) dan dapat dihitung menggunakan persamaan dibawah ini dengan pendekatan siklus carnot:

  Reservoir Panas T ₂ Q ₂ COP :

  W Q ₁ Reservoir

  dingin T ₁ Q / Q (1) COP Absorbsi : evaporator generator

  Koefisien prestasi harus bernilai positif, padahal temperatur o evaporator dapat mencapai beberapa derajat di bawah 0

  C. Oleh karena itu temperatur dalam persamaan di atas harus dihitung dengan menggunakan temperatur dalam Kelvin, karena temperatur Kelvin dianggap absolut, sehingga hasil koefisien prestasi akan selalu bernilai positif.

  Disamping itu pada penelitian yang dilakukan ini untuk mengetahui apakah saat proses desorbsi berlangsung uap air ikut menguap dan terbawa ke evaporator, karena air yang ikut menguap dan tertampung pada evaporator yang nantinya akan menggangu sistem pendingin absorbsi tersebut. Maka dari itu hal ini perlu dibuktikan agar nantinya sistem pendingin ini dapat bekerja dengan baik setelah solusi ditemukan.

  1

  10 ₁₁ BAB III METODE PENELITIAN 3.1.

  4. Katup fluida satu arah

  3. Pipa ¾ untuk jalan masuk amonia-air

  2. Keran ¾ inchi utama untuk memasukkan amonia-air

Gambar 3.1. Skema alat pendingin absorbsi Keterangan :

   Deskripsi Alat

  9

  2

  7

  8

  6

  5

  4

  3

1. Saluran untuk menampung amonia yang akan dimasukkan ke alat.

Bagian ini bisa diganti dengan pentil saat alat akan divakum.

  6. Keran ¾ inchi untuk mengatur tekanan di evaporator

  7. Manometer

  8. Evaporator yang juga berfungsi sebagai kondensor

  9. Receiver untuk menampung butir-butir air yang terbawa uap amonia

  

10. Ember pendingin untuk mendinginkan generator saat proses

pendinginan dan absorbsi

  

11. Kotak pendingin untuk meletakkan benda-benda yang ingin

didinginkan. Evaporator diletakkan di dalam kotak ini saat proses absorbsi. _{3 cm} 20 cm _{8,5 cm} 1 cm

  8,5 cm Gambar 3.2b. Dimensi pipa celup Gambar 3.2a. Skema generator Pada penelitian ini bagian dalam generator terdiri dari 4 komponen yaitu:

  1. Pipa berdiameter 1,5cm dengan panjang 11,5cm sebagai tempat masuknya larutan amonia dan masuknya uap amonia pada saat proses absorbsi.

  2. Pipa berdiameter 0,8cm dengan panjang 20cm sebagai jalan uap amonia saat proses desorbsi.

  3. Pipa berdiameter ½ inchi dengan panjang 20cm yang bagian atasnya tertutup sebagai selubung pipa uap.

  4. Pipa berdiameter ¾ inchi dengan panjang 8,5cm sebagai selubung pipa masuk amonia.

3.2. Variabel Yang Divariasikan

  Variabel yang divariasikan dalam pengujian ini yaitu pengambilan data lima kali dengan volume yang sama untuk mengetahui efek massa air dalam evaporator:

1. Larutan amonia sebanyak 1250 cc tetap, untuk 5 kali pengambilan.

2. Massa air yang terdapat didalam evaporator saat pegambilan data lima kali.

  Gambar. 3.4a. Data (1) pertama Gambar. 3.4b. Data (2) kedua kondisi awal evaporator kosong.

  Gambar. 3.4c. Data (3) ketiga Gambar. 3.4d. Data (4) keempat Gambar. 3.4e. Data (5) kelima setelah evaporator dikembalikan dalam keadaan semula

2. Lima 5 kali pengambilan data keran terbuka penuh saat proses absorbsi dengan volume amonia 30% sebanyak 1250 cc.

  Gambar 3.5a. Keran terbuka saat Gambar 3.5b. Keran terbuka saat Proses absorbsi Proses absorbsi

3.3. Variabel yang Diukur

  1. Temperatur Generator (T1)

  2. Temperatur Katup Fluida Satu Arah (T2)

  3. Temperatur Evaporator (T3)

  4. Temperatur Air pendingin Evaporator (T4)

  5. Temperatur Dinding Kotak Pendingin (T5)

  6. Temperatur Ruangan di dalam Kotak Pendingin (T6)

  7. Tekanan Evaporator (P)

  3.4. Langkah Penelitian

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti pada Gambar 3.1.

  2. Setelah itu termokopel dipasang pada bagian yang akan diukur temperaturnya.

  

3. Tekanan sistem divakumkan dengan menggunakan pompa vakum.

  

4. Alat diisi dengan campuran amonia-air dengan konsentrasi 30%.

  5. Kemudian alat dipanasi dengan menggunakan kompor listrik hingga tekanan konstan atau mulai terlihat turun secara perlahan. Proses ini adalah proses desorbsi.

  6. Setelah tekanan konstan maka kompor dimatikan dan digeser, kemudian dilanjutkan dengan proses pendinginan generator. Ketika proses pendinginan generator ini keran penghubung evaporator ditutup dan generator didinginkan dengan dicelup di dalam ember hingga temperatur T1 mendekati temperatur awal sebelum proses pemanasan. Termokopel pengukur T4 yang tadinya digunakan untuk mengukur temperatur air pendingin evaporator digunakan untuk mengukur temperatur air pendingin generator saat proses pendinginan generator ini. Jika T1 belum mendekati temperatur awal tetapi T4 sudah meningkat maka air pendingin diganti dengan yang baru.

  7. Ketika temperatur T1 sudah mendekati kondisi awal, maka evaporator dimasukkan ke dalam kotak pendingin lalu kotak pendingin ditutup.

  Setelah kotak ditutup, kemudian keran penghubung evaporator dibuka

  Pada pengambilan data ke 5 evaporator dikuras dari air yang ikut menguap saat proses desorbsi untuk melihat pengaruh dari air yang ikutr ke evaporator tersebut,

  8. Pengambilan data dilakukan setiap 5 menit untuk proses desorbsi dan absorbsi dan 10 menit untuk proses pendinginan generator, dengan mencatat tekanan sistem dan temperatur di setiap titik.

  9. Data yang dicatat kemudian dimasukkan kedalam tabel. Data tersebut mencakup: waktu (t), tekanan (P), temperatur generator (T1), temperatur katup fluida satu arah (T2), temperatur air pendingin (T3), temperatur evaporator (T4), temperatur dinding kotak pendingin (T5), dan temperatur ruangan di dalam kotak pendingin (T6).

  10. Dalam penelitian ini menggunakan istilah Kompor level 2, level 3, level 4, dan level 5 maksudnya adalah level pemanasan dari kompor tersebut,

agar pemanasan yang terjadi tidak berlangsung secara tiba-tiba.

  Pengolahan dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan (1). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik:

  1. Hubungan tekanan dan temperatur di bagian-bagian sistem pendingin dengan waktu pencatatan data dengan volume ammonia yang sama 1250 cc.

  2. Perbandingan pengambilan data 1,2,3,4 dan data 5 setelah evaporator dikembalikan dalam keadaan semula.

  

3. Perbandingan temperatur evaporator dengan waktu pencatatan data.

  4. Perbandingan COP atau unjuk kerja sistem untuk semua data.

3.5 Peralatan Pendukung

  Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

  a. Penghitung Waktu (Stopwatch) Digunakan untuk mengukur waktu pencatatan tekanan dan temperatur.

  b. Kompor Listrik

Digunakan untuk memanaskan generator saat proses desorbsi.

  c.

   Penampil Termokopel (Logger) Digunakan untuk menampilkan nilai temperatur di setiap titik yang terukur oleh termokopel.

  d. Termokopel Digunakan untuk pengukuran temperatur pada titik yang diinginkan.

  e. Ember Digunakan untuk merendam evaporator saat proses desorbsi dan merendam generator saat proses pendinginan dan absorbsi.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hasil Penelitian Pengambilan data pada penelitian pendingin absorbsi amonia-air

  menggunakan pipa celup 85 mm dengan lima kali pengambilan data untuk mengetahui unjuk kerja alat dan efek massa air dalam evaporator.

Tabel 4.1. Data pertama evaporator masih dalam keadaan bersih dari amonia.

  Data pertama amonia 1250 cc No Waktu

  Tekanan (kg/cm)

  Suhu (°C) COP Keterangan

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2 25 25 25 26 Proses

  2

• 0.2 28 25 26 26

  Disorbsi

  18

  65 3.0 67 35 28 27

  15

  70 3.4 69 37 29 27

  16

  75 3.7 72 37 29 27

  17

  80 4.7 76 40 29 27

  Kompor level 4

  85 5.9 84 42 30 27

  60 2.6 62 35 28 27

  19

  90 6.7 89 44 32 27

  20

  95

  7.4

  92 6 32 27 21 100 8.3 92 49 32 27

  22 105

  9.0 93 50 33 27

  14

  13

  3

  30 0.5 45 28 27 27 Kompor level 3

  10 0.0 35 26 26 26 Kompor level 2

  4

  15 0.0 36 27 27 26

  5

  20 0.1 36 27 27 26

  6

  25 0.2 36 27 27 26

  7

  8

  55 2.2 61 34 28 27

  35 1.0 51 30 27 26

  9

  40 1.2 51 32 27 27

  10

  45 1.5 52 33 27 27

  5

  50 1.9 58 33 27 27

  12

  11

Tabel 4.1. Data pertama. (lanjutan)

  0.0

  15

  4

  24 Kompor level 2

  25

  26

  35

  10

  40

  3

  24 Disorbsi

  25

  25

  28

  2 5 -0.1

  0.1

  27

  25

  25

  26

  27

  44

  0.5

  25

  6

  26

  26

  27

  42

  0.3

  20

  5

  25

  25 Proses

  24

  Data pertama amonia 1250 cc No Waktu

  18 1 26 15 19

  6

  0.9 41 200 -0.1 29 19 -3 28

  14

  6

  0.9 40 195 0.0 30 17 -5 28

  0.9 Absorbsi 39 190 0.1 33 16 -5 27 11 18

  28

  0.9 42 205 -0.15

  1 Proses 38 185 1,5

  9.9 27 27 26 26 35 170 9.8 27 26 26 26 36 175 9.7 27 26 25 26 37 180 9.7 27 25 25 26 27 27

  10.5 101 56 34 27 25 120 11.4 106 58 35 27 26 125 11.5 107 61 36 28 27 130 11.9 109 64 37 29 28 135 12.4 114 69 35 29 29 140 11.6 96 75 30 27 Pendinginan 30 145 11.0 62 67 28 24 Generator 31 150 10.6 43 44 27 24 35 menit 32 155 10.1 30 28 27 24 33 160 10.0 29 28 27 24 34 165

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 23 110 9.9 99 52 34 27 Kompor level 5 24 115

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  13

  28

  24

  28

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  Data kedua amonia 1250 cc No Waktu

  0.9 Tabel 4.2. Data kedua.

  21 8 28 11 16

  0.9 44 215 -0.2

  19

  20 5 28 10 16

  28

  0.9 43 210 -0.2

  13

  8

  28

  2

  25

Tabel 4.2. Data kedua (lanjutan)

  19

  70

  3.7 78 45 26 25

  16

  75

  5.4 85 46 26 25 Kompor level 4

  17

  80

  6.8 94 49 26 25

  18

  85

  7.7 96 52 27 25

  90

  4.3 77 44 26 25

  8.7 96 56 26 25

  20

  95

  9.5 96 59 27 25 21 100 10.1 97 59 27 25 22 105 10.5 99 60 27 25 23 110 11.1 102 64 28 25 kompor level 5 24 115 11.8 108 68 29 25 25 120 11.9 108 70 30 25 26 125 12.1 109 73 32 27 27 130 12.8 112 75 32 27 28 135 13.4 114 81 33 27 29 140 11.0 85 50 30 26 Pendinginan 30 145 10.1 53 46 30 27 Generator 31 150

  9.0 37 37 28 24 30 menit 32 155 9.8 33 32 27 25 33 160 9.7 27 27 26 24 34 165 9.7 27 27 25 25 35 170 9.7 27 26 25 24 36 175 9.5 25 24 24 25 25 25

  1 Proses 37 180

  1.5

  26

  19 1 25 20 22 0.92 Absorbsi 38 185 0.1 32 14 -5 25 6 16 0.88 39 190 0.0 29 16 -5 24 -2 10 0.89 40 195 -0.1

  28 16 -5 27 -5

  6

  15

  65

  Data kedua amonia 1250 cc No Waktu

  2.0 65 35 26 25

  Tekanan (kg/cm)

  Suhu (°C) COP Keterangan

  T1 T2 T3 T4 T5 T6

  7

  30

  0.9 51 28 26 25 Kompor level 3

  8

  35

  1.6 60 32 26 25

  9

  40

  10

  14

  45

  2.5 67 37 26 25

  11

  50

  3.0 70 40 26 25

  12

  55

  3.4 75 41 26 25

  13

  60

  3.8 77 43 26 25

  0.89

Tabel 4.2. Data kedua (lanjutan)

  10

  12

  1.9 60 33 24 24

  50

  11

  1.3 54 30 24 24 Kompor level 3

  45

  0.7 50 29 24 22

  2.1 64 35 24 25

  40

  9

  0.6 48 28 24 22

  35

  8

  0.5 46 28 22 22

  55

  13

  7

  75

  85

  18

  3.7 75 41 25 24

  80

  17

  3.4 73 40 24 24

  16

  60

  3.1 70 37 25 24

  70

  15

  2.6 67 36 25 24

  65

  14

  2.4 65 36 24 25

  30

  0.4 43 27 22 22

  Data kedua amonia 1250 cc No Waktu

  0.90 44 215 -0.15 27 16 -5 24 -5

  22 3 12 0.93 49 240 -0.2 27 21

  5

  21 2 11 0.92 48 235 -0.2 27 21

  3

  0.89 45 220 -0.15 27 18 -5 22 -5 10 0.89 46 225 -0.2 27 19 -2 22 10 0.90 47 230 -0.2 27 19

  4

  4

  22 5 13 0.93 50 245 -0.2 27 21 10 22 6 14 0.94

  0.90 43 210 -0.15 26 16 -5 22 -5

  4

  0.89 42 205 -0.1 26 16 -5 22 -5

  5

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 41 200 -0.1 27 16 -5 24 -5

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  6

  COP RATA-RATA

  25

  4

  6

  0.2 41 26 24 22

  20

  5

  0.1 38 25 22 21

  15

  0.0 33 25 24 21 Kompor level 2

  0.91 Tabel 4.3. Data ketiga.

  10

  3

  2 5 -0.1 26 24 22 21 Disorbsi

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2 22 24 22 21 Proses

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  Data ketiga amonia 1250 cc No Waktu

  4.1 77 43 24 24

Tabel 4.3. Data ketiga (lanjutan)

  2.0

  9

  0.90 53 260 -0.1 25 19 -5 21 -3

  5

  0.90 52 255 -0.1 26 19 -5 21 -4

  6

  0.89 51 250 -0.1 25 19 -5 21 -4

  9

  21 3 25 21 25 0.90 48 235 0.2 28 19 -5 25 11 19 0.89 49 240 0.0 27 19 -5 21 2 11 0.89 50 245 0.0 27 19 -5 21 -2

  32

  10 107 60 25 27 kompor level 5 30 145 10.4 107 60 27 26 31 150 10.9 112 62 27 27 32 155 11.0 113 65 27 27 33 160 11.5 121 67 28 26 34 165 12.1 123 72 29 26 35 170 12.3 126 75 30 26 36 175 12.5 131 77 32 27 37 180 12.7 139 80 32 26 38 185 11.2 62 59 29 24 Pendinginan 39 190 11.0 58 56 29 24 Generator 40 195 11.0 37 35 32 29 30 menit 41 200 10.9 32 28 29 22 42 205 10.8 30 27 28 22 43 210 10.5 28 25 27 22 44 215 10.5 27 25 27 22 45 220 10.5 27 25 27 22 46 225 10.5 27 25 27 22 26 26 1.00 Absorbsi 47 230

  Data ketiga amonia 1250 cc No Waktu

  5.5 86 46 24 24 21 100 6.8 91 49 24 24 22 105 7.4 94 50 25 24 23 110 8.1 94 52 25 25 24 115 8.7 99 56 25 24 25 120 8.9 102 57 25 25 26 125 9.4 102 57 25 26 27 130 9.8 107 59 26 26 28 135 9.9 107 59 25 27 29 140

  95

  20

  4.4 78 43 24 24 Kompor level 4

  90

  19

  T1 T2 T3 T4 T5 T6

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  0.90

Tabel 4.3. Data ketiga (lanjutan)

  55

  65

  14

  3.0 72 40 27 27

  60

  13

  2.6 70 38 27 27

  12

  15

  2.2 66 37 27 27

  50

  11

  1.8 61 34 28 27

  45

  10

  3.5 74 42 27 27

  70

  40

  85

  95

  20

  6.9 93 51 27 27

  90

  19

  6.2 91 48 27 27

  18

  3.9 75 43 26 27

  5.2 86 44 27 27 Kompor level 4

  80

  17

  4.4 81 43 27 27

  75

  16

  1.3 56 32 27 27 Kompor level 3

  9

  Data ketiga amonia 1250 cc No Waktu

  8

  2

  COP Keterangan T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2 24 24 26 26 Proses

  (kg/cm) Suhu (°C)

  No Waktu Tekanan

  0.92 Tabel 4.4. Data keempat Data keempat amonia 1250 cc

  21 9 14 0.94 58 285 -0.2 26 24 11 21 11 18 0.95 COP RATA - RATA

  21 5 12 0.93 57 280 -0.2 26 22

  0.1 27 25 26 26 Disorbsi

  5

  21 1 10 0.92 56 275 -0.2 27 22

  3

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 54 265 -0.1 25 20 -4 21 1 11 0.90 55 270 -0.2 26 21

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)

  5

  3

  0.8 51 30 27 27

  25

  35

  8

  0.5 48 29 27 27

  30

  7

  0.5 46 28 27 27

  6

  10

  0.3 41 27 27 27

  20

  5

  0.1 38 27 27 27

  15

  4

  0.0 34 26 26 26 Kompor level 2

  7.7 97 51 27 27 21 100 8.4 97 52 27 27 22 105 8.9 99 53 27 27 23 110 9.5 103 57 27 27 kompor level 5

Tabel 4.4. Data keempat (lanjutan)

  0.91 Tabel 4.5. Data kelima setelah evaporator dikondisikan seperti semula.

  6

  20 0.3 37 29 27 25

  5

  15 0.1 36 28 27 25

  4

  10 0.0 37 27 27 25 Kompor level 2

  3

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2 24 24 24 24 Proses 2 5 -0.1 27 25 25 24 Disorbsi

  Suhu (°C) COP Keterangan

  Tekanan (kg/cm)