Analisa Performansi AC Split dengan Penambahan Alat Penukar Kalor Tipe Selongsong di Pipa Isap dan Pipa Tekan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Refrigerasi merupakan suatu proses penyerapan panas dari suatu benda
atau ruang sehingga temperatur benda atau ruang tersebut lebih rendah dari
temperatur lingkungannya. Salah satu yang termasuk dari refrigerasi adalah
pengkondisian
udara
(Air
Conditioning )
yakni
suatu
proses
dimana
mengkondisikan udara suatu ruangan sehingga dapat mencapai temperatur dan
kelembapan yang sesuai dengan yang dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari
suatu ruangan tertentu.
Prinsip dari pengkondisian udara adalah proses penyerapan panas dan
proses pembuangan panas dengan cara memberikan kerja terhadap sistem. Banyak
usaha dilakukan untuk meningkatkan performansi dari sistem pengkondisian
udara dimana tujuannya adalah untuk mendapatkan efek refrigerasi yang besar
tetapi kerja yang diberikan ke sistem sedikit. Salah satunya adalah dengan
penambahan alat penukar kalor yang dipasang pada pipa discharge keluar
kondensor yang diintegrasikan dengan pipa discharge yang keluar dari
epavorator. Sistem penukar kalor ini akan menyerap sisa panas dari kondensor
untuk digunakan memanaskan kembali refrigeran yang keluar dari evaporator
sebelum masuk ke-kompresor [1].
Alasan praktis penggunaan alat penukar kalor pada sistem pendingin
adalah untuk menjaga agar refrigeran dalam fasa uap-cair tidak masuk ke dalam
kompresor (tidak terjadi kompresi basah) serta pendinginan lanjut ( subcooling )
cairan dari kondensor untuk mencegah terbentuknya gelembung uap yang
melewatikatub ekspansi. Sehingga diharapkan dengan penambahan alat penukar
kalor ini dapat meningkatkan efek refrigerasi serta meningkatkan kapasitas dan
coeffisien Of performansi (COP) sistem pendingin. Walaupun dampak refrigerasi
1
Universitas Sumatera Utara
dapat tingkatkan, tetapi kompresi terdorong jauh masuk ke dalam daerah panas
lanjut, sehingga kerja kompresi akan lebih besar dibandingkan dengan yang dekat
dengan garis uap-jenuh [2].
Dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Abraham (2006)
menggunakan modifikasi penambahan alat penukar kalor dengan pipa yang
berasal dari evaporator yang dililitkan di dalam pipa yang berasal dari kondensor
didapatkan kenaikan laju pendinginan ruangan sebesar 5 % dari yang tanpa
dimodifikasi tetapi kerja kompresor lebih besar dari yang tanpa dimodifikasi dan
oleh I Ketut Gede Wirawan (2009) menggunakan modifikasi dengan penambahan
alat penukar kalor pada AC window dimana evaporatornya di masukkan ke dalam
ruangan (box ukuran 1m x1m x1m) dan mendapatkan rata-rata efek refrigerasi
153 kJ/kg tanpa modifikasi dan mengalami peningkatan pada yang dimodifikasi
yaitu 155,55 kJ/kg. Oleh karena itu, dalam peneletian ini dilakukan penambahan
alat penukar kalor tipe selongsong pada AC split. Untuk melihat pengaruh yang
ditimbulkan bila APK tersebut digunakan pada AC jenis Split [1].
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
a. Dapat membandingkan besarnya COP yang dihasilkan pada sistem
pengkondisian udara modifikasi dengan sistem pengkondisian udara tanpa
modifikasi pada AC split.
b. Untuk membandingkan dampak refrigerasi yang dihasilkan oleh sistem
pengkondisian udara modifikasi dan tanpa modifikasi.
c. Dapat Membandingkan besarnya penggunaan arus listrik antara sistem
pengkondisian udara modifikasi dan tanpa modifikasi.
d. Membandingkan kerja kompresi antara sistem pengkondisian udara
modifikasi dan tanpa modifikasi.
e. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3 Batasan masalah
Melihat luasnya ruang lingkup permasalahan yang ada, untuk mempermudah
proses perhitungan maka dalam penelitian ini dibuat batasan masalah. Adapun
batasan masalahnya sebagai berikut :
a. Sistem yang diuji menggunakan AC yang memiliki daya 1 AC yang
digunakan memiliki daya 1 PK.
b. Alat penukar kalor (APK) diasumsikan terisolasi sempurna.
c. Proses di kompresor diasumsikan terjadi pada entropi konstan.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat
antara lain :
a. Dapat memperdalam pengetahuan di bidang mesin refrigerasi bagi penulis
pada khususnya.
b. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana.
c. Dapat memberikan referensi tambahan untuk penelitian yang baru untuk
sistem refrigerasi.
1.5 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam penulisan yang dibuat dalam skripsi ini adalah
sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas latar belakang penulisan skripsi, tujuan penelitian,
batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan dari penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi
pedoman dalam penyusunan skripsi.
3
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini membahas tentang alat dan bahan yang digunakan dan
tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian.
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini membahas tentang data yang didapat dari pengujian alat dan
perhitungan hasilnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari penelitian yang telah
selesai dilakukan dan saran-saran yang diperlukan untuk perbaikan penelitian
selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan dalam
penyusunan laporan ini.
LAMPIRAN
Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan dan tabel
termodinamika refrigeran.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Refrigerasi merupakan suatu proses penyerapan panas dari suatu benda
atau ruang sehingga temperatur benda atau ruang tersebut lebih rendah dari
temperatur lingkungannya. Salah satu yang termasuk dari refrigerasi adalah
pengkondisian
udara
(Air
Conditioning )
yakni
suatu
proses
dimana
mengkondisikan udara suatu ruangan sehingga dapat mencapai temperatur dan
kelembapan yang sesuai dengan yang dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari
suatu ruangan tertentu.
Prinsip dari pengkondisian udara adalah proses penyerapan panas dan
proses pembuangan panas dengan cara memberikan kerja terhadap sistem. Banyak
usaha dilakukan untuk meningkatkan performansi dari sistem pengkondisian
udara dimana tujuannya adalah untuk mendapatkan efek refrigerasi yang besar
tetapi kerja yang diberikan ke sistem sedikit. Salah satunya adalah dengan
penambahan alat penukar kalor yang dipasang pada pipa discharge keluar
kondensor yang diintegrasikan dengan pipa discharge yang keluar dari
epavorator. Sistem penukar kalor ini akan menyerap sisa panas dari kondensor
untuk digunakan memanaskan kembali refrigeran yang keluar dari evaporator
sebelum masuk ke-kompresor [1].
Alasan praktis penggunaan alat penukar kalor pada sistem pendingin
adalah untuk menjaga agar refrigeran dalam fasa uap-cair tidak masuk ke dalam
kompresor (tidak terjadi kompresi basah) serta pendinginan lanjut ( subcooling )
cairan dari kondensor untuk mencegah terbentuknya gelembung uap yang
melewatikatub ekspansi. Sehingga diharapkan dengan penambahan alat penukar
kalor ini dapat meningkatkan efek refrigerasi serta meningkatkan kapasitas dan
coeffisien Of performansi (COP) sistem pendingin. Walaupun dampak refrigerasi
1
Universitas Sumatera Utara
dapat tingkatkan, tetapi kompresi terdorong jauh masuk ke dalam daerah panas
lanjut, sehingga kerja kompresi akan lebih besar dibandingkan dengan yang dekat
dengan garis uap-jenuh [2].
Dari penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Abraham (2006)
menggunakan modifikasi penambahan alat penukar kalor dengan pipa yang
berasal dari evaporator yang dililitkan di dalam pipa yang berasal dari kondensor
didapatkan kenaikan laju pendinginan ruangan sebesar 5 % dari yang tanpa
dimodifikasi tetapi kerja kompresor lebih besar dari yang tanpa dimodifikasi dan
oleh I Ketut Gede Wirawan (2009) menggunakan modifikasi dengan penambahan
alat penukar kalor pada AC window dimana evaporatornya di masukkan ke dalam
ruangan (box ukuran 1m x1m x1m) dan mendapatkan rata-rata efek refrigerasi
153 kJ/kg tanpa modifikasi dan mengalami peningkatan pada yang dimodifikasi
yaitu 155,55 kJ/kg. Oleh karena itu, dalam peneletian ini dilakukan penambahan
alat penukar kalor tipe selongsong pada AC split. Untuk melihat pengaruh yang
ditimbulkan bila APK tersebut digunakan pada AC jenis Split [1].
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah :
a. Dapat membandingkan besarnya COP yang dihasilkan pada sistem
pengkondisian udara modifikasi dengan sistem pengkondisian udara tanpa
modifikasi pada AC split.
b. Untuk membandingkan dampak refrigerasi yang dihasilkan oleh sistem
pengkondisian udara modifikasi dan tanpa modifikasi.
c. Dapat Membandingkan besarnya penggunaan arus listrik antara sistem
pengkondisian udara modifikasi dan tanpa modifikasi.
d. Membandingkan kerja kompresi antara sistem pengkondisian udara
modifikasi dan tanpa modifikasi.
e. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana.
2
Universitas Sumatera Utara
1.3 Batasan masalah
Melihat luasnya ruang lingkup permasalahan yang ada, untuk mempermudah
proses perhitungan maka dalam penelitian ini dibuat batasan masalah. Adapun
batasan masalahnya sebagai berikut :
a. Sistem yang diuji menggunakan AC yang memiliki daya 1 AC yang
digunakan memiliki daya 1 PK.
b. Alat penukar kalor (APK) diasumsikan terisolasi sempurna.
c. Proses di kompresor diasumsikan terjadi pada entropi konstan.
1.4 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat
antara lain :
a. Dapat memperdalam pengetahuan di bidang mesin refrigerasi bagi penulis
pada khususnya.
b. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana.
c. Dapat memberikan referensi tambahan untuk penelitian yang baru untuk
sistem refrigerasi.
1.5 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika dalam penulisan yang dibuat dalam skripsi ini adalah
sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas latar belakang penulisan skripsi, tujuan penelitian,
batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan dari penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi
pedoman dalam penyusunan skripsi.
3
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini membahas tentang alat dan bahan yang digunakan dan
tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian.
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini membahas tentang data yang didapat dari pengujian alat dan
perhitungan hasilnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari penelitian yang telah
selesai dilakukan dan saran-saran yang diperlukan untuk perbaikan penelitian
selanjutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan dalam
penyusunan laporan ini.
LAMPIRAN
Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan dan tabel
termodinamika refrigeran.
4
Universitas Sumatera Utara