UNJUK KERJA PENDINGIN ABSORBSI DENGAN VARIASI KEDALAMAN PIPA CELUP

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

UNJUK KERJA PENDINGIN ABSORBSI

DENGAN VARIASI KEDALAMAN PIPA CELUP

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

  

RIO YULIANTO

NIM : 085214024

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PERFOMANCE OF ABSORBTION REFRIGERATOR

WITH DEPTH OF SUBMERIBLE PIPE VARIATION

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

  

By:

RIO YULIANTO

Student Number : 085214024

  

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

ABSTRAK

Di negara-negara berkembang seperti Indonesia kebutuhan akan sistem

pendingin semakin meningkat. Sistem pendingin pada umumnya digunakan

untuk mengawetkan makanan, hasil pertanian, obat-obatan, vaksin, dan

sebagainya. Sistem pendingin yang ada pada saat ini umumnya menggunakan

sistem kompresi uap dengan berbagai macam tipe refrijeran sintetik. Kebocoran

refrijeran yang digunakan dapat menimbulkan kerusakan lapisan ozon, akibatnya

suhu di bumi meningkat sehingga untuk mengatasi permasalahan ini dibutuhkan

sistem pendingin sederhana yang dapat bekerja tanpa mengakibatkan kerusakan

lapisan ozon. Salah satu sistem pendingin tersebut adalah sistem pendingin

absorbsi amonia-air. Sistem pendingin absorbsi amonia-air hanya memerlukan

energi panas untuk dapat bekerja selain itu amonia dan air bukan merupakan

refrijeran sintetik sehingga dampak negatif kerusakan pada lapisan ozon tidak

terjadi. Tujuan penelitian ini adalah membuat model pendingin absorbsi amonia-

air dengan amonia sebagai refrijeran, mengetahui unjuk kerja dan temperatur

pendinginan yang dapat dihasilkan, pengaruh kedalaman pipa celup untuk semua

variasi.

  Alat penelitian terdiri dari generator, katup fluida satu arah dan evaporator.

Tinggi generator 30 cm dengan diameter 10 cm, tinggi katup fluida satu arah 10

cm dengan diameter 10 cm, lebar evaporator 6 cm dengan diameter 10 cm, dan

panjang reciver 10 cm. Di dalam generator terdapat 2 (dua) komponen yaitu pipa

celup sepanjang 20 cm dan pipa uap setinggi 20 cm. Pipa celup tersebut berada di

antara katup fluida satu arah sepanjang 3 cm dan berada di dalam generator

sepanjang 17 cm. Pipa celup berfungsi sebagai jalan masuknya uap amonia saat

proses absorbsi agar uap amonia dengan cepat bercampur dan terserap oleh air

sedangkan pipa uap berfungsi untuk jalan mengalirnya uap amonia ke evaporator

saat proses desorbsi. Variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah temperatur

generator bagian bawah (T1), katup fluida satu arah (T2), temperatur evaporator

(T3), temperatur air pendingin (T4), temperatur dinding kotak pendingin (T5),

temperatur di dalam kotak pendingin (T6), tekanan evaporator (P) dan waktu

pencatatan data (t). Untuk pengukuran temperatur digunakan termokopel dan

untuk tekanan digunakan manometer. Variabel yang divariasikan adalah

kedalaman pipa celup yang tercelup amonia 1,22 cm, 3,25 cm, 5,28 cm, 7,31 cm,

dan 9,34 cm.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur terendah yang dapat dicapai evaporator adalah -5 ℃ dan dapat bertahan selama 25 menit pada variasi kedalaman pipa tercelup amonia 9,34 cm (volume 1850 ml).

  Kata kunci: pendingin absorbsi, refrijeran sintetik, amonia.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

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

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

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................. v

ABSTRAK .................................................................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................... 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 ..................................................................................... 7

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................ ..10

3.l Deskripsi Alat ................................................................................. ..10

  3.2 Variabel yang Divariasikan ............................................................. ..14

  3.3 Variabel yang Diukur ...................................................................... ..17

  3.4 Langkah Penelitian .......................................................................... ..18

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

  

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... ..25

BAB V. PENUTUP ........................................................................................ ..44

  5.1 Kesimpulan ..................................................................................... ..44

  5.2 Saran ................................................................................................ ..44 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... ..45 LAMPIRAN ................................................................................................... ..48

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Percobaan ke-1 Variasi kedalaman pipa celup 1,22 cm (volume 1250 ml)............................................................................25Tabel 4.2. Percobaan ke-2 Variasi kedalaman pipa celup 3,25 cm (volume 1400 ml)............................................................................27Tabel 4.3. Percobaan ke-3 Variasi kedalaman pipa celup 5,28 cm (volume 1550 ml)............................................................................28Tabel 4.4. Percobaan ke-4 Variasi kedalaman pipa celup 7,31 cm (volume 1700 ml)............................................................................30Tabel 4.5. Percobaan ke-5 Variasi kedalaman pipa celup 9,34 cm (volume 1850 ml) ...........................................................................32

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema Alat Pendingin Absorbsi Generator Horizontal....... ...... ........ 6Gambar 2.2. Siklus Pendingin Absorbsi....... .................................................. ........ 7Gambar 3.1. Skema Alat Pendingin Absorbsi dengan Kotak Pendingin ........ ...... 10Gambar 3.2. Skema Alat Pendingin Absorbsi ................................................ ........ 11Gambar 3.3. Dimensi Generator ..................................................................... ....... 13Gambar 3.4. Dimensi Pipa Celup ................................................................... ........ 13 Gambar 3.5.Variasi kedalaman pipa celup 1,22 cm (volume 1250 ml)................... 15Gambar 3.6. Variasi kedalaman pipa celup 3,25 cm (volume 1400 ml).................. 15Gambar 3.7. Variasi kedalaman pipa celup 5,28 cm (volume 1550 ml).................. 16Gambar 3.8. Variasi kedalaman pipa celup 7,31 cm (volume 1700 ml).................. 16Gambar 3.9. Variasi kedalaman pipa celup 9,34 cm (volume 1850 ml).................. 17Gambar 3.10. Stopwatch ................................................................................. ........ 21Gambar 3.11. Kompor Listrik ......................................................................... ........ 22Gambar 3.12. Logger ...................................................................................... ........ 22Gambar 3.13. Termokopel .............................................................................. ........ 23Gambar 3.14. Ember ....................................................................................... ........ 23Gambar 3.15. Manometer ............................................................................... ........ 24Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Tekanan variasi kedalaman pipa celup 1,22 cm-9,34cm.................................................................................... 37Gambar 4.2. Grafik perbandingan temperatur evaporator dari setiap variasi kedalaman pipa celup........................................................................... 39Gambar 4.3. Grafik perbandingan temperatur dinding kotak pendingin setiap variasi kedalaman pipa celup............................................................... 40Gambar 4.4. Grafik perbandingan waktu lamanya temperatur evaporator bertahan............................................................................................... 41Gambar 4.5. Grafik Perbandingan temperatur dinding dalam kotak................. 42Gambar 4.6. Grafik perbandingan COP untuk semua variasi kedalaman pipa celup............................................................................................. 43

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

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

  pedesaan dan di daerah-daerah terpencil, kebutuhan akan sistem pendingin untuk penggunaan dan penyimpanan bahan makanan, hasil panen, hasil perikanan, obat-obatan dan sebagainya dirasakan akan selalu meningkat. Akan tetapi dalam kenyataannya sistem pendingin yang ada saat ini pada umumnya bekerja dengan sistem kompresi uap menggunakan energi listrik dan refrijeran sintetik seperti R-11, R-12, R134a, R-502. Hal tersebut bisa saja menimbulkan masalah, khususnya untuk daerah-daerah yang terpencil dan belum semua desa memiliki jaringan listrik sehingga sistem pendingin sederhana yang dapat bekerja tanpa adanya energi listrik merupakan solusi pemecahan permasalahan masalah pada daerah-daerah tersebut. Selain itu kerusakan dan kebocoran akan refrijeran sintetik mempunyai dampak negatif pada lingkungan yaitu rusaknya lapisan ozon yang dapat memperparah dampak pemanasan global saat ini.

  Salah satu sistem pendingin sederhana yang tidak memerlukan energi listrik, dan membutuhkan refrijeran adalah sistem pendingin absorbsi amonia-air. Pada sistem pendingin absorbsi amonia-air ini hanya membutuhkan energy panas saja agar sistem pendingin dapat bekerja.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2

  Sistem pendingin ini mengunakan pipa celup yang berfungsi untuk masuknya uap amonia saat proses absorbsi agar uap amonia dapat terserap dengan cepat oleh absorber. Energi panas dapat berasal dari pembakaran kayu, bahan bakar minyak, batubara, gas bumi dan sebagainya. Tetapi energi panas juga dapat berasal dari buangan proses industri, biomassa, biogas atau energi dari alam seperti panas bumi dan energi surya, selain itu amonia dan air bukan merupakan refrijeran sintetik sehingga resiko kerusakan alam tidak terjadi. Pada sistem pendingin ini terdiri dari dua siklus yaitu siklus desorbsi dan siklus absorbsi dengan komponen utama pipa celup dan pipa uap sebagai jalan keluar masuknya uap ammonia. Konstruksi sistem pendingin pada negara-negara berkembang seharusnya sederhana agar dalam perawatannya lebih mudah dan bila terjadi kerusakan dapat diperbaiki oleh industri lokal.

  Penelitian sistem pendingin absorbsi ini menitikberatkan pada pengaruh tinggi pipa celup yang tercelup oleh amonia-air. Setiap variasi volume amonia-air ditunjukan dengan perbedaan beda tinggi pipa celup, untuk volume 1250 ml tinggi pipa celup yang tercelup amonia-air 1,22 cm, volume 1400 ml tinggi pipa celup yang tercelup amonia-air 3,25 cm, volume 1550 ml tinggi pipa celup yang tercelup amonia-air 5,28 cm, volume 1700 ml tinggi pipa celup yang tercelup amonia-air 7,31 cm, dan volume 1850 ml tinggi pipa celup yang tercelup amonia-air 9,34 cm. sehingga untuk setiap

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3

  variasi volume amonia-air, pipa celup akan mengalami kenaikan setinggi 2,03 cm.

  1.2. Batasan Masalah Temperatur terendah yang dapat dicapai tergantung tekanan pada evaporator, temperatur fluida pendingin kondensor, dan volume amonia-air pada generator. Unjuk kerja alat pendingin tergantung pada unjuk kerja generator dan evaporator. Unjuk kerja generator selain ditentukan oleh kemampuan generator dalam menghasilkan uap pada proses pemanasan juga tergantung pada kemampuan generator menyerap amonia dalam air pada proses absorbsi. Pada penelitian ini generator juga berfungsi sebagai absorber dan evaporator juga berfungsi sebagai kondensor serta logger yang digunakan hanya mampu menampilkan temperatur terendah sebesar -5 ℃ dan lamanya suhu -5 ℃ dapat bertahan. Pada penelitian ini volume amonia dimasukkan pada generator bawah yang akan divariasikan dan diamati pengaruhnya terhadap temperatur pendinginan dan unjuk kerja yang dihasilkan.

  1.3. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu : 1. Membuat model pendingin absorbsi sederhana dengan bahan yang ada di pasar lokal dan teknologi yang didukung kemampuan indusri lokal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  4

  2. Mengetahui koefisien prestasi terbaik yang dapat dihasilkan.

  3. Mengetahui temperatur terendah yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorbsi.

1.4. Manfaat Penelitian

  Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini : 1. Menambah kepustakaan teknologi pendingin sistem absorbsi.

  2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi pendingin absorbsi yang dapat diterima masyarakat dan industri sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan energi listrik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

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

  dengan energi surya yang pernah dilakukan diantaranya oleh Hinotani (1983), pada penelitian ini Hinotani mendapatkan harga COP sistem pendingin adsorbsi surya menggunakan zeolit-air akan mendekati konstan pada temperatur pemanasan 160

  ℃. Grenier (1983) melakukan eksperimen sistem pendingin adsorbsi surya menggunakan zeolit-air dan mendapatkan harga COP sebesar 0,12. Pons (1986) juga melakukan penelitian pendingin adsorbsi surya menggunakan zeolit-air tetapi harga COP nya hanya 0,1. Selanjutnya Zhu Zepei (1987) melakukan penelitian pada sistem pendingin adsorbsi surya zeolit-air dengan kolektor plat datar dan kondensor berpendingin udara mendapatkan COP sebesar 0,054. Pada Penelitian Zhu Zepei ini menambahan kolektor plat datar dan kondensor berpendingin udara namun pada nilai COP nya tidak banyak mengalami kenaikan. Kreussler (1999) melakukan penelitian dan hasilnya adalah dengan temperatur 150 ℃ didapatkan energi pendinginan sebesar 250 kJ per kilogram zeolit. Ramos (2003) mendapatkan COP sebesar 0,25 dengan pemanasan menggunakan kolektor parabola. Penelitian-penelitian tersebut menggunakan zeolit yang diproduksi di Jerman, Slovnaft-Czech, dan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  6

  absorbsi amonia air menggunakan generator horizontal dengan variasi kadar amonia dan tekanan saat proses desorbsi mendapatkan COP sebesar 0,98.

  Berikut adalah Skema alat dari Songko Probo P.A

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

  Keterangan Gambar: 1.

  Torong masuk amonia 2. Saluran masuk amonia 3. Generator yang berfungsi sebagai absorber 4. Manometer 5. Kondensor yang berfungsi sebagai evaporator Abimael Sony Yudhokusumo (2011) melakukan penelitian sistem

  1

  2

  3

  4

  5 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  7

  dan tinggi generator 20 cm. Dengan pengaruh kedalaman pipa celup sepanjang 17 cm dan tinggi generator 20 cm didapatkan harga COP sebesar 0,91. Paul Alexander Budi Gunawan Libak (2011) melakukan penelitian sistem pendingin absorbsi menggunakan kapasitas amonia-air 1300 cc dengan pipa celup 85 mm dihasilkan COP 0,87.

2.2 Dasar Teori

  Pendingin absorbsi umumnya terdiri dari 4 (empat) komponen utama yaitu : (1) absorber, (2) generator, (3) kondensor, (4) evaporator. Pada penelitian ini model pendingin absorbsi yang dibuat terdiri dari dua komponen utama yaitu, absorber dan generator disatukan, dan komponen kondensor dan evaporator disatukan.

  Uap Tekanan Tinggi

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

Gambar 2.2. Siklus pendinginan absorbsi Amonia sebagai cairan utama dalam sistem pendingin absorbsi

  

merupakan salah satu refrijeran dalam suatu sistem pendingin. Amonia murni

mempunyai titik didih -33 ℃ pada tekanan 1 atm dan bersifat sangat korosif

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  8

  

bahan menggunakan stainless steel dan dalam pengelasan juga memakai argon

sebab dalam penyatuan bahan yang terbuat dari stainless stell ini pengelasan yang

dianggap paling baik dadlah menggunakan argon. Dalam penelitian ini digunakan

campuran amonia air karena amonia merupakan refrijeran yang dapat melarutkan

air dengan baik sehingga air dapat menyerap uap amonia saat proses 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 2.2. 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. Tetapi pada penelitian ini menggunakan

kompor listrik dikarenakan dalam pengambilan data dibutuhkan sumber panas

yang konstan dan kontinyu agar pada saat pengambilan data didapat data yang

akurat mengenai kemampuan alat pendingin absorbsi saat bekerja.

  Energi panas dari kompor listrik menaikkan temperatur campuran

ammonia-air yang ada dalam tabung generator. Karena amonia mempunyai titik

didih lebih rendah dibanding air maka amonia menguap terlebih dahulu. Uap

amonia ini mengalir dari generator menuju ke evaporator melalui kondensor. Di

dalam kondensor uap amonia mengalami pendinginan dan mengembun. Cairan

amonia di dalam kondensor (juga berfungsi sebagai evaporator) mengalami

ekspansi sehingga tekanannya turun. Karena tekanan amonia di dalam evaporator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  9

  

diletakkan di kotak pendingin bersama-sama dengan bahan yang akan didinginkan

dikotak pendingin. Karena mendinginkan bahan-bahan tersebut maka cairan

amonia di dalam evaporator akan menguap, kemudian mengalir kembali ke dalam

generator. Di dalam generator uap amonia tersebut diserap oleh air, proses ini

disebut absorbsi. 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 dengan persamaan :

  x

  COP Absorbsi = (1)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1.Deskripsi Alat

  Skema alat pendingin absorbsi amonia-air dengan kotak pendingin yang dirancang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Skema alat pendingin absorbsi dengan kotak pendingin.

  Keterangan : 1.

  Generator 2. Katup fluida satu arah 3. Evaporator 4. Kotak pendingin

  1

  2

  3

  4 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Skema alat pendingin absorbsi amonia-air tanpa kotak pendingin ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Skema alat pendingin absorbsi Keterangan :

  Pipa ¾ inchi 4. Penguat katup fluida satu arah

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  9 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

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

Bagian ini bisa diganti dengan pentil saat alat akan divakum.

2. Keran ball valve ¾ inchi 3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6. Penguat generator 7.

  Manometer 8. Reciver 9. Evaporator Pada gambar 3.2 terdapat beberapa alat yang mempunyai fungsi masing-

masing. Pipa ¾ inchi berfungsi sebagai tempat masuknya amonia air dan

jalannya uap amonia murni, manometer berfungsi sebagai penggukur tekanan,

reciver berfungsi sebagai tempat untuk menampung uap air yang terbawa oleh

uap amonia murni saat proses desorbsi berlangsung.

  Berikut adalah gambar dimensi generator. Pada Gambar 3.3. dapat dilihat

ukuran generator dan ukuran katup fluida satu arah. Generator ini mempunyai

tinggi 30 cm dan berdiameter 10 cm sedangkan katup fluida satu arah

mempunyai tinggi 10 cm dan berdiameter 10 cm. Di dalam generator ini terdapat

pipa celup dan pipa uap. Pipa celup berfungsi sebagai tempat masuknya

campuran amonia-air ke dalam generator sekaligus sebagai jalan masuknya uap

amonia saat proses absorbsi agar uap amonia dapat bercampur dan terserap

langsung oleh air sedangkan pipa uap berfungsi sebagai jalan masuknya uap

amonia yang kemudian menuju ke evaporator saat proses desorbsi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  12 cm 40 cm 30 cm

Gambar 3.3. Dimensi generator Dimensi pipa celup ditunjukkan pada Gambar 3.4. Pipa celup sepanjang 20

  

cm terletak di antara generator dan katup fluida satu arah. Pipa celup ini

menggantung sepanjang 17 cm dalam generator dan 3 cm menonjol dalam

katup fluida satu arah.

  20 cm 3 cm 1 cm 17 cm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

Bagian dalam generator dan katup fluida satu arah pada penelitian ini terdiri dari

3 komponen yaitu:

  1. Pipa diameter ½ inci panjang 20 cm sebagai tempat masuknya campuran amonia-air.

  2. Pipa diameter ¼ inci panjang 20 cm untuk jalan uap amonia.

  3. Pipa diameter 1 cm panjang 20 cm yang bagian atasnya tertutup untuk jalan uap amonia.

3.2.Variabel Yang Divariasikan

  Variabel yang divariasikan dalam penelitian yaitu: 1.

  Variasi kedalaman pipa celup 1,22 cm dengan volume 1250 ml (Lihat Gambar 3.5)

  2. Variasi kedalaman pipa celup 3,25 cm dengan volume 1400 ml (Lihat Gambar 3.6)

  3. Variasi kedalaman pipa celup 5,28 cm dengan volume 1550 ml (Lihat Gambar 3.7)

  4. Variasi kedalaman pipa celup 7,31 cm dengan volume 1700 ml (Lihat Gambar 3.8)

  5. Variasi kedalaman pipa celup 9,34 cm dengan volume 1850 ml (Lihat Gambar 3.9)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Variasi kedalaman pipa celup 1,22 cm dan 3,25 cm ditunjukkan pada

Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 :

  1,22 cm

Gambar 3.5. Variasi pipa celup 1.22 cm, volume 1250 ml

  3,25 cm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Variasi kedalaman pipa celup 5,28 cm dan 7,31 cm ditunjukkan pada

Gambar 3.7 dan Gambar 3.8 :

  5,28 cm

Gambar 3.7. Variasi pipa celup 5,28 cm, volume 1550 ml

  7,31 cm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Variasi kedalaman pipa celup 9,34 cm ditunjukan pada Gambar 3.9:

Gambar 3.9. Variasi pipa celup 9,34 cm, volume 1850 ml

  Dalam penelitian ini variabel-variabel yang diukur antara lain : 1. Temperatur generator (T1) 2. Temperatur katup fluida satu arah (T2) 3.

  Temperatur evaporator (T3) 4. Temperatur air pendingin (T4) 5. Temperatur dinding kotak pendingin (T5) 6. Temperatur di dalam kotak pendingin (T6) 7. Tekanan evaporator (P)

  9,34 cm

3.3.Variabel yang Diukur

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.4.Langkah Penelitian

  Pengambilan data dalam penelitian Pendingin Absorbsi ini menggunakan metode langsung yaitu penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung alat yang telah dibuat. Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

  1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti Gambar 3.1.

  2. Alat ukur termokopel yang telah disiapkan dipasang pada setiap bagian yang akan diukur temperaturnya.

  3. Alat Pendingin Absorbsi divakumkan selama beberapa menit dengan menggunakan pompa vakum.

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

  5. Kemudian alat Pendingin Absorbsi dipanasi menggunakan kompor listrik.

  Pada kompor listrik, terdapat tingkatan-tingkatan level panas. Jadi jika panas yang diharapkan sudah konstan atau lampu pada penunjuk kompor mati, maka level kompor listrik dapat dinaikan. Keadaan tersebut bisa terus berlanjut hingga level kompor listrik maksimal. Proses pemanasan terjadi hingga tekanan yang ada di alat ukur manometer menunjukan tekanan maksimal saat alat bekerja (konstan)/ mangalami penurunan secara perlahan, proses ini dinamakan proses desorbsi.

  6. Setelah tekanan konstan, kompor dimatikan dan di geser. Lalu dilanjutkan ketahap kesalnjutnya yaitu proses pendinginan.

  7. Sebelum proses pendinginan, kran penghubung evaporator ditutup.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  8. Setelah itu generator dimasukan kedalam bak/ember hingga temperature T1 mendekati suhu awal sebelum proses pemanasan. Termokopel pada T4 yang awalnya digunakan untuk mengukur temperature air pendingin evaporator dipindah untuk mengukur temperature air pendingin di generator saat proses pendinginan. Jika T1 belum mendekati temperature awal tetapi pada T4 temperatur sudah menunjukan kenaikan, maka segera air pendingin diganti dengan yang baru (proses penggantian air pendingin dilakukan beberapa kali sampai temperature T1 mendekati temperature awal sebelum pemanasan).

  9. Setelah T1 mendekati temperature awal sebelum pemanasan, maka alat pendingin Absorbsi memasuki proses Absorbsi dengan cara memasukan evaporator kedalam kotak pendingin, lalu kotak pendingin ditutup.

  10. Kemudian keran penghubung evaporator dibuka perlahan- lahan hingga terbuka penuh. Proses ini dinamakan proses Absorbsi.

  11. Pengambilan data variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm - 9,34 cm sama seperti yang telah dijelaskan diatas.

  12. Pengambilan data dilakukan dengan memvariasikan volume campuran amonia-air.

  13. Pengambilan data dilakukan setiap 5 menit untuk proses absorbsi dan proses desorbsi dengan mencatat suhu di setiap titik dan 10 menit pada proses pendinginan.

  14. Data yang dicatat saat proses desorbsi adalah waktu (t), tekanan (P),

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  temperatur evaporator (T3), dan temperatur air pendingin (T4) sedangkan data yang dicatat saat proses absorbsi adalah waktu (t), tekanan (P), temperatur generator (T1), temperatur katup fluida satu arah (T2), temperatur evaporator (T3), temperatur air pendingin (T4), temperatur dinding kotak pendingin (T5), dan temperatur di dalam kotak pendingin (T6).

  Pengolahan dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan pada parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan persamaan (1). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan :

  1. Hubungan Perbandingan tekanan dengan waktu pencatatan data untuk variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa

tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

  2. Hubungan perbandingan temperatur evaporator (T3) dengan waktu pencatatan data untuk variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

  3. Hubungan perbandingan temperatur dinidng kotak (T5) dengan waktu pencatatan data untuk variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

4. Hubungan lamanya temperature evaporator (T3) disaat proses absorbsi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

  5. Hubungan temberatur dinding (T5) terendah denan waktu untuk variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

  6. Perbandingan COP pada setiap variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm, pipa tercelup 3,25cm, pipa tercelup 5,28 cm, pipa tercelup 7,31 cm, dan pipa tercelup 9,34 cm.

3.5.Peralatan Pendukung

  Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah : a.

  Stopwatch Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pencatatan tekanan dan temperatur.

Gambar 3.10. Stopwatch

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  b.

  Kompor Listrik Kompor listrik yang dapat diatur dayanya digunakan untuk memanaskan generator saat proses desorbsi.

Gambar 3.11. Kompor listrik c.

   Pencatat (Logger) Logger digunakan untuk mencatat dan menampilkan temperatur di setiap titik dari termokopel.

Gambar 3.12. Logger

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  d.

  Termokopel Termokopel digunakan untuk mengukur temperatur yang dihubungkan ke logger.

Gambar 3.13. Termokopel e.

  Ember Ember digunakan untuk merendam evaporator saat proses desorbsi dan merendam generator saat proses Pendinginan dan absorbsi.

Gambar 3.14. Ember

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  f.

  Manometer

Manometer digunakan untuk mengukur tekanan evaporator.

Gambar 3.15. Manometer

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN Pengambilan data penelitian unjuk kerja pendingin absorbsi dengan

  

variasi kedalaman pipa celup diperoleh data-data seperti berikut ini :

Tabel 4.1. Variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm.

  No Waktu Tekanan (kg/cm²)

  Suhu (°C) COP Keterangan

  T1 T2 T3 T4 T5 T6 1 -0.2

  25

  25

  26

  26

  1.00 Desorbsi

  2

• 0.2

  27

• 0.2
• 0.2

  27

  40

  27

  26

  0.88

  19

  90

  4.0

  72

  41

  26

  3.7

  0.87

  20

  95

  4.5

  74

  42

  27

  26

  0.86

  68

  18

  85

  36

  58

  35

  27

  26

  0.91

  16

  75

  2.9

  62

  27

  4.8

  26

  0.90

  17

  80

  3.4

  67

  37

  27

  26

  0.88

  21 100

  75

  70

  50

  7.2

  84

  49

  27

  26

  0.84

  26 125

  7.9

  88

  27

  0.85

  26

  0.83

  27 130

  8.5

  90

  52

  27

  26

  0.83 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  5

  25 120

  26

  43

  0.86

  27

  26

  0.86

  22 105

  5.1

  76

  43

  27

  26

  23 110

  27

  5.4

  77

  44

  27

  26

  0.86 Kompor level 5

  24 115

  6.1

  80

  45

  2.25

  15

  25

  30

  6

  25

  0.2

  35

  27

  26

  26

  0.97

  7

  0.4

  26

  36

  28

  27

  26

  0.97

  8

  35

  0.5

  41

  0.99 Kompor level 3

  26

  27

  0.99

  26

  26

  1.00 Kompor level 2

  3

  10

  28

  25

  26

  26

  4

  27

  15

  29

  26

  26

  26

  0.99

  5

  20

  0.0

  30

  29

  26

  0.92 Kompor level 4

  1.5

  55

  1.25

  51

  33

  27

  26

  0.93

  13

  60

  52

  0.93

  34

  27

  26

  0.92

  14

  1.6

  54

  34

  27

  26

  12

  26

  0.96

  45

  9

  40

  0.7

  43

  30

  27

  26

  0.95

  10

  0.9

  27

  45

  30

  27

  26

  0.94

  11

  50

  1.1

  48

  32

  65

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  1.00

  1.7

  43 210

  26 26 27 27 1.00 Absorbsi

  27

  27

  9.8

  42 205

  1.00

  26

  26

  27

  27

  10.0

  41 200

  26

  26

  46

  29

  27

  0.96 Pendinginan

  39 190

  10.4

  33

  27

  27

  26

  0.98

  40 195

  10.2

  28

  33

  27

  3 27 17 19 0.92

  42

  50 245

  49 240

  1.0

  27

  25

  1

  28 8 11 0.91

  1.0

  27 25 -2

  27

  25

  3

  28 9 12 0.92 COP rata-rata

  0.90 Percobaan kedalaman pipa tercelup 1,22 cm (volume 1250 ml)

  dengan pipa celup 17cm, alat pendingin absorbsi ini berjalan dengan baik tetapi kendala pada sistem yaitu terletak pada volume amonia-air yang tercelup pada pipa celup setinggi 1,22 cm, maka uap amonia murni yang tertampung dalam evaporator sedikit sehingga saat proses absobsi belum

  28 8 11 0.90

  1.0

  44 215

  46 225

  1.3

  27 26 -2 28 11 14 0.90

  45 220

  1.1

  27 26 -4

  28 9 12 0.90

  1.0

  48 235

  27 26 -5

  28 6 11 0.89

  47 230

  1.0

  27 25 -3

  28 8 11 0.90

  58

Tabel 4.1. Variasi kedalaman pipa tercelup 1,22 cm (lanjutan).

  No Waktu Tekanan

  30 145

  32 155

  0.81

  26

  27

  58

  96

  10.6

  31 150

  0.82 Kompor level max

  26

  27

  56

  94

  9.8

  0.82

  98

  27

  (kg/cm²) Suhu (°C)

  COP Keterangan T1 T2 T3 T4 T5 T6

  28 135

  9.1

  91

  53

  26

  26

  0.82

  29 140

  9.5

  91

  54

  27

  11.5

  60

  38 185

  27

  27

  0.80

  36 175

  12.4 107

  69

  30

  0.80

  68

  37 180

  12.5 109

  72

  30

  27

  0.79

  30

  12.2 107

  28

  27

  27

  0.81

  33 160

  11.8 100

  64

  29

  0.81

  35 170

  34 165

  12.0 102

  67

  29

  27

  0.81

  10.6

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  30

  25

  0.90 21 100

  3.5

  62

  40

  30

  25

  0.90 22 105

  3.8

  65

  40

  25

  38

  0.90 23 110

  4.1

  66

  41

  32

  25 0.90 kompor level 5 24 115

  4.6

  66

  42

  33

  25

  0.90 25 120

  30

  62

  72

  35

  17

  80

  2.2

  51

  35

  30

  25

  0.94

  18

  85

  2.5

  56

  30

  3.1

  25

  0.92

  19

  90

  2.8

  57

  37

  30

  25

  0.92

  20

  95

  5.4

  43

  25

  25

  25

  0.87 Kompor level max 31 150

  8.6

  82

  51

  37

  25

  0.87 32 155

  9.7

  84

  53

  38

  0.87 33 160

  49

  10.5

  88