Perbandingan karakteristik kondensor 13U dan 12U pada mesin pendingin.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
The condenser is one of the main components of the cooling machine, therefore knowledge of
the characteristics of cooling machine condenser is very important to know the optimal
performance of the cooling machine. In this study, we made cooling machine model and
compared the characteristics of the cooling machine condenser 13U and 12U. In the study
calculated compressor, condenser removed heat, the heat absorbed by the evaporator which is
then used to calculate the value of the COP, efficiency and refrigerant mass flow rate of cooling
machine. The survey results revealed that the cooling machine successfully created and worked
well and could cool the water to a volume of 500 ml evenly for 480 minutes with the working
temperature of the evaporator - 14.44 ° C and a working temperature of about 46.11 ° C
condenser. Compressor work (Win) on condenser 12U has a value of 54.73 kJ / kg and 13U
condenser 44.25 kJ / kg. Heat energy released by the condenser (Qout) on 12U condenser has a
value of 199.12 kJ / kg and 13U condenser 190.97 kJ / kg. Heat energy absorbed by the
evaporator (Qin) on condenser 12U has a value of 144.39 kJ / kg and 13U condensers 146.72 kJ /
kg. The actual achievement coefficient (COPaktual) on condenser 12U has a value of 2.64 and

3.32 13U condenser, and ideal Coeficient of Performance (COPideal) 12U condenser has a value
of 4.07 and 13U condenser 4.27. Cooling machine efficiency (%) in the condenser 12U has a
value of 75% and 13U condenser 78%. Mass flow rate of refrigerant in the condenser 12U has a
value of 0.0033 kg / sec and 13U condenser 0.0039 kg / sec.
Key words: vapor compression cycle, COP, efficiency.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRAK
Kondensor merupakan salah satu komponen utama mesin pendingin, oleh karena itu
pengetahuan tentang karakteristik kondensor mesin pendingin sangat penting diketahui agar unjuk
kerja mesin pendingin optimal. Dalam penelitian ini dibuat model mesin pendingin dan
dibandingkan karakteristik kondensor 13U dan 12U. Dalam penelitian dihitung kerja kompresor,
kalor yang dilepas kondensor, kalor yang diserap evaporator yang kemudian digunakan untuk
menghitung nilai COP, efisiensi dan laju aliran massa refrigerant dari mesin pendingin. Dari hasil
penelitian diketahui bahwa mesin pendingin berhasil dibuat dan bekerja dengan baik dan bisa

mendinginkan air dengan volume sebesar 500 ml secara merata selama 480 menit dengan suhu
kerja evaporator – 14,44°C dan suhu kerja kondensor sekitar 46,11°C. Kerja kompresor persatuan
) pada kondensor 12U mempunyai nilai 54,73 kJ/kg dan kondensor 13U
massa refrigeran (
) pada
44,25 kJ/kg. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (
kondensor 12U mempunyai nilai 199,12 kJ/kg dan kondensor 13U 190,97 kJ/kg. Energi kalor
persatuan massa refrigeran yang diserap oleh evaporator ( ) pada kondensor 12U mempunyai
nilai 144,39 kJ/kg dan kondensor 13U 146,72 kJ/kg. Koefisien prestasi aktual (
) pada
kondensor 12U mempunyai nilai 2,64 dan kondensor 13U 3,32, dan koefisien prestasi ideal
) pada kondensor 12U mempunyai nilai 4,07 dan kondensor 13U 4,27. Efisiensi kulkas
(
dua pintu (%) pada kondensor 12U mempunyai nilai 75% dan kondensor 13U 78%. Laju aliran
massa refrigeran pada kondensor 12U mempunyai nilai 0,0033 kg/detik dan kondensor 13U 0,0039
kg/detik.
Kata kunci : Siklus kompresi uap, COP, efisiensi.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN

MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PERBANDINGAN KARAKTERISTIK KONDENSOR 13U DAN
12U PADA MESIN PENDINGIN
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh:

ANDRIAN
NIM: 115214004

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA
2015

i

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

COMPARISON OF 13U AND 12U CONDENSORS
CHARACTERISTIC IN COOLING MACHINE
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirements
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By

ANDRIAN
Student Number: 115214004

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2015

ii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

iii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

iv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam skripsi
dengan judul:

Perbandingan Karakteristik Kondensor 13U dan 12U Pada Mesin
Pendingin
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk
menjadi Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Sejauh yang saya
ketahui bukan merupakan tiruan dari skripsi yang sudah dipublikasikan di
Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun. Kecuali
dicantumkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 21 Mei 2015
Penulis

Andrian

v

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK

TIDAKTERPUJI
TERPUJI

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama

: Andrian

Nomor Mahasiswa

: 115214004

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
Perbandingan Karakteristik Kondensor 13U dan 12U Pada Mesin Pendingin
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,
mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media
lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun
memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 21 Mei 2015
Yang menyatakan

Andrian

vi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
rahmat yang diberikan dalam penyusunan Skripsi ini sehingga semuanya dapat
berjalan dengan lancar dan baik.
Skripsi ini merupakan sebagai salah satu syarat yang wajib untuk setiap
mahasiswa menempuh S1 di Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, Skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati
penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.

Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2.

Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas

Sanata

Dharma

Yogyakarta,

sekaligus

sebagai

Dosen

Pembimbing Kedua Skripsi.
3.

Dr. Drs (Vet). Asan Damanik, sebagai Dosen Pembimbing Pertama Skripsi .

4.

Kedua orang tua, Martono Sutjipto dan Ibu Tjin Moi Khim dan keluarga
penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mendukung dan
memberi semangat penulis dalam menyelesaikan Skripsi.

5.

Julius Sutawijaya, dan Andi Yudha Juananto yang telah membantu dalam
proses pembuatan dan pengambilan data Skripsi.

6.

Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dan teman-teman
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas segala
bantuannya.

vii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Penulis menyadari dalam penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna.
Segala kritik dan saran yang membangun akan sangat penulis harapkan demi
penyempurnaan dikemudian hari. Akhir kata seperti yang penulis harapkan
semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Yogyakarta, 21 Mei 2015

Penulis

viii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
TITLE PAGE ..................................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................ v
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiv
ABSTRAK ....................................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1

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

1.2

Rumusan Masalah .................................................................................. 2

1.3

Batasan Dalam Pembuatan Kulkas 2 Pintu ............................................. 2

1.4

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

1.5

Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ................................... 4
2.1

Dasar Teori ............................................................................................ 4

2.2

Tinjauan Pustaka .................................................................................. 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 23
3.1

Pembuatan Alat .................................................................................... 23

3.2

Alat dan Bahan..................................................................................... 24

3.3

Peralatan Penunjang Pembuatan Alat dan Penelitian ............................ 28

3.4

Proses Pemvakuman............................................................................. 34

3.5

Proses Pengisian Freon......................................................................... 35

3.6

Proses Uji Coba ................................................................................... 35

3.7

Mesin yang Diteliti............................................................................... 35

3.8

Skematik Mesin Pendingin yang Diteliti............................................... 36

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

3.9

Variasi Penelitian ................................................................................. 36

3.10 Alat Bantu Penelitian ........................................................................... 37
3.11 Cara Mendapatkan Data Temperatur dan Tekanan pada Setiap Titik
yang Sudah Ditentukan ........................................................................ 40
3.12 Cara Mengolah Data ............................................................................ 41
BAB IV HASIL PENELITIAN, PENGOLAHAN DATA, DAN
PEMBAHASAN ................................................................................ 42
4.1

Data Hasil Percobaan ........................................................................... 42

4.2

Perhitungan dan Pengolahan Data ........................................................ 44

4.3

Hasil Perhitungan ................................................................................. 49

4.4

Pembahasan ......................................................................................... 51

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 59
5.1

Kesimpulan .......................................................................................... 59

5.2

Saran .................................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 61
LAMPIRAN ..................................................................................................... 62

x

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Sketsa mesin pendingin yang diteliti ............................................. 4

Gambar 2.2

Kondensor tipe U .......................................................................... 5

Gambar 2.3

Kompresor hermetic ...................................................................... 6

Gambar 2.4

Kompresor semi-hermetic ............................................................. 7

Gambar 2.5

Kompresor open type .................................................................... 7

Gambar 2.6

Kondensor..................................................................................... 8

Gambar 2.7

Filter ............................................................................................. 8

Gambar 2.8

Pipa kapiler ................................................................................... 9

Gambar 2.9

Evaporator AC dan Kulkas 2 pintu .............................................. 10

Gambar 2.10 Kipas .......................................................................................... 10
Gambar 2.11 Refrigeran 134a........................................................................... 11
Gambar 2.12 Couoh kulkas 2 (dua) pintu yang umum terdapat di pasaran ........ 12
Gambar 2.13 Skema siklus kompresi uap ......................................................... 15
Gambar 2.14 Siklus kompresi uap dengan pendinginan lanjut dan pemanasan
lanjut pada p-h diagram ............................................................... 15
Gambar 2.15 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan
lanjut pada diagram T-s ............................................................... 16
Gambar 2.16 P-h diagram refrigeran 134a ........................................................ 20
Gambar 3.1

Skema langkah penelitian ............................................................ 23

Gambar 3.2

Konstruksi mesin pendingin dengan kondensor 13U dan 12U ..... 24

Gambar 3.3

Kompresor .................................................................................. 25

xi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 3.4

Kondensor tipe U ........................................................................ 26

Gambar 3.5

Kondensor 12U ........................................................................... 26

Gambar 3.6

Pipa kapiler ................................................................................. 27

Gambar 3.7

Evapoator.................................................................................... 27

Gambar 3.8

Fan ............................................................................................. 28

Gambar 3.9

Filter ........................................................................................... 28

Gambar 3.10 Pemotong pipa (tubbing cutter) ................................................... 29
Gambar 3.11 Pengembang Pipa (flaring tool) ................................................... 30
Gambar 3.12 Tang ........................................................................................... 30
Gambar 3.13 Alat las........................................................................................ 31
Gambar 3.14 Bahan las perak dan borak........................................................... 31
Gambar 3.15 Pompa vakum ............................................................................. 32
Gambar 3.16 Termokopel................................................................................. 32
Gambar 3.17 Clamp Meter ............................................................................... 33
Gambar 3.18 Pressure Guage .......................................................................... 34
Gambar 3.19 Proses Pemvakuman ................................................................... 34
Gambar 3.20 Proses pengisian refrigeran R-134a ............................................. 35
Gambar 3.21 Mesin pendingin yang diteliti ...................................................... 36
Gambar 3.22 Skematik mesin pendingin .......................................................... 37
Gambar 3.23 Termokopel dan alat penampil temperatur digital ........................ 38
Gambar 3.24 Pengukur Tekanan ...................................................................... 38

xii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 3.25 Air (beban pendinginan) .............................................................. 39
Gambar 3.26 Tang Ampere .............................................................................. 39
Gambar 4.1

Hubungan kerja kompresor dengan waktu ................................... 52

Gambar 4.2

Hubungan kalor yang diserap evaporator dengan waktu .............. 53

Gambar 4.3

Hubungan kalor yang dilepas kondensor dengan waktu ............... 54

Gambar 4.4

Hubungan COPaktual dengan waktu .............................................. 55

Gambar 4.5

Hubungan COPideal dengan waktu................................................ 56

Gambar 4.6

Hubungan laju aliran massa dengan waktu .................................. 56

Gambar 4.7

Hubungan efisiensi dengan waktu ............................................... 57

xiii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Tabel hasil pengukuran ...................................................................... 40
Tabel 4.1 Hasil pengukuran tekanan (P1 dan P2), temperatur (T1 dan T3),
temperatur benda, arus, voltage untuk mesin dengan 13U .................. 42
Tabel 4.2 Hasil pengukuran tekanan (P1 an P2), temperatur (T1 dan T3),
temperatur benda, arus, voltage untuk mesin dengan 12U .................. 43
Tabel 4.3 Hasil perhitungan Nilai Entalpi (h) di titik 1, 2, 3, 4, temperatur kerja
kondensor dan evaporator untuk mesin dengan 13U ........................... 44
Tabel 4.4 Hasil perhitungan Nilai Entalpi (h) di titik 1, 2, 3, 4, temperatur kerja
kondensor dan evaporator untuk mesin dengan 12U ........................... 45
Tabel 4.5 Hasil perhitungan karakteristik kulkas 2 pintu dengan kondensor
13U.................................................................................................... 49
Tabel 4.6 Hasil perhitungan karakteristik kulkas 2 pintu dengan kondensor
12U.................................................................................................... 50

xiv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRAK
Kondensor merupakan salah satu komponen utama mesin pendingin, oleh
karena itu pengetahuan tentang karakteristik kondensor mesin pendingin sangat
penting diketahui agar unjuk kerja mesin pendingin optimal. Dalam penelitian ini
dibuat model mesin pendingin dan dibandingkan karakteristik kondensor 13U dan
12U. Dalam penelitian dihitung kerja kompresor, kalor yang dilepas kondensor,
kalor yang diserap evaporator yang kemudian digunakan untuk menghitung nilai
COP, efisiensi dan laju aliran massa refrigerant dari mesin pendingin. Dari hasil
penelitian diketahui bahwa mesin pendingin berhasil dibuat dan bekerja dengan
baik dan bisa mendinginkan air dengan volume sebesar 500 ml secara merata
selama 480 menit dengan suhu kerja evaporator – 14,44°C dan suhu kerja
kondensor sekitar 46,11°C. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (
)
pada kondensor 12U mempunyai nilai 54,73 kJ/kg dan kondensor 13U 44,25
kJ/kg. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor
(
) pada kondensor 12U mempunyai nilai 199,12 kJ/kg dan kondensor 13U
190,97 kJ/kg. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap oleh
evaporator ( ) pada kondensor 12U mempunyai nilai 144,39 kJ/kg dan
kondensor 13U 146,72 kJ/kg. Koefisien prestasi aktual (
) pada
kondensor 12U mempunyai nilai 2,64 dan kondensor 13U 3,32, dan koefisien
prestasi ideal (
) pada kondensor 12U mempunyai nilai 4,07 dan
kondensor 13U 4,27. Efisiensi kulkas dua pintu (%) pada kondensor 12U
mempunyai nilai 75% dan kondensor 13U 78%. Laju aliran massa refrigeran pada
kondensor 12U mempunyai nilai 0,0033 kg/detik dan kondensor 13U 0,0039
kg/detik.
Kata kunci : Siklus kompresi uap, COP, efisiensi.

xv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRACT
The condenser is one of the main components of the cooling machine,
therefore knowledge of the characteristics of cooling machine condenser is
very important to know the optimal performance of the cooling machine. In
this study, we made cooling machine model and compared the
characteristics of the cooling machine condenser 13U and 12U. In the
study calculated compressor, condenser removed heat, the heat absorbed by
the evaporator which is then used to calculate the value of the COP, efficiency
and refrigerant mass flow rate of cooling machine. The survey results revealed
that the cooling machine successfully created and worked well and could cool
the water to a volume of 500 ml evenly for 480 minutes with the working
temperature of the evaporator - 14.44 ° C and a working temperature of
about 46.11 ° C condenser. Compressor work (Win) on condenser 12U has a
value of 54.73 kJ / kg and 13U condenser 44.25 kJ / kg. Heat energy released
by the condenser (Qout) on 12U condenser has a value of 199.12 kJ / kg and
13U condenser 190.97 kJ / kg. Heat energy absorbed by the evaporator
(Qin) on condenser 12U has a value of 144.39 kJ / kg and 13U condensers
146.72 kJ / kg. The actual achievement coefficient (COPaktual) on condenser
12U has a value of 2.64 and 3.32 13U condenser, and ideal Coeficient of
Performance (COPideal) 12U condenser has a value of 4.07 and 13U condenser
4.27. Cooling machine efficiency (%) in the condenser 12U has a value of 75%
and 13U condenser 78%. Mass flow rate of refrigerant in the condenser 12U
has a value of 0.0033 kg / sec and 13U condenser 0.0039 kg / sec.
Key words: vapor compression cycle, COP, efficiency.

xvi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman sekarang teknologi mesin pendingin sangat dibutuhkan
manusia. Kebutuhan manusia terhadap mesin pendingin berawal dari keinginan
untuk mengawetkan bahan makanan kemudian berkembang

sehingga fungsi

mesin pendingin dapat digunakan untuk kebutuhan yang lain, seperti untuk
membuat es. Sebagian besar dari mesin pendingin menggunakan siklus kompresi
uap di dalam bekerjanya.
Dalam rumah tangga mesin pendingin biasanya digunakan sebagai
pengawet makanan dan ada yang digunakan untuk penyejuk ruangan. Mesin
pendingin juga digunakan untuk kebutuhan industri, kebutuhan rumah sakit dan
kebutuhan rumah tangga. Pada industri mesin pendingin dapat difungsikan untuk
sebagai penyejuk ruangan, agar orang yang bekerja pada industri tersebut merasa
lebih nyaman dalam bekerja. Mesin pendingin juga dapat difungsikan untuk
mengawetkan bahan baku dan hasil produksi (khususnya pada industri makanan
dan minuman). Pada rumah sakit selain untuk mengkondisikan udara di dalam
ruangan, mesin pendingin juga difungsikan dapat berfungsi untuk mengawetkan
jenazah dan obat-obatan.
Selain dipergunakan pada industri, rumah sakit dan rumah tangga mesin
pendingin juga dapat dipergunakan pada alat transportasi. Pada alat transportasi
mesin pendingin berguna untuk mendinginkan suhu udara di dalam kendaraan
dan dapat juga untuk mendinginkan peti kemas agar barang yang dibawa tidak
rusak dan dapat beku. Contoh mesin pendingin adalah kulkas, freezer, AC,
showcase, dll.
Mesin pendingin bekerja menggunakan siklus kompresi uap dan memiliki
komponen-komponen utama didalam sistemnya. Komponen-komponen tersebut
adalah kompresor, kondensor, evaporator, filter, dan pipa kapiler. Di dalam sistem
mesin pendingin kompresor berfungsi untuk mensirkulasikan fluida kerja ke
seluruh sistem, kondensor yang berfungsi untuk melepaskan kalor dari fluida

1

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

kerja, filter sebagai penyaring fluida kerja sebelum masuk ke pipa kapiler.
Tekanan dan temperatur fluida kerja yang masuk ke pipa kapiler akan menurun
dikarenakan diameter dan luas penampang pipa kapiler yang kecil, setelah itu
fluida kerja masuk ke evaporator yang berfungsi untuk menyerap kalor di ruang
pendinginan, dan setelah dari evaporator fluida kerja akan kembali ke kompresor.
Sebagai variasi perbandingan mesin pendingin, kondensor yang digunakan
adalah kondensor tipe U dengan ukuran 12U dan 13U. Yang dimaksud dengan
kondensor tipe U adalah bentuk pipa kondensor yang ditekuk berbentuk U, dan
angka pada ukuran kondensor seperti 12U atau 13U merupakan jumlah tekukan U
yang terdapat pada kondensor. Sehingga perbedaan antara 12U dan 13U adalah
panjang pipa kondensor dan jumlah tekukan pipanya.
Fluida kerja digunakan pada mesin pendingin ini adalah refrigeran. Jenis
refrigeran yang umum digunakan pada saat ini adalah refrigeran yang ramah
terhadap lingkungan karena tidak mengandung clorofluorocarbon (CFC) yang
dapat merusak ozon, seperti R134a.
Dengan mengingat perkembangan mesin pendingin saat ini dan luasnya
penggunaan mesin pendingin, mendorong penulis untuk mengetahui lebih dalam
tentang mesin pendingin. Untuk mengetahui karakteristik mesin pendingin,
khususnya mesin pendingin dengan menghitung parameter Qin, Qout,Win, COP,
efisiensi dan laju aliran massa pada kulkas 2 pintu dengan kondensor 12U dan
13U.

1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, yang menjadi permasalahan dalam
penelitian ini adalah performa mesin pendingin dikaitkan terhadap jenis
kondensor yang digunakan pada mesin pendingin tersebut. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui karakteristik mesin pendingin yang mempergunakan
dua kondensor yang berbeda. Pertama mempergunakan kondensor 12 U dan yang
kedua mempergunakan kondensor 13 U.

2

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

1.3 Batasan Dalam Pembuatan Mesin Pendingin
Batasan-batasan dalam pembuatan mesin pendingin adalah sebagai
berikut:
a.

Refrigerant yang digunakan dalam mesin pendingin adalah R-134a.

b.

Komponen utama dalam mesin pendingin adalah kompresor (hermetik

HP,

kondensor 13U dan 12U, filter kulkas 2 (dua) pintu, pipa kapiler (diameter
0,028 inci dengan panjang 1,5 meter), evaporator kulkas 2 (dua) pintu, kipas,
dan kotak pendingin

1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a.

Membuat model mesin pendingin.

b.

Menghitung kerja kompresor persatuan massa, kalor yang diserap evaporator
persatuan massa, kalor yang dilepas kondensor persatuan massa, COP, aliran
massa refrigerant dari kulkas 2 (dua) pintu dan efisiensi.

1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
a.

Mampu memahami karakteristik mesin pendingin dengan menggunakan 2
kondensor yang berbeda.

b.

Mendapat pengalaman membuat mesin pendingin.

c.

Dapat digunakan sebagai referensi bagi orang lain yang ingin membuat mesin
pendingin.

3

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1

Dasar Teori

2.1.1 Mesin Pendingin yang Diteliti
Mesin pendingin yang diteliti menggunakan kondensor tipe U dengan 2
ukuran berbeda, yaitu kondensor 12U dan 13U. Gambar 2.1 menyajikan sketsa
mesin pendingin yang diteliti.

Fan/kipas

Kondenser

Evaporator

Kotak
Pendingin

Katup
pengatur
kondenor

Pipa kapiler
Kerangka
mesin

Kompresor
Filter

Gambar 2.1 Sketsa mesin pendingin yang diteliti

4

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2.1.1.1 Variasi Kondensor Pada Mesin Pendingin yang Diteliti
Kondensor yang digunakan adalah kondensor tipe U dengan 2 ukuran
kondensor yang berbeda, yaitu 12U dan 13U. Kondensor tipe U adalah kondensor
yang bentuk pipanya ditekuk hingga membentuk huruf U, sedangkan ukuran 12U
atau 13U itu ditentukan oleh banyaknya lengkungan yang terdapat pada
kondensor tersebut. Misalnya kondensor 12U, berarti kondensor tersebut memiliki
lengkungan U sebanyak 12 lengkungan, 13U memiliki lengkungan sebanyak 13
lengkungan, begitu seterusnya. Gambar 2.2 menyajikan contoh foto kondensor
tipe U.

Gambar 2.2 Kondensor tipe U
Gambar 2.2 menyajikan foto kondensor tipe U dengan ukuran 8U, yang
memiliki 16 baris (row). Semakin banyak lekukan U pada kondensor, semakin
panjang pipa kondensornya.

2.1.2 Komponen-Komponen Utama Mesin Pendingin
Untuk beroperasi dengan sistem kompresi uap, mesin pendingin kulkas
memiliki komponen-komponen yang mendukung proses pengoprasiannya, yaitu:

5

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

a.

Kompresor
Kompresor adalah alat yang digunakan untuk mensirkulasikan refrigeran

dengan cara meningkatkan tekanan refrigeran. Cara kerja kompresor adalah
menghisap refrigeran lalu mendorongnya dengan piston untuk diteruskan ke pipa
yang menuju kondensor. Ada 3 jenis kompresor, yaitu hermetic, semi-hermetic,
dan open type. Kompresor hermetic adalah kompresor yang poros engkol dan
motor penggeraknya dalam satu casing kompresor. Kompresor semi-hermetic
adalah kompresor yang poros engkol dan motor penggeraknya terpisah tetapi
masih dalam satu kompresor. Kompresor open type adalah kompresor yang poros
penggeraknya terpisah dengan motor listriknya. Tidak dalam satu casing, sehingga
memerlukan belt untuk menggerakan kompresor dari motor listriknya.

Gambar 2.3 Kompresor hermetic
Keuntungan kompresor hermetic adalah bentuknya yang kecil karena
poros kompresor dengan motor listriknya dalam satu casing, harganya lebih
murah dari pada kompresor jenis lain, tidak berisik, tidak menghasilkan getaran
yang kuat dan tidak memakai tenaga penggerak dari luar.
Kekurangan kompresor hermetic adalah jika bagian dalam kompresor
yang rusak maka harus merusak casingnya, minyak pelumas kompresor hermetic
susah diperiksa.

6

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 2.4 Kompresor semi-hermetic
Kelebihan kompresor semi-hermetic adalah perawatan lebih mudah dari
pada kompresor hermetic, tidak perlu memotong casing kompresor untuk
memperbaiki bagian kompresor, tidak memakai tenaga penggerak dari luar, tidak
berisik dan tidak menghasilkan getaran yang kuat.
Kekurangan kompresor semi-hermetic adalah masih terlalu besar untuk
kulkas 2 pintu, dan harganya mahal.

Gambar 2.5 Kompresor open type
Kelebihan kompresor open type adalah jika pada motornya rusak dapat
diperbaiki motornya saja, kecepatan putar (rpm) kompresor dapat diatur dengan
menggunakan puli, minyak kompresor mudah diperiksa, jika tidak ada listrik
kompresor open type dapat dihidupkan dengan menggunakan tenaga diesel atau
motor bensin.
Kekurangan kompresor open type adalah bentuknya paling besar,
bobotnya paling berat, dan harganya paling mahal dari kompresor jenis lain.

7

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

b.

Kondensor
Kondensor adalah alat untuk melepas kalor dari refrigeran yang masuk

dari kompresor. Pada kondensor terjadi proses penurunan temperatur, kondensasi
dan pendinginan lanjut. Di dalam kondensor terjadi perubahan fase dari gas panas
lanjut menjadi gas jenuh, gas jenuh menjadi cair jenuh dan cair jenuh menjadi cair
lanjut yang disertai penurunan temperatur di pendinginan lanjut.

Gambar 2.6 Kondensor
Kondensor dibagi menjadi 2 jenis: kondensor bersirip, dan kondensor
biasa. Pada sebuah mesin pendingin pemakaian kondensor disesuaikan pada
kegunaan (kulkas menggunakan kondensor biasa dan AC menggunakan
kondensor bersirip).

c.

Filter
Filter adalah alat untuk menyaring kotoran yang dibawa oleh refrigeran

sebelum memasuki pipa kapiler. filter dapat menyaring kotoran hasil pengelasan,
hasil korosi, dan air yang terkandung dalam refrigeran.

8

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 2.7 Filter
d.

Pipa kapiler
Pipa kapiler adalah pipa untuk menurunkan tekanan dari refrigeran karena

diameter pipa yang kecil sehingga terjadi hambatan yang dapat menurunkan
tekanan refrigeran sebelum masuk kedalam evaporator. temperatur refrigeran
menurun.

Gambar 2.8 Pipa kapiler
Panjang pipa kapiler yang biasa digunakan pada kulkas 2 pintu adalah 1,5
m dengan diameter 0,028 inch. Bahan pipa kapiler terbuat dari tembaga.
Sedangkan pada mesin pendingin AC, lebih sering digunakan katub ekpansi.

e.

Evaporator
Evaporator adalah alat untuk menyerap kalor yang berasal dari beban

pendinginan di ruang pendinginan. Pada evaporator terjadi perubahan fase
refrigeran dari campuran cair jenuh menjadi gas panas lanjut tanpa adanya
perubahan temperatur, dan perubahan fase dari gas menjadi gas panas lanjut yang
disertai dengan peningkatan temperatur pada pemanasan lanjut.

9

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 2.9 Evaporator AC (kiri) dan kulkas 2 pintu (kanan)
Jenis-jenis evaporator ada 2 yaitu evaporator bersirip dan evaporator jenis
plat. Beda evaporator bersirip dan evaporator pipa berplat fungsi dan bentuknya.
Fungsi evaporator bersirip adalah untuk mendinginkan udara, evaporator plat pada
kulkas 1 pintu untuk mendinginkan beban pendingin yang bersentuhan dengan
evaporator oleh karena itu evaporator bersirip terdapat rongga dan sirip agar udara
yang melewati evaporator dapat bersentuhan dengan evaporator. Evaporator jenis
pipa berplat kulkas 1 pintu berbentuk plat agar dapat menampung barang yang
menjadi beban pendingin.

f.

Kipas (fan)
Kipas adalah alat untuk mensirkulasikan udara dingin dari evaporator ke

ruang pendinginan dan ke evaporator lagi. Pada kulkas 2 pintu udara dingin yang
dihembuskan yang akan mendinginkan benda-benda yang akan didinginkan atau
dibekukan di dalam ruang evaporator.

Gambar 2.10 Kipas

10

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

g.

Refrigeran
Pada suatu sistem pendingin kompresi uap refrigeran adalah bagian yang

penting dalam fluida yang digunakan. Refrigeran berfungsi sebagai cairan untuk
menyerap kalor di evaporator dan melepas kalor di kondensor. Refrigeran yang
biasa digunakan pada kulkas 2 pintu adalah R-134a. Sifat R-134a adalah tidak
merusak lapisan ozon, titik didih R-134a -30°C, rumus molekul CH2FCF3.

Gambar 2.11 Refrigeran 134a
Refrigeran yang dipergunakan dalam mesin pendingin siklus kompresi uap
sebaiknya mememiliki sifat-sifat sebagai berikut :
-

Tidak beracun.

-

Tidak menyebabkan korosi pada bahan logam yang dipakai pada

mesin

pendingin.
-

Tidak dapat terbakar atau meledak jika bercampur dengan minyak pelumas,
udara dan sebagainya.

-

Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah.

-

Mempunyai kalor laten penguapan yang besar, agar kalor yang diserap
evaporator besar.

-

Mempunyai konduktifitas termal yang tinggi.

11

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Secara khusus sifat dari refrigeran R-134a adalah:

-

Tidak mudah terbakar.

-

Tidak merusak lapisan ozon.

-

Tidak beracun, berwarna, dan berbau.

-

Mudah diperoleh.

-

Memiliki kestabilan yang tinggi.

Salah satu aplikasi mesin pendingin adalah kulkas 2 pintu, yang saat ini
sangat luas penggunaannya. Pada Gambar 2.21 disajikan contoh mesin pendingin
kulkas 2 pintu yang ada di pasaran.

Gambar 2.12 Contoh kulkas 2 (dua) pintu yang umum terdapat di pasaran
 Dimensi

 Evaporator

: 1090 mm x 560 mm x 535 mm

 Condensor

: 1500 mm

 Capilary pipe

: Aluminium pipe OD8 x t 1,0 mm

: Steel Pipe 2100 mm

12

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

 Kompresor

 Refrigeran

: Panasonic SF48C10RAX. 220V/50Hz,139W
: R-134a, 100 gram

 Temperature Control : Automatic (Adjustable)
2.1.3 Beban Pendinginan
Beban pendinginan adalah besarnya kalor yang diserap oleh evaporator.
Kalor yang diserap evaporator tersebut berasal dari benda-benda yang akan
didinginkan di ruang pendinginan.
Jenis beban pendingin dibagi menjadi 2, yaitu (a) beban sensibel dan
(b) beban laten
a.

Beban sensibel
Beban sensibel adalah kalor yang diterima atau dilepaskan suatu benda

akibat perubahan temperatur. Contoh, proses pendinginan air dari 100°C sampai
menjadi es 0°C. Kalor yang dilepas air dari 100°C menjadi 0°C (masih air)
disebut kalor sensibel (beban sensibel).

b.

Beban laten
Kalor laten adalah kalor yang diterima atau dilepaskan suatu benda karena

adanya perubahan fase. Contoh, jika air yang temperaturnya sudah 0°C jika
didinginkan lagi akhirnya menjadi es. Pada temperatur 0°C tidak terjadi
perubahan temperatur tetapi perubahan fase. Kalor yang diserap disini disebut
kalor laten (beban laten).
2.1.4 Perubahan Fase Refrigeran Mesin Pendingin Kulkas 2 Pintu
Perubahan fase terjadi pada temperatur yang tetap. Contohnya cair menjadi
padat, cair menjadi uap, padat menjadi cair, dan seterusnya. Pada sistem kompresi
uap kulkas 2 (dua) pintu terjadi 2 proses perubahan fase pada refrigeran yang
digunakan dalam sistem, yaitu penguapan (cair menjadi gas), dan proses
pengembunan (gas menjadi cair).
2.1.4.1 Proses Penguapan (evaporasi)

13

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Penguapan berarti perubahan fase dari cair menjadi gas. Pada mesin
pendingin kulkas 2 (dua) pintu, proses penguapan refrigeran terjadi di evaporator.
Proses penguapan ini memerlukan kalor, dan kalor tersebut diambil dari beban
pendinginan. Temperatur beban pendinginan lebih tinggi dari temperatur
evaporator. Perpindahan kalor terjadi dari beban pendinginan ke evaporator.
2.1.4.2 Proses Pengembunan (kondensasi)
Pengembunan adalah perubahan fase dari gas menjadi cair. Pada mesin
pendingin kulkas 2 (dua) pintu proses pengembunan terjadi di kondensor. Proses
pengembunan ini terjadi karena ada pelepasan kalor yang terjadi di kondensor
sehingga refrigeran mengalami perubahan fasa.
2.1.5 Cara Kerja Mesin Pendingin Kulkas 2 pintu
Cara kerja mesin pendingin kulkas 2 pintu adalah dengan menggunakan
siklus kompresi uap. Refrigeran ditekan oleh kompresor, dari kompresor
refrigeran masuk kondensor untuk membuang panas. Refrigeran kemudian
mengalir ke filter untuk disaring kotoran-kotoran yang terbawa refrigeran sebelum
memasuki pipa kapiler. Pada pipa kapiler tekanan dan temperatur refrigeran
diturunkan. Selanjutnya refrigeran mengalir masuk ke evaporator. Pada
evaporator ada udara yang dialirkan fan untuk mendinginkan ruang pendingin.
Setelah melewati evaporator refrigeran mengalir lagi masuk ke kompresor.
2.1.6 Siklus Kompresi Uap
Dari berbagai jenis sistem refrigerasi, siklus kompresi uap yang paling
banyak digunakan pada mesin pendingin kulkas 2 pintu. Komponen utama yang
digunakan pada siklus kompresi uap adalah kompresor, kondensor, pipa kapiler,
evaporator. Skema siklus kompresi uap disajikan pada Gambar 2.22, Gambar
2.23, dan Gambar 2.24.

14

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 2.13 Skema siklus kompresi uap

pendinginan lanjut

kondensasi

penurunan temperatur

kompresi
isentropis

pemanasan
lanjut

h3 = h4

h1

h2

Gambar 2.14 Siklus kompresi uap dengan pendinginan lanjut dan pemanasan
lanjut pada p-h diagram

15

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Tc

Te

S3

S1 = S2

S4

Gambar 2.15 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan
lanjut pada diagram T-s

Proses-proses pada siklus kompresi uap tersusun atas:
a.

Proses 1 - 2 (Proses kompresi)
Proses kompresi dilakukan oleh kompresor. Refrigeran berbentuk gas

panas lanjut bertekanan rendah masuk kompresor lalu ditekan oleh kompresor
sehingga tekanan refrigeran meningkat menjadi gas panas lanjut bertekanan
tinggi. Proses kompresi berlangsung secara isentropic.

b.

Proses 2 - 2a (Proses penurunan temperatur)
Proses ini terjadi sebelum masuk kondensor. Pada proses ini refrigeran

berbentuk gas panas lanjut menjadi gas jenuh disertai dengan penurunan
temperatur. Penurunan temperatur disebabkan adanya kalor yang keluar ke udara
lingkungan di sekitar kondensor. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap.

16

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

c.

Proses 2a - 2b (Proses kondensasi)
Proses ini berlangsung pada kondensor. Refrigeran bertemperatur tinggi

masuk kondensor untuk melepaskan kalor sehingga terjadi proses perubahan fase.
Dalam proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Proses
berlangsung pada tekanan tinggi yang tetap dan temperatur yang tetap. Pelepasan
kalor dari kondensor dapat berlangsung karena temperatur kondensor lebih tinggi
dibandingkan temperatur udara lingkungan.
d.

Proses 2b - 3 (Proses pendinginan lanjut)
Pendinginan lanjut adalah proses untuk mengondisikan agar refrigeran

yang keluar dari kondensor benar-benar dalam kondisi cair. Proses ini diperlukan
agar refrigeran yang masuk kedalam pipa kapiler tidak bercampur dengan gas
yang dapat menyebabkan timbulnya masalah pada sistem pendingin. Jika
refrigeran berbentuk cairan utuh maka akan memudahkan refrigeran mengalir
pada pipa kapiler. Penurunan temperatur terjadi pada proses ini. Temperatur
refrigeran lebih rendah dari temperatur refrigeran saat mengembunkan di
kondensor.
e.

Proses 3 - 4 (Proses penurunan tekanan dan penurunan temperatur)
Pada proses ini refrigeran dalam fase cair masuk kedalam pipa kapiler agar

tekanannya menurun karena diameter pipa yang kecil, sehingga terjadi hambatan
yang melawan tekanan dari refrigeran. Karena diameter pipa yang sangat kecil
maka terjadi penurunan tekanan, akibat adanya penurunan tekanan terjadi pula
penurunan temperatur. Proses berlangsung pada entalpi yang konstan.
f.

Proses 4 - 1a (Proses evaporasi)
Pada proses ini refrigeran memasuki evaporator untuk menyerap kalor

pada ruang yang akan didinginkan. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari
campuran cair dan gas menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada temperatur
dan tekanan konstan.
g.

Proses 1a – 1 (Proses pemanasan lanjut)
Pemanasan lanjut adalah proses untuk mengondisikan agar refrigeran yang

keluar dari evaporator benar-benar dalam bentuk gas sebelum memasuki
kompresor. Jika refrigeran masuk kedalam kompresor dalam bentuk cair maka

17

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

akan dapat merusak kompresor. Dengan adanya pemanasan lanjut maka nilai Q in
akan meningkat dan COP juga akan meningkat.
Untuk mendapatkan karakteristik kulkas 2 (dua) pintu diperlukan
persamaan-persamaan perhitungan untuk menghitung Win, Qout, Qin, efisiensi,
COP dan laju aliran massa.

a.

Kerja kompresor (Win)
Besarnya kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung

dengan Persamaan (2.1).
(2.1)
Pada Persamaan (2.1) :
= Kerja kompresor
= Enthalpy saat masuk kompresor
= Enthalpy saat keluar kompresor

b.

Kalor yang dilepas kondensor (Qout)
Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dapat dihitung

dengan Persamaan (2.2).
(2.2)
Pada Persamaan (2.2) :
= Kalor yang dilepas kondensor
= Enthalpy saat keluar kondensor
= Enthalpy saat keluar kondensor

c.

Kalor yang diserap evaporator (Qin)
Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat dihitung

dengan Persamaan (2.3).
(2.3)

18

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Pada Persamaan (2.3) :
= Kalor yang diserap evaporator
= Enthalpy saat keluar evaporator
= Enthalpy saat masuk evaporator

d.

COP (Coefficient Of Performance)
COP dari kulkas 2 pintu dapat dihitung dengan persamaan (2.4) dan (2.5).
(2.4)

COP ideal =

(2.5)

Pada Persamaan (2.4) dan (2.5)
COP ideal

:

= koefisien prestasi maksimum kulkas 2 pintu
= koefisien prestasi aktual kulkas 2 pintu

Te

= temperatur evaporator (K)

Tc

= temperatur kondensor (K)
COP digunakan untuk mengetahui performa dari siklus kompresi uap.

Semakin tinggi nilai COP maka semakin baik pula siklus kompresi uapnya. COP
sendiri tidak memiliki satuan karena merupakan hasil pembandingan antara kalor
yang diserap evaporator dengan kerja kompresor.

e.

Efisiensi
Efisiensi adalah besarnya tingkat efektifitas pada kulkas 2 pintu, yang

dapat dihitung dengan Persamaan (2.6).
(2.6)

Efisiensi =
f.

Laju aliran massa

19

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Laju aliran massa adalah laju massa per satu satuan waktu, yang dapat
dihitung dengan Persamaan (2.7).
̇ =

=

(2.7)

Pada Persamaan (2.7) :
̇

: laju aliran massa refrigeran

V

: Voltase kompresor (V)

I

: Arus kompresor (ampere)

P

: Daya kompresor
P-h diagram digunakan untuk mengetahui nilai entalphi.. P-h diagram

untuk refrigeran 134a disajikan pada Gambar 2.25.

Gambar 2.16 P-h diagram refrigeran 134a

20

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2.1.7 Isolator
Isolator digunakan untuk mencegah terjadinya perpindahan kalor dari
ruang yang akan didinginkan. Isolator yang baik adalah benda yang memiliki
konduktivitas thermal yang rendah, dan tidak mudah menghantarkan panas. Pada
penelitian ini digunakan media gabus sebagai isolator karena gabus tahan
terhadap temperatur dingin. Sifat-sifat gabus adalah sebagai berikut:
1.

Memiliki massa jenis

=

2.

Memiliki kalor jenis

=

3.

Memiliki nilai konduktifitas thermal bahan

=

2.2

Tinjauan Pustaka
Anwar (2010) telah melakukan penelitian tentang efek beban pendinginan

terhadap performa sistem mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan: (a)
membahas efek beban pendinginan terhadap kinerja sistem mesin pendingin
meliputi kapasitas refrigerasi (b) menghitung koefisien prestasi mesin pendingin
(c) waktu pendinginan yang ideal pada mesin ini. Penelitian ini dilakukan dengan
batasan-batasan sebagai berikut: (a) beban pendinginan menempatkan bola lampu
60, 100, 200, 300 dan 400 watt di dalam ruang pendingin (b) data dianalisi secara
teoritis berdasarkan data eksperimen dengan focus model 802 (c) data dianalisis
secara teoritis berdasarkan data eksperimen dengan menentukan kondisi refrigeran
pada setiap titik siklus. Dari hasil penelitian didapatkan: (a) peningkatan beban
pendinginan menyebabkan koefisien prestasi sistem pendingin akan membentuk
kurva parabola (b) performa optimum pada pengujian selama 30 menit diperoleh
pada bola lampu 200 watt dengan cop sebesar 2,64 (c) waktu pendinginan
diperoleh paling lama pada beban pendingin yang paling tinggi (bola lampu 400
watt).
Handoyo dan Lukito (2002) telah melakukan penelitian tentang analisa
pengaruh pipa kapiler yang dililitkan pada line suction terhadap performansi
mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan: (a) membahas pengaruh usaha
melilitkan pipa kapiler pada line suction (b) menghitung performansi mesin
21

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

pendingin tersebut (c) menghitung waktu pendinginan. Penelitian ini dilakukan
dengan batasan-batasan sebagai berikut : (a) mesin pendingin yang digunakan
adalah kulkas 2 pintu (b) beban pendinginan yang digunakan air. Dari hasil
penelitian didapatkan (a) pipa kapiler yang dililitkan pada line suction dapat
meningkatkan nilai COP kulkas 2 pintu (b) waktu pendinginan tidak banyak
perubahan.
Wilis (2013) telah melakukan penelitian tentang penggunaan refrigeran R22 dan R-134a pada mesin pendingin. Penelitian tersebut bertujuan: (a)
menghitung prestasi kerja refrigeran R-22 yang dibandingkan dengan refrigeran
R-134a (b) membahas refrigeran yang lebih ramah lingkungan antara R-22
dengan R-134a. Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan sebagai berikut:
(a) refrigeran yang digunakan R-22 dan R-134a (b) menggunakan mesin
pengkondisian udara dengan motor penggerak kompresor berkapasitas 2 HP. Dari
hasil penelitian didapatkan: (a) refrigeran R-22 dari segi prestasi kerjanya lebih
baik dari R-l34a, tetapi tidak ramah lingkungan (b) refrigeran R-l34a lebih ramah
lingkungan, tetapi prestasi kerjanya lebih rendah dari R-22.

22

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1

Pembuatan Alat
Langkah pembuatan alat didasarkan pada skema langkah-langkah

penelitian yang tersaji pada Gambar 3.1.
Mulai (mempersiapkan alat-alat dan bahan)

Merancang mesin pendingin
Persiapan komponen-komponen mesin pendingin
Penyambungan komponen-komponen
Pemvakuman mesin
Pengisian R134a

Uji coba

Tidak baik

Baik
Pengambilan data P1, P2, T1, T3, I, Voltase dan Tbenda
Penggambaran siklus kompresi uap dan perolehan
data h1, h2, h3, h4, Tkompresor dan Tevaporator
Perhitungan Qin, Qout, Win, COP, efisiensi dan laju
Pembahasan, kesimpulan dan saran
Selesai
Gambar 3.1 Skema langkah penelitian

23

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

3.2

Alat dan Bahan
Bagian-bagian mesin pendingin dan skematiknya disajikan pada Gambar

3.2.

c
d

f
a
e

b

Fan

d
f
e

Kondensor 12U

a

c

b

Kondensor 13U

Gambar 3.2 Konstruksi mesi