PENDINGIN ABSORBSI AMONIA-AIR DENGAN KAPASITAS 1300 cc MENGGUNAKAN PIPA CELUP 85 mm

  

PENDINGIN ABSORBSI AMONIA-AIR DENGAN KAPASITAS

1300 cc MENGGUNAKAN PIPA CELUP 85 mm

TUGAS AKHIR

  

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

  

Diajukan Oleh:

PAUL ALEXANDER BUDI GUNAWAN PARI LIBAK

NIM: 085214011

  

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

  

AMMONIA-WATER ABSORPTION REFRIGERATION WITH

1300 cc CAPACITY USING 85 mm SUBMERGED PIPE

FINAL PROJECT

  

Presented as a partitial fulfilment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering Study Program

  

By:

PAUL ALEXANDER BUDI GUNAWAN PARI LIBAK

Student Number: 085214011

  

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012

  

ABSTRAK

Di negara-negara berkembang seperti Indonesia kebutuhan akan sistem

pendingin untuk pengawetan makanan, hasil pertanian, obat-obatan, vaksin, dan

sebagainya dirasakan semakin meningkat. Sistem pendingin yang ada saat ini

pada umumnya menggunakan sistem kompresi uap yang membutuhkan energi

listrik dan menggunakan refrijeran sintetik. Namun kita semua tahu, bahwa belum

semua daerah di Indonesia memiliki jaringan listrik, khusunya daerah terpencil,

sehingga diperlukan sebuah sistem pendingin sederhana yang bekerja tanpa

menggunakan energi listrik sebagai alternatif pemecahan permasalahan kebutuhan

sistem pendingin di daerah tersebut. Selain itu penggunaan refrijeran sintetik juga

memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Salah satu sistem pendingin yang

tidak membutuhkan energi listrik adalah sistem pendingin absorbsi amonia-air.

Sistem pendingin absorbsi amonia-air ini hanya memerlukan energi panas untuk

dapat bekerja. Amonia dan air bukan merupakan refrijeran sintetik sehingga tidak

menimbulkan dampak negatif pada lingkungan. Siklus pada sistem pendingin ini

hanya terdiri dari dua bagian yaitu desorbsi dan absorbsi diamana hanya

menggunakan sebuah ruang berisi uap dan fluida sebagai katup satu arah dengan

komponen utama yaitu pipa celup sebagai jalan masuk uap amonia saat proses

absorbsi dan pipa uap sebagai jalan keluar amonia saat proses desorbsi. Tujuan

penelitian ini adalah membuat model pendingin absorbsi amonia-air sederhana

dengan amonia sebagai refrijeran dan air sebagai absorbernya, serta untuk

mengetahui unjuk kerja dan temperatur pendinginan yang dapat dicapai.

  Sistem pendingin ini terdiri dari generator (juga sebagai absorber) dan

evaporator (juga sebagai kondensor). Generator sendiri terdiri dari dua bagian

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

dalamnya terdapat pipa celup dan pipa uap. Bahan yang digunakan dalam adalah

stainless steel. Variasi yang dilakukan adalah variasi volume amonia-air dan

variasi bukaan keran pada saat proses pendinginan generator dan proses absorbsi.

Sedang variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah temperatur generator

(T1), temperatur katup fluida satu arah (T2), temperatur air pendingin (T3),

temperatur evaporator (T4), temperatur dinding kotak pendingin (T5), temperatur

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

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

loggernya dan untuk pengukuran tekanan digunakan manometer. Variabel yang

divariasikan adalah volume amoniak-air dan bukaan keran pada proses absorbsi.

  Hasil penelitian telah berhasil menciptakan sebuah sistem pendingin

absorbsi amonia-air dengan bahan yang ada di pasar lokal dan didukung

kemampuan industri lokal. Serta dapat menunjukkan bahwa temperatur

o pendinginan terendah yang dapat tercatat adalah -5

  C. COP atau unjuk kerja dari sistem pendingin ini sudah cukup baik, yaitu dapat mencapai 0,87.

  DAFTAR ISI

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

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

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. iii

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

ABSTRAK ............................................................................................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

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

KATA PENGANTAR ............................................................................. vii

DAFTAR ISI ............................................................................................ ix

DAFTAR TABEL ................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xii

  

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

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

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

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

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

  

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 4

  2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan ............................................. 4

  2.2 Dasar Teori ................................................................................ 7

  

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

  3.1 Deskripsi Alat ............................................................................. 10

  3.2 Variabel Yang Divariasikan ........................................................ 12

  3.3 Variabel Yang Diukur ................................................................. 16

  3.4 Langkah Penelitian ...................................................................... 17

  3.5 Peralatan Pendukung ................................................................... 20

  

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………. 21

  4.1 Data Hasil Penelitian …………………………………………... 21

  4.2 Grafik dan Pembahasan ............................................................... 28

  

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

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

  5.2 Saran ............................................................................................ 44

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

LAMPIRAN ............................................................................................... 46

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data pada Variasi 900 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan ..................................

  21 Tabel 4.2. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan ..................................

  23 Tabel 4.3. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran 30°, 60°,dan 90° saat Proses Absorbsi ................................ 24

Tabel 4.4. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran Terbuka Penuh saat Proses Pendinginan dan Absorbsi ....... 26

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skema Alat Prastowo, Antiochus Songko Probo .............. 6Gambar 2.2. Siklus Pendinginan Absorbsi ............................................. 7Gambar 3.1. Skema Alat Pendingin Absorbsi ........................................ 10 Gambar 3.2a. Skema Generator ............................................................... 11

  

Gambar 3.2b. Dimensi Pipa Celup ........................................................... 11

Gambar 3.3. Variasi volume larutan amonia 30% sebanyak 900 cc ...... 13Gambar 3.4. Variasi volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc .... 13 Gambar 3.5a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 30°

  dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc .... 14 Gambar 3.5b. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 30° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc ................. 14 Gambar 3.6a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 60° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc .... 15 Gambar 3.6b. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 60° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc ................. 15 Gambar 3.7a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 90° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc .... 15 Gambar 3.7b. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 90° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc ................. 15 Gambar 3.8a. Variasi keran terbuka penuh saat proses pendinginan generator dengan volume larutan amonia 30% sebanyak

  Gambar 3.8b. Keran terbuka penuh saat proses pendinginan generator dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc .... 16 Gambar 4.1a. Grafik Temperatur dan Tekanan pada Variasi 900 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan ................................................................... 30 Gambar 4.1b. Grafik Temperatur Kotak Pendingin dan Tekanan pada

Variasi 900 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat

Proses Absorbsi perlahan-lahan ........................................ 31

  Gambar 4.2a. Grafik Temperatur dan Tekanan pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan ................................................................... 32 Gambar 4.2b. Grafik Temperatur Kotak Pendingin dan Tekanan pada

Variasi 900 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat

Proses Absorbsi perlahan-lahan ........................................ 34

  Gambar 4.3a. Grafik Perbandingan Temperatur Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran 30°, 60°, dan 90° saat Proses Absorbsi ................................................................

  35 Gambar 4.3b. Grafik Temperatur Kotak Pendingin dan Tekanan pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran 30°, 60°, dan 90° saat Proses Absorbsi ...........................................

  37

  Gambar 4.4a. Grafik Temperatur dan Tekanan pada Variasi 1300 cc

Amonia 30%, Bukaan Keran Terbuka Penuh saat

Proses Pendinginan Generator dan Absorbsi .................... 38 Gambar 4.4b. Grafik Temperatur Kotak Pendingin dan Tekanan pada Variasi 1300 cc Amonia 30% Bukaan Keran Terbuka Penuh saat Proses Pendinginan Generator dan Absorbsi ... 40

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Temperatur Evaporator pada Semua Variasi Kapasitas Amonia 30% dan Bukaan Keran pada

  Proses Pendinginan Generator dan Absorbsi ..................... 41

Gambar 4.6. Grafik Perbandingan COP rata-rata semua variasi ............ 42

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

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

  Salah satu sistem pendingin yang tidak membutukan energi listrik adalah sistem pendingin absorbsi amonia-air. Sistem pendingin ini hanya memerlukan energi panas untuk dapat bekerja. Energi panas dapat diperoleh dari pembakaran kayu, bahan bakar minyak, batubara, dan gas bumi. Selain itu energi panas juga dapat berasal dari buangan proses industri, biomassa, biogas atau energi alam seperti panas bumi dan energi surya. Amonia dan air bukan merupakan refrijeran sintetik sehingga tidak memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Siklus pada sistem pendingin ini hanya terdiri dari dua proses yaitu proses desorbsi dan absorbsi, yang hanya menggunakan sebuah ruang berisi uap dan fluida sebagai katup satu arah dengan komponen utama yaitu pipa celup sebagai jalan masuk uap amonia saat proses absorbsi dan pipa uap sebagai jalan keluar amonia saat proses desorbsi. Sistem seperti ini dapat dibilang cukup sederhana jika dibandingkan sistem kompresi uap. Selain itu, pemilihan sistem pendingin absorbsi yang sederhana seperti ini juga sudah sesuai untuk negara-negara berkembang, dimana harus sederhana dan mudah perawatannya, agar dapat dibuat dan diperbaiki oleh industri lokal.

1.2. Rumusan Masalah

  Beberapa masalah yang menjadi pertanyaan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

  1. Bagaimana model pendingin absorbsi amonia-air yang dibuat dengan bahan yang ada di pasar lokal dan dikerjakan dengan teknologi yang didukung kemampuan industri lokal?

  2. Berapa temperatur pendinginan yang dapat dihasilkan oleh sistem

pendingin absorbsi amonia-air menggunakan pipa celup 85 mm?

  3. Berapa COP atau unjuk kerja yang dapat dihasilkan oleh sistem

pendingin absorbsi amonia-air menggunakan pipa celup 85 mm?

1.3. Tujuan Penelitian

  Tujuan yang ingin dicapai oleh pada penelitian ini:

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

  2. Mengetahui temperatur pendinginan yang dapat dihasilkan oleh sistem

pendingin absorbsi amonia-air menggunakan pipa celup 85 mm.

  3. Mengetahui COP atau unjuk kerja yang dapat dihasilkan oleh sistem

pendingin absorbsi amonia-air menggunakan pipa celup 85 mm.

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 di dunia industri pada khususnya dan di masyarakat luas pada umumnya, sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan minyak bumi dan listrik.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian yang Pernah Dilakukan

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

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

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

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

  Berikut adalah skema alat dari penelitian Songko Probo P. A.

• Gambar 2.1 Skema Alat Prastowo, A. S. P Keterangan Gambar:

  1. Generator yang juga berfungsi sebagai absorber

  2. Saluran masuk amonia

  3. Kondensor yang juga berfungsi sebagai evaporator

  4. Manometer

  5. Torong masuk amonia

2.2. Dasar Teori

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

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

  Uap Tekanan Tinggi

  2. Membebaskan uap Kondensor menggunakan kalor Proses Desorbsi Uap Tekanan Rendah Evaporator

  1. Menyerap uap ke dalam air sambil melepaskan Proses Absorbsi

Gambar 2.2 Siklus pendinginan absorbsi Siklus pendinginan absorbsi terdiri dari proses absorbsi

  (penyerapan) refrijeran (amonia) ke dalam absorber (air) dan proses pelepasan refrijeran dari absorber (proses desorbsi). Proses ini dapat dilihat pada Gambar 2.2. 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. Namun pada penelitian biasanya digunakan kompor listrik dikarenakan dibutuhkan sumber panas yang konstan dan kontinyu guna mendapatkan data yang akurat mengenai kemampuan dari alat pendingin absorbsi yang diteliti.

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

  C. Karena o mampu mencapai suhu di bawah 0

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

x

  COP Absorbsi = (1) Koefisien prestasi harus bernilai positif, padahal temperatur o evaporator dapat mencapai beberapa derajat di bawah 0

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

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Deskripsi Alat

  1

  7

  2

  3

  9

  6

  4

  8

  5

  10

  11 Gambar 3.1. Skema Alat Pendingin Absorbsi Keterangan : 1. Saluran untuk menampung amonia yang akan dimasukkan ke alat.

Bagian ini bisa diganti dengan pentil saat alat akan divakum.

  2. Keran ¾ inchi utama untuk memasukkan amonia-air

  3. Pipa ¾ untuk jalan masuk amonia-air

  4. Katup fluida satu arah

  6. Keran ¾ inchi untuk mengatur tekanan di evaporator

  7. Manometer

  8. Evaporator yang juga berfungsi sebagai kondensor

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

  

10. Ember pendingin untuk mendinginkan generator saat proses

pendinginan dan absorbsi

  

11. Kotak pendingin untuk meletakkan benda-benda yang ingin

didinginkan. Evaporator diletakkan di dalam kotak ini saat proses absorbsi.

  20 cm 3 cm 1 cm 8,5 cm

  8,5 cm Gambar 3.2b. Dimensi Pipa Celup Gambar 3.2a. Skema Generator

  

Pada penelitian ini bagian dalam generator terdiri dari 4 komponen yaitu:

  1. Pipa berdiameter 1,5 cm dengan panjang 11.5 cm sebagai tempat masuknya larutan amonia dan masuknya uap amonia pada saat proses absorbsi.

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

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

  4. Pipa berdiameter ¾ inchi dengan panjang 8.5 cm sebagai selubung pipa masuk amonia.

3.2. Variabel Yang Divariasikan

  Variabel yang divariasikan dalam pengujian ini yaitu:

1. Variasi volume larutan amonia 30% sebanyak 900 cc.

Gambar 3.3. Variasi volume larutan amonia 30% sebanyak 900 cc 2. Variasi volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc.

3. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 30°, 60°, 90° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc.

  Gambar 3.5a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 30° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc

  Gambar 3.5b. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 30° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc Gambar 3.6a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 60° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc

  Gambar 3.7a. Variasi bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 90° Gambar 3.7a. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 90° dengan

  Gambar 3.6b. Bukaan keran saat proses absorbsi sebesar 60° dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc

4. Variasi keran terbuka penuh saat proses pendinginan generator dengan volume larutan amonia 30% sebanyak 1300 cc.

  Gambar 3.8a. Variasi keran terbuka Gambar 3.8b. Keran terbuka penuh penuh saat proses pendinginan saat proses pendinginan generator generator dengan volume larutan dengan volume larutan amonia 30% amonia 30% sebanyak 1300 cc sebanyak 1300 cc

3.3. Variabel yang Diukur

  1. Temperatur Generator (T1)

  2. Temperatur Katup Fluida Satu Arah (T2)

  3. Temperatur Air Pendingin (T3)

  4. Temperatur Evaporator (T4)

  5. Temperatur Dinding Kotak Pendingin (T5)

  6. Temperatur Ruangan di dalam Kotak Pendingin (T6)

  7. Tekanan Evaporator (P)

  3.4. Langkah Penelitian

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

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

  

3. Tekanan sistem divakumkan dengan menggunakan pompa vakum.

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

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

  6. Setelah tekanan konstan maka kompor dimatikan dan digeser, kemudian dilanjutkan dengan proses pendinginan generator. Ketika proses pendinginan generator ini keran penghubung evaporator ditutup dan generator didinginkan dengan dicelup di dalam ember hingga temperatur T1 mendekati temperatur awal sebelum proses pemanasan. Termokopel pengukur T3 yang tadinya digunakan untuk mengukur temperatur air pendingin evaporator digunakan untuk mengukur temperatur air pendingin generator saat proses pendigninan generator ini. Jika T1 belum mendekati temperatur awal tetapi T3 sudah meningkat maka air pendingin diganti dengan yang baru. Untuk langkah ini pada variasi 4, keran penghubung evaporator tetap dibiarkan dalam keadaan terbuka penuh.

  7. Ketika temperatur T1 sudah mendekati kondisi awal, maka evaporator

  Setelah kotak ditutup, kemudian keran penghubung evaporator dibuka perlahan-lahan hingga terbuka penuh. Proses ini adalah proses absorbsi.

  Pada variasi 3, keran dibuka perlahan-lahan namun bertahap mulai dari o o o

  30 , 60 , lalu 90 . Pembukaan keran bertahap ini dilakukan setiap 20 menit. Untuk variasi 4, keran tetap terbuka mulai dari proses desorbsi hingga absorbsi selesai. Saat proses absorbsi ini generator tetap direndam di dalam air.

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

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

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

  1. Hubungan tekanan sistem dan temperatur di bagian-bagian sistem pendingin dengan waktu pencatatan data untuk variasi volume larutan amonia 900 cc.

  2. Hubungan tekanan sistem dan temperatur di bagian-bagian sistem pendingin dengan waktu pencatatan data untuk variasi volume larutan amonia 1300 cc.

  3. Hubungan tekanan sistem dan temperatur di bagian-bagian sistem pendingin dengan waktu pencatatan data untuk variasi volume larutan amonia 1300 cc, dengan bukaan keran bertahap sebesar 30°, 60°, dan 90° pada saat proses absorbsi.

  4. Hubungan tekanan sistem dan temperatur di bagian-bagian sistem pendingin dengan waktu pencatatan data untuk variasi volume larutan amonia 1300 cc, dengan keran terbuka penuh saat proses pendinginan generator dan proses absorbsi.

  5. Perbandingan temperatur evaporator dengan waktu pencatatan data pada semua variasi.

  6. Perbandingan COP atau unjuk kerja sistem untuk semua variasi.

3.5. Peralatan Pendukung

  Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

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

  b. Kompor Listrik

Digunakan untuk memanaskan generator saat proses desorbsi.

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

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

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

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Penelitian

  Pengambilan data pada penelitian pendingin absorbsi amonia-air menggunakan pipa celup 85 mm dengan variasi volume amonia-air dan bukaan keran diperoleh data-data seperti berikut ini.

Tabel 4.1. Data pada Variasi 900 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan.

  WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

• 0,20

  22 22 0,99

  99

  22 24 0,83 60 6,05

  83

  44

  22 24 0,83 65 7,25

  86

  46

  22 24 0,83 70 8,50

  93

  50

  22 25 0,81 75 9,00

  96

  52

  22 25 0,81 80 10,00

  53

  83

  22 25 0,80 85 10,10

  99

  57

  22 25 0,80 90 10,50 100

  58

  22 26 0,80 95 10,65 104

  59

  22 26 0,79 100 10,70 104

  61

  24 26 0,79 105 11,00 107

  64

  24 26 0,79

  24

  43

  22 24 0,85 55 5,55

  DESORBSI

  59

  5 -0,20

  27

  24

  22 24 0,99 10 0,25

  35

  25

  22 24 0,96 15 0,75

  46

  26

  22 24 0,93 20 1,45

  56

  28

  22 24 0,90 25 1,90

  30

  42

  22 24 0,89 30 2,70

  66

  33

  22 24 0,88 35 3,15

  68

  35

  22 24 0,87 40 4,00

  74

  37

  22 24 0,86 45 4,50

  76

  40

  22

  78

  22 24 0,85 50 5,05

  22 WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

  27

  27

  27

  27

  18 19 0,94 245 4,95

  8

  27

  27

  27

  18 19 0,94 240 5,00

  8

  27

  27

  18 19 0,94 250 4,90

  19 19 0,94 235 5,05

  9

  27

  27

  27

  19 20 0,94 230 5,10

  9

  27

  27

  27

  19 20 0,94 225 5,25

  8

  27

  27

  27

Tabel 4.1. Data pada Variasi 900 cc Amonia 30% Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan (lanjutan).

  0,88

  17 18 0,93

  6

  27

  27

  27

  17 17 0,93 270 4,75

  6

  27

  27

  17 18 0,93 265 4,80

  27

  6

  27

  27

  27

  17 18 0,93 260 4,85

  6

  27

  27

  27

  18 19 0,94 255 4,90

  8

  27

  10

  27

  115 11,20 106

  88

  42

  26 27 0,88 PENDINGINAN 170 10,10

  76

  67

  25 27 0,80 160 10,50

  86

  25 27 0,80 155 10,80 102

  94

  25 29 0,79 150 12,25 104

  91

  25 29 0,78 145 13,00 107

  24 28 0,79 140 12,80 114

  22 26 0,95 180 9,75

  77

  24 28 0,79 135 12,55 107

  74

  24 27 0,79 130 12,45 108

  73

  24 27 0,79 125 12,05 108

  67

  24 27 0,79 120 11,60 106

  67

  24 27 0,79 115 11,20 106

  67

  51

  30

  27

  24

  19 20 0,95 ABSORBSI 220 5,30

  11

  27

  27

  27

  24 24 0,95 Kran terbuka 215 5,40

  14

  26

  26

  29

  24 24 0,99 Kran tertutup 210 5,95

  26

  35

  25

  27

  22 24 0,99 210 9,10

  26

  27

  22 24 0,99 210 9,10

  26

  27

  22 24 0,99 200 9,25

  26

  27

  22 24 0,98 190 9,40

COP RATA-RATA

Tabel 4.2. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan.

  57

  25 28 0,79 120 10,75 110

  65

  25 27 0,79 115 10,75 109

  61

  25 26 0,79 110 10,00 107

  59

  25 26 0,80 105 9,15 104

  59

  25 26 0,80 100 8,95 102

  25 26 0,80 95 8,80 102

  25 27 0,78 125 11,00 113

  54

  99

  25 26 0,81 90 8,25

  53

  97

  25 26 0,81 85 8,15

  51

  94

  25 25 0,81 80 7,55

  66

  67

  94

  54

  27

  28

  22 26 0,99 180 9,30

  34

  30

  170 9,70

  PENDINGINAN

  22 27 0,92

  57

  26 30 0,76 160 10,30

  25 28 0,78 130 11,45 115

  73

  26 30 0,76 150 12,55 126

  72

  26 29 0,77 145 12,45 124

  70

  26 29 0,77 140 12,10 121

  69

  26 28 0,78 135 11,90 117

  69

  49

  25 25 0,82 75 7,35

  WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

  24 24 0,96 15 0,70

  24 24 0,89 30 2,25

  28

  59

  24 24 0,91 25 1,70

  27

  54

  24 24 0,93 20 1,15

  25

  48

  25

  30

  35

  24 24 0,99 10 0,10

  24

  28

  5

  DESORBSI

  24 24 1,00

  24

  25

  64

  24 24 0,88 35 3,70

  48

  84

  90

  25 25 0,82 70 6,60

  46

  89

  25 25 0,83 65 6,25

  45

  88

  25 25 0,83 60 5,65

  44

  24 25 0,84 55 5,10

  69

  42

  80

  24 24 0,85 50 4,70

  40

  75

  24 24 0,86 45 3,95

  27

  73

  24 24 0,87 40 3,45

  34

  22 25 0,99

  25 27 -5

  6 8 0,89 255 -0,20

  25 28 -5

  6 9 0,89 240 -0,20

  28

  24 28 -5

  6 8 0,89 245 -0,20

  28

  25 28 -5

  5 8 0,89 250 -0,20

  28

  25 28 -5

  28

  11 11 0,89 235 -0,20

  25 28 -5

  8 9 0,89 260 -0,20

  28

  25 27 -5

  10 11 0,89 265 -0,20

  27

  25 27 -5

  10 11 0,89 270 -0,20

  27

  24 WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

  11 11 0,89

  28

  25 28 -5

Tabel 4.2. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran saat Proses Absorbsi perlahan-lahan (lanjutan).

  24

  210 8,95

  27

  26

  22 24 0,99 210 8,85

  25

  26

  22 24 1,00 Kran tertutup 210 -0,20

  33

  25

  26

  19 20 0,97 Kran terbuka 215 -0,20

  28

  29

  24 26 -5

  11 13 0,89

  ABSORBSI

  220 -0,20

  28

  24 28 -5

  9 11 0,89 225 -0,20

  28

  24 29 -5

  8 10 0,89 230 -0,20

  0,87

COP RATA-RATA

  WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

Tabel 4.3. Data pada Variasi 1300 cc Amonia 30%, Bukaan Keran 30°, 60°,dan 90° saat Proses Absorbsi.

• 0,20

  25 25 1,00

  80

  38

  26 26 0,88 45 3,00

  74

  42

  26 26 0,86 50 3,45

  75

  44

  26 26 0,86 55 4,00

  46

  26 26 0,89 40 2,50

  26 26 0,85 60 4,25

  82

  50

  26 26 0,84 65 4,75

  84

  51

  26 26 0,84

  24

  68

  36

  DESORBSI

  27

  5 -0,20

  27

  24

  25 25 0,99 10 0,00

  35

  25

  25 25 0,97 15 0,40

  43

  25 26 0,95 20 0,90

  64

  51

  28

  25 26 0,92 25 1,15

  53

  32

  25 26 0,92 30 1,60

  59

  35

  25

  25 26 0,90 35 2,00

  WAKTU t TEKANAN P TEMPERATUR ( o C ) COP KETERANGAN ( menit ) ( bar ) T1 T2 T3 T4 T5 T6

  25

  16 18 0,89 ABSORBSI 230 1,40

  25 25 -5

  27

  18 20 0,89 Kran terbuka 225 1,25

  24 25 -5

  29

  24 24 1,00 Kran tertutup 220 1,00

  25

  25

  24

  21 26 1,00 220 9,50

  25 25 -5

  24

  26

  22 26 0,99 220 9,75

  27

  28

  22 27 0,99 210 10,10

  30

  30

  25 28 0,93 PENDINGINAN 200 10,45

  44

  25

  12 14 0,90 kran bukaan 30

  30 29 0,75 190 11,00

  250 1,00

  o

  8 10 0,89

  25 27 -5

  27

  8 10 0,89 260 1,40

  25 27 -5

  27

  9 11 0,89 255 1,25

  25 26 -5

  27

  o

  o

  10 11 0,90 kran bukaan 60

  26 27 -5

  24

  11 12 0,90 245 0,75

  26 26 -5

  24

  11 13 0,90 240 1,20

  25 26 -5

  24

  235 1,00

  51

  76

  75 5,50

  26 27 0,82 95 6,75

  99

  26 27 0,81 110 7,75

  60

  98

  26 27 0,81 105 7,40

  60

  97

  26 27 0,82 100 7,25

  59

  94

  59

  26 27 0,81 115 7,90 100

  94

  26 26 0,82 90 6,50

  54

  91

  26 26 0,82 85 6,20

  56

  90

  26 26 0,83 80 5,95

  52

  88

  60

  64

  30 29 0,76 180 13,05 131

  74

  76

  28 29 0,76 175 12,75 126

  74

  28 29 0,76 170 12,50 124

  74

  27 29 0,78 165 12,05 123

  72

  27 27 0,77 160 11,55 116

  73

  27 27 0,77 155 11,20 115

  27 27 0,77 150 11,10 115

  26 27 0,80 120 8,25 101

  69

  26 27 0,78 145 11,00 115

  68