Karakteristik mesin pendingin jenasah menggunakan tiga dan empat kipas pendingin kondensor.

(1)

vii

ABSTRAK

Penggunaan mesin pendingin saat ini telah mencakup banyak aspek di kehidupan masyarakat di Indonesia. Salah satu pengaplikasian mesin pendingin ini adalah di bidang pengawetan jenasah. Pengawetan jenasah ini sangat penting keberadaannya, khususnya bagi masyarakat Bali. Upacara ngaben yang diadakan umat Hindu di Bali, memerlukan tempat penyimpanan jenasah untuk jangka waktu yang lama. Mesin pendingin jenasah adalah mesin pengkondisian jenasah manusia, yang dapat menghasilkan suhu rendah. Tujuan dari penelitian mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah ini adalah: (a) Merakit mesin pengkondisian jenasah. (b) Mengetahui karakteristik mesin pengkondisian jenasah yang telah dibuat meliputi: besar kalor persatuan massa refrigeran yang di serap evaporator (Qin), besar kalor persatuan massa refrigeran yang di lepas kondensor (Qout), besar kerja yang di lakukan kompresor persatuan massa refrigeran (Win), COP ideal (Coefficient of Performance), COP aktual (Coefficient of Performance) dan Efisiensi mesin pengkondisian jenasah.

Mesin pendingin jenasah ini adalah mesin pendingin jenasah yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan jumlah kipas pendingin kondensor: tiga kipas dan empat kipas. Pada setiap variasi dilakukan dua kali pengambilan data, dengan dua jenis pembebanan yang berbeda: dengan beban 20 kg air dan tanpa beban pendinginan. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler. Refrigeran yang digunakan R134a. Daya kompresor sebesar 1/5 HP, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besar daya kompresor.

Hasil penelitian memberikan kesimpulan bahwa pada variasi tiga kipas dengan penelitian tanpa beban setelah 120 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,72, b) COPideal sebesar 3,59, c) Efisiensi sebesar 75,7%. Sedangkan pada penelitian dengan beban 20 kg air setelah 360 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,64, b) COPideal sebesar 3,56, c) Efisiensi sebesar 74%. Pada penelitian dengan 4 kipas untuk penelitian tanpa beban setelah 120 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,78, b) COPideal sebesar 3,72, c) Efisiensi sebesar 74,7%. Sedangkan pada penelitian dengan beban 20 kg air pada setelah 360 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,98, b) COPideal sebesar 3,70, c) Efisiensi sebesar 80,5%.


(2)

viii

ABSTRACT

The use of cooling machines today cover many aspects of community life in Indonesia. One application of this cooling machine is in preservation of the corpse. Preservation of corpses is very important, especially for the people of Bali. Cremation ceremony called ngaben from Hindu religion in Bali require a storage for a corpse for a long periods of time. Mortuary refrigerator can produce a very low temperatures which usefull for keeping a corpse for a long time period. The research objective of this mortuary refrigerator are: (a) assembling a mortuary refrigerator. (b) knowing the characteristics of the mortuary refrigerator that have been assembled include: the heat which was absorbed by evaporator for each refrigerant mass (Qin) , the heat which was transfered to the environment by

condenser for each refrigerant mass (Qout) , the work of the compressor for each

mass of refrigerant (Win) , the ideal Coefficient of Performance (COPideal) of the mortuary refrigerator, the Actual Coefficient of Performance (COPactual) of mortuary refrigerator and the efficiency of the mortuary refrigerator.

The mortuary refrigerator is a cooling machine that using vapor compression cycle. This mortuary refrigerator using a variation of three and four condenser cooling fan. At each variation, data retrieval is performed twice, with two different types of loading: with a load of 20 kg of water and without the cooling load. The main component of vapor compression cycle are: compressor, condenser, evaporator, filter, and the capillary pipe. R134a refrigerant is used in this mortuary refrigerator. The Compressor power is 1/5 HP, and the other main component size adjusts to the power of the compressor.

The results of the study concludes that, for the variation of using three condenser cooling fans in the research without cooling load, after 120 minutes produces: (a) COPactual of 2.72, (b) COPideal of 3.59, (c) The efficiency of the machine is 75.7%. While the study with a load of 20 kg of water after 360 minutes produces: (a) COPactual of 2.64, (b) COPideal of 3.56, (c) The efficiency of the machine is 74%. For the variation of the four condenser cooling fans in the research without cooling load, after 120 minutes produces: (a) COPactual of 2.78, (b) COPideal of 3.72, (c) The efficiency of the machine is 74.7%. While the study with a load of 20 kg of water, after 360 minutes produces: (a) COPactual of 2.98, (b) COPideal of 3.70, (c) The efficiency of the machine is 80.5%.


(3)

i

KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH

MENGGUNAKAN TIGA DAN EMPAT KIPAS PENDINGIN

KONDENSOR

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh:

KAREL GIOVANNI

125214079

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016


(4)

ii

CHARACTERISTICS OF MORTUARY REFRIGERATOR

USING THREE AND FOUR CONDENSER COOLING FAN

FINAL PROJECT

As partial fullfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By

KAREL GIOVANNI

125214079

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


(5)

iii

KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH

MENGGUNAKAN TIGA DAN EMPAT KIPAS PENDINGIN

KONDENSOR

Disusun oleh :

KAREL GIOVANNI NIM : 125214079

Telah disetujui oleh Dosen Pembimbing Skripsi


(6)

iv

KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH

MENGGUNAKAN TIGA DAN EMPAT KIPAS PENDINGIN

KONDENSOR

Dipersiapkan dan disusun oleh :

NAMA : KAREL GIOVANNI NIM : 125214079

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Skripsi Pada tanggal 9 Agustus 2016

Susunan Dewan Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Ir. Rines, M.T. ... Sekretaris : A. Prasetyadi, S.Si, M.Si. ... Anggota : Ir. Pertus Kanisius Purwadi, M.T. ...

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, 9 Agustus 2016 Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Dekan,


(7)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 9 Agustus 2016


(8)

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Karel Giovanni NIM : 125214079

Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Karya ilmiah yang berjudul:

Karakteristik Mesin Pendingin Jenasah Menggunakan Tiga dan Empat Kipas Pendingin Kondensor

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian ini saya memberikan kepada Perpustakaan Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau di media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 9 Agustus 2016 Yang menyatakan,


(9)

vii

ABSTRAK

Penggunaan mesin pendingin saat ini telah mencakup banyak aspek di kehidupan masyarakat di Indonesia. Salah satu pengaplikasian mesin pendingin ini adalah di bidang pengawetan jenasah. Pengawetan jenasah ini sangat penting keberadaannya, khususnya bagi masyarakat Bali. Upacara ngaben yang diadakan umat Hindu di Bali, memerlukan tempat penyimpanan jenasah untuk jangka waktu yang lama. Mesin pendingin jenasah adalah mesin pengkondisian jenasah manusia, yang dapat menghasilkan suhu rendah. Tujuan dari penelitian mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah ini adalah: (a) Merakit mesin pengkondisian jenasah. (b) Mengetahui karakteristik mesin pengkondisian jenasah yang telah dibuat meliputi: besar kalor persatuan massa refrigeran yang di serap evaporator (Qin), besar kalor persatuan massa refrigeran yang di lepas kondensor (Qout), besar kerja yang di lakukan kompresor persatuan massa refrigeran (Win), COP ideal (Coefficient of Performance), COP aktual (Coefficient of Performance) dan Efisiensi mesin pengkondisian jenasah.

Mesin pendingin jenasah ini adalah mesin pendingin jenasah yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan jumlah kipas pendingin kondensor: tiga kipas dan empat kipas. Pada setiap variasi dilakukan dua kali pengambilan data, dengan dua jenis pembebanan yang berbeda: dengan beban 20 kg air dan tanpa beban pendinginan. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler. Refrigeran yang digunakan R134a. Daya kompresor sebesar 1/5 HP, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besar daya kompresor.

Hasil penelitian memberikan kesimpulan bahwa pada variasi tiga kipas dengan penelitian tanpa beban setelah 120 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,72, b) COPideal sebesar 3,59, c) Efisiensi sebesar 75,7%. Sedangkan pada penelitian dengan beban 20 kg air setelah 360 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,64, b) COPideal sebesar 3,56, c) Efisiensi sebesar 74%. Pada penelitian dengan 4 kipas untuk penelitian tanpa beban setelah 120 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,78, b) COPideal sebesar 3,72, c) Efisiensi sebesar 74,7%. Sedangkan pada penelitian dengan beban 20 kg air pada setelah 360 menit menghasilkan: a) COPaktual sebesar 2,98, b) COPideal sebesar 3,70, c) Efisiensi sebesar 80,5%.


(10)

viii

ABSTRACT

The use of cooling machines today cover many aspects of community life in Indonesia. One application of this cooling machine is in preservation of the corpse. Preservation of corpses is very important, especially for the people of Bali. Cremation ceremony called ngaben from Hindu religion in Bali require a storage for a corpse for a long periods of time. Mortuary refrigerator can produce a very low temperatures which usefull for keeping a corpse for a long time period. The research objective of this mortuary refrigerator are: (a) assembling a mortuary refrigerator. (b) knowing the characteristics of the mortuary refrigerator that have been assembled include: the heat which was absorbed by evaporator for each refrigerant mass (Qin) , the heat which was transfered to the environment by

condenser for each refrigerant mass (Qout) , the work of the compressor for each

mass of refrigerant (Win) , the ideal Coefficient of Performance (COPideal) of the mortuary refrigerator, the Actual Coefficient of Performance (COPactual) of mortuary refrigerator and the efficiency of the mortuary refrigerator.

The mortuary refrigerator is a cooling machine that using vapor compression cycle. This mortuary refrigerator using a variation of three and four condenser cooling fan. At each variation, data retrieval is performed twice, with two different types of loading: with a load of 20 kg of water and without the cooling load. The main component of vapor compression cycle are: compressor, condenser, evaporator, filter, and the capillary pipe. R134a refrigerant is used in this mortuary refrigerator. The Compressor power is 1/5 HP, and the other main component size adjusts to the power of the compressor.

The results of the study concludes that, for the variation of using three condenser cooling fans in the research without cooling load, after 120 minutes produces: (a) COPactual of 2.72, (b) COPideal of 3.59, (c) The efficiency of the machine is 75.7%. While the study with a load of 20 kg of water after 360 minutes produces: (a) COPactual of 2.64, (b) COPideal of 3.56, (c) The efficiency of the machine is 74%. For the variation of the four condenser cooling fans in the research without cooling load, after 120 minutes produces: (a) COPactual of 2.78, (b) COPideal of 3.72, (c) The efficiency of the machine is 74.7%. While the study with a load of 20 kg of water, after 360 minutes produces: (a) COPactual of 2.98, (b) COPideal of 3.70, (c) The efficiency of the machine is 80.5%.


(11)

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan lancar.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 di Prodi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.,Sc., Ph.D. 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, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing skripsi dan Dosen Pembimbing Akademik.

3. Seluruh staf dan pengajar Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini.

4. Kedua orangtua : Honorius, S.E. dan Ir. Marleni, yang telah memberi motivasi dan dukungan kepada penulis, baik secara materi dan spiritual.


(12)

x

5. Pascalia Irine, S.E. sebagai kakak yang telah memberikan semangat dan motivasi kepada penulis.

6. Sigit Jalu Prakosa dan Daniel Hutahaean, selaku teman satu tim dalam pembuatan alat.

7. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu, yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki. Untuk itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.

Yogyakarta, 9 Agustus 2016


(13)

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...i

TITLE PAGE ...ii

HALAMAN PERSETUJUAN ...iii

HALAMAN PENGESAHAN ...iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA...v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...vi

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS...vi

ABSTRAK ...vii

ABSTRACT...viii

KATA PENGANTAR ...ix

DAFTAR ISI ...xii

DAFTAR GAMBAR ...xiv

DAFTAR TABEL ...xv

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Penelitian...2

1.4 Batasan-batasan Masalah...3


(14)

xii

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...5

2.1 Dasar Teori ...5

2.1.1 Mesin Pendingin Jenasah...5

2.1.2 Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi uap...7

2.1.3 Siklus Kompresi Uap...15

2.1.4 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin...18

2.2 Tinjauan Pustaka ...21

BAB III PEMBUATAN ALAT...25

3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Pendingin Jenasah...25

3.1.1 Komponen Utama...25

3.1.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin Jenasah ...31

3.1.3 Tahap – Tahap Pembuatan Mesin Pendingin Jenasah...36

3.2 Metodologi Penelitian...39

3.2.1 Objek Penetilian...39

3.2.2 Alur Penelitian...40

3.2.3 Skematik Alat Uji...41

3.2.4 Alat Bantu Penelitian...42

3.2.5 Variasi Penelitian...45

3.2.6 Cara Mendapatkan Data...46

3.2.7 Cara Mengolah Data...48


(15)

xiii

BAB IV HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN,

DAN PEMBAHASAN ...50

4.1 Hasil Penelitian...50

4.2 Hasil Perhitungan...57

4.3 Pembahasan ...28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...87

5.1 Kesimpulan...87

5.2 Saran...88

DAFTAR PUSTAKA ...90


(16)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mesin Pendingin jenasah...6

Gambar 2.2 Kompresor Hermetik...8

Gambar 2.3 Kompresor Semi Hermetik...9

Gambar 2.4 Kompresor jenis Terbuka...10

Gambar 2.5 Kondensor dengan Pendingin Udara...11

Gambar 2.6 Evaporator...12

Gambar 2.7 Pipa Kapiler ...13

Gambar 2.8 Filter...13

Gambar 2.9 Refrigeran R134a didalam tabung ...15

Gambar 2.10 P-h Diagram ...16

Gambar 2.11 T-S Diagram...16

Gambar 3.1 Kompresor...25

Gambar 3.2 Kondensor ...26

Gambar 3.3 Filter ...27

Gambar 3.4 Pipa Kapiler...28

Gambar 3.5 Evaporator...29

Gambar 3.6 Refrigeran R-134a ...30

Gambar 3.7 Kipas Pendingin ...30

Gambar 3.8 Kayu dan Peti jenasah...31


(17)

xv

Gambar 3.10 Styrofoam ...32

Gambar 3.11 Pipa Tembaga ...33

Gambar 3.12 Pressure Gauge ...33

Gambar 3.13 Termokopel dan APPA...34

Gambar 3.14 Pembengkok Pipa Tembaga ...34

Gambar 3.15 Alat Pemotong Pipa...35

Gambar 3.16 Alat Las dan bahan tambahan las (kuningan)...35

Gambar 3.17 Pompa Vakum...36

Gambar 3.18 Peti Jenasah dan Peti Alat...37

Gambar 3.19 Peti Jenasah ...38

Gambar 3.20 Objek Penelitian ...39

Gambar 3.21 Diagram Alir untuk Penelitian...40

Gambar 3.22 Skematik Alat Uji...41

Gambar 3.23 Termokopel dan APPA...42

Gambar 3.24 Stopwatch ...43

Gambar 3.25 Pressure Gauge...43

Gambar 3.26 Terminal ...44

Gambar 3.27 Botol air mineral...44

Gambar 3.28 P-h Diagram ...45

Gambar 3.29 Siklus kompresi uap pada P-h Diagram...48

Gambar 4.1 Grafik perbandingan Win setiap variasi tanpa pembebanan ...62

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Win setiap variasi dengan beban 20 kg air...62


(18)

xvi

Gambar 4.3 Grafik perbandingan Qout setiap variasi tanpa pembebanan...65 Gambar 4.4 Grafik perbandingan Qout setiap variasi dengan beban

20 kg air...65 Gambar 4.5 Grafik perbandingan Qin setiap variasi tanpa pembebanan...68 Gambar 4.6 Grafik perbandingan Qin setiap variasi dengan beban

20 kg air... 68 Gambar 4.7 Grafik perbandingan COPaktual setiap variasi

tanpa pembebanan ...71 Gambar 4.8 Grafik perbandingan COPaktual setiap variasi dengan beban

20 kg air...71 Gambar 4.9 Grafik perbandingan COPIdeal setiap variasi

tanpa pembebanan ...74 Gambar 4.10 Grafik perbandingan COPIdeal setiap variasi dengan beban

20 kg air...74 Gambar 4.11 Grafik perbandingan Efisiensi mesin pendingin setiap

variasi tanpa pembebanan...77 Gambar 4.12 Grafik perbandingan Efisiensi mesin pendingin setiap

variasi dengan beban 20 kg air...77 Gambar 4.13 Grafik perbandingan suhu ruangan pendinginan

pada penelitian tanpa beban pendinginan...85 Gambar 4.14 Grafik Perbandingan suhu spesimen


(19)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakeristik R134a ...14

Tabel 3.1 Spesifikasi kompresor ...26

Tabel 3.2 Spesifikasi kondensor ...27

Tabel 3.3 Spesifikasi filter ...28

Tabel 3.4 Spesifikasi pipa kapiler ...28

Tabel 3.5 Spesifikasi evaporator ...29

Tabel 3.6 Spesifikasi kipas pendingin kondensor ...31

Tabel 4.1 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dan tanpa kipas pendingin kondensor ...51

Tabel 4.2 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dengan tiga kipas pendingin kondensor ...52

Tabel 4.3 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dengan empat kipas pendingin kondensor ...53

Tabel 4.4

Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor ...54

Tabel 4.5 Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air menggunakan tiga kipas pendingin kondensor...55

Tabel 4.6 Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air menggunakan empat kipas pendingin kondensor...56


(20)

xviii

Tabel 4.8 Nilai entalpi pada penelitian dengan beban 20 kg air...59

Tabel 4.9 Kerja kompresor persatuan waktu (Win) tanpa beban...60

Tabel 4.10 Kerja kompresor persatuan waktu (Win) dengan beban 20 kg air...61

Tabel 4.11 Qout kondensor pada setiap variasi tanpa pembebanan...63

Tabel 4.12 Qout kondensor pada setiap variasi dengan beban 20 kg air...64

Tabel 4.13 Qin evaporator pada setiap variasi tanpa pembebanan...66

Tabel 4.14 Qin Evaporator pada setiap variasi dengan beban 20 kg air...67

Tabel 4.15 COPaktual pada setiap variasi tanpa pembebanan...69

Tabel 4.16 COPaktual pada setiap variasi dengan beban 20 kg air...70

Tabel 4.17 COPIdeal pada setiap variasi tanpa pembebanan...72

Tabel 4.18 COPIdeal pada setiap variasi dengan beban 20 kg air...73

Tabel 4.19 Efisiensi Mesin pendingin pada setiap variasi tanpa pembebanan...75

Tabel 4.20 Efisiensi mesin pendingin pada setiap variasi dengan beban 20 kg air...76


(21)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mesin pendingin merupakan alat yang banyak di gunakan dalam berbagai aspek kehidupan kita saat ini. Penggunaan mesin pendingin mencakup ruang lingkup yang cukup luas, namun penggunaan utamanya yaitu sebagai sarana pengawetan. Penggunaan mesin pendingin umumnya kita jumpai pada pengawetan bahan makanan dan sebagai media penyimpanan bahan makanan, contohnya penggunaan pendingin untuk penyimpanan daging, hasil tangkapan laut, sayur-sayuran, dan tempat penyimpanan minuman (showcase). Kegunaan lain dari mesin pendingin dapat kita lihat dari pengaplikasiannya dalam bidang medis. Mesin pendingin biasanya digunakan untuk penyimpanan serum, pengawetan darah segar, dan untuk pengawetan jenasah serta organ-organ manusia.

Mesin pendingin Jenasah sangat penting peranannya di dalam dunia medis. Dengan adanya mesin pendingin jenasah, umur jenasah serta laju pembusukan jaringan tubuh manusia dapat di perlambat. Dengan adanya mesin pendingin jenasah juga membantu bidang forensik dalam pengidentifikasian mayat-mayat korban kecelakaan yang membutuhkan waktu yang cukup lama.

Di dalam budaya masyarakat Bali, mesin pendingin ini juga memiliki kegunaan yang cukup besar. Masalah yang sering dijumpai di dalam budaya masyarakat Bali ialah jenasah keluarga yang telah meninggal tidak dapat langsung di Ngaben (prosesi kremasi jenasah) jika pihak keluarga belum memiliki dana yang


(22)

memadai untuk melakukan prosesi Ngaben untuk jenasah keluarga yang telah meninggal. Prosesi Ngaben jenasah memakan biaya yang cukup besar, oleh karena itu, terkadang jenasah keluarga yang telah meninggal perlu diawetkan dalam waktu yang cukup lama sebelum prosesi ngaben dilakukan.

Dengan latar belakang ini, penulis terdorong untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai mesin pendingin jenasah ini, dengan harapan mesin yang diteliti mampu menjawab kebutuhan masyarakat Bali untuk mengawetkan jenasah keluarga yang telah meninggal.

1.2 Rumusan Masalah

Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan mesin yang dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah, agar jenasah tidak segera membusuk untuk jangka waktu yang lama. Saat ini dipasaran cukup sulit menemukan mesin khusus yang digunakan untuk mengkondisikan jenasah. Bagaimanakah merancang mesin yang dapat dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah ? Bagaimanakah karakteristik mesin tersebut ?

1.3 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Merakit mesin pendingin untuk mengkondisikan jenasah.

b. Mengetahui karakteristik mesin pendingin jenasah yang dibuat, antara lain: 1. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win )


(23)

3

2.Kalor yang dibuang kondensor persatuan massa refrigeran (Qout). 3. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin).

4. COP (Coefficient of Performance) mesin pendingin jenasah (Aktual/Ideal). 5. Efisiensi mesin pendingin jenasah.

1.4 Batasan – batasan Masalah

Batasan – batasan yang dipergunakan di dalam pembuatan mesin pendingin jenasah adalah:

a. Mesin bekerja dengan siklus kompresi uap.

b. Komponen pada siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler.

c. Daya kompresor sebesar 1/5 HP, komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besarnya daya kompresor dan menggunakan komponen yang standar yang ada di pasaran.

d. Kapasitas mesin hanya dipergunakan untuk 1 jenasah orang dewasa.

e. Diameter pipa kapiler: 0,028 inci terbuat dari bahan tembaga, dengan panjang: 150 cm.

f. Jenis evaporator adalah evaporator pipa bersirip yang terbuat dari bahan aluminium.

g. Penggunaan jenasah digantikan dengan beban berupa air seberat 20 kg. h. Variasi kipas pendingin kondensor yang digunakan adalah tanpa kipas, tiga

kipas dan empat kipas.


(24)

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

a. Hasil penelitian dapat digunakan untuk menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang mesin pendingin jenasah, yang dapat ditempatkan di perpustakaan. b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti yang

tertarik pada mesin pendingin jenasah.


(25)

5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Mesin Pendingin Jenasah

Mesin pendingin jenasah adalah mesin pendingin yang fungsi utamanya adalah mengkondisikan jenasah. Adapun mesin pendingin selain mesin pendingin jenasah adalah: AC, kulkas, cold storage, ice maker, chest freezer, showcase, dan lain-lain. Mesin pendingin mayat adalah mesin pendingin yang digunakan untuk mengkondisikan jenasah manusia dalam jangka waktu yang cukup lama. mesin pendingin jenasah yang dibuat bagian atasnya terbuat dari kaca transparan yang berguna agar jenasah yang dikondisikan dapat terlihat dari luar. Mesin pendingin jenasah yang dibuat ditujukan untuk masyarakat Bali, sehingga sebelum ritual pemakaman dilakukan, pihak keluarga masih dapat melihat jenasah keluarganya dan jenasah dapat bertahan lebih lama karena dikondisikan. Siklus yang digunakan pada mesin pendingin jenasah siklus kompresi uap, dan menggunakan fluida kerja refrigeran.

Siklus pendingin kompresi uap merupakan siklus yang banyak digunakan dalam mesin pendingin. Siklus kompresi uap dari suatu mesin pendingin menggunakan refrigeran sebagai fluida kerja yang mengalami proses kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi. Siklus kompresi uap diawali ketika kompresor dihidupkan. Dengan bekerjanya kompresor, suhu dan tekanan refrigeran akan naik. Refrigeran kemudian akan mengalir menuju kondensor untuk melepaskan kalor ke


(26)

lingkungan sekitar kondensor. Kalor dari kondensor dapat mengalir ke lingkungan di sekitar kondensor karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu lingkungan. Setelah mengalami perubahan fase dari gas menjadi cair, refrigeran keluar dari kondensor. Refrigeran kemudian mengalir menuju pipa kapiler dengan melewati filter terlebih dahulu untuk mengalami proses penyaringan kotoran. Di pipa kapiler refrigeran mengalami proses penurunan tekanan dan suhu akibat adanya gesekan yang disebabkan oleh diameter pipa kapiler yang sangat kecil. Proses di pipa kapiler berlangsung pada entalpi yang tetap. Fase refrigeran berubah dari fase cair ke fase campuran yaitu fase cair dan gas. Dari pipa kapiler refrigeran mengalir ke evaporator, Didalam evaporator refrigeran mengalami perubahan fase dari fase campuran (cair + gas) menjadi gas semuanya. Proses perubahan fase pada evaporator dapat terjadi karena adanya kalor yang mengalir dari lingkungan sekitar evaporator ke dalam evaporator. Kalor dapat mengalir karena suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu kerja evaporator. Keluar dari evaporator refrigeran dihisap kembali ke kompresor dan siklus kompresi berlangsung kembali seperti semula.


(27)

7

2.1.2 Mesin Pendingin Dengan Siklus Kompresi uap

Sistem kompresi uap adalah sistem dasar yang digunakan dalam mesin

pendingin. Sistem kompresi memiliki komponen utama berupa kompresor, kondensor, pipa kapiler, evaporator, refrigeran sebagai fluida kerja, serta komponen -komponen tambahan seperti filter dan termostat.

a.

Kompresor

Kompresor adalah bagian dari mesin pendingin, yang fungsinya di dalam sistem kompresi uap adalah menaikan tekanan dari fluida kerja, yaitu refrigeran. Tekanan kerja dari refrigeran akan naik, yang awalnya bertekanan kerja evaporator menjadi tekanan kerja kondensor. Kenaikan tekanan pada refrigeran oleh kompresor akan menyebabkan suhu dari refrigeran akan meningkat. Kompresi yang terjadi di dalam kompresor dikenal dengan sistem kompresi uap ideal. Kompresi uap ideal terjadi pada keadaan isentropis (Terjadi pada nilai entropi yang konstan). Fase refrigeran pada saat masuk dan keluar dari kompresor masih berupa gas. Pada kondisi keluaran, refrigeran bersuhu tinggi (uap panas lanjut) dan bertekanan tinggi. Jenis kompresor yang digunakan di dalam mesin pendingin jenasah ini adalah kompresor hermetik. Kompresor jenis ini dapat bekerja karena adanya daya litrik yang diberikan kepada kompresor.

Pada mesin pendingin, ada 3 jenis kompresor yang umum digunakan, yaitu (1) Kompresor hermetik (2) Kompresor semi hermetik dan (3) kompresor jenis terbuka. Pada alat yang telah dibuat, kompresor yang digunakan adalah jenis kompresor hermetik dengan daya kompresor sebesar 1/5 HP.


(28)

1. Kompresor Hermetik

Kompresor hermetik adalah kompresor yang motor penggerak kompresornya berada pada satu rumah dengan kompresornya. Motor penggerak kompresor langsung memutar kompresor sehingga motor penggerak bergerak bersamaan dengan kompresor.

Gambar 2.2 Kompresor Hermetik Keuntungan dari kompresor hermetik adalah:

a) Tidak menggunakan sumber tenaga dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah.

b) Ukuran yang kecil sehingga tidak memerlukan tempat yang besar. c) Harga yang relatif lebih murah.

d) Mesin penggerak sudah menjadi satu dengan kompresor sehingga tidak perlu membeli kompresor dan mesin penggerak secara terpisah.


(29)

9

Kerugian dari kompresor hermetik adalah:

a) Kompresor hermetik hanya dapat digunakan pada mesin pendingin berkapasitas kecil.

b) Susah untuk mengetahui ketinggian minyak pelumas kompresor.

c) Susah mengetahui adanya kerusakan pada kompresor jita tidak membuka rumah kompresor.

2. Kompresor semi Hermetik

Kompresor semi hermetik adalah kompresor yang motor penggerak dan kompresornya berada di dalam satu rumah, tetapi motor penggerak dan kompresornya terpisah dan bukan satu kesatuan. Motor penggerak dan kompresor ini dihubungkan oleh sebuah poros putar.

Gambar 2.3 Kompresor Semi Hermetik 3. Kompresor Jenis Terbuka

Kompresor jenis terbuka adalah jenis kompresor yang motor penggeraknya tidak berada di satu rumah, melainkan terpisah satu sama lain.


(30)

Gambar 2.4 Kompresor jenis Terbuka Keuntungan kompresor jenis terbuka adalah:

a) Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui karena kompresor terpisah dengan motor penggeraknya.

b) Ketinggian minyak pelumas dapat dengan mudah diketahui

c) Kecepatan putaran kompresor dapat diatur dengan mudah dengan cara menyesuaikan diameter puli yang digunakan.

d) Jika terjadi kerusakan pada kompresor tidak perlu mengganti komponen secara keseluruhan karena motor enggerak dan kompresor terpisah. Kerugian kompresor jenis terbuka adalah:

a) Ukuran yang besar menyebabkan perlunya tempat penyimpana yang lebih besar.

b) Harganya lebih mahal dibandingkan dengan kompresor dengan jenis yang lain.


(31)

11

b. Kondensor

Kondensor adalah komponen pada mesin pendingin yang memiliki fungsi utama menurunkan suhu refrigeran dan merubah fase refrigeran dari gas menjadi cair. Refrigeran yang melewati kondensor akan mengalami penurunan suhu, dari suhu gas panas lanjut ke gas jenuh, dan dari gas jenuh ke cair jenuh. Kalor yang dilepaskan oleh kondensor akan diserap oleh udara sekitar karena adanya perbedaan suhu yang menyebabkan adanya aliran kalor ( dari suhu tinggi ke suhu rendah). Kalor ini lepas melalui rusuk-rusuk kondensor. Jenis kondensor yang umum digunakan pada mesin pendingin adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, pipa dengan pelat besi dan pipa dengan sirip-sirip. Pada mesin pendingin jenasah yang telah dibuat, kondensor yang digunakan adalah kondensor U-12. Kondensor dengan pendingin udara (Air cooled condenser)

(a) (b)

(a) kondensor dengan konveksi paksa (b) kondensor dengan konveksi bebas. Gambar 2.5 Kondensor dengan Pendingin Udara


(32)

c. Evaporator

Evaporator adalah komponen dari mesin pendingin yang berfungsi sebagai penyerap panas pada ruang pendinginan. Kalor yang diserap oleh evaporator digunakan pada proses penguapan refrigeran dari cair menjadi gas. Evaporator berbentuk pipa bersirip (plat) yang dikonstruksikan sedemikian rupa. Proses penguapan refrigeran di evaporator berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang digunakan pada mesin pendingin ini adalah jenis evaporator pipa bersirip.

(a) Evaporator Plat (b) Evaporator Pipa Bersirip Gambar 2.6 Evaporator

d. Pipa Kapiler

Pipa kapiler merupakan pipa berdiameter kecil yang berguna untuk menurunkan tekanan refrigeran. Diameter pipa kapiler yang umum digunakan adalah 0,026 inci atau 0,028 inci. Pipa kapelier yang digunakan pada alat yang dibuat berdiameter 0,028 inci, dengan panjang pipa 150 cm. Pipa kapiler merupakan bagian dari mesin pendingin paling banyak mengalami kerusakan, pipa kapiler dijumpai mudah bocor dan mudah tersumbat.


(33)

13

Gambar 2.7 Pipa Kapiler e. Filter

Filter adalah komponen yang berfungsi sebagai penyaring kotoran. Filter ditempatkan sebelum pipa kapiler, tujuannya agar tidak ada kotoran yang dapat menyumbat pipa kapiler. Bentuk umum filter berupa tabung kecil dengan diameter antara 12-15 mm dan panjangnya kurang dari 14-15 cm.


(34)

f. Refrigeran

Refrigeran adalah komponen mesin pendingin yang berperan sebagai fluida kerja mesin pendingin. Fungsi utama dari refrigeran adalah mengambil kalor dari evaporator dan membuang kalor pada kondensor. Refrigeran dipilih sebagai fluida kerja mesin pendingin karena refrigeran memiliki titik didih yang rendah sehingga mudah dididihkan sehingga tidak membutuhkan tekanan yang tinggi dan waktu yang lama untuk menaikkan maupun menurunkan suhu dari fluida kerja. Selain memiliki titik didih yang rendah, refrigeran dipilih karena sifatnya yang aman, tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan tidak membahayakan ketika keluar ke udara bebas jika terjadi kebocoran. Refrigeran yang digunakan didalam mesin pendingin jenasah yang dibuat adalah refrigeran jenis R134a.

1. Refrigeran R134a

Berikut adalah karakteristik dari refrigeran R134a yang digunakan pada mesin pendingin jenasah :

Tabel 2.1 Karakeristik R134a

Rumus Molekular CH2FCF3

Titik didih (@101,3 Pa) -26,1OC Titik beku (@101,3 Pa) -96,6OC

Tekanan Kritis 4,06 MPa


(35)

15

Refrigeran R134a adalah refrigeran yang memiliki kelebihan tidak merusak ozon, memiliki kestabilan yang tinggi, dan ramah lingkungan. Kekurangan dari refrigeran R134a adalah refrigeran jenis ini relatif mahal.

Gambar 2.9 Refrigeran R134a didalam tabung

2.1.3 Siklus Kompresi Uap

Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang paling banyak digunakan, yang memiliki komponen utama terdiri dari: kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator, dan peralatan tambahan yaitu filter. Komponen tersebut melakukan proses yang saling berhubungan dan membentuk siklus kompresi uap.


(36)

Gambar 2.10 P-h Diagram

Gambar 2.11 T-S Diagram

W

in

Q

out

Q

in

W

in

Q

in Qout


(37)

17

Proses berjalannya siklus kompresi uap: a. Proses 1-2

Proses 1-2 berlangsung di kompresor dan terjadi secara isentropik (tidak terjadi perubahan entropi). Pada awal sistem, kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor adalah gas panas lanjut bertekanan rendah. Tekanan refrigeran akan meningkat setelah dikompresi oleh kompresor mengakibatkan refrigeran menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi.

b. Proses 2-2a

Proses 2-2a adalah proses penurunan suhu referijeran, dari gas panas lanjut ke gas jenuh. Proses ini terjadi ketika refrigeran memasuki kondensor. Refrigeran bebentuk gas panas lanjut akan diturunkan suhunya pada proses ini hingga mencapai titik gas jenuh dan berlangsung secara isobarik (tidak terjadi perubahan tekanan

c. Proses 2a-3a

Proses 2a-3a adalah pelepasan panas (kondensasi) dari refrigeran ke lingkungan sekitar pada tekanan konstan. Terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Proses ini terjadi pada suhu yang konstan.

d. Proses 3a-3

Proses 3a-3 adalah proses pendinginan lanjut. Proses ini bertujuan untuk mendapatkan refrigeran dalam bentuk cair sebelum masuk ke dalam pipa kapiler.


(38)

e. Proses 3-4

Proses 3-4 berlangsung di pipa kapiler. Pada proses ini terjadi penurunan tekanan secara drastis yang mengakibatkan terjadinya penurunan pada temperature refrigeran. Proses ini terjadi secara isoentalpi (tidak terjadi perubahan entalpi). Fase refrigeran berubah dari cair menjadi fase campuran (campuran cair dan gas). f. Proses 4-1a

Proses 4-1a Merupakan proses evaporasi yang terjadi secara isothermis. Proses ini berlangsung pada tekanan yang tetap. Pada proses ini terjadi perpindahan kalor dari ruangan pendinginan kedalam refrigeran akibat suhu refrigeran yang lebih rendah dari ruangan pendinginan. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari cair menjadi gas jenuh.

g. Proses 1a-1

Proses 1a-1 merupakan proses pemanasan lanjut. Proses ini terjadi setelah refrigeran keluar dari evaporator. Setelah keluar dari evaporator, suhu refigeran masih lebih rendah dari udara sekitar, yang mengakibatkan masih terjadinya penyerapan kalor oleh refrigeran. Proses ini mengakibatkan perubahan fase refrigeran dari gas lanjut menjadi gas panas lanjut.

2.1.4 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin

Dengan diagram entalpi-tekanan, nilai entalpi di dalam siklus kompresi uap dapat diketahui. Dengan diketahui nilai entalpi maka kerja kompresi, pengeluaran energi kalor, penyerapan laju kalor, koefisien prestasi (COP), dan efisiensi dapat diketahui.


(39)

19

a. Kerja Kompresor (Win)

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran adalah perubahan entalpi dari titik 1-2, yang dapat dihitung dengan Persamaan (2.1):

Win = h2 – h1, kJ/kg (2.1) Keterangan :

Win : Kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg. h1 : Nilai entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg. h2 : Nilai entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg.

b. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout). Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor adalah perubahan entalpi dari titik 2 ke titik 3. Perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.2):

Qout = h2 – h3, kJ/kg (2.2) Keterangan :

Qout : Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kJ/kg. h2 : Nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kJ/kg.

h3 : Nilai entalpi refrigeran saat keluar kondensor, kJ/kg.

c. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (Qin) Energi kalor persatuan massa yang diserap oleh evaporator merupakan proses perubahan entalpi dari titik 4 ketitik 1, perubahan entalpi tersebut dapat dihitung dengan Persamaan (2.3):


(40)

Qin= h1 – h4, kJ/kg (2.3) Keterangan :

Qin : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg. h1 : Nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator, kJ/kg.

h4 : Nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator, kJ/kg.

d. Coefficient Of Performance (COPaktual).

Koefisien prestasi siklus kompresi uap standar adalah pembanding antara panas yang dilepaskan dari ruang yang didinginkan dengan kerja yang disalurkan. Dapat dihitung dengan Persamaan (2.4):

COPaktual = Qin / Win = ( h1 - h4 ) / ( h2 - h1) (2.4) Keterangan :

COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual.

Qin : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg. Win : Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg. h1 : Nilai entalpi refrigeran saat keluar evaporator, kJ/kg.

h2 : Nilai entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kJ/kg. h4 : Nilai entalpi refrigeran saat masuk evaporator, kJ/kg.

e. Coefficient Of Performance (COPideal).

Koefisien prestasi ideal pada siklus kompresi uap standar dapat dihitung dengan Persamaan (2.5):


(41)

21

Keterangan :

COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. Te : Suhu evaporator, oC.

Tc : Suhu kondensor, oC.

f. Efisiensi Mesin Pendingin

Efisiensi mesin pendingin dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6) berikut ini:

Efisiensi = ( COPaktual / COPideal ) x 100 % (2.6) Keterangan :

COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual.

2.2 Tinjauan Pustaka

Boby Himawan Putra Prasetya dan Ary Bachtiar Krishna Putra (2013). Teknologi pendinginan lama yang mulai digunakan salah satunya adalah mesin pendingin Difusi Absorpsi COP dari mesin pendingin difusi absorpsi banyak dipengaruhi dari desain generator. Pada penelitian ini eksperimen dilakukan dengan mendesain ulang generator pada mesin pendingin difusi absorpsi yang menggunakan pasangan refrigeran R22-DMF serta penambahan fan di kondensor. Metode dalam penelitian ini adalah pengambilan data dilakukan dengan empat variasi laju pendinginan pada kondensor. Hasil yang diperoleh dari pengujian untuk variasi laju pendinginan dari 0,711 m/s hingga 2,291 m/s yaitu semakin tinggi laju


(42)

pendinginan maka semakin baik performa pada sistem. Kapasitas pendinginan optimal ialah 143 W, COP tertinggi 0,96, laju alir massa refrigeran terbesar ialah 0,72 gram/s, dan circulation ratio terendah yaitu 2,11.

Puji Saksono melakukan analisis pengaruh gangguan heat transfer kondensor terhadap performasi air conditioning. Dalam penelitian ini dirakit satu unit uji sistem refrigerasi berupa seperangkat AC window yang meliputi kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, air dryer, dan refrigeran yang dipergunakan adalah R-22. Bagian kondensor dipasang kipas angin yang yang bisa diatur putarannya dengan menggunakan alat pengontrol putaran. Kecepatan udara yang dari fan akan diukur dengan anemometer. Dalam penelitian ini akan diperoleh data tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan variasi putaran kipas kondensor terhadap kecepatan udara pendingin. Variasi kecepatan udara pendingin antara 1,6 – 3,5 m/s yang dihasilkan dari putaran kipas 600 – 1200 rpm. Hasil penelitian menunjukkan semakin cepat putaran kipas semakin besar laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor sehingga koefisien prestasi (COP) semakin meningkat.

Muhammad Hasan Basri telah melakukan penelitian mengenai efek perubahan laju aliran massa air pendingin pada kondensor terhadap kinerja mesin refrigerasi. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan pengaruh perubahan laju aliran massa air pendinggin pada kondensor terhadap kinerja mesin siklus refrigerasi R633 dan mendapatkan suatu kondisi optimal dan aman dalam pengoperasian mesin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan laju aliran


(43)

23

massa air pendingin menyebabkan temperature air keluar turun,tetapi kalor yang dilepaskan ke sekeliling juga naik dan daya kompresor juga naik serta COP yang bervariasi. Kondisi optimal dan aman untuk pengoperasian mesin di laboratorium yaitu pada laju aliran massa air pendingin di kondensor 20 gr/s dengan laju aliran evaporator 30 gr/s dengan koefisien prestasi 6,0.

Khairil Anwar melakukan penelitian mengenai efek beban pendingin terhadap performa sistem mesin pendingin, meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu pendinginan. Metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan variasi beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200, 300 dan 400 watt di dalam ruang pendingin. Pengambilan data langsung dilakukan pada unit pengujian mesin pendingin HRP Focus model 802. Data dianalisis secara teoritis berdasarkan data eksperimen dengan menetukan kondisi refrigeran pada setiap titik siklus, kapasitas refrigerasi dan COP sistem. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan beban pendingin menyebabkan koefisien prestasi sistem pendingin akan membentuk kurva parabola. Performa optimum pada pengujian selama 30 menit diperoleh pada bola lampu 200 watt dengan COP sebesar 2.64. Sedangkan untuk waktu pendinginan diperoleh paling lama pada beban pendingin yang paling tinggi (bola lampu 400 watt).

Daud Patabang melakukan penelitian pada efek udara di dalam sistem refrigerasi. Kinerja sistem pendingin dipengaruhi oleh kondensor, evaporator,


(44)

kompresor dan katup pengatur. Selain sistem pendingin udara itu sendiri dalam sistem juga dianggap kinerja .Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh udara dalam sistem pendingin yang menyebabkan kinerja sistem .Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa koefisien kinerja ( COP ) mengalami penurunan ke 37% ( 8,4-5,28 ) karena udara dalam sistem refrigerasi, sebaliknya ada peningkatan sekitar 40% (dari 25 kJ / kg untuk 35 kJ / kg ) energi di kompresor.


(45)

25

BAB III

PEMBUATAN ALAT

3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Pendingin Jenasah 3.1.1 Komponen Utama

Komponen utama yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah adalah kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, evaporator, refrigeran R-134a, dan kipas pendingin.

a. Kompresor

Kompresor yang digunakan pada mesin pendingin jenasah adalah kompresor jenis hermetik, dengan spesifikasi sebagai berikut:


(46)

Tabel 3.1 Spesifikasi Kompresor

b. Kondensor

Kondensor yang digunakan adalah kondensor tipe U, dengan spesifikasi kompresor sebagai berikut :

Gambar 3.2 Kondensor

Jenis Kompresor Kompresor Hermetik

Seri Kompresor AQAW77X

Voltase 220 Volt


(47)

27

Tabel 3.2 Spesifikasi Kondensor

c. Filter

Filter yang digunakan pada alat penelitian yang digunakan adalah filter tembaga, dipasang sebelum pipa kapiler untuk menyaring pengotor.

Gambar 3.3 Filter

Jenis Kondensor Kondensor Tipe U

Jumlah U 12 buah

Panjang Pipa 12,4 m

Diameter Pipa 4,8 mm

Bahan Pipa Baja

Bahan sirip Baja

Ukuran Kondensor 57,5 cm x 110 cm


(48)

Tabel 3.3 Spesifikasi Filter

d. Pipa Kapiler

Pipa kapiler yang digunakan pada mesin pendingin jenasah terbuat dari tembaga, dengan spesifikasi pipa kapiler sebagai berikut :

Gambar 3.4 Pipa Kapiler Tabel 3.4 Spesifikasi Pipa Kapiler

Bahan Filter Tembaga

Panjang Filter 88 mm

Diameter Filter 19 mm

Bahan Pipa kapiler Tembaga

Panjang Pipa Kapiler 150 cm


(49)

29

e. Evaporator

Evaporator yang digunakan pada mesin pendingin jenasah adalah evaporator kulkas 2 pintu jenis sirip, dengan spesifikasi sebagai berikut :

Gambar 3.5 Evaporator Tabel 3.5 Spesifikasi Evaporator

Jenis Evaporator Evaporator pipa bersirip

Bahan Evaporator Aluminium

Diameter Pipa Evaporator 8,5 mm

Dimensi Evaporator 34 cm x 20 cm x 6 cm

f. Refrigeran

Refrigeran yang digunakan sebagai fluida kerja pada sistem kompresi uap mesin pendingin jenasah ini adalah refrigeran R-134a.


(50)

Gambar 3.6 Refrigeran R-134a g. Kipas Pendingin

Kipas pendingin yang digunakan pada mesin pendingin jenasah berfungsi sebagai pendingin kondensor, dengan jumlah 4 dan 5 buah, sebagai perbandingan pada penelitian. Tambahan kipas pendingin juga digunakan pada bagian dalam peti pendinginan sebagai sarana pengaliran udara di dalam peti.


(51)

31

Gambar 3.8 Kayu dan Peti jenasah Tabel 3.6 Spesifikasi Kipas Pendingin Kondensor

3.1.1 Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin Jenasah

Dalam pembuatan mesin, berikut adalah beberapa peralatan pendukung yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah:

a. Kayu

Kayu jenis jati digunakan sebagai bahan untuk membuat peti jenasah dan rangka mesin pendingin. Penggunaan kayu pada mesin bertujuan agar perpindahan kalor pada mesin pendingin dapat dikurangi.

Dimensi 120 mm x120 mm x 38 mm

Voltase 220 V

Arus 0,14 A

Daya 30,8 watt (per buah)


(52)

b. Kaca

Kaca digunakan pada bagian tutup peti jenasah. Penggunaan kaca pada mesin pendingin dikarenakan sifatnya yang transparan, dengan tujuan agar isi peti jenasah dapat dilihat dari luar.

Gambar 3.9 Kaca

c. Styrofoam

Styrofoam digunakan sebagai bagian pelapis pada dinting-dinding peti

jenasah, bagian evaporator, dan bagian pipa sambungan antara peti jenasah dan mesin pendingin. Penggunaan stereofom dipilih agar perpindahan kalor dari luar ke dalam peti dapat di minimalisir lebih baik lagi dan mencegah adanya kebocoran udara dalam sistem pendinginan.


(53)

33

Gambar 3.12 Pressure Gauge d. Pipa Tembaga

Pipa tembaga digunakan sebagai komponen penyambung pada mesin kompresi uap. Pipa digunakan untuk menyambung kompresor ke kondensor, kondensor ke pipa kapiler, dan antara pipa kapiler dengan evaporator. Pipa tembaga yang digunakan berdiameter 7,3 mm.

Gambar 3.11 Pipa Tembaga

e. Pressure Gauge

Pressure Gauge berfungsi sebagai pengukur tekanan refrigeran dalam sistem,

baik pada pengisian freon maupun pada saat sistem sedang bekarja. Pada Pressure

Gauge, terdapat 2 buah Pressure Gauge yang fungsinya adalah sebagai pengukur

tekanan keluar kompresor (Merah) dan tekanan masuk kompresor dari evaporator (Biru). Tekanan yang terbaca pada Gauge dalam satuan psi.


(54)

Gambar 3.14 Pembengkok Pipa Tembaga f. Termokopel dan Alat ukur APPA

Untuk mengukur suhu pada mesin pendingin jenasah ini, digunakan alat ukur suhu berupa Termokopel. Termokopel adalah alat ukur suhu berupa kabel, untuk membaca suhu yang diukur termokopel, digunakan APPA sebagai alat untuk membaca suhu pada mesin pendingin. Suhu yang diukur adalah suhu refrigeran masuk kompresor, suhu refrigeran masuk pipa kapiler, suhu udara keluar evaporator, suhu udara masuk evaorator, Suhu udara pada ruangan pendinginan, dan suhu udara sekitar.

Gambar 3.13 Termokopel dan APPA g. Pembengkok Pipa Tembaga

Pembengkok pipa digunakan untuk membengkokkan pipa tembaga agar memudahkan proses penekukan pipa dan mencegah terjadinya kerusakan pada pipa tembaga.


(55)

35

h. Alat Pemotong Pipa Tembaga

Alat pemotong pipa berfungsi untuk memotong pipa agar hasi potongan pipa menjadi rapi.

Gambar 3.15 Alat Pemotong Pipa i. Alat Las

Alat las yang digunakan pada pembuatan alat adalah las jenis gas, pengelasan dibutuhkan untuk menyambungkan pipa pipa tembaga dengan komponen komponen mesin pendingin jenasah.


(56)

j. Pompa Vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengeluarkan udara dari sistem mesin pendingin jenasah sebelum diisi fluida kerja R-134a. Pemvakuman pada sistem bertujuan agar ketika sistem diisi fluida kerjanya, maka refrigeran tidak tercampur dengan udara yang ada di dalam sistem sebelum pemvakuman.

Gambar 3.17 Pompa Vakum

3.1.3 Tahap – tahap pembuatan Mesin Pendingin Jenasah

Untuk merakit mesin pendingin jenasah yang digunakan untuk penelitian ini, ada beberapa tahapan dan langkah – langkah yang diambil dalam pembuatannya, berikut adalah langkah – langkah pembuatan mesin pendingin jenasah:

a. Mendesain mesin pendingin jenasah dengan SolidWorks, agar mengetahui bentuk awal dari mesin pendingin jenasah dan komponen komponen yang diperlukan pada pembuatan mesin pendingin jenasah.


(57)

37

Gambar 3.18 Peti Jenasah dan Peti Alat

b. Menyiapkan setiap komponen yang akan di gunakan untuk merakit mesin pendingin jenasah, terutama komponen yang digunakan untuk sistem kompresi uap, mulai dari Kompresor 1/5 HP, Kondensor U-12, filter, Pipa Kapiler dengan panjang 150cm dan diameter 0,028 inci, Evaporator kulkas 2 pintu, dan refrigeran R-134a sebagai fluida kerja pada sistem kompresi uap mesin pendingin jenasah. Adapun komponen – komponen lainnya yang disiapkan antara lain Kipas arus AC 6 buah dan Styrofoam sebagai isolator pada mesin pendingin jenasah.

c. Membuat rangka mesin pendingin jenasah, sesuai dengan desain yang telah dibuat menggunakan SolidWorks, rangka yang dibuat adalah peti jenasah, dan kotak tempat menempatkan komponen – komponen sistem pendingin jenasah. Rangka yang dibuat menggunakan bahan kayu.


(58)

Gambar 3.19 Peti Jenasah

d. Melakukan perakitan komponen-komponen mesin pendingin jenasah, mulai dari kompresor, pressure gauge di las pada bagian masuk dan keluar kompresor, kemudian dilanjutkan ke bagian pengelasan pipa penghubung kompresor dengan kondensor, pengelasan filter kondensor, dan pipa kapiler, pengelasan pipa kapiler dengan evaporator, dan mengelas evaporator, pipa pengubung dan kompresor.

e. Setelah setiap komponen telah tersambung, selanjutnya mesin di vakumkan untuk menghilangkan sisa udara di dalam sistem, kemudian dilakukan pengisian refrigeran R-134a ke dalam sistem.

f. Melapisis dinding bagian dalam peti dengan Styrofoam sebagai isolator. g. Setelah sistem pendingin dan peti selesai dirakit, mesin pendingin dan peti

dihubungkan dengan pipa paralon agar ada sirkulasi udara didalam peti dan dari bagian kotak evaporator mesin pendingin yang telah dirakit.


(59)

39

3.2 Metodologi Penelitian 3.2.1 Objek Penelitian

Objek penelitian adalah mesin pendingin jenasah hasil buatan sendiri, gambar dari alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar 3.20

Atas: Alat tampak atas; Bawah: Alat tampak samping Gambar 3.20 Objek Penelitian


(60)

3.2.2 Alur Penelitian

Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang tersaji pada Gambar 3.21.

Gambar 3.21 Diagram Alir untuk Penelitian Mulai

Perancangan mesin pendingin jenasah

Mempersiapkan komponen-komponen mesin pendingin jenasah Penyambungan komponen-komponen mesin pendingin jenasah

Pemvakuman mesin pendingin jenasah Pengisian refrigeran R-134a

Uji coba alat

Pengambilan data T1, T3, P1, P2

Perhitungan h1, h2, h3, h4, Win, Qin, Qout, COP dan Efisiensi

Pengolahan Data, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran Selesai

Tidak Baik Baik


(61)

41

3.2.3 Skematik Alat Uji

Skematik mesin pendingin jenasah dapat dilihat melalui Gambar 3.22. Pada Gambar 3.22 dijelaskan letak penempatan Pressure Gauge dan termokopel.

Gambar 3.22 Skematik Alat Uji Berikut adalah penjelasan untuk Gambar 3.22:

Menunjukan kalor yang diserap oleh evaporator.

Menunjukan kalor yang dilepas oleh kondensor, akibat adanya aliran udara oleh kipas pendingin kondensor.

Menunjukan udara dingin yang dihembuskan melalui evaorator.

Menunjukan posisi Pressure Gauge, biru untuk tekanan refrigeran masuk kompresor, merah untuk tekanan refrigeran keluar kompresor.

Menunjukan posisi peletakan termokopel pada sistem kompresi uap. Pada penelitian, digunakan 7 buah termokopel, yang masing masing di letakkan pada tempat yang berbeda – beda, yaitu:


(62)

a. Pada pipa setelah kompresor. b. Pada pipa kapiler.

c. Udara yang dihembuskan kipas sebelum dan setelah melewati evaporator. d. Udara di dalam peti.

e. Pada air yang digunakan sebagai spesimen. f. Udara luar.

3.2.4 Alat Bantu Penelitian

Untuk melakukan penelitian menggunakan mesin pendingin jenasah ini, digunakan beberapa alat pembantu penelitian, guna mendapatkan data sebagai bahan penelitian yang akan dilakukan. Berikut adalah beberapa alat bantu yang digunakan dalam penelitian ini:

a. Termokopel

Untuk mengukur suhu pada mesin pendingin jenasah ini, digunakan alat ukur suhu berupa Termokopel. Termokopel adalah alat ukur suhu berupa kabel, untuk membaca suhu yang diukur termokopel, digunakan APPA sebagai alat untuk membaca suhu pada mesin pendingin.


(63)

43

Gambar 3.25 Pressure Gauge

b. Stopwatch

Stopwatch pada penelitian ini dugunakan sebagai penanda waktu dan untuk

mengukur berapa lama penelitian pada mesin pendingin jenasah dilakukan.

Gambar 3.24 Stopwatch

c. Pressure Gauge

Pressure Gauge berfungsi sebagai pengukur tekanan refrigeran dalam sistem.

Pada Pressure Gauge, terdapat 2 buah Pressure Gauge yang fungsinya adalah sebagai pengukur tekanan keluar kompresor (Merah) dan tekanan masuk kompresor dari evaporator (Biru).


(64)

d. Terminal

Terminal digunakan untuk membagi daya listrik antara kompresor dan kipas pendingin, karena panjang kabel kompresor dan kipas pendingin yang pendek dan soket listrik yang terbatas.

Gambar 3.26 Terminal e. Botol Air Mineral

Botol air mineral diisi dengan air, digunakan sebagai beban pendinginan mesin pendingin jenasah sebagai pengganti jenasah. Botol air yang digunakan sebanyak 14 botol, dengan masing – botol berukuran 1500 ml. Total air yang digunakan sebanyak 20 kg air. Penggunaan air sebagai beban pengganti jenasah manusia didasari bahwa komposisi penyusun tubuh manusia sekitar 50% sampai 60% adalah air (Sabiston, 1995:38), oleh karena itu air digunakan sebagai pengganti jenasah manusia pada penelitian ini.


(65)

45

Gambar 3.27 Botol air mineral f. Diagram P-h

Diagram P-h digunakan untuk menggambarkan sistem kompresi uap yang terjadi pada mesin pendingin jenasah yang diteliti. Dengan menggambarkan sistem kompresi uap pada diagram P-h maka dapat diketahui nilai nilai entalpi pada setiap titik yang diteliti (h1, h2, h3, h4) serta suhu evaporator dan kondensor.


(66)

3.2.5 Variasi Penelitian

Variasi penelitian yang digunakan adalah pada bagian kipas pendingin kondensor, untuk meneliti efek pendinginan pada kondensor dengan suhu akhir keluaran evaporator. Pada penelitian dilakukan perbandingan antara mesin pendingin jenasah tanpa kipas pendingin kondensor dengan mesin jenasah yang menggunakan kipas pendingin kondensor dengan variasi sebanyak 3 dan 4 kipas pendingin kondensor. Berikut adalah rincian variasi penelitian:

a. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. b. Penelitian dengan menggunakan 3 kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. c. Penelitian dengan menggunakan 4 kipas pendingin, tanpa beban pendinginan. d. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, dengan beban pendinginan. e. Penelitian dengan menggunakan 3 kipas pendingin, dengan beban

pendinginan.

f. Penelitian dengan menggunakan 4 kipas pendingin, dengan beban pendinginan.

3.2.6 Cara Mendapatkan Data

Untuk memperoleh data yang digunakan dalam penelitian, berikut adalah tahapan tahapan yang harus dilakukan:

a. Sebelum melakukan penelitian, termokopel harus di kalibrasi terlebih dahulu, dengan cara memasukkan termokopel kedalam air mendidih sebagai acuan,


(67)

47

dan mencatat selisih suhu yang terbaca oleh APPA dengan titik didih air (100oC).

b. Mengecek kebocoran pada sistem mesin pendingin jenasah.

c. Menyiapkan botol air 1500ml sebagai beban dan dimasukkan kedalam ruang pendinginan pada mesin pendingin jenasah (tahap ini dilewati ketika pengambilan data untuk mesin tanpa menggunakan beban pendinginan). d. Memasang kabel termokopel pada komponen mesin pendingin dimana data

yang dibutuhkan akan diambil, yaitu pada pipa setelah keluar kompresor, pada pipa kapiler, pada udara yang dihembuskan kipas sebelum dan setelah melewati evaporator, pada udara di dalam peti, pada air yang digunakan sebagai spesimen, dan pada udara luar.

e. Menyiapkan lembar pengambilan data untuk mempermudah pengambilan data.

f. Setelah tahapan diatas dilakukan, nyalakan mesin pendingin dan stopwatch sebagai penanda waktu. Pengambilan data dilakukan setelah suhu spesimen mencapai suhu yang telah ditentukan.

g. Setelah suhu yang telah ditentukan tercapai, catat data yang diperlukan untuk melakukan penelitian, yaitu:

1. Waktu penelitian (menit)

2. Suhu udara keluar evaporator (oC) 3. Suhu udara masuk evaporator (oC)

4. T1 : Suhu refrigeran masuk kompresor (oC) 5. T3 : Suhu refrigeran masuk pipa kapiler (oC)


(68)

6. P1 : Tekanan masuk kompresor (psi) 7. P2 : tekanan keluar kompresor (psi) 8. Suhu ruangan pendinginan (oC)

9. Suhu Spesimen uji (oC) (tidak diambil pada pengujian tanpa beban pendinginan)

10. Suhu ruangan sekitar (oC)

Penelitian dilakukan dengan dua cara berbeda, pada penelitian tanpa beban pendinginan, pengambilan data dilakukan selama dua jam dan data diambil setiap 10 menit sekali, sedangkan pada penelitian dengan menggunakan beban pendinginan, pengambilan data dilakukan selama enam jam dan data diambil setiap 20 menit sekali.

3.2.7 Cara Mengolah Data

Dengan data yang didapat dari pengambilan data (T1, T3, P1, P2), maka kita dapat menggambar siklus kompresi uap pada diagram P-h. Dari siklus kompresi uap yang telah digambarkan, maka kita dapat menentukan nilai entalpi (h1, h2, h3, dan h4), suhu kerja kondensor (Tc) dan suhu kerja evaporator (Te). Dengan mengetahui nilai entalpi, maka dapat digunakan untuk mencari karateristik dari mesin pendingin jenasah yang akan dicari sesuai dengan tujuan penelitian, yaitu kalor yang dilepas kondensor (Qout), kalor yang diserap evaporator (Qin), kerja kompresor (Win), Coefficient of Performance (COP), dan efisiensi mesin pendingin jenasah. Pengolahan data dilakukan sesuai dengan tujuan penelitian. Data ditampilkan dalam tabel dan grafik.


(69)

49

Gambar 3.29 Siklus kompresi uap pada P-h Diagram

3.2.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Kesimpulan pada penelitian ini didapat dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan perbandingan data dari berbagai variasi alat yang telah dibuat. Dengan mengacu pada perhitungan pada mesin pendingin, maka kesimpulan mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah dapat diperoleh.


(70)

50

BAB IV

HASIL PENGUJIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil penelitian ditampilkan berdasarkan jenis variasi yang telah dilakukan. Jenis variasi yang dilakukan dibedakan berdasarkan banyaknya jumlah kipas pendingin kondensor dan pembebanan yang dilakukan pada penelitian. Variasi jumlah kondensor yang digunakan adalah; tanpa menggunakan kipas pendingin; dengan menggunakan tiga kipas pendingin kondensor; dengan menggunakan empat kipas pendingin kondensor. Pembebanan pada penelitian dibedakan menjadi dua, yaitu menggunakan beban berupa air seberat 20 kg dan tanpa menggunakan beban pendinginan. Pada setiap variasi dilakukan dua kali pengambilan data, dengan menggunakan beban 20 kg dan tanpa menggunakan beban pendinginan. Data yang diambil pada setiap pengujian adalah sebagai berikut: waktu penelitian (menit), suhu udara keluar evaporator (oC), suhu udara masuk evaporator (oC), suhu refrigeran masuk kompresor (oC), suhu refrigeran masuk pipa kapiler (oC), tekanan masuk kompresor (psi), tekanan keluar kompresor (psi), suhu ruangan pendinginan (oC), suhu spesimen uji (oC) (tidak diambil pada pengujian tanpa beban pendinginan), dan suhu ruangan sekitar (oC).

a. Data Hasil Penelitian

Berikut adalah data hasil penelitian dari setiap variasi tanpa menggunakan beban pendinginan dan dengan menggunakan beban pendinginan.


(71)

51

Tabel 4.1 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dan tanpa kipas pendingin kondensor

Waktu (Menit)

Suhu Udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu Refrigeran

Masuk Kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan Tanpa Beban Pendinginan (oC)

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 24,5 28,3 25,1 51,1 30,5 284,5 24,8 28,9

10 14,7 21,6 16,5 62,2 34,7 362,7 17,4 28,9

20 12,5 18,9 14,4 64,6 34,7 374,7 14,7 29

30 11,2 17,4 12,6 65,7 36,7 384,7 13,1 28,9

40 10,4 16,5 12,3 67 37,7 385,7 12,1 29,1

50 10 16 11 67,5 38,7 389,7 11,6 29,1

60 9,9 15,5 10,9 68,2 38,7 391,7 11,3 29,1

70 9,6 15,3 10,5 68,3 38,7 394,7 11,1 29,1

80 9,4 15,2 10,4 68 38,7 394,7 10,8 29,3

90 9,3 14,9 10,4 68,2 38,7 394,7 10,6 29,1

100 9,2 14,9 10,2 68,4 38,7 394,7 10,5 29,2

110 9,1 14,7 9,9 68,5 37,7 394,7 10,4 29,6

120 8,9 14,5 9,5 68,3 37,7 394,7 10,3 29,2


(72)

Tabel 4.2 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dengan tiga kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Suhu Udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu Refrigeran

Masuk Kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan Tanpa Beban Pendinginan (oC)

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 23,7 27,4 24,7 45,9 23,4 208,9 24,8 28,1

10 12,8 20,8 15,7 51,6 29,7 259,7 16,9 28,2

20 9,4 17,1 13 51,2 29,7 264,7 13,1 28,3

30 7 14,8 9,4 51,2 29,7 264,7 10,5 28,4

40 5,4 12,9 7,9 50,8 28,7 259,7 8,7 28,4

50 4,5 11,8 7,1 50,8 28,7 258,7 7,5 28,6

60 3,9 11,2 6,5 50,2 28,7 254,7 6,7 28,6

70 3,7 10,7 6,7 50,7 28,7 254,7 6,2 28,8

80 3,3 10,4 6,2 50,8 28,7 254,7 6 28,7

90 3,1 10,2 6,3 50,6 27,7 253,7 5,7 28,8

100 2,9 9,8 5,8 51,1 26,7 254,7 5,4 28,8

110 2,7 9,5 6,2 50,9 27,7 253,7 5,2 28,8

120 2,6 9,4 6,1 50,4 27,7 253,7 5 28,8


(73)

53

Tabel 4.3 Data penelitian mesin pendingin tanpa beban dengan empat kipas pendingin kondensor

Waktu (Menit)

Suhu Udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu Refrigeran

Masuk Kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan Tanpa Beban Pendinginan (oC)

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 21,3 26,3 22,6 39,2 31,7 269,7 24,8 29

10 11 18,3 14,7 45,7 30,7 269,7 14,8 29,1

20 7,6 15,4 11,7 46,2 30,7 259,7 11,5 29,1

30 5,8 13,5 9,3 47,4 29,7 249,7 9,3 29,1

40 4,6 12,2 8,6 47,4 28,7 249,7 8 29,1

50 3,9 11,2 7,2 47 27,7 244,7 7 29,2

60 3,3 10,8 6,6 46,5 27,7 239,7 6,3 29,1

70 3 10,3 6,6 46,8 27,7 239,7 5,9 29,2

80 2,6 9,8 5,9 46,9 27,7 239,7 5,3 29,3

90 2,4 9,6 6 46,9 27,7 269,7 5,1 29,3

100 2,3 9,3 5,5 47,8 27,7 239,7 5 29,1

110 2,2 9,2 5,8 48 27,7 239,7 4,9 29,1

120 2,1 9,1 5,5 48,2 27,7 239,7 4,7 29,2


(74)

Tabel 4.4

Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air tanpa menggunakan kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Suhu udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu refrigeran

masuk kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan

(oC)

Suhu Spesimen

Uji (Air 20 kg) oC

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 16,97 21,33 16,73 61,53 35,37 364,70 18,07 24,80 28,90

20 15,47 20,50 15,53 62,10 36,37 376,70 16,53 23,93 29,03

40 14,80 19,73 15,27 64,10 36,70 381,37 15,70 23,07 29,20

60 14,37 19,50 14,70 63,87 36,70 381,37 15,10 22,13 29,27

80 13,90 18,97 14,47 65,30 36,03 382,37 14,53 21,30 29,23

100 13,70 18,63 14,33 65,00 36,37 381,37 14,13 20,53 29,27

120 13,40 18,27 13,97 65,23 36,37 379,03 13,67 19,83 29,43

140 13,00 17,83 13,70 65,60 36,03 377,70 13,23 19,10 29,53

160 12,63 17,47 13,40 65,93 35,37 376,70 12,83 18,43 29,50

180 12,37 17,17 13,30 65,73 35,03 379,37 12,50 17,90 29,53

200 12,10 16,87 12,90 65,73 35,70 374,03 12,20 17,23 29,57

220 11,90 16,60 12,77 65,50 35,03 376,37 11,93 16,70 29,53

240 11,77 16,40 12,67 65,30 35,03 371,70 11,57 16,20 29,37

260 11,50 16,10 12,50 64,63 35,03 371,70 11,30 15,77 29,37

280 11,27 15,83 12,53 64,87 35,03 372,03 10,97 15,30 29,33

300 11,03 15,47 12,30 64,50 35,03 371,03 10,70 14,90 29,43

320 10,90 15,33 12,07 64,67 35,03 371,03 10,50 14,57 29,47

340 10,73 15,13 11,90 64,87 35,03 371,37 10,37 14,23 29,37

360 10,50 14,97 11,73 64,53 35,03 371,37 10,20 13,90 29,37


(75)

55

Tabel 4.5 Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air menggunakan tiga kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Suhu udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu Refrigeran

Masuk Kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan

(oC)

Suhu Spesimen

Uji (Air 20 kg) oC

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 15,03 21,27 14,93 48,40 30,37 273,37 16,83 24,80 29,00

20 13,27 19,63 13,57 49,43 31,03 278,03 15,07 23,67 29,17

40 12,23 18,63 13,00 51,17 31,70 280,03 14,03 22,53 29,23

60 11,33 17,80 12,07 51,03 31,37 278,37 13,10 21,47 29,40

80 10,67 17,13 11,53 51,60 31,70 279,37 12,37 20,47 29,47

100 10,20 16,57 11,20 52,23 31,70 279,70 11,67 19,50 29,50

120 9,67 15,90 10,90 52,33 31,37 279,03 11,03 18,57 29,70

140 9,27 15,50 10,97 52,20 31,03 277,70 10,50 17,63 29,70

160 8,97 15,13 10,60 52,23 31,37 276,03 10,07 16,83 29,57

180 8,57 14,63 10,67 51,90 30,70 278,03 9,63 16,13 29,97

200 8,30 14,37 10,27 51,80 31,03 277,37 9,17 15,40 29,93

220 8,03 14,03 10,20 51,97 30,37 275,37 8,80 14,70 30,00

240 7,83 13,73 10,17 51,77 30,37 275,70 8,40 14,07 29,83

260 7,43 13,37 9,87 51,93 30,37 276,03 8,07 13,50 29,93

280 7,20 13,07 9,70 51,57 30,03 274,37 7,80 12,97 30,00

300 6,97 12,77 9,43 52,00 30,03 274,70 7,47 12,47 30,00

320 6,80 12,57 9,43 51,47 30,03 275,37 7,30 11,97 29,97

340 6,73 12,43 9,33 51,70 30,03 275,37 7,13 11,53 30,00

360 6,63 12,33 9,23 51,63 30,03 274,03 7,07 11,27 29,97

5


(76)

Tabel 4.6 Data penelitian mesin pendingin dengan beban 20 kg air menggunakan empat kipas pendingin kondensor Waktu (Menit) Suhu udara keluar evaporator

(oC)

Suhu udara masuk evaporator

(oC)

Suhu Refrigeran

Masuk Kompresor

T1 (oC)

Suhu Refrigeran masuk Pipa

Kapiler T3 (0C)

Tekanan Masuk Kompresor P1 (psi) Tekanan Keluar Kompresor P2 (psi) Suhu Ruangan Pendinginan

(oC)

Suhu Spesimen

Uji (Air 20 kg) oC

Suhu Ruangan

Sekitar (oC)

0 14,23 20,77 14,50 44,90 29,70 255,37 16,33 24,80 29,00

20 12,33 19,10 12,77 44,93 29,70 258,03 14,43 23,50 29,07

40 11,23 18,00 11,97 46,40 29,70 257,37 13,30 22,40 29,23

60 10,50 17,27 11,50 46,40 29,70 257,37 12,43 21,30 29,37

80 9,83 16,53 10,77 46,20 29,70 257,37 11,67 20,27 29,47

100 9,20 15,97 10,63 46,27 29,70 256,70 11,00 19,20 29,53

120 8,87 15,43 10,20 46,20 29,37 254,70 10,37 18,23 29,60

140 8,47 14,93 10,03 46,10 29,70 255,70 9,83 17,37 29,70

160 8,07 14,57 9,90 46,07 29,70 255,03 9,40 16,53 29,83

180 7,83 14,13 9,70 46,47 29,70 255,37 8,93 15,73 29,87

200 7,50 13,73 9,40 46,50 29,37 254,03 8,57 15,03 29,90

220 7,27 13,43 9,40 46,60 29,37 254,37 8,20 14,30 29,90

240 7,03 13,20 9,17 46,80 29,03 253,70 7,80 13,73 29,90

260 6,80 12,87 9,10 46,50 29,03 253,37 7,53 13,13 29,77

280 6,57 12,57 8,77 46,27 28,70 252,37 7,20 12,63 29,77

300 6,37 12,33 8,67 46,07 28,70 249,70 6,90 12,10 29,63

320 6,13 12,20 8,53 45,73 28,70 249,37 6,67 11,63 29,53

340 6,03 12,03 8,47 46,10 28,70 249,37 6,50 11,27 29,63

360 5,93 11,93 8,47 46,07 28,70 248,03 6,33 10,97 29,63


(77)

57

b. Keterangan Tabel Hasil Penelitian.

Pada tabel hasil penelitian yang telah dijabarkan, hasil penelitian dibedakan berdasarkan pembebanan pada setiap variasi penelitian. Pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3, ditampilkan data hasil penelitian tanpa menggunakan beban pendinginan. Data diambil setiap 10 menit sekali, sampai 120 menit. Karena penelitian dilakukan tanpa beban pendinginan, maka udara didalam ruang pendinginan dianggap sebagai beban pendinginan. Penelitian dimulai ketika suhu ruangan pendinginan telah mencapai suhu 24,8oC.

Pada Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6, data yang ditampilkan adalah data hasil penelitian dengan menggunakan beban pendinginan berupa air seberat 20 kg. Data diambil setiap 20 menit, sampai 360 menit. Penelitian dimulai ketika suhu spesimen (air) telah mencapai 24,8oC.

4.2 Hasil Perhitungan

a. Menghitung Nilai Entalpi

Dari data yang diperoleh dari penelitian (P1, P2, T1, T3) maka data dapat digambarkan pada diagram P-h untuk mendapatkan nilai entalpi pada setiap titik. Data yang ditampilkan adalah data pada setiap variasi penelitian.


(78)

Tabel 4.7 Nilai entalpi pada penelitian tanpa beban pendinginan Jumlah

Kipas Menit

Entalpi (kJ/kg)

h1 h2 h3 h4

0 Kipas

0 423,1 477,72 272,68 272,68

20 412,39 467,43 291,79 291,79

40 410,5 466,38 298,3 298,3

60 409,03 463,03 301,05 301,05

80 408,61 462,6 300,21 300,21

100 409,45 464,07 302,1 302,1

120 416,8 471 301,89 301,89

3 Kipas

0 423,73 476,88 264,91 264,91 20 413,23 465,75 272,89 272,89 40 408,61 459,45 272,05 272,05 60 406,93 458,19 271,21 271,21 80 406,72 457,98 272,05 272,05 100 408,19 459,24 272,68 272,68 120 406,3 457,56 271,84 271,84

4 Kipas

0 420,58 473,31 254,83 254,83 20 410,92 458,61 265,12 265,12 40 408,61 456,72 267,22 267,22 60 407,35 456,09 265,33 265,33 80 406,72 455,46 265,54 265,54 100 406,09 455,25 267,43 267,43 120 406,09 455,25 267,85 267,85


(79)

59

Tabel 4.8 Nilai entalpi pada penelitian dengan beban 20 kg air Jumlah

Kipas Menit

Entalpi (kJ/Kg)

h1 h2 h3 h4

0 Kipas

0 415,96 470,58 289,48 289,48 40 414,49 469,11 294,31 294,31 80 414,28 467,22 296,62 296,62

120 412,6 466,8 296,2 296,2

160 412,39 466,59 298,3 298,3

200 412,18 466,38 297,88 297,88 240 411,55 464,91 295,99 295,99 280 410,71 464,8 295,15 295,15

320 410,5 464,7 294,52 294,52

360 410,47 464,49 294,1 294,1

3 Kipas

0 415,12 465,33 267,64 267,64 40 414,28 464,49 273,31 273,31 80 412,18 461,55 273,73 273,73 120 410,92 460,92 274,99 274,99 160 410,71 460,71 274,36 274,36

200 410,5 460,5 274,15 274,15

240 410,29 460,08 273,94 273,94 280 409,03 459,87 273,52 273,52 320 408,61 459,66 273,42 273,42 360 408,4 459,45 273,83 273,83

4 Kipas

0 414,91 464,28 264,49 264,49 40 413,02 462,39 266,38 266,38 80 410,71 459,87 265,96 265,96 120 410,5 459,45 265,96 265,96 160 409,03 456,93 265,54 265,54 200 408,82 456,72 266,59 266,59

240 408,4 456,51 266,8 266,8

280 408,19 456,3 266,17 266,17 320 408,08 456,09 264,91 264,91 360 407,98 455,8 265,54 265,54


(80)

b. Menghitung kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win).

Kerja kompresor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.1). Berikut adalah contoh perhitungan kerja kompresor, pada menit 360 pada data empat kipas dengan beban 20 kg air.

Win = h2 – h1 (kJ/kg)

= (455,8 - 407,98) kJ/kg = 47,82 kJ/kg

Tabel 4.9 Kerja kompresor persatuan waktu (Win) tanpa beban Jumlah

Kipas Menit

Entalpi (kJ/kg)

Win (kJ/kg)

h1 h2

0 Kipas

0 423,1 477,72 54,62

20 412,39 467,43 55,04

40 410,5 466,38 55,88

60 409,03 463,03 54

80 408,61 462,6 53,99

100 409,45 464,07 54,62

120 416,8 471 54,2

3 Kipas

0 423,73 476,88 53,15

20 413,23 465,75 52,52

40 408,61 459,45 50,84

60 406,93 458,19 51,26

80 406,72 457,98 51,26

100 408,19 459,24 51,05

120 406,3 457,56 51,26

4 Kipas

0 420,58 473,31 52,73

20 410,92 458,61 47,69

40 408,61 456,72 48,11

60 407,35 456,09 48,74

80 406,72 455,46 48,74

100 406,09 455,25 49,16


(81)

61

Tabel 4.10 Kerja kompresor persatuan waktu (Win) dengan beban 20 kg air Jumlah Kipas Menit Entalpi (kJ/kg) Win

(kJ/kg)

h1 h2

0 Kipas

0 415,96 470,58 54,62

40 414,49 469,11 54,62

80 414,28 467,22 52,94

120 412,6 466,8 54,2

160 412,39 466,59 54,2

200 412,18 466,38 54,2

240 411,55 464,91 53,36

280 410,71 464,8 54,09

320 410,5 464,7 54,2

360 410,47 464,49 54,02

3 Kipas

0 415,12 465,33 50,21

40 414,28 464,49 50,21

80 412,18 461,55 49,37

120 410,92 460,92 50

160 410,71 460,71 50

200 410,5 460,5 50

240 410,29 460,08 49,79

280 409,03 459,87 50,84

320 408,61 459,66 51,05

360 408,4 459,45 51,05

4 Kipas

0 414,91 464,28 49,37

40 413,02 462,39 49,37

80 410,71 459,87 49,16

120 410,5 459,45 48,95

160 409,03 456,93 47,9

200 408,82 456,72 47,9

240 408,4 456,51 48,11

280 408,19 456,3 48,11

320 408,08 456,09 48,01


(82)

Untuk melihat perbandingan yang lebih jelas perbedaan antara data pada setiap variasi, data ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 4.1 dan 4.2.

Gambar 4.1 Grafik perbandingan Win setiap variasi tanpa pembebanan

Gambar 4.2 Grafik perbandingan Win setiap variasi dengan beban 20 kg air

47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

W in (kJ /kg ) Waktu (Menit) 0 Kipas 3 Kipas 4 Kipas 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380

W in (kJ /kg ) Waktu (Menit) 0 Kipas 3 Kipas 4 Kipas


(83)

63

c. Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor (Qout) Energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh kondensor dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Berikut adalah contoh perhitungan menggunakan data penelitian empat kipas dengan beban 20 kg air pada menit 360. Qout = h2 – h3 kJ/kg

= (455,8 – 265,54) kJ/kg = 190,26 kJ/kg

Tabel 4.11 Qout kondensor pada setiap variasi tanpa pembebanan

Jumlah Kipas Menit Entalpi (kJ/kg) Qout (kJ/kg)

h2 h3

0 Kipas

0 477,72 272,68 205,04

20 467,43 291,79 175,64

40 466,38 298,3 168,08

60 463,03 301,05 161,98

80 462,6 300,21 162,39

100 464,07 302,1 161,97

120 471 301,89 169,11

3 Kipas

0 476,88 264,91 211,97

20 465,75 272,89 192,86

40 459,45 272,05 187,4

60 458,19 271,21 186,98

80 457,98 272,05 185,93

100 459,24 272,68 186,56

120 457,56 271,84 185,72

4 Kipas

0 473,31 254,83 218,48

20 458,61 265,12 193,49

40 456,72 267,22 189,5

60 456,09 265,33 190,76

80 455,46 265,54 189,92

100 455,25 267,43 187,82


(84)

Tabel 4.12 Qout kondensor pada setiap variasi dengan beban 20 kg air

Jumlah Kipas Menit Entalpi (kJ/kg) Qout (kJ/kg)

h2 h3

0 Kipas

0 470,58 289,48 181,1

40 469,11 294,31 174,8

80 467,22 296,62 170,6

120 466,8 296,2 170,6

160 466,59 298,3 168,29

200 466,38 297,88 168,5

240 464,91 295,99 168,92

280 464,8 295,15 169,65

320 464,7 294,52 170,18

360 464,49 294,1 170,39

3 Kipas

0 465,33 267,64 197,69

40 464,49 273,31 191,18

80 461,55 273,73 187,82

120 460,92 274,99 185,93

160 460,71 274,36 186,35

200 460,5 274,15 186,35

240 460,08 273,94 186,14

280 459,87 273,52 186,35

320 459,66 273,42 186,24

360 459,45 273,83 185,62

4 Kipas

0 464,28 264,49 199,79

40 462,39 266,38 196,01

80 459,87 265,96 193,91

120 459,45 265,96 193,49

160 456,93 265,54 191,39

200 456,72 266,59 190,13

240 456,51 266,8 189,71

280 456,3 266,17 190,13

320 456,09 264,91 191,18


(1)

(2)

Gambar grafik P-h diagram empat kipas dengan beban pendingin 20 kg air PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI


(3)

(4)

(5)

(6)