SKRIPSI PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 … · A. Sistem Pendingin Kompresi Uap Sistem pendingin kompresi uap merupakan sistem pendinginan yang sering digunakan. Pada sistem

SKRIPSI

PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN

R-12 MENJADI R-22

PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU

Oleh

AMNA CITRA FARHANI

F14103018

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN

R-12 MENJADI R-22

PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknik Pertanian,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh

AMNA CITRA FARHANI

F14103018

2007

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

Amna Citra Farhani. F14103018. PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22 PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU. Di bawah bimbingan Armansyah Halomoan Tambunan. 2007

RINGKASAN Pendinginan merupakan proses pengambilan panas yang dilakukan sehingga terjadi penurunan suhu lingkungan dan menjaga suhu tersebut selama waktu yang diinginkan. Terdapat beberapa sistem pendinginan yang digunakan namun sistem pendingin kompresi uap merupakan pendinginan yang umum digunakan karena mudah diterapkan dan mudah dianalisa keefektifannya. Sistem ini terdiri dari kompresor, katup ekspansi, kondensor dan evaporator. Fluida kerja yang digunakan dalam proses pendinginan disebut sebagai refrigeran yang umumnya berasal dari golongan halokarbon yang berbahaya bagi lingkungan. Penelitin ini merupakan penelitian awalan untuk mengetahui pengaruh penggantian refrigeran halokarbon (R-12) dengan refrigeran penggantinya, baik dari golongan halokarbon (R-22) maupun golongan lain (hidrokarbon). Tingginya laju aliran massa R-22 membuat efek pendinginan, panas buang kondensor dan kerja kompresi lebih tinggi dibandingkan dengan R-12. Namun panas buang kondensor R-12 yang lebih besar daripada efek pendinginannya membuat penurunan suhu evaporasi pada R-12 lebih cepat daripada R-22. Laju aliran medium pendingin yang makin besar akan meningkatkan pindah panas di kondensor yang dibuktikan dengan perbedaan temperatur logaritmik yang makin rendah. Nilai COP terkait dengan suhu evaporasi dan kondensasi yang terjadi. COP pada R-12 tidak setinggi pada R-22 karena efek pendinginan dan kerja kompresi pada R-12 di setiap laju aliran medium pendingin adalah sama. Rendahnya tekanan hisap R-22 membatasi jangkauan kerja R-22. Pada R-12 rendahnya tekanan kompresor bukan merupakan suatu penghalang. Besarnya perbedaan tekanan yang terjadi pada R-22 membuat laju aliran semakin besar dan membuat pindah panas kurang efektif. Peningkatan laju aliran air untuk memperbesar pindah panas perlu diperhatikan agar peningkatan yang terjadi sebanding dengan panas buang kondensor dan turun tekan yang terjadi.

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

PENGARUH PENGGANTIAN REFRIGERAN R-12 MENJADI R-22

PADA PERFORMANSI MESIN PEMBEKU

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknik Pertanian,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh

AMNA CITRA FARHANI

F14103018

Dilahirkan pada tanggal 3 Oktober 1985

di Klaten

Tanggal lulus : November 2007

Menyetujui,

Bogor, 2007

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Prof. Dr. Ir. Armansyah H Tambunan, M.Agr Ir. P. Togi Edward Sihaloho, MSc NIP 131 667 791

Mengetahui,

Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Departemen Teknik Pertanian

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Penulis adalah anak pertama dari pasangan Purwadi

dan Umi Kulsum dan dilahirkan di Klaten pada tanggal 3

Oktober 1985. Pendidikan dasar diselesaikan di SD

Bonyokan I dan dilanjutkan di MTsN Klaten fillial di

Jatinom dan tamat tahun 2000. Pendidikan tingkat atas

didapatkan dari SMUN I Klaten hingga tahun 2003. Pada tahun ini pula penulis

melanjutkan studi di IPB lewat jalur USMI.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif mengikuti organisasi dan

kegiatan kepanitian di sekitar lingkungan kampus, di antaranya sebagai reporter

Koran Kampus (2003-2004) dan sebagai staf departemen PSDM Himateta (2004-

2006). Pada tahun 2005 menjadi asisten dosen mata kuliah Statika Dinamika

sedangkan tahun 2006 dan 2007 menjadi asisten dosen mata kuliah Matematika

Teknik.

Praktek lapangan dilakukan penulis di PTPN XII UUS Kalitelepak,

Banyuwangi dengan judul “Mempelajari Proses Pengolahan dan Pengeringan

Kakao di PTPN XII Unit Usaha Strategis Kalitelepak”.

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

penulis menyelesaikan skripsi dengan judul “Pengaruh Penggantian Refrigeran R-

12 Menjadi R-22 pada Performansi Mesin Pembeku”

KATA PENGANTAR

Puji syukur dihaturkan ke hadirat Allah SWT karena dengan rahmatNya

penulisan skripsi dengan judul “Pengaruh Penggantian Refrigeran R-12 menjadi

R-22 pada Performansi Mesin Pembeku” ini dapat terselesaikan. Skripsi ini

merupakan hasil penelitian yang dilakukan sejak bulan Maret 2007 hingga

Agustus 2007.

Skripsi ini dapat terselesaikan karena adanya bantuan dari berbagai pihak,

karenanya pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Armansyah H Tambunan selaku dosen pembimbing akademik.

Terima kasih atas arahan, pengertian, motivasi yang diberikan.

2. Ir. P. Togi Sihaloho dan Dr. Ir Dyah Wulandani selaku dosen penguji.

Terimakasih atas saran dan perbaikannya.

3. Ibu, Nenek, seluruh keluarga, Kiki adikku, Rahadiang, Nurma, Ririn, Esti.

Terimakasih atas do’a dan motivasi yang diberikan.

4. Khafid, Riris, Bang Omil, Mas Bayu, Mas Nuruddin dan rekan-rekan di

Luewikopo atas motivasi, diskusi, dan bantuannya.

5. Keluarga Mahasiswa Klaten, atas kesempatan serta dukungannya.

6. Teman-teman Puspita (Veve, Dewi, Eka, Tika, Dyah, Wilis) serta teman –

teman TEP 40 yang selalu memberi motovasi, dorangan dan dukungan

hingga akhir.

Karya ini masih jauh dari sempurna karenanya kritik dan saran sangat

diharapkan. Semoga karya ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2007

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... iv

DAFTAR TABEL ......................................................................................... v

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. vi

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

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

B. Tujuan ................................................................................................... 3

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

A. Sistem Pendingin Kompresi Uap ........................................................ 4

B. Komponen Mesin Pendingin Kompresi Uap ...................................... 7

1. Kompresor ............................................................................... 7

2. Penukar Panas (Heat Exchanger) ............................................ 10

a. Kondenser ................................................................ 11

b. Evaporator ................................................................ 13

3. Katup Ekspansi ....................................................................... 14

C. Refrigeran ............................................................................................ 15

1. R-12 ......................................................................................... 18

2. R-22 ......................................................................................... 19

III. METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 21

A. Waktu dan Tempat .............................................................................. 21

B. Alat dan Bahan .................................................................................... 21

1. Alat .......................................................................................... 21

2. Bahan ...................................................................................... 23

C. Prosedur Penelitian ............................................................................. 23

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

A. Profil Perubahan Suhu dan Efek Pendinginan ..................................... 25

B. Perpindahan Kalor di Kondenser .......................................................... 30

C. Pembahasan Koefisien Prestasi ............................................................ 33

D. Analisis Komponen Terhadap Penggantian Refrigeran ....................... 37

V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 38

A. Kesimpulan .......................................................................................... 38

B. Saran ..................................................................................................... 38

VI.DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 39

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sistem pendingin kompresi uap .................................................... 5

Gambar 2. Diagram Molier sistem kompresi tenaga uap ................................ 5

Gambar 3. Skema alat uji dan titik pengukuran .............................................. 22

Gambar 4. Diagram alir penelitian .................................................................. 24

Gambar 5. Profil suhu evaporasi setiap aliran air pendingin dan refrigeran ... 25

Gambar 6. Sistem evaporator liquid chilling ................................................... 26

Gambar 7. Profil suhu brine untuk R-12 dan R-22 pada berbagai laju

air pendingin .................................................................................. 26

Gambar 8. Efek pendinginan R-12 dan R-22 pada berbagai laju

aliran air pendingin ........................................................................ 28

Gambar 9. Profil suhu keluar kompresor refrigeran R-12 dan R-22

pada berbagai laju aliran air pendingin .......................................... 29

Gambar 10. Kerja kompresi R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran

air pendingin .................................................................................. 29

Gambar 11. Profil suhu kondensasi setiap laju aliran air pendingin

dan refrigeran ................................................................................ 30

Gambar 12. Beda temperatur logaritmik.......................................................... 31

Gambar 13. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan ................................... 32

Gambar 14. Panas buang kondenser ............................................................... 32

Gambar 15. Diagram entalpi-tekanan R-22 .................................................... 33

Gambar 16. Diagram entalpi-tekanan R-12 .................................................... 34

Gambar 17. Diagram entalpi-tekanan aliran 800 l/jam ................................... 35

Gambar 18. Perbandingan COP setiap laju aliran ........................................... 35

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Jenis refrigeran dan golongannya ..................................................... 16

Tabel 2. Perbandingan sifat fisik dan termodinamis refrigeran

R-12 dan R-22 .................................................................................. 20

Tabel 3. Titik pengukuran ............................................................................... 22

Tabel 4. Laju aliran refrigeran ........................................................................ 27

Tabel 5. Perbedaan kerja kompresi dan daya terukur ...................................... 29

Tabel 6. Perbedaan panas buang kondensor dan kalor serap air...................... 33

Tabel 7. Nilai COP R-12 dan R-22 pada beberapa suhu evaporasi dan

kondensasi (Silalahi, 2006) ............................................................... 36

Tabel 8. Nilai COP dan suhu kondensasi serta suhu evaporasinya.................. 36

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data pengukuran.......................................................................... 40

Lampiran 2. Gambar mesin pembeku ............................................................. 47

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pendinginan telah dilakukan oleh manusia sejak lama. Proses ini dilakukan

terutama untuk mendinginkan air atau bahan makanan. Bangsa Cina dan Italia

mengambil es atau salju dan menyimpannya dengan jerami agar tidak mencair. Es

tersebut kemudian digunakan untuk mendinginkan, sedangkan salju digunakan

saat musim panas untuk mendapatkan kesegaran. Bangsa Mesir menampung air di

bejana yang diletakkan di atap pada malam hari untuk mendapatkan air dingin.

Dengan berkembangnya peradaban, berkembang pula cara pendinginan.

Pendinginan yang dilakukan saat ini umumnya bertujuan untuk

pengawetan bahan makanan ataupun untuk mendinginkan ruangan. Terdapat

beberapa sistem ataupun siklus yang dapat digunakan untuk mendapatkan

pendinginan ini, antara lain sistem jet uap, siklus absorpsi, siklus udara,

pendinginan termoelektris, dan siklus kompresi uap. Siklus kompresi uap bekerja

berdasarkan siklus Carnot. Siklus kompresi uap merupakan sistem yang paling

sering digunakan dalam proses pendinginan karena dapat beroperasi pada suhu

yang beragam dan efisiensi proses yang berlangsung mudah diketahui. Dalam

siklus ini, panas akan diserap dan dilepaskan oleh fluida kerja sehingga

didapatkan efek pendinginan. Adanya pertukaran panas menyebabkan

pendinginan siklus kompresi uap dikategorikan sebagai pendinginan mekanis.

Pada siklus kompresi uap, terdapat empat proses yang terjadi pada fluida

pendingin, yaitu kompresi fluida pendingin berfase uap, kondensasi fluida

pendingin berfase uap, ekpansi fluida pendingin berfase cair serta evaporasi fluida

pendingin berfase cair. Dengan demikian siklus kompresi uap membutuhkan tiga

komponen utama, yaitu heat exchanger, kompresor dan katup ekspansi. Terdapat

dua jenis heat exchanger yang digunakan, yang pertama disebut sebagai

evaporator dan berfungsi untuk mengambil panas dan yang kedua disebut sebagai

kondensor yang berfungsi untuk membuang panas. Setiap komponen mesin

pendingin kompresi uap mempunyai parameter masing-masing untuk mengetahui

efisien tidaknya proses yang terjadi pada komponen mesin pendingin tersebut.

Selain komponen dimana proses siklus kompresi uap berlangsung,

terdapat juga fluida pendingin yang akan digunakan untuk mengambil panas dan

melepas panas. Zat kerja ini biasa disebut sebagai refrigeran. Pada dasarnya,

semua gas yang dapat diuapkan dan didinginkan secara mekanis dapat digunakan

sebagai refrigeran. Namun refrigeran yang digunakan haruslah sesuai dengan

beberapa persyaratan, diantaranya aman digunakan pada tekanan normal dengan

alat yang biasa digunakan. Refrigeran golongan halokarbon (CFC dan HCFC)

merupakan jenis refrigeran yang hampir sesuai dengan persyaratan tersebut.

Refrigeran CFC dan HCFC ( R-12, R-22) umum digunakan pada mesin

pendingin kompresi uap. Namun perkembangan saat ini menunjukkan bahwa

refrigeran golongan halokarbon merupakan salah satu perusak lapisan ozon dan

juga menyebabkan terjadinya pemanasan global. ODP dan GWP adalah indikasi

yang digunakan untuk menentukan bahaya-tidaknya suatu refrigeran terhadap

lapisan ozon dan pemanasan global. Nilai ODP dan GWP dari CFC lebih besar

dibanding HCFC. PBB telah mengumumkan adanya larangan untuk memproduksi

CFC sehingga dibutuhkan refrigeran pengganti untuk refrigeran R-12 (CFC)

walaupun refrigeran pengganti tersebut kurang sesuai dengan mesin yang

digunakan. Salah satu refrigeran yang tersedia di pasaran adalah R-22 (HCFC)

yang lebih ramah lingkungan. Pada prakteknya, penggantian refrigeran sulit

dilakukan karena akan mempengaruhi performa mesin pendingin tersebut. Setiap

refrigeran mempunyai karakteristik yang unik yang akan mempengaruhi kinerja

mesin pendingin. Agar didapatkan hasil yang sama atau lebih baik dari refrigeran

yang digunakan sebelumnya, maka penyesuaian komponen mesin pendingin harus

dilakukan.

Performa suatu mesin pendingin didefinisikan sebagai COP (Coefficient of

Performance) yang merupakan perbandingan antara efek pendinginan yang

dihasilkan dan kerja yang dilakukan untuk menghasilkan efek tersebut.

Penggantian refrigeran akan mempengaruhi kinerja mesin pendingin karena setiap

refrigeran mempunyai karakteristiknya masing-masing. Oleh karena itu penting

diketahui hal-hal apa saja yang berubah dalam penggantian suatu refrigeran,

sehingga efek pendinginan yang diinginkan dapat dicapai saat menggunakan

refrigeran baru.

B. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk

1. Membandingkan performansi sistem pendingin kompresi uap pada saat

dilakukan penggantian jenis refrigeran dari CFC (R-12) menjadi HCFC (R-22).

2. Mengetahui pengaruh laju aliran air pendingin kondensor terhadap performa

mesin refrigerasi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Sistem Pendingin Kompresi Uap Sistem pendingin kompresi uap merupakan sistem pendinginan yang

sering digunakan. Pada sistem pendingin kompresi uap, dibutuhkan fluida kerja

yang akan diubah fasenya dari gas ke cair dan kemudian dari cair ke gas secara

berulang-ulang sehingga didapatkan efek pendinginan. Siklus kompresi uap dapat

dianalisa menggunakan siklus Carnot. Siklus pendinginan Carnot merupakan

kebalikan dari siklus mesin panas Carnot, karena siklus pendinginan Carnot

mengambil panas pada suhu rendah dan mengeluarkannya pada suhu tinggi.

Dibutuhkan kerja dalam pendinginan Carnot. Proses utama yang terjadi dalam

siklus pendinginan Carnot adalah kompresi adiabatik, pelepasan panas secara

isotermal, ekpansi adiabatik serta pengambilan panas secara isotermal (Stoecker,

1982)

Fluida kerja dalam keadaan cair akan mengambil panas pada suhu dan

tekanan rendah sehingga fluida menguap dan berubah fasa menjadi uap. Uap ini

lalu ditekan secara mekanis hingga tekanan dan suhu jenuh yang lebih tinggi

sehingga panas dalam uap tersebut dapat dikeluarkan dan fluida tersebut berubah

ke keadaan cair. Proses pengambilan panas yang dilakukan pada suhu dan tekanan

yang rendah terjadi di evaporator. Kompresor akan menekan uap secara mekanis

hingga tekanan dan suhu fluida kerja mencapai keadaan lewat jenuh (superheat).

Pelepasan panas yang dilakukan pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi terjadi

di kondensor. Diperlukan suatu penghubung antara kondensor dan evaporator

sehingga siklus pendinginan dapat terjadi. Kondensor dan evaporator berada pada

tekanan yang berbeda sehingga perlu penghubung yang akan menurunkan tekanan

fluida kerja. Alat penghubung ini disebut sebagai katup ekspansi. Gambaran

skematis sitem pendingin kompresi uap adalah seperti di bawah. (Trott, 1989)

Gambar 1. Sistem pendingin kompresi uap

Proses pendinginan Carnot dapat ditunjukkan dengan lebih jelas

menggunakan diagram Mollier, suatu diagram yang menggambarkan hubungan

antara tekanan dan entalpi, seperti pada gambar 2. Proses pendinginan ideal

ditunjukkan oleh titik 1, 2, 3 dan 4. Pada proses ideal ini pemampatan dilakukan

secara isentropik. Entalpi fluida sebelum dan sesudah proses pemampatan adalah

h1 dan h2 (kJ/kg). Pada katup ekpansi proses dilakukan pada entalpi yang tetap

(isentalpik), sehingga h3 = h4 (kJ/kg). Pengambilan panas terjadi di evaporator dan

ditunjukkan oleh garis 4-1. Pelepasan panas di kondensor ditunjukkan pada garis

2-3 (Nasution,2002)

Gambar 2. Diagram Molier sistem kompresi tenaga uap

Banyaknya panas yang dapat diserap oleh setiap kg refrigeran saat melalui

evaporator disebut sebagai efek pendinginan (Dossat, 1961). Proses pengambilan

panas ini terjadi pada tekanan konstan. Besarnya efek pendinginan yang terjadi

dapat dituliskan secara matematis sebagai:

qevap = (h1 – h4)

dimana (h1 – h4) adalah perubahan entalpi refrigeran saat melalui evaporator

(kJ/kg) (Nasution, 2002).

Proses kompresi pada siklus ideal terjadi pada keadaan isentropis. Pada

proses kompresi tekanan, suhu dan entalpi bertambah. Besarnya kerja kompresi

yang dilakukan kompresor dihitung dengan persamaan:

qkomp = (h2 – h1)

dimana (h2 – h1) adalah perubahan entalpi refrigeran pada proses kompresi (kJ/kg)

(Nasution, 2002).

Pengeluaran panas yang terjadi di kondensor dilakukan pada tekanan

konstan. Besarnya panas yang dikeluarkan ini adalah sebesar:

qkond = (h2 – h3)

dimana (h3 – h4) adalah perubahan entalpi refrigeran saat melalui kondensor.

(Nasution, 2002). Berdasarkan hukum Thermodinamika Pertama, panas yang

dikeluarkan dari kondensor haruslah sama dengan panas yang diambil di

evaporator dan kerja yang dilakukan di kompresor yang dinyaakan dengan

persamaan (Nasution, 2002).

qkond = qevap + qkomp

Performansi mesin pendingin Carnot disebut sebagai koefisien prestasi

(coefficient of performance,COP) yang dinyatakan sebagai perbandingan antara

efek pendinginan yang terjadi dengan kerja yang dilakukan kompresor (Stoecker,

1982).

COP = qkompqevap

= 1241

hhhh

−−

B. Komponen Mesin Pendingin Kompresi Uap

1. Kompresor

Dalam siklus pendinginan kompresi uap, kompresor berfungsi untuk

menghisap uap refrigeran bertekanan rendah dari evaporator dan meningkatkan

tekanannya hingga sama dengan tekanan kondensor (Trott, 1989). Terdapat empat

jenis kompresor yang biasa digunakan dalam proses pendinginan, yaitu kompresor

resiprok, kompresor ulir, kompresor sentrifugal, dan kompresor baling-baling

(Stoecker, 1982). Kompresor resiprok menggunakan piston yang bergerak maju

mundur untuk menekan refrigeran, sedangkan ketiga jenis lainnya menggunakan

bagian yang berputar. Dalam bagian ini hanya akan dibahas mengenai kompresor

resiprok karena sistem yang akan diteliti menggunakan kompresor jenis resiprok.

Kompresor dapat dibedakan berdasarkan letak motor penggerak

kompresor. Kompresor jenis unit terbuka adalah kompresor dengan letak motor

penggerak yang terpisah dari kompresor itu sendiri. Gerak motor disalurkan ke

kompresor dengan sabuk (belt). Kompresor yang terpisah dengan motornya

namun poros kompresor dihubungkan langsung dengan poros motor disebut

sebagai kompresor semi hermetik. Tipe kompresor hermetik menggabungkan

kompresor dan motor dalam satu badan sehingga tidak membutuhkan ruang yang

luas (Sumanto, 1996).

Terdapat dua karakteristik performa kompresor, yaitu kapasitas refrigerasi

dan kebutuhan daya (Stoecker, 1982). Kedua hal ini ditentukan oleh tekanan

masuk dan keluar kompresor. Dasar dari kedua karakteristik tersebut adalah

efisiensi volumetrik. Terdapat dua jenis efisiensi volumetrik. Efisiensi volumetrik

teoritis (clearance volumetric efficiency) dapat dihitung dengan persamaan

ηvc = 100 – m ((Vsuc/Vdis)-1)

dengan ηvc = efisiensi volumetrik teoritis,

m = percent clerance

Vsuc = volume spesifik refrigeran saat masuk kompresor

Vdis = volume spesifik refrigeran saat keluar kompresor

Efisiensi volumetrik teoritis dihitung pada keadaan ideal, yaitu pada

kondisi isentropik (S1 = S2). Pada kenyataan hal ini sulit didapatkan karena

beberapa faktor, diantaranya adanya penurunan tekanan antara katup masuk dan

keluar, kebocoran yang terjadi di piston, dan kebocoran di katup masuk dan keluar

(Stoecker, 1982). Efisiensi volumetrik yang terjadi pada keadaan aktual disebut

sebagai efisiensi volumetrik aktual (actual volumetric efficiency) yang besarnya

dihitung dengan persamaan

ηva = volume fluida di dalam kompresor x 100 kompresor displacement

dengan ηva adalah efisiensi volumetrik aktual. Kompresor displacement adalah

volume fluida yang dihisap piston setiap siklusnya. Kompresor displacement

dihitung dengan persamaan (UNEP)

Kompresor displacement = n x D2/4 x L x S

dengan n = jumlah piston

D = diameter silinder (m)

L = langkah piston (m)

S = kecepatan putar kompresor (rps)

Stoecker (1998) menjelaskan bahwa kapasitas refrigerasi suatu kompresor

tidak berhubungan dengan efek pendinginan yang terjadi pada mesin pendingin

tersebut. Kapasitas refrigerasi suatu kompresor adalah kemampuan kompresor

untuk memampatkan laju aliran refrigeran dari tekanan hisap ke tekanan

keluarannya yang akan menghasilkan perpindahan panas di evaporator. Kapasitas

pendinginan ini dapat dihitung dengan persamaan:

qr = Vd (ηva/100) (1/Vs) Δhevap

dengan qr : kapasitas pendinginan (kW)

Vd : displacement rate kompresor (m3/s)

ηva : efisiensi volumetrik aktual (persen)

Vs : volume spesifik fluida yang memasuki kompresor (m3/kg)

Δhevap : (h1 – h4) perubahan entalpi refrigeran saat melalui evaporator

(kJ/kg).

Analisa performa suatu kompresor dapat dilakukan pada suhu kondensasi

dan evaporasi yang tetap (Stoecker,1998). Saat suhu kondensasi tetap, dengan

semakin rendahnya suhu evaporasi, maka perbandingan tekanan masuk dan keluar

kompresor mengalami penurunan. Laju aliran refrigeran mengalami penurunan

dan volume spesifiknya naik, menyebabkan laju lairan massa refrigeran berkurang.

Saat suhu evaporasi menurun, kapasitas pendinginan berkurang. Daya yang

dibutuhkan kompresor adalah

P = m (h2 – h1)

Saat suhu evaporasi menurun, perbedaan entalpi akan naik, sedangkan laju aliran

massa mengalami penurunan, menyebabkan daya yang dibutuhkan kompresor

akan berbentuk kurva dengan satu titik puncak, namun pada suhu evaporasi yang

makin rendah, konsumsi daya cenderung menurun. Hal ini membuat COP dari

mesin pendingin menurun.

Kecepatan putar poros kompresor juga mempengaruhi nilai COP yang

dihasilkan mesin pendingin. Pada putaran poros yang kecil, kerja kompresi akan

menurun, sehingga meningkatkan nilai COP. Namun peningkatan ini diikuti

dengan makin lamanya waktu yang dibutuhkan evaporator untuk mencapai suhu

yang diinginkan, dengan beban pendinginan yang sama (Effendy, 2005).

Saat suhu evaporasi dibuat tetap dan dilakukan percobaan pada beberapa

suhu kondensasi yang beragam, terlihat bahwa saat suhu kondensasi makin rendah,

perbandingan tekanan masuk dan keluar kompresor mengalami kenaikan dan

terjadi kenaikan pada laju aliran massa refrigeran. Terjadi pula penurunan

kapasitas pendinginan, namun besarnya penurunan kapasitas refrigerasi karena

penurunan suhu kondensasi lebih kecil, karena perubahan suhu evaporasi akan

mempengaruhi volume spesifik refrigeran yang melalui kompresor. Kerja

kompresi mengalami penurunan, namun laju aliran massa berkurang,

menyebabkan kurva daya berbentuk kurva dengan satu titik puncak pula. Dengan

menurunnya suhu kondensasi, kebutuhan daya akan naik hingga mencapai puncak

lalu akan mengalami penurunan (Stoecker,1998).

Efisiensi kompresi (ηc) dalam persen adalah

ηc = kerja kompresi isentropik, kJ/kg) x 100 kerja kompresi aktual

Efisiensi kompresi untuk kompresor tipe terbuka umumnya berkisar antara 60 –

70 persen. Penyebab efisiensi berkurang antara lain karena adanya gesekan dan

adanya penurunan tekanan sepanjang lintasan.

Putaran poros yang besar akan menurunkan efisiensi kompresor

(meningkatnya gesekan) dan penurunan tekanan pada penukar panas

(meningkatnya laju aliran volume) menyebabkan COP mesin pendingin menurun

(Kim et all, 1997)

Salah satu hal yang juga merupakan parameter pendinginan kompresi uap

yang berhubungan dengan kompresor adalah suhu dan tekanan keluar kompresor.

Suhu keluar kompresor yang besar terjadi karena rendahnya nilai kapasitas panas

refrigeran yang digunakan (Kim et all, 1997).

2. Penukar Panas (Heat Exchanger)

Sistem pendinginan kompresi uap menggunakan dua jenis penukar panas,

yaitu kondensor dan evaporator. Prinsip kerja kedua alat ini adalah sama namun

proses yang terjadi di kedua alat ini berbeda. Refrigeran akan berkondensasi di

kondensor sedangkan di evaporator refrigeran akan menguap. Tiga cara

penukaran panas (radiasi, konveksi, konduksi) berperan dalam proses pertukaran

panas di kedua komponen ini. Pindah panas total yang terjadi pada penukar panas

dinyatakan sebagai

q = Uo A Tm

dimana q = laju perpindahan panas yang terjadi (W)

Uo = koefisien pindah panas total (W/m2 K)

Tm = perbedaan suhu logaritmik (K)

nilai U didapat dari persamaan (Stoecker, 1982)

oU1

= oh

1 +

m

o

kAxA

+ iff

o

AhA

+ ii

o

AhA

dimana Uo = koefisien penukar panas total pada pemukaan luar (W/m2 K)

ho = koefisien perpindahan panas pada bagian luar pipa (W/m2 K)

x = ketebalan pipa (m)

Ao = luas permukaan pipa bagian luar (m2)

k = konduktivitas pipa (W/m K)

Am = luas pipa (m2)

hff = fouling factor (W/m2 K)

Ai = luas permukaan pipa bagian dalam (m2)

hi = koefisien pindah panas pada bagian dalam pipa (W/m2 K)

dan nilai Tm dihitung dengan persamaan (Stoecker, 1982)

Tm = )/)ln[()()(

ocic

ocic

tttttttt

−−−−−

dengan tc = suhu refrigeran (0C)

ti = suhu air masukan (0C)

to = suhu air keluaran (0C)

Koefisien pindah panas konveksi pada fluida yang mengalir dalam pipa

ditentukan oleh persamaan di bawah yang berlaku untuk aliran turbulen (Stoecker,

1982).

khD

= 0.023 (VDρ/μ)0.8 (cpμ/k)0.4

dimana h = koefisien pindah panas konveksi (W/m2 K)

D = diameter dalam pipa (m)

k = konduktivitas panas fluida (W/m K)

V = kecepatan rata-rata fluida (m/detik)

ρ = kerapatan jenis fluida (kg/m3)

μ = viskositas fluida (Pa detik)

cp = kalor jenis fluida (J/kg K)

Penurunan tekanan akan terjadi pada pipa lurus maupun pada pipa

lengkung. Penurunan tekanan yang terjadi pada pipa lurus dinyatakan dengan

persamaan (Stoecker, 1982)

Δp = f DL

2

2Vρ

dimana Δp = penurunan tekanan (Pa)

f = koefisien gesek

L = panjang pipa (m)

a. Kondensor

Fungsi kondensor pada sistem pendinginan kompresi uap adalah untuk

mengembunkan/mengkondensasikan uap refrigeran bertekanan tinggi

(superheated vapor) dari kompresor (Trott, 1989). Proses pelepasan panas ini

dilakukan dengan bantuan medium pendingin. Medium pendingin yang umumnya

digunakan adalah air dan udara. Panas dari refrigeran akan meningkatkan suhu

medium pendingin yang sesuai dengan persamaan (Dossat, 1961)

Δt = mc

qkond

dengan Δt = perubahan suhu medium pendingin (0C)

qkond = beban kondenser (W)

m = laju aliran massa medium pendingin (kg/detik)

c = panas jenis medium pendingin (J/kg 0C)

Suhu kondensasi yang rendah lebih disukai karena adanya peningkatan

efisiensi kompresi dan penurunan kebutuhan daya. Suhu kondensasi adalah

penjumlahan suhu medium pendingin dan perbedaan suhu antara medium

pendingin dan refrigeran. Suhu kondensasi yang rendah dapat dicapai dengan

memperbesar luas permukaan pindah panas dan meningkatkan laju aliran medium

pendingin. Namun penambahan luas permukaan pindah panas sulit dilakukan

karena adanya pertimbangan ruangan. Untuk setiap jenis kondensor dan beban

kondensor, besarnya suhu kondensasi bergantung pada suhu rata-rata media

pendingin. Suhu kondensasi yang rendah akan tercapai saat suhu rata-rata medium

pendingin rendah. Suhu rata-rata medium pendingin ditentukan oleh suhu

masukan medium pendingin dan kenaikan suhu di kondensor. Karena kenaikan

suhu medium pendingin menurun saat laju aliran bertambah, maka dengan makin

besarnya laju aliran massa medium pendingin maka suhu rata-rata medium

pendingin akan berkurang. Karenanya untuk beban kondensor tertentu, makin

besar laju aliran medium pendingin maka suhu kondensasi akan menurun

(Dossat,1961).

Laju aliran yang besar juga menimbulkan turun tekan yang besar sehingga

peningkatan efisiensi kompresor kurang bermanfaat. Perlu ditentukan besarnya

laju aliran optimum sehingga efisiensi kompresor sebanding dengan turun tekan

yang terjadi. Cara lain untuk mendapatkan suhu kondensasi rendah adalah dengan

menurunkan suhu masukan medium pendingin (Dossat,1961).

Pada kondensor pendingin udara, semakin besar kecepatan udara

pendingin, laju aliran refrigeran semakin menurun. Kenaikan kecepatan udara

pendingin pada kondensor menyebabkan kenaikan efek refrigerasi, sedangkan

kerja kompresi dan daya kompresor terdapat kecenderungan menurun. Koefisien

prestasi akan meningkat dengan adanya kenaikan kecepatan udara pendingin pada

kondensor. Apabila kecepatan dinaikkan terus maka akan mencapai optimal pada

kondisi tertentu, dan selanjutnya kenaikan kecepatan udara efeknya relatif kecil

terhadap prestasi mesin pendingin (Efendi, 2005)

Sistem kondenser pendingin air dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu

sistem kondensor pendingin air dengan pembuangan air dan dengan sirkulasi air.

Air pendingin pada kondensor dengan sirkulasi akan masuk pada menara

pendingin untuk disirkulasi lagi. Pada kondensor dengan pembuangan air, air akan

dibuang setelah melalui kondensor. Pemilihan sistem sirkulasi atau pembuangan

dipengaruhi oleh biaya dan ketersediaan air di suatu tempat. Pemilihan ini juga

mempengaruhi laju aliran air yang digunakan sebagai media pendingin

(Dossat,1961).

Hal lain yang harus diperhatikan adalah adanya pengendapan mineral

ataupun kotoran yang terbawa oleh air pendingin. Pengendapan akan mengurangi

permukaan kontak dan mengurangi jumlah air yang disirkulasi. Umumnya,

tingkat pengendapan dipengaruhi oleh kualitas air pendingin, suhu penguapan,

dan lamanya pembersihan dilakukan (Dossat,1961).

Konstruksi kondensor berpendingin air dapat digolongkan menjadi tiga

macam, yaitu double tube, shell and coil, dan shell and tube (Dossat, 1961).

Double tube condenser terdiri dari dua pipa yang digabungkan, sehingga pipa

pertama berada di dalam pipa kedua. Shell and coil condenser terdiri dari pipa

yang dibentuk menjadi koil sebagai tempat air mengalir dan selubung tempat

refrigeran yang akan didinginkan berada. Pipa dibuat menjadi koil agar

permukaan kontak lebih luas. Shell and tube condenser berupa silinder baja

dengan sejumlah pipa paralel yang dipasang didalamnya.

b. Evaporator

Evaporator dalam sistem pendinginan kompresi uap berfungsi untuk

menguapkan cairan refrigeran menjadi uap jenuh pada tekanan rendah (Trott,

1989). Panas laten penguapan diambil dari lingkungan sekitar, sehingga terjadi

efek pendinginan. Pendinginan dapat terjadi pada udara atau pada cairan, hal ini

membedakan evaporator menjadi evaporator pendingin udara dan evaporator

pendingin cairan (air-cooling evaporator dan liquid cooler).

Menurut Dossat (1961) berdasarkan konstruksinya, evaporator pendingin

udara dapat dibedakan menjadi evaporator pipa, plat, dan sirip (bare-tube, plate,

finned). Evaporator pipa umumnya berbentuk flat zigzag ataupun oval trombone.

Evaporator plat umum digunakan pada mesin pendingin rumah tangga karena

mudah perawatannya dan ekonomis. Evaporator sirip terbuat dari pipa dengan

sirip-sirip yang disisipkan pada badan pipa. Sirip pada pipa berfungsi untuk

menambah luas permukaan pindah panas.

Pendinginan cairan lebih efektif jika evaporator bersentuhan langsung

dengan cairan yang didinginkan. Penggunaan evaporator pendingin cairan (liquid

chilling evaporator) berbeda menurut tipe dan desainnya. Tipe yang sering

digunakan adalah pendingin pipa pipa ganda, Baudelot, tipe tangki, shell and coil,

dan shell and tube. Liquid chilling evaporator umumnya digunakan untuk

mendinginkan air dan cairan lainnya (Dossat,1961).

Pada sistem dimana pindah panas terjadi secara langsung, dari refrigeran

ke lingkungan sekitar, disebut sebagai sistem pendinginan langsung (direct

refrigerating system). Beberapa sitem pendingin dirasakan kurang ekonomis jika

sistem pendingin langsung diterapkan. Terdapat alternatif untuk menggunakan

sistem pendingin tak langsung dengan bantuan refrigeran kedua (secondary

refrigerant). Refrigeran kedua ini dapat berupa air ataupun larutan garam (brine).

Air dapat digunakan jika suhu yang diinginkan di atas titik beku air. Larutan

garam yang umumnya digunakan adalah kalsium klorida dan sodium klorida.

etilen dan propilen glikol, metanol dan gliserin (Dossat,1961).

Pembentukan bunga es (frosting) di evaporator terjadi saat suhu evaporator

berada di bawah titik beku air. Frosting kurang disukai dalam proses pendinginan

karena lapisan es yang dihasilkan berfungsi sebgai insulasi dan dalam evaporator

dengan aliran udara paksa, adanya bunga es akan mengurangi laju aliran udara.

Metode defrosting yang umum digunakan adalah dengan menggunakan uap panas

atau dengan air. Pada defrosting dengan uap panas, gas keluaran kompresor

disalurkan lansung ke evaporator dan evaporator bertindak sebagai kondenser

selama waktu itu. Defrosting menggunakan air dilakukan dengan mengalirkan air

pada evaporator hingga bunga es hilang (Stoecker, 1982).

3. Katup ekspansi

Fungsi katup ekspansi pada siklus kompresi tenaga uap adalah untuk

mengurangi tekanan refrigeran cair dan untuk mengatur aliran refrigeran ke

evaporator. Terdapat empat jenis katup ekspansi yang umum digunakan yaitu tipe

pipa kapiler, superheat-controlled expansion valve, float valve dan constant

pressure expansion valve (Stoecker, 1982)

Katup ekspansi tipe pipa kapiler sesuai untuk mesin pendingin dengan

beban pendingin yang tetap.Semakin panjang pipa atau semakin kecil diameter

pipa kapiler, maka dibutuhkan perbedaan tekanan yang lebih besar agar refrigeran

dapat mengalir. Constant pressure expansion valve bekerja dengan

mempertahankan tekanan tetap pada daerah sebelum evaporator. Katup ekspansi

float valve bekerja dengan cara mempertahankan cairan refrigeran di evaporator

pada ketinggian yang tetap. Superheat-controlled expansion valve umumnya

disebut sebagai katup ekspansi termostatik (thermostatic expansion valve) bekerja

karena adanya gas lewat panas yang meninggalkan evaporator (Stoecker, 1982).

C. REFRIGERAN

Refrigeran adalah zat yang bertindak sebagai agen pendingin dengan cara

menyerap panas dari zat/benda lain (Dossat, 1961). Dalam siklus kompresi uap,

refrigeran akan mengalami proses penguapan dan pendinginan secara terus

menerus. Suatu zat dapat digunakan sebagai refrigeran jika mempunyai sifat kimia,

termodinamik, dan sifat fisik yang sesuai sehingga aman digunakan dan ekonomis.

Zat yang biasanya digunakan antara lain halokarbon, senyawa inorganik,

hidrokarbon, dan golongan azeotrop (Stoecker, 1982).

Golongan halokarbon adalah refrigeran dengan satu atau lebih ikatan

halogen (klorin, fluorin dan bromin). Sistem penomoran halokarbon diberikan

berdasarkan jumlah fluorin, hidrogen dan karbon pada refrigeran tersebut

(Stoecker, 1982). Angka pertama dari kanan menunjukkan jumlah atom klorin,

angka kedua dari kanan menunjukkan jumlah atom hidrogen satu angka lebih

banyak, dan angka ketiga dari kanan menunjukkan jumlah atom karbon satu

angka lebih sedikit. Angka yang digunakan pada senyawa inorganik tidak sama,

dua angka terakhir menunjukkan berat molekul senyawa tersebut. Hidrokarbon

umumnya digunakan sebagai refrigeran pada industri minyak. Senyawa azeotrop

adalah senyawa campuran yang zat pendukungnya tidak dapat dipisahkan secara

distilasi. Senyawa azeotrop yang umum digunakan adalah refrigeran 502, yang

merupakan campuran dari 48.8 % R-22 dan 51.2 % R-115. Beberapa refrigeran

yang umum digunakan diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Jenis refrigeran dan golongannya (Stoecker, 1982)

Nomor Refrigeran Nama Kimia Rumus Kimia Golongan halokarbon 11 Trikloromonofluorometan CCl3F 12 Diklorodifluorometan CCl2F2 13 Monoklorotrifluorometan CClF3 22 Monoklorodifluorometan CHClF2 40 Metil klorida CH3Cl 113 Triklorotrifluoroetan CCl2FCClF2 114 Diklorotetrafluoroetan CClF2CClF2 Golongan Inorganik 717 Amonia NH3 718 Air H2O 729 Udara 744 Karbon dioksida CO2 764 Sulfur dioksida SO2 Golongan hidrokarbon 50 Metana CH4 170 Etana C2H6 290 Propana C3H8

Masalah lingkungan menjadi masalah penting dalam pemilihan refrigeran.

Parameter yang digunakan untuk mengetahu tingkat keamanan suatu refrigeran

bagi lingkungan adalah ODP, GWP dan siklus hidup. ODP (ozone depletion

potential) merupakan parameter yang menyatakan kemampuan suatu refrigeran

untuk berikatan dengan ozon di stratosfer. Umumnya, makin banyak ion klorin

dalam suatu refrigeran maka makin tinggi ODPnya. GWP (global warming

potential) adalah ukuran seberapa banyak jumlah gas rumah kaca yang

diperkirakan akan mempengaruhi pemanasan global. GWP merupakan suatu

ukuran relatif yang membandingkan gas yang ingin diketahui nilainya dengan gas

CO2 dalam jumlah yang sama. GWP juga harus diukur dalam waktu yang sama,

umumnya diukur dalam waktu 100 tahun (www. wikipedia.org). Siklus hidup

menentukan lamanya suatu gas terurai di atmosfer.

Faktor kinerja refrigeran juga menentukan pemilihan refrigeran yang

digunakan. Faktor kinerja ini diukur pada keadaan kerja yang sama (beban

pendinginan, suhu kondensasi, suhu evaporasi). Parameter yang berhubungan

dengan kinerja antara lain COP, efek refrigerasi, daya kompresi, laju aliran uap

refrigeran. Efek refrigerasi yang tinggi umumnya diinginkan, namun efek

refrigerasi ini sebaiknya dibandingkan pula dengan daya kompresi yang terjadi,

sehingga COP yang dihasilkan akan lebih baik. Tinggi rendahnya laju aliran uap

refrigeran akan mempengaruhi tipe kompresor yang digunakan.

Hal penting lainnya dalam pemilihan refrigeran adalah faktor keamanan

yang meliputi mudah tidaknya refrigeran tersebut bereaksi (inert), tidak ekplosif,

tidak beracun (dalam keadaan murni atau tercampur dengan udara). Refrigeran

juga sebaiknya tidak mudah bereaksi dengan minyak pelumas dan bagian mesin

pendingin lainnya. Selain itu, refrigeran sebaiknya tidak terpengaruh dengan

kelembapan dan tidak merusak atau meracuni produk yang disimpan jika terjadi

kebocoran (Dossat, 1961).

Secara ekonomis, penentuan refrigeran ditentukan oleh sifat fisik dan

termodinamiknya yang akan menghasilkan kerja kompresi yang rendah dan COP

yang tinggi. Sifat refrigeran yang mempengaruhi COP antara lain kalor laten

penguapan, volume jenis uap refrigeran, perbandingan kompresi (compression

ratio), dan panas jenis refrigeran pada keadaan cair dan gas. Kalor laten

penguapan yang tinggi menghasilkan laju aliran massa refrigeran lebih rendah.

Hal ini membuat efisiensi dan kapasitas kompresor meningkat. Tak hanya

menurunkan kerja kompresi, kompresor displacement yang diperlukan juga

menurun sehingga memungkinkan digunakannya kompresor yang lebih kecil

(Dossat, 1961).

Panas jenis refrigeran pada keadaan cair yang rendah dan panas jenis

refrigeran pada keadaan gas yang tinggi juga merupakan hal yang dicari karena

kedua sifat ini meningkatkan efek pendinginan. Panas jenis refrigeran pada

keadaan cair meningkatkan efek pendinginan lanjut sedangkan panas jenis

refrigeran pada keadaan gas menurunkan efek pemanasan lanjut. Selain itu, yang

paling dicari adalah refrigeran yang dapat memberikan rasio kompresi yang paling

rendah karena hal ini akan mengurangi kerja kompresi (Dossat, 1961).

Hubungan antara tekanan dan suhu refrigeran yang diinginkan adalah

bahwa tekanan yang terjadi di evaporator berada di atas tekanan atmosfer. Saat

terjadi kebocoran di evaporator, di sistem dengan tekanan rendah, dikhawatirkan

masuknya udara ke dalam sistem. Pada sistem dengan tekanan evaporator di atas

tekanan atmosfer, kemungkinan ini dapat diperkecil (Dossat, 1961).

Sifat kimia yang harus diperhatikan antara lain reaksi antara refrigeran

dengan uap air (moisture) dan minyak pelumas kompresor. Reaksi dengan uap air

umumnya menimbulkan senyawa korosif (asam) yang nantinya akan bereaksi

dengan pelumas ataupun dengan bagian logam dari mesin pendingin. Halokarbon

hanya sedikit menyerap uap air, sehingga umumnya pengkaratan tidak terjadi

pada sistem ini jika kadar uap air dijaga pada tingkat tertentu, menggunakan

pelumas kualitas tinggi dan suhu pengeluaran kompresor rendah (Dossat, 1961).

Tidak ada reaksi yang terjadi antara refrigeran dan pelumas, namun sifat

yang harus diperhatikan adalah tingkat kelarutan (oil miscibility), kemampuan

refrigeran untuk larut dalam pelumas dan sebaliknya. Hal ini penting dalam

menentukan jenis kompresor yang akan digunakan (Dossat, 1961).

Penggunaan halokarbon berklorin terbukti berpengaruh pada tingkat ozon

di atmosfer. Klorin pada senyawa halokarbon akan bereaksi dengan ozon di

atmosfir saat senyawa halogen terlepas ke udara. Menipisnya kandungan ozon

berpengaruh pada perubahan iklim dan dapat menimbulkan kanker. Peraturan

telah dibuat sehingga pelepasan refrigeran halokarbon ke udara dapat dimonitor.

Penggunaan refrigeran lain sebagai pengganti refrigeran halokarbon juga

disarankan (Stoecker, 1982).

a. R-12

Refrigeran R-12 merupakan refrigeran yang umum digunakan pada mesin

pendingin kompresi uap. Senyawa ini tidak beracun, tidak mudah terbakar dan

meledak serta merupakan senyawa yang stabil, yang sulit terurai pada kondisi

operasi yang ekstrim. Namun jika R-12 bersentuhan dengan api maka senyawa ini

akan terurai menghasilkan bahan yang sangat beracun. R-12 umumnya digunakan

pada sistem suhu tinggi, menengah maupun rendah karena titik didihnya pada

tekanan atmosfer adalah -30 0C (Dossat, 1961).

R-12 merupakan refrigeran yang sulit terlarut dalam minyak sehingga

hampir tidak ada masalah penumpukan minyak pada evaporator dan kondensor

yang akan mempengaruhi perambatan panas. Walaupun efek pendinginan yang

diberikan refrigeran ini relatif lebih kecil diantara refrigeran lainnya, namun pada

sistem pendinginan yang kecil, karena laju aliran massanya yang besar, refrigeran

ini mudah dikontrol. Pada sistem yang lebih besar, rendahnya kalor penguapan

diimbangi dengan kerapatan uap yang tinggi sehingga kerja kompresi per ton

refrigerasi tidak sebanyak yang dibutuhkan pada refrigeran lainnya (Dossat, 1961).

Nilai ODP (ozon depletion potential, kemampuan mengikat ozon) adalah

0.93 dan nilai GWP (global warming potential) adalah 3.2 serta siklus hidup R-12

di atmosfer juga tergolong lama yaitu 120 tahun menyebabkan R-12 merupakan

salah satu refrigeran yang harus segera digantikan (Tambunan, 2001).

b. R-22

R-22 merupakan refrigeran yang umum digunakan pada sistem dengan

suhu rendah karena titik didih pada tekanan atmosfer adalah -40 0C dan dapat

digunakan pada suhu evaporator -87 0C. Temparatur keluaran kompresor dari R-

22 tergolong tinggi sehingga penghisapan uap super panas harus dijaga pada

keadaan minimum. Jika dibutuhkan, pendinginan kompresor head dapat dilakukan,

utamanya pada sistem dengan suhu rendah. R-22 sedikit terlarut dengan minyak

namun umumnya R-22 akan terpisah dengan minyak saat di evaporator.

Dibutuhkan penyaring minyak agar minyak tidak masuk ke evaporator (Dossat,

1961).

Penggunaan R-22 dianggap lebih menguntungkan daripada R-12 karena

kebutuhan kompresor displacement pada R-22 lebih kecil 60% daripada R-12.

Karenanya, untuk kompresor displacement yang sama, efek pendinginan dari R-

22 juga lebih besar 60%. Pipa yang dibutuhkan pada instalasi R-22 juga lebih

kecil. Untuk suhu evaporator antara -28 0C dan -40 0C, tekanan evaporator pada

R-22 berada di atas tekanan atmosfer sedangkan R-12 sebaliknya. Namun,

umumnya R-12 dipilih karena tidak larut pada minyak dan suhu keluarannya yang

rendah (Dossat, 1961).

Nilai ODP (ozon depletion potential, kemampuan mengikat ozon) dari R-

22 adalah 0.05 dan nilai GWPnya (global warming potential) 0.4. Siklus hidup

R-22 di atmosfer tergolong singkat, yaitu 19 tahun (Tambunan, 2001)

menyebabkan R-22 merupakan salah satu refrigeran alternatif untuk

menggantikan R-12.

Penelitian yang dilakukan oleh Silalahi (2006) menunjukkan bahwa COP

yang dicapai oleh R-12 adalah selalu lebih tinggi daripada R-22 saat terjadi

peningkatan suhu evaporasi dengan suhu kondensasi yang tetap dan peningkatan

suhu kondensasi dengan suhu evaporasi yang tetap. Peningkatan suhu evaporasi

menyebabkan COP meningkat karena selisih entalpi di evaporator semakin besar

dan selisih entalpi di kompresor semakin kecil, dengan asumsi suhu kondensasi

tetap.

Perbedaan sifat fisik dan termodinamis R-12 dan R-22 ditampilkan dalam

tabel berikut

Tabel 2. Perbandingan sifat fisik dan termodinamis refrigeran R-12 dan R-22 Jenis refrigeran R-12 R-22

Rumus kimia CCl2F2 CHClF2

Berat molekuler (g/mol) 120.93 86.48

Titik didih pada 1 bar (°C) -29.8 -40.8

Suhu kritis (°C) 112 96

Tekanan kritis (bar) 41.15 49.38

Kalor laten penguapan (1.013 bar, titik didih) (kJ/kg) 166.95 233.95

Densitas cairan (kg/m3) 1486 1413

Densitas gas, 1.013 bar, 15 °C (kg/m3) 5.11 3.66

Kapasitas panas pada tekanan tetap, 1.013 bar, 30 °C

(kJ/mol K)

0.074 0.057

Viskositas, 1.013 bar, 0°C (Poise) 0.0001168 0.0001256

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari 2007 hingga Juni 2007 yang

meliputi uji coba dan pengolahan data, dan bertempat di Laboratorium Terpadu

Departemen Teknik Pertanian Luewikopo.

B. Alat dan Bahan

Penelitian pengaruh penggantian refrigeran terhadap performansi mesin

pendingin merupakan subsistem dari penelitian mengenai pengaruh penggantian

refrigeran hidrokarbon terhadap refrigeran halokarbon pendinginan. Adapun alat

dan bahan yang digunakan adalah

1. Alat Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah:

a. Mesin pendingin (pembeku)

Mesin pendingin yang digunakan pada penelitian ini adalah Refrigeration

Education System (Refrigeration Test Bench) model RNP-300 E yang dibuat oleh

Tokyo Meter, Jepang. Alat ini telah dilengkapi dengan komponen mesin

pendingin (kondenser, evaporator, kompresor, katub ekspansi), panel pengukuran,

serta thermostat. Kondenser yang digunakan bertipe shell and coil serta

berpendingin air. Evaporator bertipe coil dan menggunakan brine (CaCl2) sebagai

refrigeran sekundernya. Katup ekspansi yang digunakan bertipe thermostatik.

Kompresor yang digunakan merupakan kompresor resiprok tipe terbuka. Juga

terdapat motor untuk memompa brine agar tersirkulasi di evaporator. Thermostat

diset pada suhu -20 0C. Panel ukur mengukur suhu pada tiap titik pengukuran

menggunakan thermokopel jenis Pt. Gambaran skematis dari alat uji serta titik

pengukuran suhu disajikan pada Gambar 3.

Gambar 3. Skema alat uji dan titik pemgukuran

Tabel 3. Titik pengukuran Simbol Titik pengukuran

T1 Refrigeran masuk kompresor

T2 Refrigeran keluar kompresor

T3 Refrigeran keluar kondensor

T4 Refrigeran keluar evaporator

T5 Brine masuk evaporator

T6 Brine keluar evaporator

T7 Air masuk kondensor

T8 Air keluar kondensor

ii. Hybird recorder. Hybrid recorder digunakan untuk membaca nilai yang

diukur oleh thermokopel. Digunakan hybrid recorder karena panel pengukur pada

alat uji kurang akurat.

iii. Obeng. Digunakan untuk membongkar pasang thermokopel ke hybrid

recorder

Evaporator

KompresorKondensor

Katup ekspansi

Pompa brine

Brine masuk

Air KeluarAir masuk

Brine keluar

T7 T8

T3T2

T1T4

T6T5

2. Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah:

i. Refrigeran. Refrigeran yang digunakan pada penelitian ini adalah refrigeran

golongan halogen (R-12, R-22)

ii. N-brine, merupakan media pendingin sekunder pada alat penelitian.

iii. Air, sebagai media pemindah panas pada kondensor

C. Prosedur Penelitian

Penelitian diawali dengan mempelajari sistem yang akan diteliti. Lalu

dilakukan kalibrasi alat ukur pada peralatan uji. Setelah kalibrasi dilakukan,

penelitian dilakukan dengan mengambil data dari tiap titik pengukuran. Hasil

pengukuran diolah menggunakan prinsip pendinginan. Seluruh kegiatan penelitian

dilakukan di Laboratorium Terpadu Departemen Teknik Pertanian di Leuwikopo.

Penelitian dilakukan pada semua komponen mesin pendingin. Dilakukan

pengukuran suhu refrigeran pada titik tertentu, air keluar masuk, laju aliran

refrigeran dan laju aliran air. Laju aliran air pada kondensor diubah-ubah dengan

cara mengatur pembukaan katup pemasukan air. Lalu suhu tiap titik diamati dan

dilakukan analisis terhadap hasil yang diperoleh. Percobaan dilakukan dengan

refrigeran R-12 dan R-22. Parameter yang dibandingkan di evaporator adalah

suhu evaporasi, suhu brine di dalam evaporator, dan efek pendinginan yang tejadi.

Di kondensor parameter yang dibandingkan adalah suhu kondensasi, beda suhu

logaritmik, koefisien pindah panas keseluruhan, panas buang kondenser dan kalor

serap air. Suhu refrigeran keluar kompresor dan kerja kompresor merupakan

parameter pembanding di kompresor. Dari data yang diukur dapat dibandingkan

pula diagram entalpi tekanan setiap refrigeran dan laju aliran air pendingin pada

suatu titik pengukuran.

Diagram alir penelitian adalah sebagai berikut

Gambar 4. Diagram alir penelitian

Entalpi, entropi, volume spesifik tiap titik ukur

Analisa pendinginan

Panas kondensor, efek pendinginan, kerja

kompresi, COP

Pembacaan diagram Mollier dan tabel keadaan gas

Pengukuran suhu, tekanan, laju aliran

Data pengukuran: suhu kondensasi (Tkond), suhu

evaporasi (Tevap), suhu keluar kompresor (Tdischarge), laju aliran

Mulai

Pengaturan laju aliran medium pendingin

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Profil Perubahan Suhu dan Efek Pendinginan

Analisa proses pendinginan dimulai dari mengamati profil suhu proses

yang terjadi. Gambar 5 menampilkan profil suhu yang terjadi di evaporator.

Thermostat evaporator diset untuk suhu -20 0C, sehingga suhu ini adalah suhu

paling rendah yang mungkin dicapai. Suhu ini dapat dicapai oleh R-12 dengan

laju aliran air pendingin 800 l/jam dan 900 l/jam. R-12 dengan laju aliran air

pendingin 700 l/jam mempunyai parameter pengukuran yang hampir sama dengan

R-12 800 l/jam (suhu kondensasi, efek pendinginan) namun persamaan parameter

ini tidak menghasilkan suhu evaporasi yang sama. Perbedaan ini mungkin

dikarenakan terjadinya overheat pada kompresor karena rendahnya tekanan yang

terjadi dan belum dilakukannya penyesuaian setting kompresor. Proses penurunan

suhu di evaporator dipengaruhi oleh suhu kondensasi yang terjadi. Pada R-22, hal

ini ditunjukkan oleh rendahnya suhu yang dapat dicapai pada aliran 800 l/jam

sesuai dengan rendahnya suhu kondensasi yang terjadi (Gambar 11).

Gambar 5. Profil suhu evaporasi setiap aliran air pendingin dan refrigeran

Sistem bak pendingin yang digunakan pada percobaan ini adalah

menggunakan evaporator chilling liquid dengan refrigeran sekunder brine etilen

glikol. Efek pendinginan di bak pendingin terjadi karena refrigeran mengambil

panas dari brine dan brine mengambil panas dari air yang akan dibekukan. Sistem

ini ditunjukkan oleh Gambar 6.

Profil Suhu Evaporasi

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

0C

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Gambar 6. Sistem evaporator liquid chilling

Profil suhu brine didalam bak pendingin ditampilkan pada Gambar 7.

Pembacaan grafik ini menunjukkan bahwa untuk pendinginan dengan R-22, suhu

brine selalu lebih rendah daripada suhu refrigerannya (Gambar 5) dan penurunan

suhu yang terjadi pada brine hampir sama besarnya dengan penurunan suhu

evaporasi. Suhu brine yang lebih rendah ini tidak cocok dengan proses

perpindahan panas yang terjadi. Pada R-12 suhu brine selalu di atas suhu

refrigeran sehingga proses pendinginan berjalan dengan semestinya dan

menghasilkan laju pendinginan dan waktu pendinginan yang diiinginkan. Suhu

refrigeran yang lebih tinggi daripada suhu brine ini mungkin dikarenakan adanya

panas refrigeran yang tidak terbuang di kondensor.

Gambar 7. Profil suhu brine untuk R-12 dan R-22 pada berbagai laju air

pendingin.

Keterangan : Refrigeran Brine Air

Profil Suhu Brine

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

0C

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 900 l/jam

Efek pendinginan yang terjadi pada refrigeran selama waktu percobaan

ditampilkan pada Gambar 8. Untuk R-22 kecenderungan yang terjadi adalah efek

pendinginan akan mengalami kenaikan pada awal proses lalu konstan. Penurunan

efek pendinginan yang tajam pada awal pendinginan dengan R-22 dengan laju

aliran air pendingin 800 l/jam dikarenakan matinya mesin. Efek pendinginan yang

turun secara konstan ini berpengaruh pada suhu evaporasi yang dihasilkan oleh R-

22. Efek pendinginan untuk R-22 dengan laju aliran air pendingin 800 l/jam yang

besar diikuti dengan waktu penurunan suhu yang cepat dikarenakan suhu

kondensasi R-22 dengan laju aliran 800 l/jam rendah (Gambar 11). Besarnya nilai

efek pendinginan pada R-22 dikarenakan besarnya laju aliran massa dari R-22.

Laju aliran massa R-22 yang besar terjadi karena perbedaan tekanan yang besar

membuat katup ekspansi membuka lebih lebar agar refrigeran yang mengalir pada

evaporator selalu ada.. Tabel 4 menunjukkan laju aliran dari setiap laju aliran air

pendingin dan setiap jenis refrigeran pada suhu evaporasi paling rendah.

Tabel 4. Laju aliran refrigeran Jenis refrigeran

R-12 R-22

Laju aliran

medium

pendingin (l/jam) l/detik kg/detik l/detik kg/detik

700 0.007833 0.009590 0.060666 0.070737

800 0.005317 0.006834 0.083800 0.098676

900 0.003933 0.005095 0.061667 0.072275

Pada R-12 efek pendinginan yang terjadi pada awal proses lebih cepat jika

dibandingkan pada menit berikutnya. Namun efek pendinginan yang dihasilkan

tidak sebesar yang dihasilkan R-22. Kecilnya efek pendinginan tidak

mempengaruhi laju pendinginan yang terjadi karena besarnya efek pendinginan

sebanding dengan panas buang di kondensor (Gambar 14). Efek pendinginan R-12

700 l/jam tidak diikuti dengan perubahan suhu yang cepat karena panas yang

dibuang di kondensor selalu lebih kecil daripada panas yang diserap di evaporator.

Gambar 8. Efek pendinginan R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran air

pendingin.

Pada proses pendinginan kompresor akan melakukan kerja untuk menekan

refrigeran sehingga tercapai tekanan yang sesuai yang dikenal sebagai kerja

kompresi. Hal yang patut diperhatikan pada kompresor selain kerja kompresi

adalah suhu refrigeran keluar kompresor. Suhu refrigeran keluar kompresor pada

R-22 selalu lebih besar daripada R-12 karena nilai panas jenis R-22 lebih kecil

daripada R-12, menyebabkan kenaikan suhu R-22 lebih besar. Seiring dengan

bertambahnya laju aliran suhu keluar kompresor semakin menurun. Tekanan yang

diberikan kompresor sebanding dengan suhu refrigeran yang keluar. Grafik pada

R-12 dengan aliran medium pendingin 800 l/jam mengalami penurunan sementara

karena adanya mesin mati saat percobaan dilakukan. Profil suhu keluar kompresor

ditunjukkan oleh Gambar 9.

Pada Gambar 10 grafik kerja kompresi dari setiap aliran ditampilkan.

Kerja kompresi dan efek pendinginan dari R-12 hampir sama dalam

kecenderungan naik dan turunnya grafik. Pada R-22 kerja kompresi yang hampir

konstan tidak diikuti dengan konstannya efek pendinginan. Pengukuran daya

terukur pada R-22 menunjukkan bahwa kerja kompresi yang dilakukan tidak

sebesar daya kompresi yang terhitung. Kelebihan kalor yang terjadi mungkin

akibat dari panas yang tudak terbuang di kondensor. Perbedaan daya terukur dan

daya kompresi pada suhu evaporasi terendah disajikan dalam Tabel 5.

Efek Pendinginan

02468

101214161820

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

kJ/d

etik

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Gambar 9. Profil suhu keluar kompresor refrigeran R-12 dan R-22 pada berbagai

laju aliran air pendingin.

Gambar 10. Kerja kompresi R-12 dan R-22 pada berbagai laju aliran air pendingin.

Tabel 5. Perbedaan kerja kompresi dan daya terukur R-12 R-22 Laju aliran air

pendingin

(l/jam)

Kerja kompresi

(kJ/detik)

Daya terukur

(kW)

Kerja kompresi

(kJ/detik)

Daya terukur

(kW)

700 0.27 0.75 3.47 1

800 0.23 0.75 4.44 0.95

900 0.36 0.8 3.11 0.95

Profil Suhu Refrigeran Keluar Kompresor

505560

65707580

8590

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

0C

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Kerja Kompresi

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

kJ/d

etik

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

B. Perpindahan Kalor di Kondensor

Selain suhu evaporasi, suhu yang juga harus diperhatikan adalah suhu

kondensasi dari proses yang berlangsung. Besarnya laju aliran medium pendingin

pada R-22 tidak mempengaruhi besarnya suhu kondensasi yang dapat dicapai

namun pada R-12 dengan semakin besar laju aliran maka suhu kondensasi

menurun secara nyata. Suhu kondensasi yang rendah dapat dihubungkan dengan

suhu evaporasi yang rendah pula, pada R-12 900 l/jam dan R-22 800 l/jam. Pada

R-12 800 l/jam, tingginya suhu kondensasi tidak mempengaruhi suhu evaporasi

yang dihasilkan. Hal ini mungkin terjadi karena pindah panas yang terjadi antara

air dan refrigeran di kondensor saat R-12 800 /jam berlangsung seimbang (Tabel

6). Dalam proses pendinginan, suhu kondensasi yang rendah diinginkan karena

akan mengurangi kerja kompresi sehingga akan meningkatkan COP. Sedangkan

penurunan suhu evaporasi akan mengurangi efek pendinginan yang

mengakibatkan turunnya COP. Diperlukan suatu kondisi dimana penurunan suhu

evaporasi sebanding dengan turunnya suhu kondensasi sehingga didapatkan nilai

COP optimum. Profil suhu kondensasi setiap laju aliran medium pendingin dan

refrigeran ditunjukkan oleh Gambar 11.

Gambar 11. Profil suhu kondensasi setiap laju aliran air pendingin dan refrigeran

Kondensor yang digunakan adalah kondensor berpendingin air dengan tipe

shell and coil. Besarnya pindah panas yang terjadi pada kondensor dapat ditinjau

dari perbedaan temperatur logaritmik dan koefisien pindah panas keseluruhan.

Perbedaan temperatur logaritmik pada setiap aliran ditampilkan pada Gambar 12.

Pada R-12 900 l/jam beda temperatur yang rendah diikuti dengan rendahnya suhu

Profil Suhu Kondensasi

2829

3031

3233

3435

36

10 30 50 70 90 110

130

150

170

190

210

Menit

0C

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jam

R-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

kondensasi. Beda temperatur logaritmik menunjukkan perbedaan suhu antara

refrigeran dan air sepanjang kondensor yang digunakan. Dengan semakin

besarnya nilai beda ini, panas yang dipindahkan semakin besar pula. Nilai yang

ditunjukkan oleh R-22 dengan aliran 700 l/jam dan 900 l/jam bukan merupakan

nilai pengukuran karen pengukuran suhu air masuk hanya dilakukan pada saat

awal proses.

Gambar 12. Beda temperatur logaritmik

Nilai koefisien pindah panas total (U) dihitung dengan rumus. Dengan

rumus ini, hal yang selalu berubah adalah koefisien pindah panas dari refrigeran.

Nilai koefisien pindah panas pada R-22 meningkat seiring dengan meningkatnya

laju aliran pendingin, namun hal ini tidak berlaku untuk R-12. Untuk R-12 700

l/jam nilai U yang besar tidak diikuti dengan panas buang kondensor yang besar.

Panas buang kondensor pada aliran ini mungkin dapat diperbesar dengan

menambahkan permukaan pindah panas antara refrigeran dan air. Grafik nilai U

diberikan pada Gambar 13.

Beda Temperatur Logaritmik

10111213141516171819

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

0C

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Gambar 13. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan

Kedua besaran di atas digunakan untuk menganalisa pindah panas yang

terjadi pada kondensor, antara air dan refrigeran. Pada Gambar 14 ditunjukkan

besarnya panas yang dibuang oleh kondensor. Panas yang diserap oleh air pada

suhu evaporasi terendah dapat mewakili kalor serap air sepanjang waktu karena

laju aliran air pendingin konstan. Pada Tabel 6 terlihat bahwa kalor yang dapat

diserap air pada R-12 selalu lebih besar dari panas yang dibuang kondensor. Hal

ini menjadikan proses berjalan dengan efektif dan menghasilkan suhu evaporasi

yang diharapkan dengan waktu yang relatif singkat.

Gambar 14. Panas buang kondensor

Koefisien Pindah Panas Keseluruhan

750770790810830850870890910930

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

W/m

2 K

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jamR-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Panas Buang Kondensor

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

Menit

kJ/d

etik

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jam

R-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Tabel 6. Perbedaan panas buang kondensor dan kalor serap air R-12 R-22 Laju aliran

air

pendingin

(l/jam)

Panas buang

kondensor

(kJ/detik)

Kalor serap

air (kJ/detik)

Panas buang

kondensor

(kJ/detik)

Kalor serap

air (kJ/detik)

700 1.512 2.123 15.626 3.757

800 1.071 1.867 17.205 1.493

900 1.638 1.995 15.988 1.365

C. Pembahasan Koefisien Performansi

Diagram entalpi-tekanan merupakan diagram yang sering digunakan untuk

memperjelas proses yang terjadi dalam pendinginan. Diagram entalpi-tekanan

setiap refrigeran ditampilkan pada gambar 16 dan 17. Diagram yang ditampilkan

adalah dari titik dengan evaporasi paling rendah dari setiap percobaan dengan laju

aliran air pendingin.

Gambar 15. Diagram entalpi-tekanan R-22

Berdasarkan Gambar 11, rendahnya suhu kondensasi pada aliran air

pendingin 800 l/jam menyebabkan nilai entalpi yang kecil dan hal ini

menguntungkan karena meningkatkan efek pendinginan. Suhu kondensasi dan

suhu keluar kompresor pada aliran air pendingin 700 l/jam yang tinggi

menyebabkan rendahnya efek pendinginan dan tingginya kerja kompresi yang

terjadi. Dalam kasus ini, perbedaan suhu pada suhu evaporasi tidak

mempengaruhi entalpi, karena entalpi juga dipengaruhi oleh tekanan evaporasi.

Diagram entalpi tekanan R-22

0200400600800

100012001400

100 200 300 400 500

Entalpi (kJ/kg)

Teka

nan

(kPa

)

R-22; 700 l/jam R-22; 800 l/jam R-22; 900 l/jam

Refrigeran dengan aliran air pendingin 900 l/jam mengalami proses panas lanjut

yang membuat efek pendinginan semakin besar. Tekanan yang dapat dicapai oleh

R-22 lebih tinggi daripada R-12 karena pengaruh dari suhu keluar kompresor.

Kerja kompresi yang lebih besar ini diikuti dengan meningkatnya efek

pendinginan yang terjadi

Gambar 16. Diagram entalpi-tekanan R-12

Dari diagram entalpi-tekanan untuk aliran 800 l/jam dan 900 l/jam tekanan

yang dicapai lebih rendah daripada 700 l/jam karena telah dilakukan penyesuaian

alat, namun tetap saat aliran 700 l/jam diujikan lagi, mesin kompresor tetap mati

sehingga tidak dilakukan pengambilan data ulang. Dengan semakin besarnya laju

aliran, kerja kompresi semakin rendah dan hal ini terjadi baik pada R-12 dan R-22

karena tekanan kompresor yang dihasilkan semakin rendah.

Perbandingan grafik entalpi-tekanan pada laju aliran 800 l/jam untuk R-12

dan R-22 disajikan pada Gambar 16. Dari grafik semakin terlihat bahwa

peningkatan kerja kompresi pada R-22 adalah hampir sebanyak dua kali lipat

dibandingkan dengan kerja kompresi R-12. Namun hal ini terjadi seiring dengan

meningkatnya efek pendinginan yang terjadi.

Koefisien performansi merupakan parameter suatu mesin pendingin dipilih,

karena besaran ini menggambarkan perbandingan efek pendinginan yang terjadi

dan kerja yang dilakukan untuk menghasilkan efek pendinginan tersebut. Dari

gambar 17 terlihat bahwa COP akan meningkat seiring dengan meningkatnya laju

aliran. Namun peningkatan yang terjadi pada R-12 tidak setinggi peningkatan

Diagram entalpi tekanan R-12

0100200300400500600700800900

0 100 200 300 400 500

Entalpi (kJ/kg)

Teka

nan

(kPa

)

R-12; 700 l/jam R-12; 800 l/jam R-12; 900 l/jam

yang terjadi pada R-22. Hal ini terjadi karena nilai efek pendinginan maupun kerja

kompresi dari R-12 tidak berbeda jauh.

Gambar 17. Diagram entalpi-tekanan aliran 800 l/jam

Nilai COP yang dihasilkan pada penelitian ini berbeda dengan penelitian

Silalahi (2006). Hal ini terjadi karena perbedaan suhu evaporasi dan kondensasi

titik pengukuran COP. Silalahi melakukan perhitungan dengan asumsi siklus ideal

pendinginan sedangkan data pengukuran ini diperoleh dari siklus aktual. Silalahi

juga menggunakan simulasi penghitungan dengan suhu kondensasi yang tetap

pada suhu evaporasi yang beragam dan sebaliknya. Sistem pada penelitian ini

merupakan penelitian yang dinamis, dimana suhu evaporasi dan suhu

kondensasinya tidak dapat ditentukan. Nilai COP beserta suhu kondensasi dan

evaporasi dari setiap penelitian ditampilkan pada Tabel 7 dan 8.

Gambar 18. Perbandingan COP R-12 dan R-22 untuk setiap laju aliran air

pendingin.

Diagram entalpi tekanan aliran 800 l/jam

0200400600800

100012001400

100 200 300 400 500

Entalpi (kJ/kg)

Teka

nan

(kPa

)

R-12; 800 l/jam R-22; 800 l/jam

COP

3.20

3.40

3.60

3.80

4.00

700 800 900

Laju aliran air pendingin (l/jam)

CO

P

R-12 R-22

Tabel 7. Nilai COP R-12 dan R-22 pada beberapa suhu evaporasi dan kondensasi (Silalahi, 2006)

COP R-12 COP R-22 COP R-12 COP R-22

Tevap (0C) Tkond = 30 0C Tkond (0C) Tevap = -20 0C

-20 4.956 3.901 24 5.813 4.542

-18 5.229 4.135 26 5.502 4.309

-16 5.225 4.387 28 5.217 4.096

-14 5.848 4.663 30 4.956 3.907

-12 6.203 4.964 32 4.716 3.723

-10 6.593 5.295 34 4.494 3.558

-8 7.026 5.662 36 4.290 3.406

-6 7.507 6.07 38 4.100 3.265

-4 8.407 6.526 40 3.923 3.135

Tabel 8. Nilai COP dan suhu kondensasi serta evaporasinya (penelitian ini).

Refrigeran 700 l/jam 800 l/jam 900 l/jam

COP 3.325 3.335 3.276

Tevap (0C) -7.5 -20.8 -20.6

R-12

Tkond (0C) 32.5 32.1 29.8

COP 3.324 3.697 3.865

Tevap (0C) -14.6 -16.2 -14.9

R-22

Tkond (0C) 31.2 29.2 30.1

Dossat menyatakan bahwa COP akan menurun seiring bertambahnya suhu

kondensasi pada suhu evaporasi tetap atau menurunnya suhu evaporasi pada suhu

kondensasi yang tetap. Pada R-12, suhu kondensasi menurun dan suhu evaporasi

meningkat seiring dengan pertambahan laju aliran sehingga COP yang dihasilkan

menurun. Penurunan laju aliran juga menurunkan tekanan kerja kompresor yang

juga memberi pengaruh pada COP yang dihasilkan. Pada R-22, belum ada

kecenderungan suhu kondensasi dan suhu evaporasi yang terjadi. COP R-22 900

l/jam lebih tinggi daripada R-22 700 l/jam yang mempunyai suhu kondnesasi dan

avporasi yang hampir sama adalah karena R-22 900 l/jam mengalami proses panas

lanjut yang menyebabkan naiknya efek refrigerasi dan berkurangnya kerja

kompresi yang dilakukan.

D. Analisis Komponen Terhadap Penggantian Refrigeran

Penggantian refrigeran akan mempengaruhi kondisi kerja komponen yang

digunakan. Pada kompresor, R-22 ditekan pada tekanan dan suhu yang lebih

tinggi, yang dapat menyebabkan kepala silinder terlalu panas (88 0C pada 1391

kPa). Karena R-22 mempunyai kelarutan terhadap minyak yang lebih tinggi maka

kelarutan R-22 terhadap pelumas yang digunakan juga perlu diperhatikan. Pada

penelitian ini belum diketahui pengaruh kelarutan R-22 pada pelumas yang

digunakan.

Efek pendinginan yang terjadi pada R-22 lebih besar dibandingkan pada

R-12, namun hal ini tidak dibarengi dengan meningkatnya laju pendinginan yang

terjadi karena kurangnya kalor yang dapat diserap oleh medium pendingin.

Peningkatan laju aliran juga harus diperhatikan karena dengan semakin

meningkatnya laju aliran, gesekan yang terjadi akan semakin besar, dan hal ini

mengurangi perpindahan panas yang terjadi. Dengan penggunaan R-22 diperlukan

kondensor dengan permukaan pindah panas yang lebih luas dengan tujuan efek

pendinginan yang besar dapat dikeluarkan oleh kondensor secara maksimal,

namun jika kondensor yang digunakan tidak mudah untuk diganti, maka yang

dapat dilakukan adalah dengan menurunkan suhu medium pendingin yang masuk

kondensor. Katup ekspansi yang digunakan adalah katup ekspansi tipe termostatik

yang kecepatannya dipengaruhi oleh tingginya beda tekanan. Hal ini menjelaskan

tingginya laju aliran pada R-22.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Penggunaan R-22 menggantikan R-12 pada mesin pendingin kompresi uap

yang sama akan mempengaruhi kinerja komponen mesin pendingin. Efek

pendinginan, panas buang kondensor dan kerja kompresi yang dihasilkan pada

mesin yang menggunakan R-22 lebih besar, namun tidak diikuti dengan laju

pendinginan yang cepat. Besarnya nilai ketiga parameter ini dikarenakan besarnya

laju aliran massa yang terjadi. Suhu evaporasi yang dapat dicapai R-22 lebih

rendah daripada R-12 karena kurangnya kalor serap air sebagai medium pendingin.

B. SARAN

Untuk mendapatkan performa mesin pendingin kompresi uap yang

hampir sama dengan saat mesin menggunakan R-12, maka, berdasar percobaan,

hal yang dapat dilakukan pada mesin yang telah diganti dengan R-22 antara lain:

1. Perluasan permukaan sentuh di kondesor dengan tujuan meningkatkan

pindah panas yang terjadi.

2. Penggantian katup ekspansi dengan katup ekspansi yang didesain khusus

bagi R-22 sehingga laju aliran R-22 sesuai dengan kebutuhan pendinginan

dan kapasitas kondensor.

3. Penggunaan kompresor dengan kompresor displacement yang lebih kecil

karena R-22 lebih mudah ditekan sehingga membutuhkan ruang yang

lebih kecil..

VI. DAFTAR PUSTAKA

Dossat, Roy J. 1961. Principles of Refrigeration. John Wiley & Sons. Jepang

Effendy, Marwan. 2005. Pengaruh Kecepatan Udara Pendingin Kondensor

Terhadap Koefisien Prestasi Air Conditioning. Jurnal Teknik Gelagar. (16)

1 : 51-58

Effendy, Marwan. 2005. Pengaruh Kecepatan Putar Poros Kompresor Terhadap

Prestasi Kerja Mesin Pendingin AC. Media Mesin. (6) 2 : 55-62

Kim, Man-Hoe. Piotr A. Domaski and David A Didion. 1997. Performance of R-

22 Alternative Refrigerants in a System with Cross-flow and Counter-flow

Heat Exchanger. National Institute of Standards and Technology.

Gaithersburg.

Nasution, Henry. 2002. Teknik Pendingin. Jurusan Teknik Mesin. Fakultas

Teknik Universitas Bung Hatta, Padang

Silalahi, Santi Roselinda. 2006. Analisis Eksergi dan Karakteristik Termodinamik

Sejumlah Refrigeran Pada Sistem Kompresi Uap. Skripsi. Departemen

Teknik Pertanian. Institut Pertanian Bogor

Stoecker, W.F and J.W Jones. 1982. Refrigeration and Air Conditioning. McGraw

Hill Book Co. Singapura

Stoecker, W.F. 1998. Industrial Refrigeration Handbook. McGraw Hill Book Co.

Singapura

Sumanto. 1996. Dasar-dasar Mesin Pendinginan. Penerbit ANDI. Yogyakarta

Tambunan, A. H. 2001. Teknik Pendinginan. Jurusan Teknik Pertanian. Fakultas

Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor

Trott, AR. 1989. Refrigeration and Air Conditioning. Butterworths. Cambridge,

UK.

UNEP. Pedoman Efisiensi Energi Asia. www.energyefficiencyasia.org www.wikipedia.org

Lampiran 1. Data pengukuran

Tanggal : 14 Maret 2007 Aliran air : 700 l/jam Refrigeran : R-12

Waktu T1

(0C) T2

(0C) T3

(0C) T4

(0C) T5

(0C) T6

(0C) T7

(0C) T8

(0C) T9

(0C) T10 (0C)

Flow refrigeran (kg) P1 (kPa)

P2 (kPa)

Daya (kW)

0 18.3 40.1 31.4 4.5 20 18 27.6 32.7 19 17.8 4206.77 269.5 931 1.05 10 9.8 60 35.8 1.3 10 11 28 33 16.6 11.3 4218.24 245 882 1 20 7 62 35.3 1.1 5 6 28.1 32.6 13.1 5.4 4227.2 220.5 882 0.95 30 3.6 62.6 34.7 -0.8 1 2 28.2 32.2 9.3 1.2 4233.67 196 882 0.95 40 1.5 63.2 34.4 -1.7 -2 -1 28.2 31.7 2.2 -2 4240.26 171.5 833 0.9 50 1.1 63.9 34 -3.5 -5 -4 28.3 31.8 2.2 -4.3 4246.65 147 833 0.9 60 -1.4 64.5 34 -3.4 -7 -6 28.4 31.4 2.2 -5.5 4252.17 147 833 0.9 70 -1.6 65 33.8 -4.1 -9 -8 28.4 31.3 1.3 -7.1 4258.08 147 833 0.85 80 -1.9 65.4 33.4 -4.4 -11 -10 28.4 31.6 -0.1 -9.1 4262.85 147 833 0.8 90 -2.9 65.9 33.5 -6.1 -12 -11 28.3 31.1 -0.3 -9.7 4267.71 147 833 0.8 100 -3.5 65.6 33.1 -6.8 -13 -12 28.3 30.9 -1.6 -11.2 4272.83 147 808.5 0.8 110 -4.8 65.5 32.5 -7.5 -15 -13 28.3 30.6 -2.9 -12.4 4277.7 122.5 808.5 0.8 120 -4 66 32.8 -8.8 -16 -14 28.4 31 -4.2 -13.8 4282.19 147 808.5 0.75

Lampiran 1. Data pengukuran

Aliran air : 800 l/jam Refrigeran : R-12

Waktu T1

(0C) T2

(0C) T3

(0C) T4

(0C) T5

(0C) T6

(0C) T7

(0C) T8

(0C) T9

(0C) T10 (0C)

Flow refrigeran

(kg) P1

(kPa) P2

(kPa) Daya (kW)

0 18.5 27.9 26.9 20.1 20 19.5 28 28.1 17.8 18.6 4493.48 490 686 1 10 9.3 57.9 34.7 0.9 9 9 28.1 32 15.8 8.9 4503.03 245 882 1 20 6.5 60.4 34.4 -3.8 4.5 5 28.2 31.8 12.8 5.5 4511.08 220.5 857.5 0.9 30 3.2 61.8 34 -5.1 1 0 28.3 31.4 8.9 2.1 4518.27 220.5 857.5 0.95 40 1.6 62.5 33.6 -7 -2.5 -2 28.4 31.2 2.2 -0.9 4524.76 196 857.5 0.9 50 -0.2 62.9 33.2 -12.2 -6 -5 28.4 31 2.4 -4.6 4530.08 171.5 833 0.85 60 -0.9 63.6 33 -13.8 -7 -6.5 28.5 30.9 2.3 -6.4 4536.3 147 833 0.8 70 -1.6 64 32.7 -15.9 -8.5 -8 28.5 30.9 2.3 -8.1 4541.7 147 833 0.8 80 -2.4 64.3 32.6 -16.3 -10.5 -10 28.5 31 2.2 -9.3 4546.91 147 833 0.8 90 -3.5 65.1 32.6 -18.6 -12 -11.5 28.6 30.7 1.4 -10.8 4551.58 122.5 808.5 0.75

100 -4.3 64.2 32.4 -18.4 -13 -12.5 28.6 30.6 -0.3 -11.4 4556.16 122.5 808.5 0.75 110 -4.8 64.8 32.1 -20.8 -14 -13 28.6 30.6 -2 -12.2 4560.22 107.8 784 0.75 120 -5.6 64.3 31.8 -7.5 -15 -14 28.6 29.2 -3.9 -12.8 4563.41 122.5 784 0.75

Lampiran 1. Data pengukuran

Aliran air : 900 l/jam Refrigeran : R-12

Waktu T1

(0C) T2

(0C) T3

(0C) T4

(0C) T5

(0C) T6

(0C) T7

(0C) T8

(0C) T9

(0C) T10 (0C)

Flow refrigeran

(kg) P1

(kPa) P2

(kPa) Daya (kW)

0 24.9 24.2 24.5 22.7 23 25 25.8 25.9 15.8 16.1 4044.65 465.5 637 1 10 6.7 54.4 31.8 0.4 9 9.5 25.9 29.2 13.8 9.8 4053.86 245 833 1 20 4.3 57.1 31.3 -3.2 4 4.5 25.9 29.2 10.4 5.6 4061.77 196 784 0 30 1.6 58.7 31.2 -8.3 0 1 25.9 29.1 6.6 0.2 4069.25 196 784 0.9 40 -0.2 59.5 30.9 -10.8 -3 -2.5 26 28.9 1 -2.5 4075.5 196 784 0.9 50 -1.3 60 30.6 -9.1 -6 -5 26 28.6 2.4 5.6 4081.72 196 784 0.9 60 -2.1 60.9 30.3 -12.9 -8 -7 26.1 28.6 2.3 6.9 4087.31 147 784 0.9 70 -3.7 61 30.1 -13.3 -10 -9 26.3 28.4 1.6 -9.2 4092.62 147 784 0.9 80 -4 61.4 30 -17.4 -12 -11 26.3 28.5 0.1 -10.2 4097.64 147 784 0.8 90 -5.3 61.3 30 -18.7 -13 -12 26.4 28.3 -1.5 -12.6 4102.49 147 784 0.8 100 -5.8 61.6 29.8 -20.6 -15 -13 26.4 28.3 -3 -13.5 4107.28 147 735 0.8 110 -5.4 61.8 29.6 -19.9 -16 -14 26.5 28.5 -4.4 -14.1 4112.17 147 735 0.8 120 -7.4 62.2 29.8 -4.5 -17 -15 26.6 28.3 -5.6 -15.8 4117.3 147 735 0.8 130 -12.3 60 29.2 -10.1 -17.5 -15 26.6 27.6 -7.8 -16 4119.66 147 735 0.8

Lampiran 1. Data pengukuran Aliran air : 700 l/h Refrigeran : R-22

Waktu T1

(0C) T2

(0C) T3

(0C) T4

(0C) T5

(0C) T6

(0C) T8

(0C) T9

(0C) T10 (0C)

Flow refrigeran (kg) P1 (kPa) P2 (kPa)

Daya (kW)

0 29.4 27.5 27.6 30 28 30 26.6 27.9 27.9 8749.98 1029 1127 - 10 25 86.3 35.3 21.1 21 22 33.1 21.9 25.6 8795.8 343 1489.6 1.45 20 21.5 87.7 35.6 16.3 15 16 33.1 16.9 21.2 8845.65 343 1489.6 1.45 30 18 87.3 35.1 12 10 12 32.8 12.1 16.6 8897.7 333.2 1470 1.35 40 15.4 87.7 34.9 8.3 6 8 32.5 7.8 12.3 8945.9 303.8 1445.5 1.32 50 13 87.8 34.5 5.2 2 4 32.4 4.4 8.1 8991.5 284.2 1421 1.3 60 10.8 87.7 34 2.1 -1 1 32.1 0.9 3.1 9036 245 1391.6 1.2 70 9.5 88.1 34 0 -3 -1 32.1 -1.4 2.1 9077 245 1391.6 1.2 80 8.1 87.8 33.4 -2 -5.5 -3 31.7 -3.4 2.3 9117.8 245 1391.6 1.15 90 6.9 87.9 33.3 -3.7 -7.5 -5.5 31.6 -5.5 2.4 9157.7 235.2 1372 1.15

100 6 87.3 33 -5 -9 -7 31.5 -7 1.8 9196.7 220.5 1372 1.12 110 5.1 87.9 33 -6.3 -11 -9 31.4 -8.5 0.2 9234.95 215.6 1362.2 1.1 120 4.4 87.7 32.9 -7.4 -12 -10 31.4 -9.8 -1.2 9272.7 205.8 1362.2 1.1 130 3.8 87.7 32.5 -8.5 -9 1 31.3 -12.8 -2.4 9309 196 1352.4 1.05 140 3.2 87.5 32.5 -9.5 -10.5 1 31.2 -13.3 -3.8 9346.6 196 1347.5 1.05 150 2.6 87.8 32.4 -10.3 -11.5 1 31.2 -14.6 -5.2 9383.1 196 1347.5 1.05 160 2.1 87.6 32.2 -11.2 -12.5 1 31.2 -16.7 -7.8 9419.8 196 1323 1 170 1.7 87.3 32 -11.9 -14 -1 31.1 -14.8 -12.4 9456.4 196 1323 1 180 1.2 87.3 32 -12.6 -14 0 31.2 -15.8 -14.3 9493.1 196 1323 1

190 0.9 87.4 32 -13.3 -16 0 31.2 -16.6 -15.5 9567.1 186.2 1323 1 200 0.6 87.7 32 -14 -16.5 0 31.2 -17.1 -16.4 9603.5 186.2 1323 1 210 0.1 87.5 31.9 -14.6 -17 0 31.2 -17.8 -17.2 9640 186.2 1323 1

Lampiran 1. Data pengukuran Aliran air: 800 l/jam Refrigeran : R-22

Waktu T1 (0C) T2 (0C) T3 (0C) T4 (0C) T7 (0C) T8 (0C)

Flow Refrigeran

(kg) P1 (kPa) P2 (kPa) Daya (kW)

0 24.2 44.2 31.9 21.5 30.3 32.7 370.8 539 1176 - 10 14.4 83.6 32.2 7.6 30.3 33.3 452 392 1372 1.2 20 12 84.9 32.2 4.1 30.6 33.3 495 245 1372 1.2 30 9.5 84.6 31.9 0.4 30.6 33.2 567.2 245 1372 1.2 40 7.7 85.4 32 -2.2 30.9 33.2 619.5 245 1323 1.1 50 6.5 85.1 32 -4.1 31 33.5 670 220.5 1323 1.1 60 5.4 86 31.9 -5.9 30.9 33.3 719.1 196 1323 1.1 70 4.3 85.3 31.4 -7.5 30.7 32.9 767.3 196 1323 1.1 80 3.3 85.8 31.2 -8.9 30.7 32.7 815.3 196 1323 1 90 2.4 85.7 30.9 -10.2 30.4 32.5 862.6 196 1323 1 100 1.8 84.5 30.5 -11.3 30.2 32.1 910.5 196 1274 1 110 1.1 84.6 30.3 -12.4 29.9 31.9 955.5 196 1274 1 120 0.4 84.9 29.9 -13.4 29.9 31.6 1002 196 1274 1 130 -0.3 84.3 29.6 -14.5 29.9 31.3 1048.4 196 1274 1 140 -0.8 83.9 29.5 -15.2 29.9 31.3 1095 171.5 1274 0.95 150 -1.4 84.6 29.4 -16.2 29.9 31.3 1141.7 171.5 1274 0.95 160 -1.9 82.9 29.2 -17.1 29.8 31.4 1192 171.5 1274 0.95

Lampiran 1. Data pengukuran Aliran air: 600 l/h Refrigeran : R-22 a) Pengambilan data awal hingga menit ke-90

Waktu T1 (0C) T2 (0C) T3 (0C) T4 (0C) T5 (0C) T6 (0C) T7 (0C) T8 (0C)T9

(0C) T10 (0C)

Flow refrigeran

(kg) P1 (kPa) P2 (kPa) Daya (kW)

0 28.6 27.1 27.4 28.2 27 27 27.9 27.9 25 25.4 6324.43 343 1347.5 1.4 10 22.7 82.4 34.9 18.7 18 18 31.9 28 21.6 17.7 6283.89 343 1440.6 1.4 20 19 83.7 35 13.4 12 12 31.8 28 16.8 13.4 6335.2 343 1440.6 1.4 30 16 84.2 34.6 9.6 8 8 31.5 28 12.1 9.2 6382.6 303.8 1421 1.3 40 13.4 84.3 34.1 6.2 4 4 31.4 28 7.8 5.2 6428.3 294 1391.6 1.3 50 11.3 84.8 33.8 3.1 0.5 1 31.2 28 4.9 2 6472.7 269.5 1372 1.2 60 9.3 85.2 33.6 0.5 -2.5 -2 31 28 1.9 -0.8 6514.05 245 1372 1.15 70 7.9 85.1 33.3 -1.8 -5 -4.5 31 28 1.8 -3.5 6555.4 245 1372 1.15 80 6.7 85.3 33 -3.7 -8 -7.5 30.8 28 1.9 -5.2 6594.9 245 1323 1.15 90 5.7 85.5 32.8 -5.1 -9 -8.5 30.8 28 0.6 -7 6632.8 220.5 1323 1.1

Pengambilan data kedua dilakukan setelah mesin berjalan 1.5 jam, dimana didapatkan suhu evaporasi yang hampir sama dengan pengukuran sebelumnya

Waktu T1 (0C) T2 (0C) T3 (0C) T4 (0C) T5 (0C) T6 (0C) T7 (0C) T8 (0C)

T9 (0C)

T10 (0C)

Flow refrigeran

(kg) P1 (kPa) P2 (kPa) Daya (kW)

0 1.0 84.3 31.4 -5.9 -13 -16 24 30.4 -10.4 -13.9 7192.2 196.0 1274.0 1 10 0.4 84.8 31.1 -6.1 -14 -17 24 30.3 -13.2 -14.9 7226.2 196.0 1274.0 1 20 -0.1 85.0 31.0 -6.8 -15 -18 26 30.3 -14.9 -15.9 7263.2 186.2 1274.0 1 30 -0.5 84.6 31.0 -7.8 -16 -19 27 30.0 -16.1 -16.8 7302.6 186.2 1274.0 1 40 0.9 85.0 30.9 -8.3 -17 -20 26 30.0 -17.2 -17.7 7340.0 186.2 1274.0 1 50 -1.1 85.4 30.6 -9.2 -18 -20 26 29.8 -18.0 -18.4 7375.2 176.4 1274.0 0.95 60 -1.5 85.0 30.4 -11.0 -18 -21 26 30.0 -18.8 -19.2 7411.5 176.4 1274.0 0.95 70 -1.7 84.8 30.6 -11.0 -19 -21 26 29.8 -19.2 -19.8 7448.0 171.5 1274.0 0.95 80 -2.0 84.3 30.4 -11.5 -19 -22 26 29.8 -19.8 -20.0 7484.7 171.5 1274.0 0.95 90 -2.3 83.5 30.2 -12.7 -20 -22 26 29.7 -20.2 -20.5 7521.5 171.5 1274.0 0.95 100 -2.4 84.9 30.3 -13.0 -20 -22 26 29.7 -20.4 -20.7 7558.3 171.5 1274.0 0.95 110 -2.6 84.5 30.3 -14.1 -20 -23 26 29.6 -20.9 -21.1 7595.5 166.6 1274.0 0.95 120 -2.7 84.2 30.1 -14.9 -21 -23 26 29.2 -21.2 -21.4 7632.5 166.6 1274.0 0.95

Lampiran 2. Gambar mesin pembeku