F. Diagram alir penelitian
3. Analisis Perhitungan
kondensor pada tekanan 10 bar dan entalpi 460.6 kJ/kg dan pada kondensor akibat banyaknya belokan dan gesekan sehingga terjadi penurunan tekanan dimana tekanan keluar kondensor adalah 9.8 bar dan entalpi 243.5 kJ/kg, selanjutnya pada katup ekspansi tekanan dan temperaturnya turun tapi entalpinya konstan dimana keluar katup ekspansi pada tekanan 5.1 bar dan entalpi 254.5 kJ/kg, kemudian masuk evaporator pada tekanan 4.9 bar dan entalpinya 258.5 kJ/kg, kemudian pada evaporator tekanan refrigeran turun lagi hal ini terjadi karena adanya belokan dan gesekan pada pipa-pipa evaporator adapun tekanan keluar evaporator 4.5 bar dan entalpi 412.7 kJ/kg, kemudian refrigeran masuk kembali kedalam kompresor.
Untuk diagram P-h R134a pada temperatur ruangan konstan lainnya dapat dilihat pada lampiran D
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) dalam satuan kW 8. Coefisien of performance (COP)
Contoh Perhitungan a. R22
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.1 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika : P = 496.42 psi T1 = 24 0C = 297 K
=
=
= 5.824 kg/m3
Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 5.824 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 3.99 m/s
= 0.173 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (461.5 - 424.3) kJ/kg
= 37.20 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (2.6 A x 220 Volt) / 1000
= 0.572 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.0154 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1-h4)
= 0.0154 kg/s (424.3 - 239.1) kJ/kg
= 2.848 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (424.3 – 239.1) kJ/kg
= 185.20 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.0154 kg/s (461.5 - 239.1) kJ/kg
= 3.400 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP) COP =
=
=
= 4.978
b. R134a
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.2 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁudevap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 448.16 psi T1 = 24.8 0C = 297.8 K
=
=
= 5.244 kg/m3
Laju aliran massa udara evaporator : ṁud evap = udara x A x V
= 5.244 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 3.1m/s
= 0.878 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (462.5 – 415.8) kJ/kg
= 46.70 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (1.9 A x 220 Volt) / 1000
= 0.418 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00895 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1-h4)
= 0.00895 kg/s (415.8 – 244.9) kJ/kg
= 1.530 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre)
qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (415.8 – 244.9) kJ/kg
= 170.90 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00895 kg/s (462.5 – 244.9) kJ/kg
= 1.940 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP =
=
=
= 3.660 c. Propan 100 %
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.3 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 420.58 psi T1 = 26.40C = 297.4 K
=
=
= 4.932 kg/m3 Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 4.93 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 3.2m/s
= 0.844 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (688.8 – 629.8) kJ/kg
= 59.00 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (2 A x 220 Volt) / 1000
= 0.440 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00746 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁrefrigeran x (h1-h4)
= 0.00746 kg/s (629.8 – 286.4) kJ/kg
= 2.561 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (629.8 – 286.4) kJ/kg
= 343.40 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00746 kg/s (688.8 – 286.4) kJ/kg
= 3.000 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP =
=
=
= 5.820 d. Isobutan 100 %
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.4 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 172.36 psi T1 = 19.60C = 292.6 K
=
=
= 2.055 kg/m3 Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 2.055 kg/m3x(0.165x0.045)m2 x 4.53 m/s
= 0.503 kg/s 2. Perhitungan kerja kompresi (wc)
wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (676.4 – 585.8) kJ/kg
= 90.60 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (1.4 A x 220 Volt) / 1000
= 0.308 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref
=
=
= 0.00340 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1-h4)
= 0.00340 kg/s (585.8 – 267.5) kJ/kg
= 1.082 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (585.8 – 267.5) kJ/kg
= 318.30 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00340 kg/s (676.4 – 267.5) kJ/kg
= 1.390 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP =
=
=
= 3.513
e. Propan 90% + Isobutan 10%
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.5 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 344.74 psi T1 = 28.80C = 301.8 K
=
=
= 3.980 kg/m3
Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 3.980 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 5.35 m/s
= 1.150 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (690.0 – 625.2) kJ/kg
= 64.80 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (1.9 A x 220 Volt) / 1000
= 0.418 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00645 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1 - h4)
= 0.00645 kg/s (625.2 – 283.5) kJ/kg
= 2.204 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (625.2 – 283.5) kJ/kg
= 341.70 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00645 kg/s (690.0 – 283.5) kJ/kg
= 2.622 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP
=
=
=
= 5.273
f. Propan 80% + Isobutan 20%
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.6 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 358.53 psi T1 = 29.30C = 302.3 K
= =
= 4.132 kg/m3
Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 4.132 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 5.35 m/s
= 1.194 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (690.3 – 621.1) kJ/kg
= 69.20 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= ( 1.9 A x 220 Volt) / 1000
= 0.418 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00604 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1 - h4)
= 0.00604 kg/s (621.1 – 282.1) kJ/kg
= 2.048 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (621.1 – 282.1) kJ/kg
= 339.00 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc)
Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.01 kg/s (621.1 – 282.1) kJ/kg
= 2.466 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP =
=
=
= 4.899
g. Propan 70% + Isobutan 30%
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.7 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan
R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg untuk udara T = Suhu absolut K
A = Luas penampang m2 V = kecepatan m/s
Jika P = 399.9 psi T1 = 22.80C = 295.8 K
=
=
= 4.710 kg/m3
Laju aliran massa udara evaporator : ṁudevap = udara x A x V
= 4.710 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 4.5 m/s
= 1.145 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (674.3 – 604.0) kJ/kg
= 70.30 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= ( 1.9 A x 220 Volt) / 1000
= 0.418 kW
4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00595 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1 - h4)
= 0.00595 kg/s (604.0 – 283.7) kJ/kg
= 1.904 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (604.0 – 283.7) kJ/kg
= 320.30 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00595 kg/s (674.3 – 283.7) kJ/kg
= 2.322 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP) COP =
=
=
= 4.556
h. Propan 50% + Isobutan 50%
Sebagai contoh perhitungan digunakan data lampiran C.8 nomor satu menit ke lima.
1. Perhitungan laju aliran massa udara evaporator (ṁud evap)
=
Dimana : = Massa jenis udara kg/m3 P = Tekanan bar R = Tetapan gas 0.287 kJ/kg
T = Suhu absolut (K)
A = Luas penampang (m2) V = kecepatan m/s Jika P = 489.53 psi T1 = 210C = 294 K
= =
= 5.802 kg/m3 Laju aliran massa udara evaporator :ṁudevap = udara x A x V
= 5.802 kg/m3 x (0.165x0.045) m2 x 3.61 m/s
= 1.131 kg/s
2. Perhitungan kerja kompresi (wc) wc = (h2 - h1) kJ/kg
= (671.2 – 597.8) kJ/kg
= 73.40 kJ/kg
3. Perhitungan daya kompresi (Wc) Wc = (I x V) / 1000
= (2.2 A x 220 Volt) / 1000 = 0.484 kW 4. Perhitungan laju aliran massa refrigeran (ṁref)
ṁref =
=
= 0.00659 kg/s
5. Perhitungan laju aliran kalor evaporator (Qevap) Qevap = ṁref x (h1 - h4)
= 0.00659 kg/s (597.8 – 275.1) kJ/kg
= 2.128 kW
6. Perhitungan efek refrigerasi (qre) qre = (h1 – h4) kJ/kg
= (597.8 – 275.1) kJ/kg
= 322.70 kJ/kg
7. Perhitungan laju aliran kalor kondensor (Qc) Qc = ṁref kg/s (h2 – h3) kJ/kg
= 0.00659 kg/s (671.2 – 275.1) kJ/kg
= 2.612 kJ/s
8. Perhitungan coefisien of performance (COP)
COP
=
=
=
= 4.396