BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN
4.3 Pembahasan
4.3.1 Pengaruh Laju Aliran Air Dingin terhadap Kinerja Mesin
Properties of R-22 Refrigerant (CHCIF2) berupa nilai entalpi yang dapat dilihat pada Tabel 4.5 untuk tiga variasi penelitian. Pada penelitian yang telah dilakukan terdapat penurunan arus listrik yang bekerja pada kompresor, arus yang diukur lebih rendah dari spesifikasi standar kompresor ¾ PK, pada spesifikasi besar arus listrik 2,8 A, setelah dipergunakan arus listrik sebesar 1,98 A. Hal tersebut dipengaruhi oleh kondisi komponen seperti kompresor dan kondensor yang digunakan, komponen tersebut dalam kondisi bekas, sehingga kinerja dan efisiensinya menurun. Selain itu penambahan kipas pada kondensor juga mempengaruhi kinerja ideal kompresor dan kondensor.
4.3.1 Pengaruh Laju Aliran Air Dingin terhadap Kinerja Mesin Siklus Kompresi Uap
Laju aliran air dingin memberikan pengaruh terhadap kinerja mesin siklus kompresi uap. Pengaruh ini dapat dilihat dari besarnya energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin), energi kalor yang dilepaskan
kondensor persatuan massa refrigeran (Qout), kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win), COPideal, COPactual, efisiensi (η), dan laju aliran massa refrigeran (ṁ). Pada penelitian ini menggunakan 3 variasi laju aliran air dingin yaitu 0,349 l/s, 0,328 l/s, dan 0,280 l/s. Dari ketiga variasi tersebut akan terlihat pengaruh kinerja pada mesin water chiller. Untuk mempermudah melihat perbandingan dari nilai – nilai perhitungan setiap variasi, dapat dilihat pada Gambar 4.3 s.d. 4.9.
Gambar 4.3 Perbandingan Nilai Qin untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.3 dapat diketahui nilai energi kalor yang diserap oleh evaporator (Qin) untuk tiga variasi. Nilai Qin tertinggi dihasilkan pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai Qin = 132,71 kJ/kg, kemudian diikuti dengan laju aliran dingin 0,328 l/s dengan nilai Qin sebesar 129,92 kJ/kg, dan nilai Qin terendah didapat pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai Qin sebesar 128,52 kJ/kg. Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa semakin rendah laju aliran air dingin semakin tinggi nilai Qin nya. Besarnya Qin dipengaruhi oleh perubahan suhu kerja evaporator.
Semakin rendah suhu kerja evaporator maka penyerapan kalor yang terdapat pada air (refrigeran sekunder) yang bersirkulasi pada evaporator 2 akan lebih besar. Demikian pula kemampuan air dingin untuk menyerap kalor yang terdapat pada udara di dalam ruangan yang dikondisikan semakin tinggi / besar.
Gambar 4.4 Perbandingan Nilai Qout untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.4 dapat diketahui energi kalor yang dilepas oleh kondensor (Qout) untuk tiga variasi. Nilai Qout tertinggi dihasilkan pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai Qout = 181,36 kJ/kg, kemudian diikuti pada laju aliran dingin 0,328 l/s dengan nilai Qout sebesar 179,18 kJ/kg, dan nilai Qout terendah didapat pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai Qout sebesar 178,34 kJ/kg. Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa semakin rendah laju aliran air dingin semakin tinggi nilai Qout nya. Hal tersebut disebabkan karena besarnya kalor yang dilepas
kondensor (Qout) sama dengan besarnya kalor yang diserap evaporator (Qin), ditambah besarnya kerja yang diberikan kompresor.
Gambar 4.5 Perbandingan Nilai Win untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.5 dapat diketahui kerja yang dilakukan oleh kompresor Win
untuk tiga variasi. Nilai Win tertinggi dihasilkan pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai Win = 49,82 kJ/kg, kemudian diikuti pada laju aliran dingin 0,328 l/s dengan nilai Win sebesar 49,26 kJ/kg, dan nilai Win terendah didapat pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai Win sebesar 48,65 kJ/kg. Hal tersebut disebabkan karena tekanan kondensor pada laju aliran air dingin 0,349 l/s sebesar 2,214 MPa, yang berarti bahwa jika tekanan kondensor tinggi mengakibatkan kerja kompresor (Win) pada mesin water chiller juga tinggi. Selain itu laju aliran air dingin juga berpengaruh terhadap kerja kompresor (Win), semakin cepat laju aliran air dingin maka pertukaran kalor yang terjadi pada evaporator 2 juga akan semakin besar,
mengakibatkan suhu air (refrigeran sekunder) juga akan meningkat, dengan meningkatnya suhu air (refrigeran sekunder) tersebut maka membuat kerja kompresor lebih berat untuk mendinginkan air (refrigeran sekunder) tersebut sebagai fluida kerja untuk mendinginkan ruangan.
Gambar 4.6 Perbandingan Nilai COPideal untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.6 dapat diketahui nilai dari COPideal untuk tiga variasi. Nilai COPideal tertinggi didapat pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai COPideal
sebesar 3,85, kemudian diikuti pada laju aliran air dingin 0,328 l/s dengan nilai COPideal sebesar 3,79, dan nilai COPideal terendah didapat pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai COPideal sebesar 3,78. COPideal adalah COP yang dipengaruhi oleh temperatur evaporasi dan temperatur kondensasi, maka besar kecilnya COPideal
dipengaruhi oleh temperatur kerja evaporator dan temperatur kerja kondensor. Dari Gambar 4.7 dapat diketahui nilai dari COPaktual untuk tiga variasi. Nilai COPaktual
tertinggi didapat dari variasi laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai COPaktual
sebesar 2,73, kemudian diikuti dengan variasi laju aliran air dingin 0,328 l/s dengan nilai COPaktual sebesar 2,64, dan nilai COPaktual terendah didapat dari variasi laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai COPaktual sebesar 2,58. Besarnya COPaktual
dipengaruhi oleh perubahan kalor yang diserap evaporator (Qin) dan kerja kompresor (Win).
Gambar 4. 8 Perbandingan Nilai Efisiensi (η) untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.8 dapat diketahui perbandingan nilai efisiensi (η) untuk tiga variasi. Efisiensi tertinggi didapat pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan persentase sebesar 70,81 %, kemudian diikuti pada laju aliran air dingin 0,328 l/s dengan persentase sebesar 69,57 %, dan efisiensi terendah didapat pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan persentase sebesar 68,21 %. Dari data yang telah didapatkan dapat disimpulkan bahwa semakin rendah laju aliran air dingin maka efisiensi akan semakin tinggi hal ini dipengaruhi oleh kondisi mesin dan juga berdasarkan COPideal dan COPaktual.
Gambar 4. 9 Perbandingan Nilai Laju Aliran Massa Refrigeran untuk Variasi Laju Aliran Air Dingin
Dari Gambar 4.9 dapat diketahui perbandingan nilai laju aliran massa refrigeran (ṁ) untuk tiga variasi. Laju aliran massa refrigeran tertinggi didapat pada laju aliran air dingin 0,280 l/s dengan nilai 0,0090 kg/s , kemudian diikuti pada laju
aliran air dingin 0,328 l/s dan variasi pada laju aliran air dingin 0,349 l/s dengan nilai laju aliran massa refrigeran yang sama yaitu 0,0084 kg/s. Besarnya laju aliran massa refrigeran dipengaruhi oleh kerja kompresor (Win) dan arus listrik (I) yang dipergunakan oleh kompresor. Semakin besar kerja yang dilakukan kompresor (Win) maka laju aliran massa refrigeran akan semakin kecil, sedangkan jika arus listrik (I) yang digunakan oleh kompresor semakin tinggi maka laju aliran massa refrigeran akan semakin besar, dapat disimpulkan bahwa kerja kompresor (Win) dan arus listrik (I) yang dipergunakan kompresor berbanding terbalik terhadap laju aliran massa refrigeran.
4.3.2 Pengaruh Laju Aliran Air Dingin terhadap Suhu Ruangan yang