BAB I Pengujian Mesin Pendingin

BAB III

PENGUJIAN MESIN PENDINGIN

3.1 Pendahuluan

Proses pendingin (refrigerasi) merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam suatu ruangan. Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi tetapi hanya dapat memindahkannya dari satu substansi ke substansi lainnya. Untuk pemindahan energi panas ruangan dibutuhkan suatu fluida penukar kalor yang disebut refrigeran. Mesin pendingin umumnya bekerja dengan memanfaatkan siklus termodinamika kompresi uap.[2]

3.2 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum pengujian mesin pendingin adalah :

1. Mengetahui karakteristik dan prinsip kerja dari sistem pendingin siklus kompresi uap.

2. Mengetahui bagian-bagian dari sistem pendingin dan dapat mengoperasikan sistem pendingin.

3. Mengetahui parameter-parameter unjuk kerja dari mesin pendingin. [2]

3.3 Dasar Teori

Mesin refrigerasi yang digunakan dalam percobaan ini adalah jenis siklus kompresi uap. Secara skematik peralatan pengujian diperlihatkan pada Gambar 1.1

2. Kompresor adalah kompresor torak.

3. Kondensor adalah penukar panas jenis koil bersirip.

4. Pada pengujian ini hanya digunakan alat ekspansi jenis pipa kapiler.

5. Setiap seksi masuk dan keluar dari komponen utama mesin refrigerasi dipasang pressure gauge dan termometer untuk mengetahui kondisi refrigeran pada seksi tersebut.

Cara kerja dari siklus refrigerasi kompresi uap adalah sebagai berikut:

Fluida kerja dikompresikan di dalam kompresor dari tingkat keadaan 1 ke tingkat keadaan 2. Pada tekanan tinggi ini fluida kerja diembunkan di dalam kondensor ke tingkat keadaan 3 dan kemudian diekspansikan dengan alat ekspansi ke tingkat keadaaan 4 dan menguap di dalam evaporator kembali ke tingkat keadaan 1. Apabila untuk proses-proses diatas diterapkan dalam diagram tekanan dan entalpi maka siklusnya akan terlihat seperti pada gambar 1.2. [2]

Gambar 3.2 Siklus kompresi uap pada diagram P-h. [2] 3.3.1 Pengetahuan Umum Mesin Pendingin

1. Sistem pendinginan absorpsi. 2. Sistem pendingin kompresi uap. 3. Sistem refrigerasi Brayton.

3.3.2 Bagian-Bagian Sistem Pendingin Siklus Kompresi Uap

1. Refrigeran yang digunakan pada mesin refrigerasi adalah Freon-22. 2. Kompresor adalah kompresor torak.

3. Kondensor adalah penukar panas jenis koil bersirip.

4. Pada pengujian ini hanya digunakan alat ekspansi jenis pipa kapiler.

5. Setiap seksi masuk dan keluar dari komponen utama mesin refrigerasi dipasang pressure gauge dan termometer untuk mengetahui kondisi refrigeran pada seksi tersebut.

3.3.3 Prinsip Kerja Mesin Pendingin Siklus Kompresi Uap

Cara kerja dari siklus refrigerasi kompresi uap adalah sebagai berikut:

Gambar 3.3 Siklus kompresi uap pada diagram P-h. [2]

3.3.4 Refrigeran dan Karakteristiknya

Refrigeran adalah suatu medium yang fungsinya sebagai pengangkut panas, sehingga panas tersebut diserap dari evaporator dan dilepaskan ke kondensor. Pemilihan refrigeran pada mesin pendingin merupakan faktor yang menentukan karena dapat mempengaruhi efisiensi dari mesin itu sendiri. Unit-unit refrigerasi banyak dipergunakan untuk daerah temperatur yang luas, dari unit untuk keperluan pendinginan udara sampai refrigerasi. Berikut merupakan karakteristik refrigeran :

1. Tekanan penguapan harus cukup tinggi.

2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. 3. Kalor laten penguapan harus tinggi.

4. Koefisien prestasi harus tinggi.

5. Volume spesifik (terutama dalam fasa gas) yang cukup kecil. [3]

Pada siklus kompresi uap, suatu refrigeran yang digunakan harus memenuhi sifat-sifat sebagai berikut :

1. Stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi tidak menyebabkan korosi.

2. Tidak boleh beracun dan berbau merangsang.

3. Tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak. [3]

Tabel 3.1 Sifat fisik refrigeran : R22 [4]

Refrigerant R22

Molar mass 86,5 kg/kmol

Normal boiling point (at 0,1013 Mpa) -40,8o_C

Critical temperature 96,2o_C

Critical pression 4,99 MPa

Properties at 0o_{C Liquid Vapour}

Pressure 0,50 Mpa 0,50 Mpa

Specific Volume 0,78 dm3_{/kg 47,11 dm}3_/kg

Viscosity 218,22 x 10-6 _{Pa s 11,50 x 10}-6 _{Pa s}

Thermal conductivity 0,095 W/(m K) 0,009 W/(m K)

Surface tension 0,012 N/m

Heat of vaporization 205,1 KJ/kg

3.3.5 Aplikasi Mesin pendingin

Dalam kehidupan sehari hari kita sering menggunakan mesin refrigerasi. Kegunaan dari mesin refrigerasi sangat banyak sehingga teknogi adalam perkembangan rmesin refrigerasi terus berkembang. Adapun aplikasi dari mesin refrigerasi adalah sebagai berikut :

1. Air Conditioner (AC).

2. Intercooler

3. Lapangan es (Ice Skating Rinks).

4. Penurunan kelembaban (Dehumidifiers). [5]

3.3.6 Performa Mesin Pendingin

Rumus perhitungan yang digunakan pada pengujian Mesin pendingin adalah sebagai berikut :

5. Laju Aliran Kalor Pendingin ( Qevap )

Qevap = mref



( h1 – h4 )(kw) 6. Coefficient of Performance (COP).

7. Performance Factor ( PF )

PF =

4 1

1 2

h h

h h

 

[2]

3.4 Peralatan dan Bahan Pengujian Peralatan yang dipakai antara lain :

Gambar 3.4 Skema peralatan mesin pendingin kompresi uap. [2]

Keterangan :

1. Refrigeran yang dipakai adalah R22. Refrigeran ini berfungsi sebagai fluida kerja yamg mentransfer kalor dalam system.

2. Kompresor adalah kompresor putar berjenis hermatik Berfungsi untuk menaikkan tekanan pada sistem refrigerasi mesin pendingin.

Gambar 3.6 Kompresor. [6]

3. Kondensor adalah mesin penukar panas berjenis koil bersirip. Alat ini berfungsi untuk mengkondensasikan atau mengembunkan refrigeran dari kompresor. Melepas kalor refrigeran dengan cara konveksi paksa melalui aliran udara dari fan.

Gambar 3.7 Kondensor.[6]

Gambar 3.8 Evaporator. [6]

5. Alat ekspansi yang dipakai berjenis pipa kapiler yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran dari kondensor yang selanjutnya disuplai ke evaporator.

Gambar 3.9 Pipa Kapiler. [6]

6. Pressuregauge berfungsi untuk mengukur tekanan

refrigeran pada masing-masing komponen mesin pendingin.

Gambar 3.10 PressureGauge. [6]

7. Thermodisplay berfungsi untuk mengukur

Gambar 3.11 Thermodisplay. [6]

8. Termokopel berfungsi sebagi sensor yang berguna untuk membaca temperatur/suhu pada titik yang telah ditentukan.

Gambar 3.12 Termokopel. [6]

9. Air digunakan sebagai variabel yang didinginkan oleh mesin pendingin.

Gambar 3.13 Air. [6]

3.5 Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Menghubungkan kabel listrik mesin pendingin dengan sumber listrik. 2. Menjalankan motor kompresor.

3. Menjalankan fan kondensor.

4. Menunggu beberapa saat sampai kondisi steady.

5. Mencatat beberapa data setiap terjadi perubahan suhu pada T2 setiap

kenaikan 1o_{C dan data lain diantaranya:}

a. Temperatur refrigeran di titik 1, 2, 3, dan 4. b. Tekanan refrigeran di titik 1, 2, 3,dan 4. 6. Mematikan peralatan uji. [2]