UJI PERFORMANSI SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP

UJI PERFORMANSI SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP

AC WINDOW

SEBAGAI POMPA KALOR

TEST PERFORMANCE OF VAPOR KOMPRESSION

REFRIGERATION SYSTEM AC WINDOW AS HEAT PUMP

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Dipoma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara

Politeknik Negeri Bandung

Disusun Oleh:

SANTI SRI RAHMAYANTI

NIM : 091611087

PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

                   

                 

CURRICULUM VITAE

Name : Santi Sri Rahmayanti

Place, Date of Birth : Cianjur, April 27th ₁₉₉₁

Gender : Female

Religion : Moslem

Address : Kp.Pasirgadung RT/02 RW/02 Ds.Karangwangi

Kec.Ciranjang Kab.Cianjur - Jawa Barat.

Phone Number : 085759717776

E-mail : santi.sri.rahmayanti@gmail.com

FORMAL EDUCATION

PERIOD EDUCATIONAL BACKGROUND

1997-2003 Elementary School of Pasirgadung 2 ( SD

NegeriPasirgadung 2)

2003-2006 Junior High School of 1 Ciranjang ( SMP Negeri 1

Ciranjang )

2006-2009 Senior High School of 1Ciranjang ( SMA Negeri

1Ciranjang)

2009-2012

Polytechnic State of Bandung Refrigeration and Air Conditioning Departement

( Politeknik Negeri Bandung Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara )                    

ABSTRAK

Kenyamanan thermal merupakan tujuan pengkondisian udara pada suatu kabin atau ruangan sehingga suhu pada kabin atau ruangan tersebut sesuai dengan yang diinginkan. Untuk negara-negara yang memiliki empat musim pengkondisian udara pada suatu ruangan tidak hanya memanfaatkan pendinginan udaranya saja akan tetapi pemanasannya pun dimanfaatkan untuk pengkondisian udaranya. Untuk mengetahui performansi dari proses pendinginan dan pemanasan sistem tersebut maka penulis melakukan uji performansi terhadap sistem AC Window yang diaplikasikan sebagai pompa kalor. Tujuan penulis melakukan penelitian ini yaitu untuk mengetahui performansi sistem refrigerasi kompresi uap pada AC Window yang diaplikasikan sebagai pompa kalor. Hasil yang diperoleh

menunjukkan nilai rata-rata temperatur kabin pada proses pendinginan yaitu 220C

dan untuk proses pemanasan nilai rata-rata temperatur kabin yaitu 270C. Nilai

rata-rata tekanan discharge pada proses pemanasan yaitu 17,2 bar gauge dan untuk pendinginan yaitu 12,9 bar gauge. Nilai rata-rata tekanan suction pada proses pemanasan yaitu 5,21 bar gauge dan untuk pendinginan yaitu 4,86 bar gauge . Nilai rata-rata COP aktual pada proses pendinginan yaitu 4,52 dan nilai

rata-rata COP carnot yaitu 7,55 sehingga nilai rata-rata efisiensi sistem pada proses

pendinginan yaitu 60,1%. Sedangkan untuk proses pemanasan rata-rata nilai COPcarnot yaitu 6,86 dan nilai rata-rata COP aktual yaitu 4,61 sehingga nilai

rata-rata efisiensi sistem pada proses pemanasan yaitu 67,2%.

Kata Kunci : Sistem Refrigerasi, AC Window, Pompa kalor, COP carnot ,COP aktual

dan efisiensi.                  

ii Thermal comfort is a purpose of air conditioning treatment that applied on cabin or room in order to make temperature of it can according to the requirement. For several countries that has four seasons, air conditioning treatment is not only to get a cooling benefit, but also to get the heating benefit. To know the performance of cooling and heating system, the writer did take performance test to AC Window system that applied as heat pump. The aim of this research is to know the performance of vapor compression system on AC Window in application as heat pump. The result shows that average temperature value in

cooling process is about 220C and for heating process is about 270C. Average

discharge pressure value is about 17.2 bar gauge for heating process and 12.9 bar gauge for cooling process. Average suction pressure value is about 5.21 bar gauge for heating process and 4.86 bar gauge for cooling process. For cooling process,

average COP actual value is about 4.52 and COP carnot value is about 7.55, so then

average system efficiency value of cooling process is about 60.1%. For heating

process average COPcarnot value is about 6.86 and average COP actual value is

about 4.61, so then average system efficiency value of heating process is about 67.2%.

Keywords : refrigeration system, AC window, heat pump, COP carnot ,COP actual

and efficiency                    

KATA PENGANTAR

Assalammu’alaikum.Wr.Wb

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kekhadirat Allah SWT, karena hanya dengan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Uji Performansi Sistem Refrigerasi Kompresi Uap AC Window sebagai Pompa Kalor” sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Shalawat serta salam semoga tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW.

Penyusunan tugas akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung.

Selesainya laporan tugas akhir ini tidak luput dari dorongan berbagai pihak yang telah membantu penulis, baik itu berupa moril maupun materil, bimbingan serta kritik yang semuanya berharga. Pada kesempatan ini penulis sangat ingin mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua serta keluarga tercinta penulis, yang selalu mendoakan dan terus memberikan dukungannya baik moral maupun material kepada penulis.

2. Bapak Rudy Rustandi selaku pembimbing I atas segala bantuan, ilmu, semangat, dorongan dan pengertiannya yang diberikan penulis.

3. Bapak Triaji P selaku pembimbing II atas segala ilmu dan nasihat yang telah diberikan kepada penulis.

4. Dosen-dosen RA, karena ilmu yang diberikan, sehingga penulis dapat mempunyai pengetahuan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Bapak Prayogo yang telah banyak membantu dalam pembuatan tugas akhir ini

6. Reza Aulia Fahmi dan Teddy indra Permana selaku partner penulis dalam tugas akhir ini, terimakasih atas segala bantuannya dalam suka maupun duka.                  

iv serta dukungannya.

8. Tia Nurul Syifa selaku teman yang berbagi dalam suka maupun duka. 9. Ericke Rezanty Pramitasari atas semua pertolongannya penulis ucapkan

terimakasih.

10. Rekan-rekan RA 3C yang selalu memberikan dukungan,semangat, serta masukan-masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini.

11. Pihak-pihak yang mungkin tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, yang secara langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan laporan ini, karena semua yang ada di dunia ini tidaklah ada yang sempurna. Oleh karena itu penulis memohon maaf apabila ada penulisan yang tidak berkenan dihati pembaca. Saran dan kritik membangun merupakan bekal untuk kesuksesan penulis di masa yang akan datang yang akan terus berjalan hingga akhir waktu tiba. Bandung, Juli 2012 Penulis                    

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR LAMPIRAN ... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Metode Penelitian ... 3 1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Refrigerasi ... 4

2.2 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana ... 4

2.3 Pompa Kalor (Heat Pump) ... 10

2.4 AC Window ... 11

2.5 Komponen-Komponen Sistem Refrigerasi ... 13

2.5.1 Komponen-Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana Pada AC Window ... 13

2.5.2 Komponen-Komponen Pendukung Sistem Refrigerasi ... 15

2.5.3 Komponen Kontrol dan Kelistrikan ... 16                  

vi

3.1 Cara Kerja Sistem Refrigerasi ... 19

3.2 Proses Pemanasan ... 19

3.3 Proses Pendinginan ... 21

3.4 Prosedur Pengambilan Data ... 23

3.4.1 Peralatan Yang digunakan ... 24

3.4.2 Langkah-Langkah Pengambilan Data ... 24

BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Data Pengukuran ... 28

4.1.1 Data Pengamatan Proses Pendinginan ... 28

4.1.2 Dat Pengamatan Proses Pemanasan ... 28

4.2 Perhitungan Performansi Sistem Refrigerasi Pompa Kalor ... 28

4.2.1 Perhitungan Data pada Proses Pendinginan ... 29

4.2.2 Perhitungan Dat pada Proses Pemanasan... 33

4.3 Analisis Data ... 37

4.3.1 Tekanan Discharge dan Tekanan Suction ... 37

4.3.2 COP aktual ... 38 4.3.3 COP carnot ... 40 4.3.4 Efisiensi ... 41 4.3.5 Arus ... 42 4.3.6 Tegangan ... 43 4.3.7 Daya ... 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 45 5.2 Saran ... 45 DAFTAR PUSTAKA ... 47 LAMPIRAN ... 48                    

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana ... 5

Gambar 2.1 Diagram P-h Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana... 6

Gambar 2.3 AC Window ... 12

Gambar 2.4 Pemasangan AC window pada Umumnya ... 12

Gambar 3.1 Pemipaan Sistem Pompa Kalor ... 19

Gambar 3.2 Mekanisme Kerja Sistem pada Proses Pemanasan ... 20

Gambar 3.3 Mekanisme Kerja Sistem pada Proses Pendinginan ... 21

Gambar 3.4 Pemasangan Sistem Pompa Kalor pada Proses Pengambilan Data (Tampak Samping) ... 23

Gambar 3.5 Beda Temperatur Kabin dan Lingkungan pada Proses Pemanasan dan Pendinginan ... 24

Gambar 3.6 Posisi Titik Pengukuran pada Sistem Pompa Kalor ... 26

Gambar 4.1 Temperatur Keluaran Outdoor Coil dan Indoor Coil Pada Proses Pendinginan ... 29

Gambar 4.2 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pendinginan ... 30

Gambar 4.3 Pengeplotan Diagram P-h pada Menit Ke- 40 Proses Pendinginan . 31 Gambar 4.4 Temperatur Keluaran Outdoor Coil dan Indoor Coil Proses Pemanasan ... 33

Gambar 4.5 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan ... 34

Gambar 4.6 Pengeplotan Diagram P-H pada Menit Ke 40 Proses Pemanasan ... 35

Gambar 4.7 Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan dan pendinginan terhadap waktu ... 37                  

viii Gambar 4.9 Hasil Plot antara Proses Pendinginan dan Pemanasan

pada Menit Ke-20 ... 39 Gambar 4.10 Nilai COP Carnot antara Proses Pendinginan dan Pemanasan

Terhadap Waktu ... 40 Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi Mesin pada Proses Pemanasan dan

Pemdinginan ... 41 Gambar 4.12 Nilai Arus pada Proses Pendinginan dan Pemanasan Terhadap

Waktu ... 42 Gambar 4.13 Nilai Tegangan Terukur pada Proses Pemanasan dan Pendinginan . 43 Gambar 4.14 Nilai Konsumsi Daya Terukur pada Proses Pendinginan dan Proses

Pemanasan Terhadap Waktu ... 44

                   

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Kondisi Solenoid Valve ... 22

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1

Tabel L1.1 Pengukuran 1 Proses Pendinginan. Tabel L1.2 Pengukuran 1 Proses Pemanasan. Tabel L1.3 Pengukuran 2 Proses Pendinginan. Tabel L1.4 Pengukuran 2 Proses Pemanasan.

Tabel L1.5 Hasil Pengukuran Tekanan Discharge dan Suction pada Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1.

Tabel L1.6 Hasil Perhitungan COP carnot Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1.

Tabel L1.7 Hasil Perhitungan Nilai COP Aktual Proses Pemanasan dan Pendinginan Pengukuran 1.

Tabel L1.8 Nilai Efisiensi Proses Pemanasan dan Pndinginan Pengukuran 1.

LAMPIRAN 2

Gambar L2.1 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-10. Gambar L2.2 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-20. Gambar L2.3 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-30. Gambar L2.4 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-40. Gambar L2.5 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-50. Gambar L2.6 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-80. Gambar L2.7 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-100. Gambar L2.8 Pengukuran 1 Proses Pendinginan Menit ke-110.                  

x Gambar L3.1 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-10.

Gambar L3.2 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-20. Gambar L3.3 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-30. Gambar L3.4 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-40. Gambar L3.5 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-50. Gambar L3.6 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-70. Gambar L3.7 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-80. Gambar L3.8 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-100. Gambar L3.9 Pengukuran 1 Proses Pemanasan Menit ke-110. LAMPIRAN 4

Gambar Sistem Kelistrikan Sistem Pompa Kalor.

Gambar Isometric Rancang Bangun Sistem Pompa Kalor.