HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini diajukan oleh:
Nama : Asep Martiyana
NIM : 1202004
Program Studi : Teknik Pendingin dan Tata Udara
Judul :Analisis PerfomansiHeat Pump dengan Heat Exchanger Double Pipe Paralel Flow Menggunakan Hydrocarbon R-290
Pembimbing : 1.Kusnandar, ST.,MT ...
: 2. Ferry Sugara, S.T.,MT ...
Telah berhasil dipertahankan dihadapan dewan penguji pada tanggal 30Juli2015dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Ahli Madya Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara, Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik NegeriIndramayu.
DEWAN PENGUJI
Nama Jabatan Tandatangan Tanggal
1. Wardika, S.ST.,M.Eng Ketua Penguji ... ...
2. AhmadMaulanaK,S.T.,M.T Sekretaris Penguji ... ...
3. Kusnandar, ST.,MT Anggota ... ...
Indramayu, 5 Agustus 2015
Ketua Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara
Yudhy Kurniawan,ST.,MT NIK.09097727
iii
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa laporan Tugas Akhir ini adalah asli hasil karya saya sendiri,dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain,kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan dalam daftar pustaka.
Indramayu, 25 Juli 2015 Yang menyatakan,
Asep Martiyana NIM. 1202004
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk memahami pengaruh sistem refigerasi heat pump menggunakan heat exchanger paralel flow dengan mengetahui nilai Coefficient Of Perfomance pada sistem refrigerasi heat pump menggunakan heat exchangerparalel flow dan tanpa menggunakan heat exchanger. Berdasarkan hasil penelitian maka nilai efisiensi perbandingan terhadap sistem menggunakan heat exchanger dan tanpa menggunakan heat exchanger didapat nilai efisiensi cooling mode pada saat menggunakan heat exchanger 81.69 %, heating mode 86,76 % sedangkan nilai efisiensi cooling mode tanpa menggunakan heat exchanger 74,02
%, heating mode 79,14 %. Nilai efisiensi sistem menggunakan heat exchanger lebih besar bila dibandingkan nilai efisiensi sistem tanpa menggunakan heat exchanger.
Kata Kunci: refrigeraasi, heat exchanger, kinerja
v ABSTRACT
This study aims to understand the effects of refigerasi heat pump system using a parallel flow heat exchanger to determine the value of Coefficient Of Performance on heat pump refrigeration system using a parallel flow heat exchanger and without the use of heat exchangers. Based on the results of the research, the efficiency ratio of the system using heat exchangers and without the use of heat exchangers cooling efficiency mode values obtained when using a heat exchanger, 81.69%, 86.76% heating mode while the value of the cooling efficiency mode without the use of heat exchangers 74.02%, 79.14% heating mode. Value using a heat exchanger efficiency of the system is greater than the value of the efficiency of the system without using a heat exchanger.
Keyword: refrigeration, heat exchanger, perfomance
HALAMAN MOTTO
“ Sifat orang yang berlilmu tinggi adalah merendahkan hati kepada manusia dan takut kepada Tuhan ’’
- Nabi Muhammad SAW ”
“Saya sudah menggoblokan diri sendiri
terlebih dahulu sebelum menggoblokan orang lain”
- Bob Sadino
“Kerja keras, kerja pintar, kerja tuntas, kerja iklas”
- Asep Martiyana
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan segala kesadaran dan kerendahan hati, sebagaimana bentuk ucapan terimakasih yang setinggi-tingginya kepada kedua orang tua. Saya abadikan pengorbanan mereka beserta karya sederhana ini.
Saya ucapkan selamat kedapan angkatan 2012 Teknik Pendingin dan Tata udara Politeknik Negeri Indramayu yang telah lulus menempuh studi jenjang D3.
Terimakasih atas pengorbanan dan kerja sama yang telah terjalin selama kurang lebih 3 tahun.
Teruslah berkarya dan berjuang untuk mengabdikan diri sebagai anak bangsa dan sebagai imam didalam sebuah keluarga. Sekali lagi, saya ucapkan terimakasih kedapa ibu dan ayah saya.
Indramayu, 25 Agustus 2015
Asep Martiyana NIM.1202004
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr . Wb
Alhamdulillah, segala puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberi rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir. Laporan Tugas Akhir ini dilakukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa untuk memenuhi menyelesaikan jenjang studi D3 pada jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Indramayu.
Sedangkan laporan Tugas Akhir merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Indramayu. Tugas Akhir ini berjudul “Analisi heat pump menggunakan heat exchanger tube in tube dengan aliran searah menggunakan”
Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat dukungan, bimbingan dan bantuan dari banyak pihak yang sangat berarti bagi penulis. Oleh karena itu, dalam kesempatan kali ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Allah SWT.atas segala nikmat dan karunia yang terus menerus diberikankepada penulis.
2. Mamah, Bapa dan keluarga tercinta yang telah banyak membimbing dan mendukung baik secara moril maupun secara materil
3. Bpk. Ir. Casiman Sukardi, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Indramayu
4. Bpk. Imam Maolana, S.T.,M.T.,M.Sc., selaku Pembantu Direktur I, bidang akademik
5. Bapak Yudhi Kurniawan ST.MT. selaku ketua Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Indramayu
6. Bpk. Kusnandar, ST.,MT dan Bpk. Ferry Sugara, ST.,MT selaku dosen pembimbing atas kesudihanya memberi arahan serta bantuannya selama pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan.
7. Fajar Sentosa ‘Maho’, selaku partner Tugas Akhir. Terimakasih atas saran dan masukanya
ix
8. Irwan Riyadi ‘Mengep’ selaku partner Tugas Akhir. Terimakasih atas perjuangan dan pengorbananya.
9. Seluruh dosen dan staf Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara.
10. Seluruh keluarga besar Himpunan Mahasiswa Refrigerasi dan Tata udara Politeknik Negeri Indramayu.
11. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa angkatan tahun 2012 Politeknik Negeri Indramayu khususnya untuk Jurusan Teknik Pendingin dan Tata Udara.
Akhir kata penulis mohon maaf sebesar-besarnya jika terdapat kesalahan dalam pembuatan laporan Tugas Akhir ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat untuk perkembangan ilmu pengetahuan di Indonesia
Wassalamu’alaikum wr.wb
Indramayu, 30 Desember 2014
Asep Martiyana NIM.1202004
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ... ....ii
PERNYATAAN KEASLIAN ...iii
ABSTRAK... iv
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 RumusanMasalah ... 2
1.3 Batasan Masalah... 2
1.4 Tujuan Penelitian... 2
1.5 Manfaat Penelitian... 2
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI... 5
2.1 Sistem Kompresi Uap ... 5
2.1.1 Proses Kompresi... 7
2.1.2 Proses Kondensasi... 8
2.1.3 Proses Ekspansi ... 9
2.1.4 Proses Evaporasi ... 9
2.2 Kapasitas Perpindahan Kalor pada Heat Exchanger ... 11
2.3 Diagram Ph menggunakan Heat exchanger... 12
2.4 Siklus Heat Pump ... 12
2.4.1 Prinsip Dasar Heat Pump... 13
xi
2.5Heat Exchanger... 15
2.5.1 Prisip Kerja Heat Exchanger ... 15
2.5.1.1 Perpindahan Panas Secara Konduksi ... 16
2.5.1.2 Perpindahan Secara Konveksi ... 16
2.6Jenis-Jenis Heat Exchanger ... 17
2.6.1Penukar Panas Pipa Rangkap ... 17
2.6.2Penukar Panas Cangkang dan Buluh... 18
2.6.3Penukar Panas Plate dan frame... 19
2.6.4SDAdiabatik Whell Heat Exchanger... 20
2.6.5Pillow Plate Heat Exchanger ... 20
2.6.6Dynamic Scraped Surface Heat Exchanger ... 21
2.6.7Phase-Change Heat Exchanger... 21
2.6.8 Double Pipe Heat ExchangerParalel Flow... 21
2.7Komponen Utama Sistem Refrigerasi ... 23
2.7.1 Kompresor ... 23
2.7.2 Kondensor... 24
2.7.3 Katup Ekspansi ... 25
2.7.4 Evaporator... 27
2.8Komponen Pendukung Heat Pump ... 29
2.8.1Selenoid Valve... 29
2.8.2 Filter dryer ... 29
2.8.3 Akumulator ... 30
2.8.4 Sight glass... 30
2.8.5 Presure Gauge ... 31
2.8.6 Hand Vavle ... 31
2.8.7 Reversing Valve... 32
2.9Pemilihan Refrigeran pada Hear Pump ... 33
2.9.1Klasifikasi Refrigeran... 33
2.9.2 Refrigeran Alternatif yang Ramah Lingkungan... 36
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 38
3.1Flow Chart ... 38
3.2Studi Literatur ... 39
3.3Alat dan Bahan... 40
3.3.1 Alat yang digunakan selama penelitian ... 41
3.4Spesifikasi komponen heat pump... 42
3.5Prosedur Pengambilan Data... 44
3.5.1penentuan variable Pengukuran... 44
3.5.2Kalibrasi Alat Ukur... 44
3.5.3 Observasi pada Sistem dan Alat Ukur ... 45
3.5.4 Penentuan Titik Pengukuran... 45
3.5.5 Pemasangan Alat Ukur pada titik pengukuran ... 46
3.5.6 Langkah-Langkah Pengambilan data ... 46
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 47
4.1 Perhitungan data pengukuran Heating Mode... 47
3.1.1 Data Heating Mode Tanpa HE paralel flow... 47
4.2 Perbandingan Nilai COP dan efisiensi Heating Mode... 52
4.3 Perhitungan data pengukuran Cooling Mode... 53
4.3.1 Data Cooling Mode Sistem menggunakan HE paralel flow ... 53
4.4 Perbandingan nilai COP dan efisiensi Cooling Mode... 58
4.5Perhitungan perpindahan kalor terhadap HE Heating mode... 57
4.6Analisa Perbandingan nilai efisiensi pada cooling mode ... 59
4.7Analisa Perbandingan nilai efisiensi pada heating mode ... 60
BAB V PENUTUP ... 61
4.1.kesimpulan ... 61
4.2.saran... 61
DAFTAR PUSTAKA... 62
LAMPIRAN ... 63
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakteristik Refrigerant Klasifikasi 1... 33
Tabel 3.1Bahan ... ....38
Tabel 3.2 Alat ... 39
Tabel 3.3 Data Pengukuran Ke empat pada menit ke-4... 44
Tabel 3.4 perbandingan nilai effisiensi heating mode ... 49
Tabel 3.5 Data Pengukuran Pertama Menit Ke-4... 50
Tabel 3.6 Perbandingan Nilai EffisiensiCooling Mode ... 55
Tabel 3.7 Data Temperatur Heat Exchanger Heating mode... 56
Tabel 3.8 Perbandingan Nilai Perpindahan Kalor ... 57
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Siklus refrigerasi kompresi uap... ....6
Gambar 2.2Diagram p-h Siklus sistem refrigerasi kompresi uap... 6
Gambar 2.3Proses Kompresi... 7
Gambar 2.4Proses Kondensasi ... 8
Gambar 2.5Proses Ekspansi ... 9
Gambar 2.6Proses Evaporasi... 9
Gambar 2.7 Diagram ph menggunakan heat exchanger... 12
Gambar 2.8Proses kerja Heat pump ... 14
Gambar 2.9Penemapatan Heat exchanger ... 15
Gambar 2.10Perpindahan panas pada Heat Exchanger... 16
Gambar 2.11Double Pipe Heat Exchanger ... 17
Gambar 2.12Penukar panas jenis pipa rangkap... 18
Gambar 2.13Penukar panas jenis cangkang dan buluh... 19
Gambar 2.14Penukar panas jenis pelat and Frame... 21
Gambar 2.15Phase change heat exchanger ... 22
Gambar 2.16Aliran paralel flow... 23
Gambar 2.17 Kompresor hermetik ... 24
Gambar 2.18Fined Tube Condensor... 25
Gambar 2.19 Ekspansi ... 25
Gambar 2.20Konstruksi ekspansi termostatik... 26
Gambar 2.21Cara kerja katup ekspansi thermostatic ... 27
Gambar 2.22Evaporator ... 28
Gambar 2.23Solenoid valve... 28
Gambar 2.24Filter drier... 29
Gambar 2.25Akumulator... 29
Gambar 2.26Sight Glass ... 30
Gambar 2.27Pressure gauge ... 30
Gambar 2.28Hand Valve... 31
Gambar 2.29Reversing valve (for-way) ... 32
xv
Gambar 3.1 Diagram alir pelaksanaan penelitian...
Gambar 3.2 Desain pemipaan Heat pump menggunakan HE paralel flow40
Gambar 3.3 Titik pengukuran sistem heat pump... 43
Gambar3.4 HasilPlot dariCool PackMenit Ke-4... 46
Gambar 3.5 Hasil Plot dariCool PackMenit Ke-4... 52
Gambar 4.1 Grafik perbandingan nilai efisiensi cooling mode... 61
Gambar 4.2 Grafik perbandingan nilai efisiensi heating mode... 62
Gambar 4.3 Grafik perbandingan nilai perpindahan kalor... 63
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Plot Diagram P-h Cooling Mode tanpa Menggunakan HE Lampiran 2 Plot Diagram P-h Cooling Mode Menggunakan HE Lampiran 3 Plot Diagram P-h Heating Mode tanpa Menggunakan HE Lampiran 4 Plot Diagram P-h Heating Mode Menggunakan HE Lampiran 5 Cooling Mode menggunakan HE
Lampiran 6 Cooling Mode tanpa menggunakan HE Lampiran 7 Heating Mode tanpa menggunakan HE Lampiran 8 heating Mode tanpa menggunakan HE
