ABSTRAK
Mesin pendingin saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengan kemajuan teknologi. Penggunaan umumnya salah satunya adalah pengkondisian jenasah yang dibutuhkan oleh masyarakat Bali dan dalam dunia medis. Tujuan dari penelitian mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah ini adalah: (a) membuat mesin pendingin untuk mengkondisikan jenasah (b) mengetahui karakteristik mesin pendingin jenasah: (1) COP (Coefficient Of Performance) mesin pendingin jenasah (Aktual/Ideal) (2) efisiensi mesin pendingin jenasah.
Mesin yang diteliti adalah mesin pendingin jenasah yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Refrigeran yang dipakai adalah R-134a. Daya kompresor sebesar 1/5 hp, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besar daya kompresor. Variasi penelitian adalah (a) tanpa beban pendinginan dengan tambahan satu dan dua kipas (b) dengan beban pendinginan 20 kg air sebagai pengganti jenasah, dengan tambahan satu dan dua kipas. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Hasil penelitian menunjukkan (a) mesin pendingin jenasah dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. (b) karakteristik mesin pendingin jenasah (1) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,33, untuk dua kipas nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,60. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,44, untuk 2 kipas nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,58. (2) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-rata-ratanya sebesar 70 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 75 %. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 74 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 76 %.
ABSTRACT
Cooling machine is now increasingly utilized in accordance with technological advances. Use of generally one of which is the conditioning of bodies needed by the people of Bali and in the medical world. The purpose of the research on the characteristics of the engine cooling bodies are: (a) make the mortuary refrigerator (b) determine the characteristics of mortuary refrigerator: (1) COP (Coefficient Of Performance) mortuary refrigerator (Actual / Ideal) (2) efficiency mortuary refrigerator.
Engineering studied are mortuary refrigerator working with the vapor compression cycle. The main component of the vapor compression cycle include: compressor, condenser, evaporator and capillary tube. The refrigerant used is R-134a. Amounting to 1/5 hp compressor power, the size of the other major components that adjust with great power the compressor. Variations of research is (a) without the cooling load in addition to one and two fans (b) with the cooling load of 20 kg of water in addition to one and two fans. The study was conducted at the Laboratory of Mechanical Engineering Sanata Dharma University in Yogyakarta.
The results showed (a) mortuary refrigerator can work well as expected. (B) the characteristics of mortuary refrigerator (1) for no-load, one fan: COPAktual the average value of 2.33, for two fans COPAktual the average value of 2.60. To load, one fan: COPAktual the average value of 2.44, for the second fan COPAktual the average value of 2.58. (2) for the no-load, one fan: the value of the average efficiency of 70 %, the two fans value the average efficiency of 75 %. To load, the fan: the value of the average efficiency of 74 %, the two fans value the average efficiency of 76 %.
i
KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH
DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS
PENDINGIN KONDENSOR
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
Oleh :
SIGIT JALU PRAKOSA
NIM : 125214081
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
CHARACTERISTICS OF MORTUARY REFRIGERATOR
USING ONE AND TWO CONDENSER COOLING FAN
FINAL PROJECT
As partial Fullfillment of The Requirement
to Obtain the Sarjana Teknik Degree in Mechanical Engineering
By
SIGIT JALU PRAKOSA
Student Number : 125214081
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
iii
KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH
DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS
PENDINGIN KONDENSOR
Disusun Oleh :
SIGIT JALU PRAKOSA
NIM : 125214081
Telah disetujui oleh
Dosen Pembimbing Skripsi
iv
KARAKTERISTIK MESIN PENDINGIN JENASAH
DENGAN MENGGUNAKAN SATU DAN DUA KIPAS
PENDINGIN KONDENSOR
Dipersiapkan dan disusun oleh:NAMA : SIGIT JALU PRAKOSA NIM : 125214081
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 26 Agustus 2016
Susunan Dewan Penguji
Nama Lengkap Tanda Tangan
Ketua : Doddy Purwadianto, S.T, M.T ………
Sekretaris : RB Dwiseno Wihadi, S.T, M.Si ………
Anggota : Ir. PK. Purwadi, M.T ………
Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Dekan
v
PERYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan
Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis
diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata DharmaYogyakarta:
Nama : Sigit Jalu Prakosa
NIM : 125214081
Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma Karya ilmiah yang berjudul:
Karakteristik Mesin Pendingin Jenasah Dengan Menggunakan Satu dan Dua Kipas Pendingin Kondensor
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan
dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau di media lain untuk
kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalty kepada saya selama mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
Yang menyatakan
vii
ABSTRAK
Mesin pendingin saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai dengan kemajuan teknologi. Penggunaan umumnya salah satunya adalah pengkondisian jenasah yang dibutuhkan oleh masyarakat Bali dan dalam dunia medis. Tujuan dari penelitian mengenai karakteristik mesin pendingin jenasah ini adalah: (a) membuat mesin pendingin untuk mengkondisikan jenasah (b) mengetahui karakteristik mesin pendingin jenasah: (1) COP (Coefficient Of Performance) mesin pendingin jenasah (Aktual/Ideal) (2) efisiensi mesin pendingin jenasah.
Mesin yang diteliti adalah mesin pendingin jenasah yang bekerja dengan siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi: kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Refrigeran yang dipakai adalah R-134a. Daya kompresor sebesar 1/5 hp, ukuran komponen utama yang lain menyesuaikan dengan besar daya kompresor. Variasi penelitian adalah (a) tanpa beban pendinginan dengan tambahan satu dan dua kipas (b) dengan beban pendinginan 20 kg air sebagai pengganti jenasah, dengan tambahan satu dan dua kipas. Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Hasil penelitian menunjukkan (a) mesin pendingin jenasah dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. (b) karakteristik mesin pendingin jenasah (1) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,33, untuk dua kipas nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,60. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,44, untuk 2 kipas nilai COPAktual rata-ratanya sebesar 2,58. (2) untuk tanpa beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-rata-ratanya sebesar 70 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 75 %. Untuk dengan beban, satu kipas: nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 74 %, dua kipas nilai efisiensi rata-ratanya sebesar 76 %.
viii
ABSTRACT
Cooling machine is now increasingly utilized in accordance with technological advances. Use of generally one of which is the conditioning of bodies needed by the people of Bali and in the medical world. The purpose of the research on the characteristics of the engine cooling bodies are: (a) make the mortuary refrigerator (b) determine the characteristics of mortuary refrigerator: (1) COP (Coefficient Of Performance) mortuary refrigerator (Actual / Ideal) (2) efficiency mortuary refrigerator.
Engineering studied are mortuary refrigerator working with the vapor compression cycle. The main component of the vapor compression cycle include: compressor, condenser, evaporator and capillary tube. The refrigerant used is R-134a. Amounting to 1/5 hp compressor power, the size of the other major components that adjust with great power the compressor. Variations of research is (a) without the cooling load in addition to one and two fans (b) with the cooling load of 20 kg of water in addition to one and two fans. The study was conducted at the Laboratory of Mechanical Engineering Sanata Dharma University in Yogyakarta.
The results showed (a) mortuary refrigerator can work well as expected. (B) the characteristics of mortuary refrigerator (1) for no-load, one fan: COPAktual the average value of 2.33, for two fans COPAktual the average value of 2.60. To load, one fan: COPAktual the average value of 2.44, for the second fan COPAktual the average value of 2.58. (2) for the no-load, one fan: the value of the average efficiency of 70 %, the two fans value the average efficiency of 75 %. To load, the fan: the value of the average efficiency of 74 %, the two fans value the average efficiency of 76 %.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan
lancar.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib untuk mendapatkan gelar
sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan
Skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi dan
Dosen Pembimbing Akademik.
3. Seluruh pengajar dan staf Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan
memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam
penyusunan skripsi ini.
4. Kedua orang tua, Yustinus Yono dan Yumariah, A.Ma yang telah memberi
x
kepada penulis selama belajar di Program Studi Teknik Mesin Universitas
Sanata Dharma.
5. Kedua kakak, Natalia Puspitarini.S.Sn dan Setia Wahyu Wijayanti, A.Md yang
telah memberikan semangat dan motivasi kepada penulis.
6. Karel Goivanni dan Daniel Hutahaean selaku teman satu team pembuatan alat.
7. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak
dapat saya sebutkan satu per satu, yang telah memberikan dukungan dan
bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini
masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki. Untuk itu, penulis mengharapkan
masukan, kritik dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.
Terima Kasih
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
xi
DARTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……… i
TITLE PAGE ……….... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ………. iii
HALAMAN PENGESAHAN ……….. iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ………. v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS……….. vi ABSTRAK……… vii
ABSTRACT ………... viii
KATA PENGANTAR ………. ix
DAFTAR ISI ……… xi
DAFTAR TABEL ……… xiii
DAFTAR GAMBAR ………... xiv
BAB I PENDAHULUAN ……… 1
1.1 Latar Belakang ……….. 1
1.2 Rumusan Masalah ………... 2
1.3 Tujuan Penelitian ……….. 2
1.4 Batasan - batasan Masalah ……… 3
1.5 Manfaat Penelitian ……… 4
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ………. 5
xii
2.1.1 Mesin Pendingin Jenasah ………... 5
2.1.2 Refrigerant……… 6
2.1.3 Siklus Kompresi Uap ………... 7
2.1.4 Komponen Utama Alat ……… 10
2.1.5 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin ……… 15
2.2 Tinjauan Pustaka ……….. 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN PEMBUATAN ALAT….. 21
3.1 Persiapan pembuatan mesin pendingin jenasah……….... 21
3.1.1 Komponen utama mesin pendingin jenasah………. 21
3.1.2 Alat-alat ……… 24
3.1.3 Bahan ………... 27
3.1.4 Peralatan pendukung pembuatan mesin……… 30
3.1.5 Langkah-langkah pembuatan mesin pendingin jenasah... 31
3.2 Obyek Penelitian ……….. 35
3.2.1 Alur Penelitian ………. 36
3.2.2 Skematik Alat Uji ……….... 37
3.2.3 Alat Bantu Penelitian ………... 38
3.2.4 Variasi Penelitian ………... 41
3.2.5 Cara Pengambilan Data ……… 42
3.2.6 Cara Pengolahan Data ……….. 43
3.2.7 Kesimpulan ……….. 44
xiii
4.1 Hasil Penelitian……….. 45
4.2 Perhitungan……….... 52
4.3 Pembahasan……… 73
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………... 82
5.1 Kesimpulan ………... 82
5.2 Saran ………... 83
DAFTAR PUSTAKA………... 84
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Penelitian Tanpa Beban Tanpa Kipas Pendingin ……… 46
Tabel 4.2 Data penelitian Tanpa Beban Satu kipas Pendingin ………… 47
Tabel 4.3 Data Penelitian Tanpa Beban Dua Kipas Pendingin ……… 48
Tabel 4.4 Data Penelitian Dengan Beban Tanpa Kipas Pendingin …….. 49
Tabel 4.5 Data Penelitian Dengan Beban Satu Kipas Pendingin ……… 50
Tabel 4.6 Data Penelitian Dengan Beban Dua Kipas Pendingin ………. 51
Tabel 4.7 Nilai Entalpi Tanpa Beban ……….. 53
Tabel 4.8 Nilai Entalpi Dengan Beban ……….. 54
Tabel 4.9 WinKompresor Tanpa Beban ……… 55
Tabel 4.10 WinKompresor Dengan Beban ………... 56
Tabel 4.11 QoutKondensor Tanpa Beban ………. 58
Tabel 4.12 QoutKondensor Dengan Beban ……… 59
Tabel 4,13 QinEvaporator Tanpa Beban ……… 61
Tabel 4.14 Qin Evaporator Dengan Beban ……… 62
Tabel 4.15 COPAktualTanpa Beban ……… 64
xv
Tabel 4.17 COPIdealTanpa Beban ………... 67
Tabel 4.18 COPIdealDengan Beban ………... 68
Tabel 4.19 Efisiensi Tanpa Beban ……… 70
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Refrigerant………... 7
Gambar 2.2 Skematik Siklus Kompresi Uap ………... 7
Gambar 2.3 P-h Diagram………. 8
Gambar 2.4 T-s Diagram………. 8
Gambar 2.5 Kompresor Jenis Terbuka………. 11
Gambar 2.6 Kompresor Jenis Hermetic……… 12
Gambar 2.7 Kompresor Jenis Semi Hermetic……….. 12
Gambar 2.8 Kondensor ………... 13
Gambar 2.9 Evaporator ………... 13
Gambar 2.10 Pipa kapiler ………. 14
Gambar 2.11 Filter ……… 14
Gambar 3.1 Kompresor………... 21
Gambar 3.2 Kondensor……… 22
Gambar 3.3 Filter………. 22
Gambar 3.4 Pipa Kapiler……….. 23
xvii
Gambar 3.6 Refrigerant ……….. 24
Gambar 3.7 Pemotong Pipa ……… 24
Gambar 3.8 Pembengkok Pipa ……… 25
Gambar 3.9 Pompa Vakum ………. 25
Gambar 3.10 Pipa PVC ………. 27
Gambar 3.11 Sterofoam ……… 28
Gambar 3.12 Kipas ………... 29
Gambar 3.13 Pipa Tembaga ……….. 29
Gambar 3.14 Pressure Gauge ……… 30
Gambar 3.15 Thermocouple dan APPA ……… 30
Gambar 3.16 Rangka Mesin dan Ruangan Peti ………. 32
Gambar 3.17 Pemasangan Sterofoam ………... 33
Gambar 3.18 Pengelasan Pipa ………... 33
Gambar 3.19 Pemvakuman dan Pengisian Refrigerant ………. 34
Gambar 3.20 Objek Penelitian ……….. 35
Gambar 3.21 Diagram Alir untuk Penelitian ………. 36
Gambar 3.22 Skematik Mesin Pendingin Jenasah ………. 37
xviii
Gambar 3.24 Pressure gauge ………. 39
Gambar 3.25 P-h Diagram ……… 39
Gambar 3.26 Stopwatch ……… 40
Gambar 3.27 Botol Air mineral ………. 40
Gambar 3.28 P-h Diagram ……… 44
Gambar 4.1 Perbandingan WinTanpa Beban ……….. 57
Gambar 4.2 Perbandingan WinDengan Beban ……… 57
Gambar 4.3 Perbandingan QoutTanpa Beban ………. 60
Gambar 4.4 Perbandingan QoutDengan Beban ………... 60
Gambar 4.5 Perbandingan QinTanpa Beban ………... 63
Gambar 4.6 Perbandingan QinDengan Beban ………. 63
Gambar 4.7 Perbandingan COPAktualTanpa Beban ………. 66
Gambar 4.8 Perbandingan COPAktualDengan Beban ……….. 66
Gambar 4.9 Perbandingan COPIdealTanpa Beban ………... 69
Gambar 4.10 Perbandingan COPIdealDengan Beban ……… 69
Gambar 4.11 Perbandingan Efisiensi Tanpa Beban ……….. 72
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi pendingin pada saat ini sangat mempengaruhi kehidupan dunia
modern, tidak hanya terbatas untuk peningkatan kualitas dan kenyamanan hidup,
namun juga sudah menyentuh hal-hal penunjang kehidupan manusia, terkait dengan
proses pengawetan. Mesin pendingin saat ini semakin banyak dimanfaatkan sesuai
dengan kemajuan teknologi. Penggunaan yang umum adalah untuk mengawetkan
makanan, meliputi sayuran, ikan-ikan, daging dan berbagai minuman. Kegunaan
lainnya adalah untuk penyejuk ruangan dan untuk mengawetkan jenasah atau mayat
dirumah sakit.
Penggunaan mesin pendingin jenasah sangat besar peranannya. Dalam dunia
medis, mesin pendingin selain membekukan atau mengawetkan darah, serum dan
obat-obatan juga untuk mendinginkan jenasah. Mesin pendingin untuk
mengkondisikan jenasah digunakan karena, jenasah orang tidak tahan lama dan
mudah membusuk jika ditempatkan di udara terbuka dan pada suhu kamar biasa.
Penyebab kerusakan mayat diantaranya adalah aktifnya mikroorganisme dan
bakteri yang ada dalam tubuh manusia. Pada suhu ruangan mikroorganisme dan
bakteri dapat berkembang biak dengan cepat, bakteri dapat dipasifkan atau tidak
hidup dengan syarat suhu ruangan dibawah 12 oC (Bates JR. 1997). Untuk itu
Dalam masyarakat di Bali, untuk melakukan ritual pemakaman (Ngaben),
biaya yang dikeluarkan sangat mahal. Waktu yang di butuhkan bisa
berminggu-minggu untuk dapat mengumpulkan uang. Akan tetapi selama pengumpulan uang,
jenasah keluarga jika tidak dikondisikan proses pembusukannya akan berjalan
dengan cepat. Untuk itu, masyarakat Bali menggunakan mesin pendingin untuk
mengawetkan jenasah keluarganya sampai dananya mencukupi untuk melakukan
ritual pemakaman.
Berdasarkan latar belakang diatas, penulis tertarik untuk merancang dan
membuat mesin pendingin yang dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah yang
di ganti media ujinya menjadi air. Penggunaan air sebagai media pembebanan
sebagai solusi yang wajar bila melihat komposisi tubuh manusia sekitar 60-70 %
adalah air. Untuk itu pada penelitian ini menggunakan 20 kg air sebagai
pembebanannya, sekaligus untuk melihat bagaimana karakteristik mesin pendingin
pengkondisi jenasah tersebut.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas adalah diperlukan suatu mesin untuk dapat
mengkondisikan jenasah agar jenasah tidak segera membusuk dalam waktu yang
lama. Dipasaran masih sulit ditemukan mesin khusus yang dipergunakan untuk
mengkondisikan jenasah. Untuk itu, perlu dicoba untuk merancang dan membuat
suatu alat sederhana mesin pendingin jenasah dengan menggunakan satu dan dua
dipecahkan. Jika sudah dibuat, bagaimana karakteristik dari mesin pendingin
jenasah tersebut ?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Membuat mesin pengkondisian jenasah.
2. Mengetahui karakteristik mesin pengkondisian jenasah:
a. Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant (Qin). b. Kalor yang dikeluarkan condenser persatuan massa refrigerant (Qout). c. Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigerant (Win). d. COP (Coefficient Of Performance) aktual.
e. COP (Coefficient Of Performance) ideal.
f. Efisiensi Kalor.
1.4 Batasan-batasan Masalah
Batasan – batasan yang dipergunakan di dalam pembuatan mesin
pengkondisian jenasah adalah:
a. Mesin bekerja dengan siklus kompresi uap.
b. Komponen utama siklus kompresi uap meliputi, kompresor, kondensor,
c. Daya kompresor sebesar 1/5 HP, komponen utama yang lain menyesuaikan
dengan besarnya daya kompresor, dan mempergunakan komponen standar yang
ada dipasaran.
d. Kapasitas mesin hanya dipergunakan untuk 1 jenasah orang dewasa.
Diasumsikan dengan menggunakan 20 liter air yang dimasukan ke dalam botol
air mineral ukuran 1500 ml.
e. Diameter pipa kapiler sebesar 0,028 inci, terbuat dari bahan tembaga, dengan
panjang 150 cm.
f. Jenis evaporator adalah pipa bersirip, terbuat dari bahan aluminium.
g. Diasumsikan proses kompresi pada kompresor berlangsung secara isentropic
adiabatic.
h. Mesin ini menggunakan tambahan berupa satu dan dua kipas untuk
mendinginkan kondensor.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah:
a. Hasil penelitian dapat dipergunakan untuk menambah koleksi ilmu
pengetahuam tentang mesin pengkondisian jenasah yang dapat ditempatkan
diperpustakaan.
b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti yang
tertarik pada mesin pengkondisian jenasah.
c. Mesin hasil penelitian dapat dipergunakan untuk mengkondisikan jenasah
untuk masyarakat di Bali.
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1Dasar Teori
2.1.1 Mesin Pendingin Jenasah
Mesin pendingin jenasah adalah mesin pendingin yang memiliki fungsi
mengkondisikan jenasah manusia dalam jangka waktu yang cukup lama. Mesin
pendingin jenasah ini menggunakan tambahan satu dan dua buah kipas pendingin
kondensor sebagai variasi penelitiannya. Bagian atas peti terbuat dari kaca
transparan yang berguna agar jenasah yang dikondisikan dapat terlihat dari luar.
Siklus yang digunakan pada mesin pendingin jenasah adalah siklus kompresi uap,
dan menggunakan fluida kerja refrigerant. Penggunaan refrigerant pada siklus
kompresi uap sebagai fluida kerja yang mengalami proses kompresi, kondensasi,
ekspansi dan evaporasi. Siklus kompresi uap diawali ketika kompresor dihidupkan.
Dengan bekerjanya kompresor, suhu dan tekanan refrigerant akan naik. Refrigerant
kemudian akan mengalir menuju kondensor untuk melepaskan kalor ke lingkungan
sekitar kondensor. Kalor dari kondensor dapat mengalir ke lingkungan di sekitar
karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu lingkungan. Setelah mengalami
perubahan fase dari gas menjadi cair, refrigerant keluar dari kondensor. Refrigerant
kemudian mengalir menuju pipa kapiler dengan melewati filter terlebih dahulu
untuk mengalami proses penyaringan kotoran. Di pipa kapiler refrigerant
mengalami proses penurunan tekanan dan suhu akibat adanya gesekan yang
berlangsung pada entalpi yang tetap. Fase refrigerant berubah dari fase cair ke fase
campuran yaitu fase cair dan gas. Dari pipa kapiler refrigerant mengalir ke
evaporator, Didalam evaporator refrigerant mengalami perubahan fase dari fase
campuran (cair + gas) menjadi gas semuanya. Proses perubahan fase pada
evaporator dapat terjadi karena adanya kalor yang mengalir dari lingkungan sekitar
evaporator ke dalam evaporator. Kalor dapat mengalir karena suhu lingkungan
lebih tinggi dari suhu kerja evaporator. Keluar dari evaporator refrigerant dihisap
kembali ke kompresor dan siklus kompresi berlangsung kembali seperti semula.
2.1.2 Refrigerant
Refrigerant adalah fluida kerja yang dipergunakan di dalam mesin pendingin
jenasah yang berfungsi untuk mengambil kalor dari evaporator dan membuangnya
ke kondensor. Sifat aman yang dimiliki refrigerant merupakan syarat utama yang
harus diperhatikan yaitu: tidak mudah terbakar, tidak beracun baik dalam keadaan
murni maupun setelah bercampur dengan air. Tidak bereaksi dengan material dari
komponen-komponen pendukungnya, dan tidak berkontaminasi dengan bahan
makanan maupun produk yang disimpan jika terjadi kebocoran. Refrigerant yang
dipakai dalam mesin pendingin jenasah adalah refrigerant R-134a. Refrigerant ini
dilambangkan R-134a. pada tekanan 101,3 kPa mempunyai titik didih – 26,2 °C
dan memiliki titik beku – 96,6 C. Refrigerant ini memiliki kelebihan tidak mudah
terbakar, tidak merusak ozon, memiliki kestabilan yang tinggi, dan ramah
lingkungan. Kelemahan R-134a harga belinya relatif mahal. Pada saat ini
Gambar 2.1: Refrigerant
2.1.3 Siklus Kompresi Uap
Salah satu penerapan yang banyak digunakan dari termodinamika adalah
refrijerasi (refrigeration) yang berfungsi untuk memindahkan kalor dari tempat
bersuhu rendah ke tempat yang bersuhu tinggi. Pada mesin ini siklus refrijerasi yang
digunakan adalah siklus kompresi uap. Sikuls ini digunakan karena pemakaiannya
yang sangat luas dan fluida kerjanya bermacam-macam (misalnya: amonia, R12,
R22, R502, R134a, dll). Pada siklus kompresi uap umumnya menggunakan
refrigerant R134a sebagai fluida kerja karena lebih ramah lingkungan. Siklus
kompresi uap memiliki 4 komponen utama, yaitu: evaporator, kompresor,
kondensor dan pipa kapiler serta peralatan tambahan yaitu filter.
Pada siklus kompresi uap refrigerant bertekanan rendah akan dikompresikan
kompresor sehingga menjadi refrigerant bertekanan tinggi, selanjutnya refrigerant
bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigerant bertekanantinggi saat
melewati kondensor. Kemudian cairan refrigerant bertekanan tinggi tersebut
tekanannya diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigerant bertekanan rendah
tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigerant tekanan
rendah.
Gambar 2.3: P-h Diagram
Dalam siklus kompresi uap, refrigerant mengalami beberapa proses yaitu:
a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi isentropik (proses berlangsung pada
entropi (s) konstan) refrigerant. Proses ini dilakukan oleh kompresor,
refrigerant yang berupa gas bertekanan rendah mengalami kompresi yang
mengakibatkan refrigerant menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi.
b. Proses 2-2a merupakan proses penurunan suhu. Proses ini berlangsung ketika
refrigerant memasuki kondensor. Refrigerant gas panas lanjut yang
bertemperatur tinggi diturunkan suhunya sampai memasuki titik gas jenuh,
berlangsung pada tekanan yang konstan.
c. Proses 2a-3a merupakan proses kondensasi atau pelepasan kalor ke udara
lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. Pada saat yang sama terjadi
perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini
dikarenakan temperatur refrigerant lebih tinggi dari pada suhu udara
lingkungan sekitar kondensor. Berlangsung pada tekanan dan suhu yang
konstan.
d. Proses 3a-3 merupakan proses pendinginan lanjut, proses ini terjadi pelepasan
kalor sehingga suhu refrigerant keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan
berada pada fase cair. Hal ini agar refrigerant dapat lebih mudah mengalir
dalam pipa kapiler.
e. Proses 3-4 merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan berlangsung
pada entalpi yang konstan, proses ini berlangsung selama di dalam pipa kapiler.
campuran (cair-gas). Akibat dari penurunan tekanan, suhu refrigerant juga
mengalami penurunan.
f. Proses 4-1a merupakan proses evaporasi atau penguapan. Ketika proses ini
berlangsung terjadi perubahan fase dari campuran (cair-gas) menjadi gas jenuh.
Perubahan fase ini terjadi dikarenakan suhu refrigerant lebih rendah dari pada
suhu udara lingkungan sekitar evaporator sehingga terjadi penyerapan kalor dari
udara lingkungan sekitar evaporator. Proses ini berlangsung pada tekanan dan
suhu yang konstan.
g. Proses 1a-1 merupakan proses pemanasan lanjut. Proses yang terjadi karena
penyerapan kalor terus menurus pada proses 4-1a, refrigerant yang akan masuk
ke kompresor berubah fase dari gas jenuh manjadi gas panas lanjut. Pada proses
ini mengakibatkan kenaikan tekanan dan suhu refigerant.
2.1.4 Komponen Utama Siklus Kompresi Uap
a. Kompresor
Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigerant. Tekanan
refrigerant naik dari tekanan kerja evaporator ke tekanan kerja kondensor. Proses
yang terjadi pada kompresor dikenal dengan proses kompresi. Akibat dari tekanan
yang naik, suhu refrigerant hasil kompresi juga akan mengalami kenaikan.
Kompresor dapat bekerja karena ada daya listrik yang diberikan ke kompresor.
Jenis kompresor yang sering digunakan pada mesin pendingin adalah kompresor
hermetik. Fase refrigerant ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi
kompresor tinggi, lebih tinggi dari suhu kerja kondensor demikian pula dengan nilai
tekanannya.
Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini,
yaitu; (1) kompresor jenis terbuka (2) kompresor jenis hermetik (3) kompresor jenis
semi hermetik.
1. Kompresor Jenis Terbuka
Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing-masing
bergerak sendiri dalam keadaan terpisah dengan menggunakan puli.
[image:31.595.87.514.212.621.2]
Gambar 2.5 : Kompresor jenis terbuka
2. Kompresor Jenis Hermetik
Jenis kompresor hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya dan
kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak
langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama
Gambar 2.6: Kompresor Jenis Hermetik
3. Kompresor Jenis Semi Hermetik
Jenis kompresor ini merupakan kompresor yang motor penggerak serta
kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya
terpisah dari kompresor. Kompresor digerakkan oleh motor penggerak dengan
sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor.
Gambar 2.7 : Kompresor Jenis Semi Hermetik
b. Kondensor
Kondensor berfungsi untuk merubah fase refrigerant dari gas menjadi cair.
Pada kondensor berlangsung dua proses utama yaitu proses penurunan suhu
refrigerant dari gas panas lanjut ke gas jenuh dan proses dari gas jenuh ke cair jenuh
melalui permukaan rusuk-rusuk dan diambil oleh udara sekitar. Kondensor yang
sering dipakai pada mesin pendingin adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat,
pipa dengan pelat besi dan pipa dengan sirip-sirip.
Gambar 2.8 : Kondensor
c. Evaporator
Evaporator adalah tempat terjadinya proses penguapan refrigerant dari cair
menjadi gas. Pada saat perubahan fase proses memerlukan energi kalor. Energi
kalor diambil dari lingkungan evaporator (bahan makanan/minuman yang terdapat
di dalam evaporator). Evaporator berbentuk pipa yang diberi plat yang
dikonstruksikan sedemikian rupa. Proses penguapan refrigerant di evaporator
berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang digunakan pada
mesin pendingin adalah pipa dengan plat datar, pipa dan pipa bersirip.
[image:33.595.84.516.199.713.2]d. Pipa Kapiler
Pipa kapiler berguna untuk menurunkan tekanan refrigerant. Pipa kapiler
merupakan pipa berdiameter paling kecil dibandingkan pipa-pipa lainnya. Diameter
untuk pipa kapiler yaitu 0,026 inch atau 0,028 inch. Kerusakan mesin pendingin
paling banyak dijumpai pada pipa kapiler mudah bocor dan mudah tersumbat.
[image:34.595.85.514.241.712.2]
Gambar 2.10 : Pipa Kapiler
e. Filter
Filter berfungsi sebagai penyaring kotoran. Ditempatkan sebelum pipa
kapiler, sehingga tidak ada kotoran yang akan dapat menyumbat pipa kapiler yang
akan dilewati. Bentuk umum filter berupa tabung kecil dengan diameter antara
12-15 mm dan panjangnya kurang dari 14-12-15 cm.
2.1.5 Perhitungan Karakteristik Mesin Pendingin
Dengan diagram P-h, nilai entalpi di dalam siklus kompresi uap dapat
diketahui. Dengan diketahui nilai entalpi maka kerja kompresi, pengeluaran energi
kalor, penyerapan laju kalor, koefisien prestasi (COP), dan efisiensi dapat
diketahui.
a. Kerja Kompresor (Win)
Kerja kompresor persatuan massa refrijerant merupakan perubahan entalpi,dari
titik 1-2 yang dapat dihitung dengan Persamaan 2.1:
Win = h2 – h1 (2.1) Pada persamaan (2.1)
Win : Kerja kompresor persatuan massa refrigerant, kJ/kg. h1 : Nilai entalpi refrigerant saat masuk kompresor, kJ/kg. h2 : Nilai entalpi refrigerant saat keluar kompresor, kJ/kg.
b. Energi kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas oleh kondensor (Qout). Energi kalor persatuan massa refrijerant yang dilepas oleh kondensor
merupakan perubahan entalpi dari titik 2 ke titik 3. Perubahan entalpi tersebut dapat
dihitung dengan Persamaan 2.2 :
Qout = h2– h3 (2.2) Pada persamaan (2.2).
Qout : Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigerant, kJ/kg. h2 : Nilai entalpi refrigerant saat keluar kompresor, kJ/kg.
c. Energi kalor persatuan massa yang diserap evaporator (Qin)
Energi kalor persatuan massa yang diserap oleh evaporator merupakan proses
perubahan entalpi dari titik 4 ketitik 1, perubahan entalpi tersebut dapat dihitung
dengan Persamaan 2.3:
Qin= h1 – h4 (2.3) Pada persamaan (2.3).
Qin : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant, kJ/kg. h1 : Nilai entalpi refrigerant saat masuk kompresor, kJ/kg.
h4 : Nilai entalpi refrigerant saat masuk evaporator, kJ/kg.
d. Coefficient Of Performance (COPaktual).
Koefisien prestasi siklus kompresi uap standar adalah pembanding antara panas
yang dilepaskan dari ruang yang didinginkan dengan kerja yang disalurkan. Dapat
dihitung dengan Persamaan 2.4:
COPactual = Qin / Win (2.4)
Pada persamaan (2.4).
COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual.
Qin : Energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigerant, kJ/kg. Win : Kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigerant, kJ/kg.
e. Coefficient Of Performance (COPideal).
Koefisien prestasi ideal pada siklus kompresi uap standar dapat dihitung dengan
COPideal = (273,15 + Te ) / (Tc - Te). (2.5) Pada persamaan (2.5).
COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. Te : Suhu evaporator, oC.
Tc : Suhu kondensor, oC.
f. Efisiensi Mesin Pendingin
Efisiensi dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6:
Efisiensi = ( COPactual / COPideal ) x 100 % (2.6) Pada persaamaan (2.6).
COPideal : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara ideal. COP aktual : Koefisien prestasi kerja mesin pendingin secara aktual.
2.2 Tinjauan Pustaka
Boby Himawan Putra Prasetya dan Ary Bachtiar Krishna Putra (2013). Teknologi
pendinginan lama yang mulai digunakan salah satunya adalah mesin pendingin
Difusi Absorpsi COP dari mesin pendingin difusi absorpsi banyak dipengaruhi dari
desain generator. Pada penelitian ini eksperimen dilakukan dengan mendesain
ulang generator pada mesin pendingin difusi absorpsi yang menggunakan pasangan
refrigeran R22-DMF serta penambahan fan di kondensor. Metode dalam penelitian
ini adalah pengambilan data dilakukan dengan empat variasi laju pendinginan pada
kondensor. Hasil yang diperoleh dari pengujian untuk variasi laju pendinginan dari
baik performa pada sistem. Kapasitas pendinginan optimal ialah 143 W, COP
tertinggi 0,96, laju alir massa refrigeran terbesar ialah 0,72 gram/s, dan circulation
ratio terendah yaitu 2,11.
Royyan Firdaus, Ary Bachtiar Khrisna Putra (2014). Sistem refrigerasi cascade
merupakan kombinasi dua sistem refrigerasi tunggal yang digunakan untuk
mendapatkan temperatur sangat rendah dimana aplikasinya adalah sebagai cold
storage. Salah satu kelebihan dari cascade ini adalah dalam hal penghematan daya
kompresor yang berkaitan langsung dengan penghematan konsumsi listrik bila
dibandingkan dengan multistage. Eksperimen yang dilakukan dengan
menggunakan refrigerant R-22 pada high stage dan R-404A pada low stage.
Metode pada penelitian ini adalah pengambilan data dilakukan dengan cara
switching kecepatan fan yang berbeda dengan 5 variasi kecepatan fan pada
kondensor high stage. Hasil yang didapatkan pada saat variasi kecepatan fan
tertinggi adalah nilai effectiveness alat penukar kalor tipe concentric sebesar
90,42%, COP sistem sebesar 1,28, kapasitas refrigerasi sebesar 0,55 kW, HRR
sistem sebesar 1,78, temperatur evaporator LS sebesar -36,950C, dan temperatur
kabin terendah sebesar -37,30C.
Heroe Poernomo (2015). Pengkondisian udara pada ruangan berfungsi untuk
mengatur kelembaban, pemanasan dan pendinginan udara di dalam ruangan
tersebut. Pengkondisian ini bertujuan memberikan kenyamanan, sehingga mampu
mengurangi keletihan. Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang
menaikkan koefisien perpindahan kalor kondensasi dan dengan menambahkan
kecepatan udara pendingin pada kondensor sehingga akan diperoleh harga koefisien
prestasi yang lebih besar. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah
percobaan dengan menggunakan peralatan dari mesin refrigerasi sistem pendingin
udara di laboratorium Fluida, Data-data yang dicatat yaitu suhu, tekanan dan
perbedaan tekanan di kompresor. Untuk membuat variasi putaran poros fan
kondensor dilakukan dengan melakukan beberapa perubahan frequensi motor
listrik yang menggerakkannya. Variasi putaran motor listrik fan kondensor yang
digunakan adalah 50 rpm sampai dengan 150 rpm. Data hasil pencatatan berupa
tekanan dan temperatur selanjutnya diplot pada diagram P-h untuk refrigeran R-22.
Berdasarkan pembahasan dan perhitungan data yang diperoleh, dapat ditarik
beberapa kesimpulan karakteristik dan unjuk kerja sistem pendingin, Semakin besar
laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi
semakin meningkat. Karena laju pelepasan kalor yang besar akan berimbas pada
temperature kondensor yang semakin rendah, sehingga dapat mencapai temperatur
yang lebih rendah lagi pada keluaran evaporator. Jadi kerja kompresor lebih ringan
pada variasi laju pelepasan kalor yang paling besar.
Puji Saksono melakukan analisis pengaruh gangguan heat transfer kondensor
terhadap performasi air conditioning. Dalam penelitian ini dirakit satu unit uji
sistim refrigerasi berupa seperangkat AC window yang meliputi kompresor,
kondensor, evaporator, pipa kapiler, air dryer, dan refrigeran yang dipergunakan
adalah R-22. Bagian kondensor dipasang kipas angin yang yang bisa diatur
dari fan akan diukur dengan anemometer. Dalam penelitian ini akan diperoleh data
tekanan, temperatur, dan laju aliran massa refrigeran dengan variasi putaran kipas
kondensor terhadap kecepatan udara pendingin. Variasi kecepatan udara pendingin
antara 1,6 – 3,5 m/s yang dihasilkan dari putaran kipas 600 – 1200 rpm. Hasil
penelitian menunjukkan semakin cepat putaran kipas semakin besar laju aliran
udara untuk mendinginkan kondensor sehingga koefisien prestasi (COP) semakin
meningkat.
Muhammad Hasan Basri telah melakukan penelitian mengenai efek
perubahan laju aliran massa air pendingin pada kondensor terhadap kinerja mesin
refrigerasi. Tujuan dari penelitian adalah untuk mendapatkan pengaruh perubahan
laju aliran massa air pendinggin pada kondensor terhadap kinerja mesin siklus
refrigerasi R633 dan mendapatkan suatu kondisi optimal dan aman dalam
pengoperasian mesin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan laju aliran
massa air pendingin menyebabkan temperature air keluar turun,tetapi kalor yang
dilepaskan ke sekeliling juga naik dan daya kompresor juga naik serta COP yang
bervariasi. Kondisi optimal dan aman untuk pengoperasian mesin di laboratorium
yaitu pada laju aliran massa air pendingin di kondensor 20 gr/s dengan laju aliran
BAB III
PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Persiapan Pembuatan Mesin Pendingin 3.1.1 Komponen Utama Mesin Pendingin
Komponen utama mesin pendingin jenasah yang di gunakan dalam penelitian
ini terdiri dari: kompresor, kondensor, pipa kapiler, dan evaporator, refrigerant
R-134a dan peralatan tambahan yaitu filter.
a. Kompresor
Jenis kompresor yang digunakan adalah jenis hermetik dengan daya 1/5 HP.
Tegangan yang digunakan sebesar 220 volt, arus yang bekerja pada kompresor 2
ampere.
b. Kondensor
Jenis kondensor yang digunakan merupakan jenis kondensor tipe U, Jumlah U
sebanyak 6 U. Pipa yang digunakan berbahan baja dan sirip berbahan baja. Ukuran
dari kondensor yang digunakan adalah 110 cm × 57,5 cm dengan diameter pipa luar
4,8 mm, dan jarak antar sirip 1 cm.
Gambar 3.2 : Kondensor
c. Filter
Filter yang digunakan memiliki panjang 90 mm, dan berdiameter 19 mm,
berbahan tembaga.
[image:42.595.85.510.221.733.2]
d. Pipa Kapiler
Pipa kapiler yang digunakan berbahan tembaga, memiliki panjang 150 cm
dengan diameter sebesar 0,028 inch (0,71 mm).
[image:43.595.83.514.186.680.2]
Gambar 3.4: Pipa Kapiler
e. Evaporator
Jenis evaporator yang digunakan merupakan jenis pipa bersirip dengan bahan
pipa serta sirip berbahan alumunium, ukuran dari evaporator adalah 34 cm ×
20 cm × 6 cm dengan ukuran diameter sebesar 8,5 mm dan jumlah lintasan
sebanyak 8.
Gambar 3.5 : Evaporator
f. Refrigerant R-134a
Gambar 3.6 : Refrigerant
3.1.2 Alat
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah, antara
lain adalah :
a. Pemotong Pipa
Alat pemotong pipa adalah alat yang mempunyai fungsi untuk memotong pipa,
[image:44.595.84.513.105.630.2]agar hasil potongan pipa menjadi lebih rapih.
Gambar 3.7 : Pemotong Pipa
b. Pembengkok Pipa
Pembengkok pipa berfungsi untuk membengkokan pipa agar pipa tidak rusak
Gambar 3.8 : Pembengkok Pipa
c. Pompa Vakum
Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk proses pemvakuman
atau untuk mengeluarkan udara dari dalam sistem mesin pendingin jenasah
sebelum diisi refrigerant sebagai fluida kerja mesin.
Gambar 3.9 : Pompa Vakum
d. Gergaji kayu
Gergaji kayu yang digunakan untuk memotong kayu yang akan dijadikan
e. Bor
Bor digunakan untuk membuat lubang, pada pembuatan mesin pendingin
jenasah bor digunakan untuk membuat lubang paku dan lubang untuk baut.
f. Meteran dan mistar
Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, dalam pembuatan
mesin pendingin jenasah meteran digunakan untuk mengukur panjang kayu.
Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang sterofoam.
g. Palu
Palu digunakan untuk memukul paku dalam pemasangan rangka dan casing
mesin pendingin jenasah.
h. Obeng dan kunci pas
Digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut, menggunakan obeng
(-) dan obeng (+(-) sedangkan kunci pas digunakan untuk mengencangkan baut.
i. Pisau cutter dan gunting plat
Pisau cutter digunakan untuk memotong sterofoam dan lakban.
J, Gas las Hi-cook
Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan
k. Bahan las
Bahan las yang digunakan dalam penyampungan pipa kapiler menggunakan
perak, kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung
antara tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan tambahan bertujuan
agar sambungan pengelasan lebih merekat.
3.1.3 Bahan
Bahan yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah, antara
lain adalah:
a. Kaca
Kaca digunakan pada bagian tutup peti jenasah. Penggunaan kaca pada mesin
pendingin dikarenakan sifatnya yang transparan, dengan tujuan agar isi peti
jenasah dapat dilihat dari luar.
b. Pipa PVC
Pipa PVC digunakan karena praktis dan simple, memiliki fungsi sebagai
penyambung aliran refrijeran dari ruang evaporator ke peti. Pipa pvc yang
digunakan memiliki ukuran 4” (inci), karena lubang yang dibuat cukup besar.
c. Sterofoam
Sterofoam memiliki kemampuan penghantar panas yang rendah. Sterofoam
digunakan untuk penutup ruangan evaporator dan ruang pendingin/peti agar Fluida
udara yang mengalir tidak keluar/bocor.
Gambar 3.11: Sterofoam
d. Lakban dan lem
Lakban digunakan untuk menutup celah-celah sambungan antara kayu.
Sedangkan lem digunakan untuk sterofoam dan pada permukaan kayu ataupun
seng.
e. Paku
Paku digunakan untuk menyatukan rangka agar dapat menyatu sehingga
konstruksi dapat menjadi kokoh.
f. Roda
Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan
g. Plat seng
Plat seng digunakan sebagai alas dari komponen evaporator. Pemilihan plat
seng sebagai alas dari komponen evaporator adalah agar rangka kayu tidak terkena
langsung air hasil kondensasi.
h. Kipas
Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara dingin dari evaporator ke ruang
pendingin dan kembali lagi ke evaporator. Banyaknya kipas yang digunakan dalam
penelitian ini adalah sebanyak 4 buah dengan ukuran 120 mm x 120 mm, jumlah
sudu sebanyak 7 buah dan daya kipas 30 Wdan arus 0,14 A.
Gambar 3.12 : Kipas
i. Pipa Tembaga
Pipa tembaga memiliki fungsi sebagai komponen penyambung antara
kompresor dengan kondensor, dan antara pipa kapiler dengan evaporator. Diameter
pipa tembaga adalah 7,5 mm.
3.1.4 Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Pendingin
a. Pressure gauge
Pressure gauge adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengukur tekanan
refrigerant saat pengisian maupun pada saat mesin pendingin bekerja. Yang terukur
dalam pressure gauge adalah tekanan evaporator dan tekanan kondensor.
Gambar 3.14 : Pressure Gauge
b. Alat ukur APPA dan Thermocoupel
Termocoupel yaitu sebuah kabel penyambung alat ukur dari APPA yang
berfungsi untuk mengukur suhu pada mesin pendingin jenasah, yaitu mengukur
suhu keluar kondensor, masuk evaporator, keluar evaporator, masuk kompresor,
ruang pendinginan/peti, dan suhu sekitar.
c. Tang Ampere
Digunakan untuk mengukur arus yang bekerja pada kompresor mesin pendingin
jenasah.
3.1.5 Langkah-langkah Pembuatan Mesin Pendingin
Langkah-Langkah pembuatan mesin pendingin jenasah dapat diketahui
sebagai berikut ini:
a. Mempersiapkan semua komponen utama mesin pendingin jenasah seperti
kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter, refrigerant R-134a, dan
komponen pendukung pembuatan mesin pendingin jenasah seperti alat
pemotong pipa, alat pembengkok pipa, pompa vakum, alat las, pressure gauge,
dan alat-alat lain yang digunakan dalam pembuatan mesin pendingin jenasah.
b. Proses pembuatan rangka mesin pendingin jenasah dan peti, pada proses ini
memerlukan alat sebagai berikut alat pemotong kayu untuk memotong sesuai
ukuran yang telah ditentukan, dan paku untuk menyambungkan antara kayu
yang telah dipotong. Setelah selesai membuat rangka dan petinya, selanjutnya
dibuat lubang pada kedua sisi ruangan evaporator dan sisi peti dengan diameter
Gambar 3.16 : Rangka mesin dan ruang peti
c. Setelah selesai membuat rangka mesin dan peti jenasah, selanjutnya memasang
sterofoam pada peti jenasah dan ruangan evaporator, pada bagian sisi-sisi peti
dengan tebal 5 cm dan di tambah dengan isolasi untuk menutup sambungan
sterofoam. Sedangkan untuk ruang evaporator menggunakan sterofoam dengan
Gambar 3.17 : Pemasangan Sterofoam
d. Proses penyambungan dengan las antara kompresor dengan kondensor. Bahan
yang digunakan pada proses pengelasan atau penyambungan ini menggunakan
bahan perak dan kuningan.
e. Proses penyambungan dengan las antara kondensor dengan input filter.
f. Proses penyambungan dengan las antara filter dengan pipa kapiler.
g. Proses penyambungan dengan las antara pipa kapiler dengan evaporator.
h. Proses pemvakuman dalam mesin pendingin, dalam proses pemvakuman
diperlukan pompa vakum. Proses ini bertujuan untuk mengeluarkan
udara-udara yang masih terjebak dalam saluran-saluran pipa di mesin pendingin agar
siklus dalam mesin pendingin jenasah dapat bekerja dengan baik.
i. Proses pengisian refrigerant 134a, dalam proses ini diperlukan refrigerant
R-134a sebagai fluida kerja mesin pendingin. Tekanan refrigerant yang akan
dimasukan dalam siklus mesin pendingin harus sesuai dengan standar kerja
kompresor agar dapat bekerja dengan baik.
Gambar 3.19 : Proses Pemvakuman dan Pengisian Refrigerant
j. Setelah selesai pengisian refrigerant, mesin dapat diuji coba. Setelah berjalan
3.2 Objek Penelitian
Objek penelitian adalah mesin pendingin jenasah hasil buatan sendiri,
Gambar dari alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar
3.20.
3.2.1 Alur Penelitian
Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang tersaji
pada Gambar 3.21.
Gambar 3.21 : Diagram Alir untuk Penelitian. Mulai
Perancangan mesin pendingin jenasah
Mempersiapkan komponen-komponen mesin pendingin jenasah
Penyambungan komponen-komponen mesin pendingin jenasah
Pemvakuman mesin pendingin jenasah
Pengisian refrigeran R-134a
Uji coba alat
Pengambilan data T1,T3,P1,P2
Perhitungan h1,h2,h3,h4,Win,Qin,Qout,COP,Efisiensi dan laju aliran massa
Pengolahan Data, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tidak Baik
3.2.2 Skematik Penelitian
Skematik mesin pendingin jenasah dapat dilihat melalui Gambar 3.22. Pada
Gambar 3.22 dijelaskan letak penempatan Pressure Gauge dan alat ukur
termokopel.
Gambar 3.22 : Skematik mesin pendingin jenasah.
Berikut adalah penjelasan untuk Gambar 3.22:
Menunjukan kalor yang diserap oleh evaporator.
Menunjukan kalor yang dilepas oleh kondensor, akibat adanya aliran udara
oleh kipas pendingin kondensor.
Menunjukan udara dingin yang dihembuskan melalui evaorator.
Menunjukan posisi Pressure Gauge, biru untuk tekanan refrigeran masuk
kompresor, merah untuk tekanan refrigeran keluar kompresor.
Menunjukan posisi peletakan termokopel pada sistem kompresi uap. Pada
penelitian, digunakan 7 buah termokopel, yang masing masing di letakkan
a. Pada pipa setelah kompresor.
b. Pada pipa kapiler.
c. Udara yang dihembuskan kipas sebelum dan setelah melewati evaporator.
d. Udara di dalam peti.
e. Pada air yang digunakan sebagai spesimen.
f. Udara luar.
3.2.3 Alat Bantu Penelitian
Proses penelitian mesin pendingin jenasah membutuhkan alat bantu untuk
pengambilan data penelitian, meliputi:
a. Termocouple dan Penampilan Suhu Digital
Termocouple adalah sensor suhu yang digunakan untuk mengubah perbedaan
suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase), APPA berfungsi
sebagai alat yang memperlihatkan nilai suhu yang diukur.
a. Termocouple b. APPK
b. Alat Ukur Tekanan (Pressure Gauge)
Pressure gauge mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigerant.
Pressure gauge berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi sedangkan yang
berwarna biru untuk tekanan rendah.
Gambar 3.24 : Pressure Gauge
c. P-h Diagram
Diagram P-h berfungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin
pendingin jenasah. Dengan Diagram P-h dapat mengetahui nilai entalpi disetiap
titik yang diteliti, (h1,h2,h3,h4) dan juga suhu kerja evaporator dan kondensor.
d. Stopwatch
Stopwatch berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengukur lamanya
pengambilan data dalam pengujian mesin pendingin jenasah.
Gambar 3.26 : Stopwatch
e. Botol Air Mineral
Botol air mineral digunakan sebagai media pembebanan pada penelitian mesin
pendingin jenasah, yang berjumlah 20 botol ukuran 1500 ml.
f. Terminal
Terminal digunakan untuk membagi daya listrik antara kompresor dan kipas
pendingin, karena panjang kabel kompresor dan kipas pendingin yang pendek dan
soket listrik yang terbatas.
3.2.4 Variasi Penelitian
Variasi penelitian yang digunakan adalah pada bagian kipas pendingin
kondensor, untuk meneliti efek pendinginan pada kondensor dengan suhu akhir
keluaran evaporator. Pada penelitian dilakukan perbandingan antara mesin
pendingin jenasah tanpa kipas pendingin kondensor dengan mesin jenasah yang
menggunakan kipas pendingin kondensor dengan variasi sebanyak satu dan dua
kipas pendingin kondensor. Berikut adalah rincian variasi penelitian:
a. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, tanpa beban pendinginan.
b. Penelitian dengan menggunakan satu kipas pendingin, tanpa beban
pendinginan.
c. Penelitian dengan menggunakan dua kipas pendingin, tanpa beban
pendinginan.
d. Penelitian tanpa menggunakan kipas pendingin, dengan beban pendinginan.
e. Penelitian dengan menggunakan satu kipas pendingin, dengan beban
pendinginan.
f. Penelitian dengan menggunakan dua kipas pendingin, dengan beban
3.2.5 Cara Pengambilan Data
Langkah – langkah pengambilan data dilakukan dengan cara sebagai berikut :
Sebelum mengambil data, termokopel harus dikalibrasi dengan menggunakan air
mendidih, agar dapat diketahui selisih perbedaan alat ukurnya. Cara mendapatkan
data melalui proses sebagai berikut :
a. Penelitian dilakukan di Laboratorium Universitas Sanata Dharma. Perubahan
suhu sekitar dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu udara sekitar
berubah-ubah sesuai cuaca.
b. Memastikan bahwa termocouple sudah dikalibrasi.
c. Memeriksa kipas bekerja dengan baik serta saluran pembuangan air hasil
kondensasi tidak tersumbat.
d. Alat bantu penelitian diletakkan pada tempat yang sudah ditetapkan.
e. Mengecek kebocoran refrigerant pada mesin pendingin.
f. Mengisi botol kemasan 1500 ml dengan air dan ditaruh di ruang pendinginan
jenasah.
g. Setelah tahap diatas selesai hidupkan mesin pendingin jenasah dan Stopwatch.
h. Yang perlu dicatat dalam pengambilan data yaitu :
1. Waktu penelitian (menit)
2. Suhu refrigerant keluar evaporator, (oC) 3. Suhu refrigerant masuk evaporator, (oC)
6. P1 : Tekanan refrigerant sebelum masuk kompresor, (Psi) 7. P2 : Tekanan refrigerant setelah keluar kompresor, (Psi) 8. Suhu ruangan pendingin, (oC)
9. Suhu specimen yang diuji, (oC) 10.Suhu ruangan sekitar, (oC)
i. Proses pengambilan data dicatat setiap 10 sekali selama 2 jam untuk tanpa
beban. Lalu 20 menit sekali selama 6 jam untuk dengan beban 20 kg air. Hasil
dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil dari kalibrasi alat bantu.
3.2.6 Cara Pengolahan Data
Dari data yang diperoleh (P1, P2, T1, T3) dapat dibuat siklus kompresi uap pada diagram P-h. Dari Diagram P-h tersebut dapat diperoleh nilai entalpi (h1, h2, h3, h4), suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor. Nilai entalpi yang diketahui dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik mesin pendingin jenasah dengan
cara menghitung kalor yang dilepas oleh kondensor (Qout), kalor yang diserap evaporator (Qin), kerja yang dilakukan kompresor (Win), COP (aktual dan ideal), efisiensi dari mesin pendingin jenasah. Pengolahan data dilakukan sesuai dengan
Gambar 3.28: Siklus kompresi uap pada P-h Diagram.
3.2.7 Kesimpulan
Kesimpulan pada penelitian ini didapat dari hasil penelitian yang telah
dilakukan dan perbandingan data dari berbagai variasi alat yang telah dibuat.
Dengan mengacu pada perhitungan pada mesin pendingin, maka kesimpulan
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Hasil penelitian ditampilkan berdasarkan jenis variasi yang telah dilakukan.
Jenis variasi yang dilakukan dibedakan berdasarkan banyaknya jumlah kipas
pendingin kondensor dan pembebanan yang dilakukan pada penelitian. Variasi
jumlah kondensor yang digunakan adalah; tanpa menggunakan kipas pendingin;
dengan menggunakan satu kipas pendingin kondensor; dengan menggunakan dua
kipas pendingin kondensor. Pembebanan pada penelitian dibedakan menjadi dua,
yaitu menggunakan beban berupa air seberat 20 Kg dan tanpa menggunakan beban
pendinginan. Pada setiap variasi dilakukan dua kali pengambilan data, dengan
menggunakan beban 20 Kg dan tanpa menggunakan beban pendinginan. Penelitian
mesin pendingin jenasah mendapatkan hasil meliputi : tekanan refrigerant masuk
kompresor (P1), tekanan refrigerant keluar kompresor (P2), suhu refrigerant
sebelum masuk kompresor (T1), suhu refrigerant setelah keluar evaporator (T3), suhu refrigerant sebelum masuk pipa kapiler (oC), suhu refrigerant sebelum masuk evaporator (oC), suhu didalam ruangan pendingin (oC), suhu specimen uji (oC), suhu ruangan sekitar (oC).
a. Data Hasil Penelitian
Berikut adalah data hasil penelitian dari setiap variasi tanpa menggunakan
46
t
(
oC )
(
oC )
T
1T
3P
1P
2(
oC )
(
oC )
1
0
26,3
29,6
26,7
49
29,7
269,7
26,2
28,9
2
10
14,7
21,6
16,5
62,2
34,7
362,7
17,4
28,9
3
20
12,5
18,9
14,4
64,6
34,7
374,7
14,7
29
4
30
11,2
17,4
12,6
65,7
36,7
384,7
13,1
28,9
5
40
10,4
16,5
12,3
67
37,7
385,7
12,1
29,1
6
50
10
16
11
67,5
38,7
389,7
11,6
29,1
7
60
9,9
15,5
10,9
68,2
38,7
391,7
11,3
29,1
8
70
9,6
15,3
10,5
68,3
38,7
394,7
11,1
29,1
9
80
9,4
15,2
10,4
68
38,7
394,7
10,8
29,3
10
90
9,3
14,9
10,4
68,2
38,7
394,7
10,6
29,1
11
100
9,2
14,9
10,2
68,4
38,7
394,7
10,5
29,2
12
110
9,1
14,7
9,9
68,5
37,7
394,7
10,4
29,6
13
120
8,9
14,5
9,5
68,3
37,7
394,7
10,3
29,2
sekitar
(
C )
47
t
(
oC )
(
oC )
T
1T
3P
1P
2(
oC )
(
oC )
1
0
24,4
28,9
23,3
53,9
33,7
319,7
25,4
27,7
2
10
13,3
20,8
13,8
60,8
34,7
349,7
16,1
28
3
20
10,7
17,6
11,6
61,1
34,7
339,7
13
27,7
4
30
10
17,5
11,8
61,1
34,7
344,7
12
27,6
5
40
8,6
15
9,8
61,4
33,7
334,7
10,4
27,8
6
50
7,7
14,1
8,6
61,7
34,7
334,7
9,4
28,1
7
60
7,2
13,6
8,7
61,9
33,7
334,7
8,9
27,8
8
70
6,8
13,1
8,8
62,4
32,7
324,7
8,4
27,9
9
80
6,4
12,7
8,6
62,8
33,7
329,7
8
28,2
10
90
6,3
12,4
8,3
63,5
33,7
334,7
7,9
28,1
11
100
6
12,3
8
62,7
32,7
330,7
7,7
28,2
12
110
5,9
12,2
7,6
63,7
32,7
334,7
7,6
28,5
13
120
5,9
12,1
7,8
62,6
32,7
334,7
7,6
28,3
[image:67.842.90.736.87.510.2]48
t
(
oC )
(
oC )
T
1T
3P
1P
2(
oC )
(
oC )
1
0
25,2
29
25,5
42,1
25,7
239,7
26,2
28,5
2
10
13,4
21
16,7
50,7
29,7
289,7
17,1
28,6
3
20
10,6
18,1
13,5
52,4
30,7
299,7
13,6
28,8
4
30
8,3
15,9
11,4
53,3
31,7
299,7
11,3
28,7
5
40
7
14,4
10
54,2
31,7
299,7
9,7
28,8
6
50
6,3
13,4
8,8
53,8
31
294,7
8,7
28,8
7
60
5,8
12,8
8,1
53,3
29,7
294,7
7,9
29
8
70
5,5
12,3
7,9
53,8
29,9
294,7
7,5
28,8
9
80
5
12
7,4
53,5
29,7
290,7
7,1
28,8
10
90
4,9
11,7
7,4
54,2
30
289,7
6,9
28,7
11
100
4,6
11,4
7,2
53,1
29,7
289,7
6,7
28,7
12
110
4,5
11,2
6,4
54,1
29,7
289,7
6,4
28,8
13
120
4,4
11,2
6,2
53,8
29,7
289,7
6,3
28,8
[image:68.842.88.733.79.509.2]49
t ( C) ( C) T1 T3 P1 P2 ( C) ( C) ( C)
1 0 19,3 19,6 16,73 61,53 35,37 364,7 19,9 24,8 28,8
2 20 16,2 21,7 15,53 62,1 36,37 376,7 17,2 24,2 29
3 40 15,3 20,7 15,27 64,1 36,7 381,37 16,2 23,4 29
4 60 14,8 20,1 14,7 63,87 36,7 381,37 15,6 22,5 29,1
5 80 14,2 19,3 14,47 65,3 36,03 382,37 14,9 21,6 29
6 100 13,9 19 14,33 65 36,37 381,37 14,5 20,9 28,9
7 120 13,7 18,6 13,97 65,23 36,37 379,03 14 20,2 29,2
8 140 13,2 18,1 13,7 65,6 36,03 377,7 13,6 19,4 29,3
9 160 12,8 17,7 13,4 65,93 35,37 376,7 13,1 18,8 29,2
10 180 12,5 17,3 13,3 65,73 35,03 379,37 12,7 18,2 29,2
11 200 12,3 17 12,9 65,73 35,7 374,03 12,3 17,5 29,3
12 220 12 16,6 12,77 65,5 35,03 376,37 12 16,9 29,2
13 240 11,8 16,4 12,67 65,3 35,03 371,7 11,6 16,4 29,2
14 260 11,5 16,1 12,5 64,63 35,03 371,7 11,3 15,9 29,3
15 280 11,2 15,7 12,53 64,87 35,03 372,03 10,9 15,4 29,1
16 300 10,9 15,4 12,3 64,5 35,03 371,03 10,6 15 29,2
17 320 10,8 15,3 12,07 64,67 35,03 371,03 10,5 14,5 29,2
18 340 10,7 15,2 11,9 64,87 35,03 371,37 10,4 14,1 29,1
50
t (oC) (oC) T1 T3 P1 P2 (oC) (oC)
