際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR

Wayan Santika
Wayan Santika

Abstrak: Domestik refrigerator digunakan untuk menyimpan makanan beku (frozen food) yang mempunyai temperatur sekitar -18尊C dan juga makanan dingin (chilled food) berkisar 4尊C. Kedua level temperatur diatas biasanya dicapai dengan evaporator tersendiri. Evaporator pada mesin refrigerator domestik biasanya diletakkan pada bagian freezer atau bagian paling atas dan harus pula memberikan pendinginan pada ruang makanan dingin (chilled food). Dengan kata lain, evaporator tersebut harus mengatasi beban pendinginan di freezer yang memiliki temperatur rendah dan di chiller yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sehingga bisa dikatakan harus bekerja pada tekanan rendah pada freezer dan tekanan lebih tinggi pada ruang makanan dingin (chiller). Pada penelitian ini diuji dua sistem domestik refrigerator untuk dua kompartemen yakni ruang penyimpan makanan beku (frozen food) dan ruang makanan dingin (chilled food). Masing-masing sistem diuji dengan beban pendingin 500 Watt untuk tiap ruangan pendingin. Kapasitas kompresor yang digunakan sebesar HP (horse power) dan temperatur lingkungan dianggap konstan sebesar 29尊C. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa COP rata-rata sistem refrigerasi evaporator ganda dengan EPR sebesar 5,33 sedangkan COP pada sistem evaporator tunggal tanpa EPR sebesar 5,2. Kata kunci: COP, domestic refrigerator, evaporator pressure regulator (EPR), evaporator multi temperatur.

1 of 12
Downloaded 26 times
Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR
PROSEDING SEMINAR NASIONAL 2013 SENAPATI TECHNOPRENEURSHIP Daftar isi Optimasi Rancang Bangun Alat Bantu Perakitan Presstool Adies Rahman Hakim1 , Ismet P Ilyas2 dan Chandrasa S3 1 6 Pola Kebijakan Penyediaan Air Bersih Melalui Optimalisasi Pemberdayaan Potensi Air Baku Di Kabupaten Gianyar Sebagai Salah Satu Daerah Tujuan Wisata Utama Di Bali I Gst. Lanang Made Parwita & I Wayan Suparta 7 14 Rancang Bangun Engine Stand Pada Fasilitas Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali Untuk Overhaul Engine I Nengah Darma Susila dan I Gst Ngurah Ardana 15 21 Pengembangan Teknologi Low Speed Vertical Injection Untuk Pembuatan Produk Aluminium Tahan Beban Impak dan Thermal di Industri Kecil Dan Mikro Darma Firmansyah Undayat1) , Wiwik Purwadi2) , M. Nahrowi3) 22 28 Rancang Bangun Pisau Bajak Multi Fungsi Yang Ergonomis Meningkatkan Kepuasan dan Produktivitas Kerja Petani Subak Abian Di Desa Batunya Tabanan I Ketut Widana dan Ni Wayan Sadiyani 1,2) 29 35 Pemanfaatan Metodebatik Fractal Pada Transformasi Motif Kain Tenun Cual Bangka Menjadi Batik Khas Bangka Dalam Upaya Menjaga Aset Budaya Bangsa Ilham Ary Wahyudie, Surojo, Irwan Ramli, Yoan Elviralita 36 40 Perancangan dan Perbaikan Metode Kerja Sektor Industri Kecil Kerajinan Gong di Kabupaten Klungkung Bali Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja IKG Juli Suarbawa 41 49 Kajian Perubahan Frekuensi Sumber Listrik Terhadap Putaran Poros Motor I Nyoman Gede Baliarta dan Sudirman 50 54 Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Pada Penyulang Serangan Untuk Memperbaiki Rugi Rugi Dan Profil Tegangan Sistem Menggunakan Etap 6.0 I Gusti Agung Made Sunaya1) dan I Made Purbhawa 2 55 60 Rancang Bangun Dekanter Minyak Atsiri Menggunakan Pelat Interceptor Untuk Meningkatkan Kuantitas Produk I Made Sudana, Ida Ayu Anom Arsani, dan Achmad Wibolo 61 66 Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi I Gusti Ngurah Ardana1 dan I Gede Nyoman Suta Waisnawa2 67 76 Studi Komparatif Jenis Bahan Tel Additive Dan Bio Additive Sebagai Octane Booster Bahan Bakar Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Kendaraan I Komang Rusmariadi dan I Ketut Rimpung 77 84
Rancang Bangun Mesin Drop Hammer Untuk Meningkatkan Proses Produksi Kerajinan Logam I Made Aryana孫 dan I Wayan Suirya族 85 91 Studi Eksperimental Pengujian Performance Refrigeran LPG ETI-LPG10C pada AC Split 1 Pk Made Ery Arsana(1) , Luh Putu Ike Midiani, I.B Putu Sukadana 92 97 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Adi Winarta, I Wayan Gede Santika, AA Ngurah Bagus Mulawarman 98 104 Simulation Of Exclusive Stopping Spaces Planning For Motorcycles To Improve Signalled Cross Performance And Traffic Safety Putu Hermawati, I Gede Made Oka Aryawan dan I Wayan Suasnawa 105 111 Rancang Bangun Alat Uji Temperatur Peleburan Dan Pembekuan PCM Untuk Aplikasi Refrigerator Temperatur Rendah Ida Bagus Putu Sukadana(1) dan I Made Sugina(2) 112 116 Optimalisasi Alat Pengaduk Dodol Dan Perbaikan Lingkungan Kerja Untuk Meningkatkan Produktivitas Perajin Di Kabupaten Buleleng, Bali I Gede Santosa 117 122 Rancang Bangun Alat Penyetel Celah Katup Sepeda Motor Dengan Pembatas Torsi Daud Simon Anakottapary dan I Made Suarta 123 130 Modifikasi Dan Optimasi Sistem Pengujian Ahu (Air Handling Unit) Dengan Ultrasonik Humidifier Dan Analisis Psikrometri I Wayan Temaja dan Made Ery Arsana 131 134 Perancangan Alat Pelubang Plastik Mulsa Dan Perbaikan Sistem Kerja Melalui Pendekatan Total Ergonomi Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja Petani Strowberi Di Bedugul Bali M. Yusuf Dan Made Anom Santiana 135 139 Peningkatan Kekerasan Pada Produk Coran Crusher Tip Dengan Metoda Perlakuan Panas Achmad Sambas(1) , Reza Yadi Hidayat(2) 140 146 PLTS Untuk Sentra Pengolahan Hasil Kelautan Dan Perikanan Di Nusa Penida I Nengah Suparta dan I Nyoman Sugiarta 147 151 Sistem Pengaturan Kecepatan Variabel Motor BLDC Menggunakan DRV 8312 DSP TI C2000 I Nyoman Wahyu Satiawan, I Ketut Wiryajati, IB Fery Citarsa, Ni Made Seniari, Sultan 152 156 Pengembangan Dan Optimasi Mesin Sangrai Kopi Yang Hemat Energi Untuk Meningkatkan Kualitas Produksi I Made Rajendra1 , I Nyoman Suamir dan I Gede Nyoman Suta Waisnawa 157 163 Flutter Dimensional Analisis Berdasarkan Buckingham Pi-Theorema I Putu Gede Sopan Rahtika dan I Nengah Darma Susila 164 167 Analisis Performansi AC Split dengan Inverter dan Menggunakan Refrigeran R410A I Wayan Adi Subagia dan I Dewa Made Susila 168 172
Studi Eksperimental Sistem Intermittent Solar Absorption Refrigeration Untuk Produksi Es Balok I Nengah Ardita dan I Putu Sastra Negara 172 177 Pembuatan Alat Simulasi Praktek Perencanaan Instalasi Pemipaan Untuk Laboratorium Mesin-Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin I Made Arsawan dan I Made Rai Jaya Widanta 178 183 Pengembangan AC Trainner Bebasis Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Dengan Refrigeran R410a I Dewa Made Susila, I Wayan Adi Subagia dan I Dewa Gede Agus Tri Putra 184 190 Kajian Performansi Alat Penukar Kalor Untuk AC Berbasis Thermoelektrik I DG Agus Tri Putra 191 195 Analisis Eksperimental Lendutan pada Profil Reng Baja Ringan Akibat Beban Terpusat Fajar Surya Herlambang dan I Komang Sudiarta 196 200 Pemanfaatan Teknologi Nirkabel Pada Pengiriman Data Informasi Bencana Longsor Berbasis ATR-KYL-200L Hadi Supriyanto1) , Bobby Surya2) , Yuliadi Erdani3) dan Siti Aminah4) 201 207 Pengaruh Kuat Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik Dan Lengkung Baja ST 37 Dengan Teknik 1G Dan Metode Smaw Ida Bagus Gde Widiantara1 dan I Made Anom Adiaksa2 208 213 Analisis Eksperimental Pengaruh Variasi Setting Temperatur Udara Ruangan Terhadap Performansi Sistem Pengkondisian Udara Luh Putu Ike Midiani dan I Dewa Gd. Agus Tri Putra 214 217 Investigasi Peningkatan Kapasitas Pendinginan Sistem AC Melalui Aplikasi Air Kondensat Sebagai Pre-Cooling Evaporative I Putu Sastra Negara, I Nengah Ardita 218 222 Penggunaan Fly Ash Sebagai Penganti Semen Dalam Pembuatan Beton Geopolimer I Wayan Suasira, I Wayan Intara 223 229 Rancang Bangun Alat Pengiris Jajan Uli Yang Ergonomis Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja Perajin Jajan Uli Di Desa Surodadi Kabupaten Tabanan, Bali I Nyoman Sutarna dan Achmad Wibolo 230 238 Data Base Sistem Penyediaan Air Minum Guyangan Nusa Penida Berbasis Sistem Informasi Geografis (SIG) I Nyoman Sedana Triadi, I Made Mudhina dan I Nyoman Anom P Winaya 239 245 Pengaruh Posisi Nozel di Dalam Ejektor Terhadap Performance AC Ejektor Sudirman1 dan I Nyoman Gede Baliartha2 246 251 Rancang Bangun Mesin Pengamplas Gamelan Reong I Ketut Suherman, I Dewa Made Pancarana 252 260 Rancang Bangun Alat Penangkap Belut Menggunakan Inverter DC Ke AC Satu Fasa I Nyoman Sukarma 261 265 Analisa Peningkatan Kekerasan Permukaan Baja Karbon Rendah Melalui Karburasi Kemas Arang Kayu Dicampur Tepung Cangkang Kerang Darah Umen Rumendi 266 271
Penghilangan Logam Pencemar Kromium (III) Dengan Teknik Membran Cair Emulsi Menggunakan Asam Oleat Sebagai Pengompleks Dengan Metode Alir Viktor Andika Putra 272 276 Redesain Ruang Perpustakaan Politeknik Negeri Bali Melalui Pendekatan Partisipatori Meningkatkan Minat Baca Dan Kenyamanan Pengguna Wayan Sri Kristinayanti dan A.A. Putri Indrayanti 277 282 Sistem Pengumpul Energi Hybrid Dapat Berpindah (Mobile Hybrid Power Bank System) 283 287 Aplikasi Perangkat Lunak Rekayasa Pada Desain Dan Pengembangan Produk Ceiling Rod Hanger Clip Asep Indra Komara 288 292 Analisis Centerline Shrinkage Pada Produk Baja Cor Dengan Bentuk Geometri Kompleks Menggunakan Bantuan Perangkat Lunak Simulasi Coran Solidcast 8.1.1 (Studi Kasus Pada Produk Diafragma) Mochammad Achyarsyah, Beny Bandanadjaja, Hariyadi Nugroho 293 297
98 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Adi Winarta, I Wayan Gede Santika, AA Ngurah Bagus Mulawarman Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bali Bukit Jimbaran, P.O Box 1064 Tuban, Badung-Bali telp.(0361)701981 adi.winarta@pnb.ac.id Abstrak: Domestik refrigerator digunakan untuk menyimpan makanan beku (frozen food) yang mempunyai temperatur sekitar -18尊C dan juga makanan dingin (chilled food) berkisar 4尊C. Kedua level temperatur diatas biasanya dicapai dengan evaporator tersendiri. Evaporator pada mesin refrigerator domestik biasanya diletakkan pada bagian freezer atau bagian paling atas dan harus pula memberikan pendinginan pada ruang makanan dingin (chilled food). Dengan kata lain, evaporator tersebut harus mengatasi beban pendinginan di freezer yang memiliki temperatur rendah dan di chiller yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sehingga bisa dikatakan harus bekerja pada tekanan rendah pada freezer dan tekanan lebih tinggi pada ruang makanan dingin (chiller). Pada penelitian ini diuji dua sistem domestik refrigerator untuk dua kompartemen yakni ruang penyimpan makanan beku (frozen food) dan ruang makanan dingin (chilled food). Masing-masing sistem diuji dengan beban pendingin 500 Watt untuk tiap ruangan pendingin. Kapasitas kompresor yang digunakan sebesar HP (horse power) dan temperatur lingkungan dianggap konstan sebesar 29尊C. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa COP rata-rata sistem refrigerasi evaporator ganda dengan EPR sebesar 5,33 sedangkan COP pada sistem evaporator tunggal tanpa EPR sebesar 5,2. Kata kunci: COP, domestik refrigerator, evaporator pressure regulator (EPR), evaporator multi temperatur. COP Comparative Test for Multi Temperatur Domestic Refrigerator with single and double evaporator equipped with EPR Valve Abstract:A Domestic refrigerator is used to hold a freezer temperatur at about -18C and food compartement temperatur near 4C, however these two levels of temperatur are achieved by only one evaporator. A single evaporator, located in freezer compartment, must cover both the food and freezer compartment. Therefore, it must operate at lowe pressure required by freezer section, which is must lower than that required by food compartement. In this case, due to high pressure difference between evaporator and condenser, the compressor work is relatively large, which result in degraded performance. Each of the system had been test with 500 watt heater load for each compartement. The compressor capacity which been used for this system about HP. The test was conducted at outdoor temperature considerably constant at 29C. The research result shows that average COP for the double evaporator refrigerator with EPR valve about 5,33 and the other system has average COP about 5,2. Keyword: COP. Domestic refrigerator, evaporator pressure regulator (EPR), multi temperature evaporator
99 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR I. PENDAHULUAN Aplikasi terbesar sistem refrigerasi adalah menghambat laju pertumbuhan bakteri, serta perubahan secara fisik dan kimiawi pada makanan [1]. Meskipun pada kenyataannya pada temperatur mendekati titik beku pun, makanan masih mungkin dapat membusuk (deteriote) oleh karena pertumbuhan mikro organisme, perubahan oleh enzim atau reaksi kimia. Akan tetapi menyimpan makanan pada temperatur rendah (low temperature) semata-mata adalah mengurangi laju pertumbuhan atau perkembangan organisme-organisme yang merugikan [1,2]. Selain meminimalkan pertumbuhan mikroorganisme, pendinginan yang dihasilkan oleh teknologi refrigerasi juga diperlukan untuk mencegah terjadinya reaksi kimia maupun fisiologis yang bisa merusak kondisi suatu zat. Sehingga teknologi ini juga menjadi kebutuhan di bidang kedokteran (penyimpanan vaksin, obat-obatan, hingga cadangan darah). Dukungan mesin refrigerasi terhadap kemajuan iptek jelas terlihat dari keberadaan mesin ini di berbagai bidang; biologi, kimia, kedokteran, dan sebagainya [3, 4] Teknologi refrigerasi bukan hanya monopoli perusahaan besar ataupun institusi ilmiah. Mesin refrigerasi dalam bentuk lemari pendingin (refrigerator) dan pengkondisi udara (AC) sangat umum dijumpai di tengah-tengah masyarakat. Bukan sekedar gaya hidup, karena mesin refrigerasi berfungsi untuk meningkatkan kualitas hidup manusia. Mesin refrigerasi domestik merupakan mesin refrigerasi yang digunakan untuk keperluan rumah tangga. Tetapi bagaimanapun juga karena unit-unit pelayanannya sangat luas, refrigerasi domestik mewakili suatu bagian dari industri refrigerasi yang memiliki pangsa pasar yang sangat besar. Akibatnya total penggunaan energi oleh refrigerasi domestik ini semakin hari menjadi signifikan karena meluasnya penggunaan pada rumah tangga [5] Unit refrigerasi domestik biasanya berbentuk kecil, yang membutuhkan daya listrik untuk kompresi sampai dengan 1 pk dan menggunakan jenis kompresor hermetik. Beberapa tahun belakangan ini unit refrigerasi domestik sudah mulai dikembangkan dengan menggunakan sistem lain selain jenis siklus kompresi uap. Pada umumnya mesin refrigerasi jenis ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu kulkas (refrigerator) dan freezer. Domestik refrigerator digunakan untuk menyimpan makanan beku (frozen food) mempunyai temperatur freezer sekitar -18属 C. Sedangkan ruang penyimpanan makanan dingin (chilled food) biasanya dicapai dengan temperatur mendekati 4属 C. Kedua level temperatur diatas biasanya dicapai dengan evaporator tersendiri. Evaporator tunggal pada mesin refrigerator domestik biasanya diletakkan pada bagian freezer atau bagian paling atas dan harus pula memberikan pendinginan pada ruang makanan dingin. Dengan kata lain, evaporator tersebut harus mengatasi beban pendinginan di freezer yang memiliki temperatur rendah dan di chiller yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sehingga bisa dikatakan harus bekerja pada tekanan rendah pada freezer dan tekanan lebih tinggi pada ruang penyimpanan makanan. Hal ini tentu mengakibatkan turunnya performansi karena beda tekanan yang besar antara evaporator dan kondensor yang mengakibatkan rasio kompresi yang tinggi pada kompresor [6] Cara termudah dalam mengurangi kerja kompresor dan mencapai perfomansi yang lebih baik adalah dengan cara membuat dua siklus refrigerasi yang berlainan dengan temperatur evaporasi yang berbeda, yang biasa disebut "dual loop cycle" [7]. Dengan rendahnya kenaikan tekanan pada siklus refrigerasi maka kerja kompresor dapat diminimalkan. Hasil simulasi menunjukkan kenaikan performansi 19% pada dual loop cycle dengan menggunakan R22 [8]. Tetapi bertolak belakang dengan naiknya perfomansi ini permasalahan utama pada sistem ini adalah tingginya biaya peralatan yang dikeluarkan. Berdasarkan faktor biaya tersebut, berbagai upaya telah dilakukan guna memodifikasi siklus dengan evaporator ganda ini. Salah satunya dengan penggunaan kembali "single loop cycle" yang menggunakan evaporatur tunggal [9]. Penelitian refrigerator domestik multi temperatur menggunakan evaporator tunggal dan ganda dengan katup EPR ini memiliki tujuan sebagai berikut: 1. Mengembangkan desain multi evaporator pada mesin domestik refrigerator dengan prinsip natural convection untuk mengurangi penggunaan konsumsi daya listrik untuk fan evaporator. 2. Menguji perfomansi sistem desain multi evaporator pada refrigerator domestik sebagai acuan pengembangan refrigerator domestik yang memiliki perfomansi tinggi dengan biaya produksi yang ekonomis. 3. Membandingkan performansi refrigerator multi temperatur dengan dan tanpa EPR (Evaporator Pressure Regulator). II. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian eksperimental (experimental research) dengan membandingkan hasil uji performansi pada mesin refrigerator domestik multi temperature dengan evaporator tunggal dan evaporator ganda. Dua sistem model evaporator tersebut dan pipa kapiler didesain terlebih dahulu sebelum digunakan pada sistem refrigerasi domestik. Pertama akan diuji performansi pada mesin domestik refrigerasi dengan evaporator ganda. Yakni model sistem dual loop cycle yang menggunakan 2 (dua)
100 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR evaporator secara paralel. Dua evaporator yang dipasang secara parallel ini memiliki temperatur evaporasi yang berlainan guna penanganan dua ruang temperature yang berbeda. Pada sisi keluar (outlet) evaporator yang memiliki suhu tertinggi (chiller) dipasang evaporator pressure regulator (EPR) untuk menjaga agar tekanan pada evaporator tetap konstan. Sehingga nantinya temperatur pada chiller dapat dipertahankan pada kondisi yang ingin dicapai. Pada pengujian berikut yakni evaporator tunggal atau single loop cycle digunakan evaporator yang dirangkai secara seri. Pada keluaran (outlet) evaporator pertama dipasang accumulator (liquid and gas separation) guna memisahkan uap dan cairan refrigeran. Gunanya untuk memastikan bahwa hanya uap refrigerant saja yang akan memasuki inlet evaporator kedua. Pada evaporator pertama direncanakan untuk pendinginan pada low temperature (freezer) sedangkan pada evaporator kedua untuk medium temperature (chiller). Penelitian dilakukan di laboratorium Refrigerasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali. Perhitungan performansi COP suatu mesin refrigerasi didapatkan dari perhitungan Efek refrigerasi (ER) dan kerja kompresi (Wk). Perhitungan tersebut membutuhkan data-data tekanan dan temperatur pada masing-masing titik pengujian. Dengan menggunakan pressure enthalphy (p-h) diagram dan tabel properties dari refrigeran yang akan diuji maka dapat dicari besarnya enthalpy yang akan digunakan dalam perhitungan nantinya. Untuk perhitungan konsumsi listrik digunakan rumus daya yang dihitung dari voltase dan ampere yang dikonsumsi mesin refrigerasi domestik tersebut atau diukur langsung dengan tang ampere (energy meter). 2.1 Diagram Alir Penelitian Suction Line Kompresor Hermetik Condenser Sight Glass Filter Dryer Receiver Evaporator Accumulator/Separator Evaporator Pipa Kapiler Pipa Kapiler Kondenser Receiver Filter Dryer Sight Glass Kompresor Hermetik EPR Evaporator I (freezer room) Evaporator II (chiller room) T6 / P6 T7 / P7 T2 / P2 T3 / P3 P3 T4/ P4 T5/ P5 T8/ P8 T1/ P1 Gambar 1 Diagram alir pelaksanaan penelitian Mulai Desain alat Uji Survey Bahan dan Alat Literatur Pengadaan Bahan dan Alat Uji Perakitan Alat Uji Running test Pengambilan Data Kesimpulan Selesa i Pengolahan Data Analisis (COP) Gambar 2 Pengujian domestik refrigerator dengan evaporator ganda dan EPR Gambar 3 Pengujian domestik refrigerator dengan evaporator tunggal tanpa EPR
101 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Data temperatur (属C) yang diukur : Tabel 1 Pengambilan data temperatur a T1 = Temperatur keluar evaporator chiller b T2 = Temperatur refrigeran keluar kompresor c T3 = Temperatur refrigeran keluar kondensor d T4 = Temperatur refrigeran masuk evaporator e T1 = Temperatur refrigeran keluar evaporator freezer Data Tekanan (bar) yang diukur: Tabel 2 Pengambilan data tekanan a P1 = Tekanan pada outlet evaporator chiller b P2 = Tekanan pada discharge kompresor c P3 = Tekanan pada outlet kondensor d P4 = Tekanan inlet evaporator e P5 = Tekanan pada outlet evaporator freezer 2.2 Prosedur pengujian mesin refrigerasi Pengujian pada mesin refrigerasi dengan dua model evaporator ini dilakukan dengan durasi wakktu 90 menit (sampai temperatur dalam box penyimpanan mencapai keadaan konstan atau steady). Langkah- langkah proses pengujian adalah sebagai berikut: 1. Melakukan inspeksi pada mesin pendingin sesuai dengan prosedur operasional yang standar. Melakukan pemeriksaan tekanan pada sistem apakah tidak ada kebocoran, memeriksa instalasi pengkabelan pada mesin dan mencatat massa refrigerant yang ada pada sistem pada waktu pengisian sistem. Sehingga memastikan sistem layak untuk dilakukan pengujian. 2. Langkah berikutnya adalah menghubungkan steker ke sumber arus (stop kontak). 3. Menghidupkan power pengukur temperatur (display termokopel) dengan menekan tombol on . Melakukan pencatatan temperatur (display termokopel) dan tekanan (pressure gauges dan charging manifold) sebelum sistem dijalankan 4. Start sistem dan membiarkan sistem bekerja 10 menit sebelum pengambilan data pertama. Mencatat data-data tekanan dan temperatur pada beberapa titik yang telah ditetapkan dan mengulang pengambilan data dengan durasi waktu 5 menit. Pencatatan dilakukan sampai 18 kali sehingga lama pengambilan selama 90 menit. III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Data Hasil Penelitian Data yang didapatkan dari hasil pengujian yakni data temperatur dan tekanan untuk masing-masing titik akan diolah menggunakan tabel propertis dari refrigerant R22. Sebelumnya data tekanan dari pressure gauges dikonversi dahulu menjadi P absolut dengan rumus: Pabs = Pgauges + 1 atmosfer karena alat ukur tekanan menggunakan satuan bar maka rumus diatas diterjemahkan menjadi: Pabs (bar) = P gauges (bar) + 1,01 (bar) Tabel 3 Hasil perhitungan data refrigerator dengan EPR HASIL PERHITUNGAN DATA REFRIGERATOR DENGAN EPR Waktu ENTHALPY ( h) Efek Refrigerasi (ER) Kerja Kompresi (Wk) COP Dayah1 h2 h3=h4 h1' ER I ER I' ER Total Wk I Wk I' Wk Total (menit) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) 5 420.33 438.67 250.55 408.77 169.78 158.22 164.00 18.34 29.90 24.12 6.80 448.80 10 420.45 439.34 249.55 408.77 170.90 159.22 165.06 18.89 30.57 24.73 6.67 411.40 15 420.38 440.08 249.43 408.56 170.95 159.13 165.04 19.70 31.52 25.61 6.44 392.70 20 418.36 439.76 249.55 406.21 168.81 156.66 162.74 21.40 33.55 27.48 5.92 392.70 25 418.44 439.85 249.55 404.61 168.89 155.06 161.98 21.41 35.24 28.33 5.72 392.70 30 418.05 439.99 249.43 403.37 168.62 153.94 161.28 21.94 36.62 29.28 5.51 392.70 35 417.46 440.41 249.18 401.45 168.28 152.27 160.28 22.95 38.96 30.96 5.18 392.70 40 417.10 440.88 248.93 400.86 168.17 151.93 160.05 23.78 40.02 31.90 5.02 392.70 45 416.54 440.82 248.93 400.55 167.61 151.62 159.62 24.28 40.27 32.28 4.95 392.70 50 416.30 440.82 248.93 400.55 167.37 151.62 159.50 24.52 40.27 32.40 4.92 392.70
102 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR 55 416.30 440.97 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.67 40.84 32.76 4.86 392.70 60 415.93 440.21 248.93 400.13 167.00 151.20 159.10 24.28 40.08 32.18 4.94 392.70 65 416.11 441.21 248.93 400.13 167.18 151.20 159.19 25.10 41.08 33.09 4.81 392.70 70 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 75 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 80 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 85 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 90 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 rata- rata 417.40 440.50 249.19 402.49 168.21 153.29 160.75 23.10 38.02 30.56 5.33 396.86 Tabel 4 Hasil pengolahan data refrigerator evaporator tunggal tanpa EPR Waktu (menit) Enthalpy (kJ/kg) COP Daya h1 h2 h3 = h4 h5 ER Wk 5 425,7 448,7 233,4 410,3 176,9 23,0 7,7 512,1 10 422,1 449,6 232,4 408,2 175,8 27,5 6,4 469,4 15 421,3 451,5 232,6 407,7 175,1 30,2 5,8 448,1 20 421,6 451,8 232,1 404,3 172,2 30,2 5,7 448,1 25 421,2 451,4 232,6 404,9 172,3 30,2 5,7 448,1 30 421,3 451,9 232,3 403,7 171,4 30,6 5,6 448,1 35 421,2 452,3 232,3 403,4 171,1 31,1 5,5 448,1 40 420,6 452,8 232,3 403,1 170,8 32,2 5,3 448,1 45 419,1 453,2 232,2 402,7 170,5 34,1 5,0 448,1 50 418,8 453,6 232,1 402,4 170,3 34,8 4,9 448,1 55 417,8 453,9 232,4 402,1 169,7 36,1 4,7 448,1 60 417,6 454,2 232,6 402,7 170,1 36,6 4,7 448,1 65 417,5 454,4 232,3 402,1 169,8 36,9 4,6 448,1 70 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 75 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 80 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 85 416,1 454,8 232,2 402,7 170,5 38,8 4,4 448,1 90 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,5 4,5 448,1 Rata-rata 419,4 452,9 232,4 403,9 171,5 33,5 5,2 448,1
103 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR 3.1 Pembahasan Dari hasil grafik 4 didapatkan bahwa pada awal start COP pada sistem tanpa EPR memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan konvensional sistem dengan EPR. Hal ini dikarenakan efek refrigerasi pada sistem tanpa EPR lebih tinggi dengan kerja kompresor yang lebih rendah. Pada pengukuran temperatur pada outlet dan inlet kompresor terbukti bahwa temperatur kompresor lebih rendah dibandingkan pada sistem refrigerator domestik dengan evap ganda. Sehingga mengakibatkan kerja kompresi pada sistem ini lebih rendah. COP keduan sistem ini berpotongan di tiga titik yakni pada menit ke 10, 25 dan 50. Pada sistem dengan evap tunggal performansi terbaik diperoleh pada awal start karena kerja kompresi yang rendah. Pada menit berikutnya sistem ini cenderung memiliki COP yang tidak jauh berbeda dengan system evap ganda. Meskipun dari grafik dapat diketahui pula bahwa penurunan performansi pada sistem evaporator tunggal lebih curam dibandingkan dengan sistem evaporator ganda. Pada sistem evap ganda COP lebih stabil nilainya dimulai pada menit ke 15. Hal ini juga menandakan bahwa kerja kompresi lebih stabil pada sistem evap ganda sehingga akan menyebabkan umur kompresor yang lebih panjang. IV. KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada refrigerator domestik evaporator ganda dengan EPR besarnya COP sistem lebih stabil dibandinglan dengan refrigerator evaporator tunggal tanpa EPR. COP rata-rata pada refrigerator domestik evaporator lebih besar yakni 5,33 jika dibandingkan COP rata evaporator tunggal tanpa EPR yakni 5,2. 2. Pada refrigerator domestik evaporator ganda COP awal sebesar 6,8 dan berangsur angsur menurun sehingga pada akhirnya stabil pada COP 4,83. 3. Pada refrigerator domestik evaporator tunggal tanpa EPR COP awal sistem sebesar 7,7 tetapi menurun tajam sampai dengan 4,4. DAFTAR PUSTAKA [1] ASHRAE, Refrigeration Handbook Fundamentals, American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers. SI Edition. 2005. [2] Dincer, Ibrahim, Refrigeration System and Application, England, ISBN 0-471-62351-2, 2003 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 COP Waktu (menit) Grafik COP vs waktu Evap Ganda dgn EPR Evap Tunggal Non EPR Gambar 4 Grafik perbandingan performansi (COP) pada refrigerator
104 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR [3] Althouse, Turnquist and Bracciano, Modern Refrigeration and Air Conditioning. 18th edition, The Goodheart-Wilcox Company, Inc. Tinley Park, Illionis, ISBN-13: 978-159070- 280-2,ISBN-10:1-59070-280-2,2004 [4] Yuli Setyo Indartono, "Perkembangan Terkini Teknologi Refrigerasi (1)", 2006, www.beritaiptek.com., diakses 12 April 2013. [5] GSA, March 12, 2008. Refrigeration and Freezing. Government of South Australia, Department for Transport, Energy and Infrastructure. (http://www.dtei.sa.gov.au/energy/energy_acti on/household/saving_energy/refrigeration_and _freezing diakses 12 April 2013) [6] Lee, W.H., Kim, Y.J., Kim, M.S.,Cho, K.S,(2000). Experimental Study on the Performance of Dual Evaporator Refrigeration System with an Ejector,International Refrigeration and Air Conditioning Conference.paper 503. [7] Won S. Jung, D.S, Radermacher R, (1994). "An Experimental study of the Performance of a dual loop refrigerator/freezer system", Int. Journal Refrigeration, Vol 1, No.6, pp. 411- 416. [8] Bare, J.C, Gage, C.L, Radermacher R, and Jung D, (1991). "Simulation Of Nonazeotropic Refrigerant Mixtures For Use In Dual Circuit Refrigerator/Freezer Countercurrent Heat Exchanger", ASHRAE Trans., Vol 9, pp.2. [9] Bansal, P, Fothergill, D, Fernandes,R, (2010)."Thermal analysis of the defrost cycle in domestic freezer". International Journal of Refrigeration 33 589-599.

More Related Content

Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR

  • 2. PROSEDING SEMINAR NASIONAL 2013 SENAPATI TECHNOPRENEURSHIP Daftar isi Optimasi Rancang Bangun Alat Bantu Perakitan Presstool Adies Rahman Hakim1 , Ismet P Ilyas2 dan Chandrasa S3 1 6 Pola Kebijakan Penyediaan Air Bersih Melalui Optimalisasi Pemberdayaan Potensi Air Baku Di Kabupaten Gianyar Sebagai Salah Satu Daerah Tujuan Wisata Utama Di Bali I Gst. Lanang Made Parwita & I Wayan Suparta 7 14 Rancang Bangun Engine Stand Pada Fasilitas Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali Untuk Overhaul Engine I Nengah Darma Susila dan I Gst Ngurah Ardana 15 21 Pengembangan Teknologi Low Speed Vertical Injection Untuk Pembuatan Produk Aluminium Tahan Beban Impak dan Thermal di Industri Kecil Dan Mikro Darma Firmansyah Undayat1) , Wiwik Purwadi2) , M. Nahrowi3) 22 28 Rancang Bangun Pisau Bajak Multi Fungsi Yang Ergonomis Meningkatkan Kepuasan dan Produktivitas Kerja Petani Subak Abian Di Desa Batunya Tabanan I Ketut Widana dan Ni Wayan Sadiyani 1,2) 29 35 Pemanfaatan Metodebatik Fractal Pada Transformasi Motif Kain Tenun Cual Bangka Menjadi Batik Khas Bangka Dalam Upaya Menjaga Aset Budaya Bangsa Ilham Ary Wahyudie, Surojo, Irwan Ramli, Yoan Elviralita 36 40 Perancangan dan Perbaikan Metode Kerja Sektor Industri Kecil Kerajinan Gong di Kabupaten Klungkung Bali Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja IKG Juli Suarbawa 41 49 Kajian Perubahan Frekuensi Sumber Listrik Terhadap Putaran Poros Motor I Nyoman Gede Baliarta dan Sudirman 50 54 Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Pada Penyulang Serangan Untuk Memperbaiki Rugi Rugi Dan Profil Tegangan Sistem Menggunakan Etap 6.0 I Gusti Agung Made Sunaya1) dan I Made Purbhawa 2 55 60 Rancang Bangun Dekanter Minyak Atsiri Menggunakan Pelat Interceptor Untuk Meningkatkan Kuantitas Produk I Made Sudana, Ida Ayu Anom Arsani, dan Achmad Wibolo 61 66 Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Buah Kopi I Gusti Ngurah Ardana1 dan I Gede Nyoman Suta Waisnawa2 67 76 Studi Komparatif Jenis Bahan Tel Additive Dan Bio Additive Sebagai Octane Booster Bahan Bakar Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Kendaraan I Komang Rusmariadi dan I Ketut Rimpung 77 84
  • 3. Rancang Bangun Mesin Drop Hammer Untuk Meningkatkan Proses Produksi Kerajinan Logam I Made Aryana孫 dan I Wayan Suirya族 85 91 Studi Eksperimental Pengujian Performance Refrigeran LPG ETI-LPG10C pada AC Split 1 Pk Made Ery Arsana(1) , Luh Putu Ike Midiani, I.B Putu Sukadana 92 97 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Adi Winarta, I Wayan Gede Santika, AA Ngurah Bagus Mulawarman 98 104 Simulation Of Exclusive Stopping Spaces Planning For Motorcycles To Improve Signalled Cross Performance And Traffic Safety Putu Hermawati, I Gede Made Oka Aryawan dan I Wayan Suasnawa 105 111 Rancang Bangun Alat Uji Temperatur Peleburan Dan Pembekuan PCM Untuk Aplikasi Refrigerator Temperatur Rendah Ida Bagus Putu Sukadana(1) dan I Made Sugina(2) 112 116 Optimalisasi Alat Pengaduk Dodol Dan Perbaikan Lingkungan Kerja Untuk Meningkatkan Produktivitas Perajin Di Kabupaten Buleleng, Bali I Gede Santosa 117 122 Rancang Bangun Alat Penyetel Celah Katup Sepeda Motor Dengan Pembatas Torsi Daud Simon Anakottapary dan I Made Suarta 123 130 Modifikasi Dan Optimasi Sistem Pengujian Ahu (Air Handling Unit) Dengan Ultrasonik Humidifier Dan Analisis Psikrometri I Wayan Temaja dan Made Ery Arsana 131 134 Perancangan Alat Pelubang Plastik Mulsa Dan Perbaikan Sistem Kerja Melalui Pendekatan Total Ergonomi Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja Petani Strowberi Di Bedugul Bali M. Yusuf Dan Made Anom Santiana 135 139 Peningkatan Kekerasan Pada Produk Coran Crusher Tip Dengan Metoda Perlakuan Panas Achmad Sambas(1) , Reza Yadi Hidayat(2) 140 146 PLTS Untuk Sentra Pengolahan Hasil Kelautan Dan Perikanan Di Nusa Penida I Nengah Suparta dan I Nyoman Sugiarta 147 151 Sistem Pengaturan Kecepatan Variabel Motor BLDC Menggunakan DRV 8312 DSP TI C2000 I Nyoman Wahyu Satiawan, I Ketut Wiryajati, IB Fery Citarsa, Ni Made Seniari, Sultan 152 156 Pengembangan Dan Optimasi Mesin Sangrai Kopi Yang Hemat Energi Untuk Meningkatkan Kualitas Produksi I Made Rajendra1 , I Nyoman Suamir dan I Gede Nyoman Suta Waisnawa 157 163 Flutter Dimensional Analisis Berdasarkan Buckingham Pi-Theorema I Putu Gede Sopan Rahtika dan I Nengah Darma Susila 164 167 Analisis Performansi AC Split dengan Inverter dan Menggunakan Refrigeran R410A I Wayan Adi Subagia dan I Dewa Made Susila 168 172
  • 4. Studi Eksperimental Sistem Intermittent Solar Absorption Refrigeration Untuk Produksi Es Balok I Nengah Ardita dan I Putu Sastra Negara 172 177 Pembuatan Alat Simulasi Praktek Perencanaan Instalasi Pemipaan Untuk Laboratorium Mesin-Mesin Fluida Jurusan Teknik Mesin I Made Arsawan dan I Made Rai Jaya Widanta 178 183 Pengembangan AC Trainner Bebasis Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Dengan Refrigeran R410a I Dewa Made Susila, I Wayan Adi Subagia dan I Dewa Gede Agus Tri Putra 184 190 Kajian Performansi Alat Penukar Kalor Untuk AC Berbasis Thermoelektrik I DG Agus Tri Putra 191 195 Analisis Eksperimental Lendutan pada Profil Reng Baja Ringan Akibat Beban Terpusat Fajar Surya Herlambang dan I Komang Sudiarta 196 200 Pemanfaatan Teknologi Nirkabel Pada Pengiriman Data Informasi Bencana Longsor Berbasis ATR-KYL-200L Hadi Supriyanto1) , Bobby Surya2) , Yuliadi Erdani3) dan Siti Aminah4) 201 207 Pengaruh Kuat Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik Dan Lengkung Baja ST 37 Dengan Teknik 1G Dan Metode Smaw Ida Bagus Gde Widiantara1 dan I Made Anom Adiaksa2 208 213 Analisis Eksperimental Pengaruh Variasi Setting Temperatur Udara Ruangan Terhadap Performansi Sistem Pengkondisian Udara Luh Putu Ike Midiani dan I Dewa Gd. Agus Tri Putra 214 217 Investigasi Peningkatan Kapasitas Pendinginan Sistem AC Melalui Aplikasi Air Kondensat Sebagai Pre-Cooling Evaporative I Putu Sastra Negara, I Nengah Ardita 218 222 Penggunaan Fly Ash Sebagai Penganti Semen Dalam Pembuatan Beton Geopolimer I Wayan Suasira, I Wayan Intara 223 229 Rancang Bangun Alat Pengiris Jajan Uli Yang Ergonomis Untuk Meningkatkan Produktivitas Kerja Perajin Jajan Uli Di Desa Surodadi Kabupaten Tabanan, Bali I Nyoman Sutarna dan Achmad Wibolo 230 238 Data Base Sistem Penyediaan Air Minum Guyangan Nusa Penida Berbasis Sistem Informasi Geografis (SIG) I Nyoman Sedana Triadi, I Made Mudhina dan I Nyoman Anom P Winaya 239 245 Pengaruh Posisi Nozel di Dalam Ejektor Terhadap Performance AC Ejektor Sudirman1 dan I Nyoman Gede Baliartha2 246 251 Rancang Bangun Mesin Pengamplas Gamelan Reong I Ketut Suherman, I Dewa Made Pancarana 252 260 Rancang Bangun Alat Penangkap Belut Menggunakan Inverter DC Ke AC Satu Fasa I Nyoman Sukarma 261 265 Analisa Peningkatan Kekerasan Permukaan Baja Karbon Rendah Melalui Karburasi Kemas Arang Kayu Dicampur Tepung Cangkang Kerang Darah Umen Rumendi 266 271
  • 5. Penghilangan Logam Pencemar Kromium (III) Dengan Teknik Membran Cair Emulsi Menggunakan Asam Oleat Sebagai Pengompleks Dengan Metode Alir Viktor Andika Putra 272 276 Redesain Ruang Perpustakaan Politeknik Negeri Bali Melalui Pendekatan Partisipatori Meningkatkan Minat Baca Dan Kenyamanan Pengguna Wayan Sri Kristinayanti dan A.A. Putri Indrayanti 277 282 Sistem Pengumpul Energi Hybrid Dapat Berpindah (Mobile Hybrid Power Bank System) 283 287 Aplikasi Perangkat Lunak Rekayasa Pada Desain Dan Pengembangan Produk Ceiling Rod Hanger Clip Asep Indra Komara 288 292 Analisis Centerline Shrinkage Pada Produk Baja Cor Dengan Bentuk Geometri Kompleks Menggunakan Bantuan Perangkat Lunak Simulasi Coran Solidcast 8.1.1 (Studi Kasus Pada Produk Diafragma) Mochammad Achyarsyah, Beny Bandanadjaja, Hariyadi Nugroho 293 297
  • 6. 98 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Adi Winarta, I Wayan Gede Santika, AA Ngurah Bagus Mulawarman Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bali Bukit Jimbaran, P.O Box 1064 Tuban, Badung-Bali telp.(0361)701981 adi.winarta@pnb.ac.id Abstrak: Domestik refrigerator digunakan untuk menyimpan makanan beku (frozen food) yang mempunyai temperatur sekitar -18尊C dan juga makanan dingin (chilled food) berkisar 4尊C. Kedua level temperatur diatas biasanya dicapai dengan evaporator tersendiri. Evaporator pada mesin refrigerator domestik biasanya diletakkan pada bagian freezer atau bagian paling atas dan harus pula memberikan pendinginan pada ruang makanan dingin (chilled food). Dengan kata lain, evaporator tersebut harus mengatasi beban pendinginan di freezer yang memiliki temperatur rendah dan di chiller yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sehingga bisa dikatakan harus bekerja pada tekanan rendah pada freezer dan tekanan lebih tinggi pada ruang makanan dingin (chiller). Pada penelitian ini diuji dua sistem domestik refrigerator untuk dua kompartemen yakni ruang penyimpan makanan beku (frozen food) dan ruang makanan dingin (chilled food). Masing-masing sistem diuji dengan beban pendingin 500 Watt untuk tiap ruangan pendingin. Kapasitas kompresor yang digunakan sebesar HP (horse power) dan temperatur lingkungan dianggap konstan sebesar 29尊C. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa COP rata-rata sistem refrigerasi evaporator ganda dengan EPR sebesar 5,33 sedangkan COP pada sistem evaporator tunggal tanpa EPR sebesar 5,2. Kata kunci: COP, domestik refrigerator, evaporator pressure regulator (EPR), evaporator multi temperatur. COP Comparative Test for Multi Temperatur Domestic Refrigerator with single and double evaporator equipped with EPR Valve Abstract:A Domestic refrigerator is used to hold a freezer temperatur at about -18C and food compartement temperatur near 4C, however these two levels of temperatur are achieved by only one evaporator. A single evaporator, located in freezer compartment, must cover both the food and freezer compartment. Therefore, it must operate at lowe pressure required by freezer section, which is must lower than that required by food compartement. In this case, due to high pressure difference between evaporator and condenser, the compressor work is relatively large, which result in degraded performance. Each of the system had been test with 500 watt heater load for each compartement. The compressor capacity which been used for this system about HP. The test was conducted at outdoor temperature considerably constant at 29C. The research result shows that average COP for the double evaporator refrigerator with EPR valve about 5,33 and the other system has average COP about 5,2. Keyword: COP. Domestic refrigerator, evaporator pressure regulator (EPR), multi temperature evaporator
  • 7. 99 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR I. PENDAHULUAN Aplikasi terbesar sistem refrigerasi adalah menghambat laju pertumbuhan bakteri, serta perubahan secara fisik dan kimiawi pada makanan [1]. Meskipun pada kenyataannya pada temperatur mendekati titik beku pun, makanan masih mungkin dapat membusuk (deteriote) oleh karena pertumbuhan mikro organisme, perubahan oleh enzim atau reaksi kimia. Akan tetapi menyimpan makanan pada temperatur rendah (low temperature) semata-mata adalah mengurangi laju pertumbuhan atau perkembangan organisme-organisme yang merugikan [1,2]. Selain meminimalkan pertumbuhan mikroorganisme, pendinginan yang dihasilkan oleh teknologi refrigerasi juga diperlukan untuk mencegah terjadinya reaksi kimia maupun fisiologis yang bisa merusak kondisi suatu zat. Sehingga teknologi ini juga menjadi kebutuhan di bidang kedokteran (penyimpanan vaksin, obat-obatan, hingga cadangan darah). Dukungan mesin refrigerasi terhadap kemajuan iptek jelas terlihat dari keberadaan mesin ini di berbagai bidang; biologi, kimia, kedokteran, dan sebagainya [3, 4] Teknologi refrigerasi bukan hanya monopoli perusahaan besar ataupun institusi ilmiah. Mesin refrigerasi dalam bentuk lemari pendingin (refrigerator) dan pengkondisi udara (AC) sangat umum dijumpai di tengah-tengah masyarakat. Bukan sekedar gaya hidup, karena mesin refrigerasi berfungsi untuk meningkatkan kualitas hidup manusia. Mesin refrigerasi domestik merupakan mesin refrigerasi yang digunakan untuk keperluan rumah tangga. Tetapi bagaimanapun juga karena unit-unit pelayanannya sangat luas, refrigerasi domestik mewakili suatu bagian dari industri refrigerasi yang memiliki pangsa pasar yang sangat besar. Akibatnya total penggunaan energi oleh refrigerasi domestik ini semakin hari menjadi signifikan karena meluasnya penggunaan pada rumah tangga [5] Unit refrigerasi domestik biasanya berbentuk kecil, yang membutuhkan daya listrik untuk kompresi sampai dengan 1 pk dan menggunakan jenis kompresor hermetik. Beberapa tahun belakangan ini unit refrigerasi domestik sudah mulai dikembangkan dengan menggunakan sistem lain selain jenis siklus kompresi uap. Pada umumnya mesin refrigerasi jenis ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu kulkas (refrigerator) dan freezer. Domestik refrigerator digunakan untuk menyimpan makanan beku (frozen food) mempunyai temperatur freezer sekitar -18属 C. Sedangkan ruang penyimpanan makanan dingin (chilled food) biasanya dicapai dengan temperatur mendekati 4属 C. Kedua level temperatur diatas biasanya dicapai dengan evaporator tersendiri. Evaporator tunggal pada mesin refrigerator domestik biasanya diletakkan pada bagian freezer atau bagian paling atas dan harus pula memberikan pendinginan pada ruang makanan dingin. Dengan kata lain, evaporator tersebut harus mengatasi beban pendinginan di freezer yang memiliki temperatur rendah dan di chiller yang memiliki temperatur lebih tinggi. Sehingga bisa dikatakan harus bekerja pada tekanan rendah pada freezer dan tekanan lebih tinggi pada ruang penyimpanan makanan. Hal ini tentu mengakibatkan turunnya performansi karena beda tekanan yang besar antara evaporator dan kondensor yang mengakibatkan rasio kompresi yang tinggi pada kompresor [6] Cara termudah dalam mengurangi kerja kompresor dan mencapai perfomansi yang lebih baik adalah dengan cara membuat dua siklus refrigerasi yang berlainan dengan temperatur evaporasi yang berbeda, yang biasa disebut "dual loop cycle" [7]. Dengan rendahnya kenaikan tekanan pada siklus refrigerasi maka kerja kompresor dapat diminimalkan. Hasil simulasi menunjukkan kenaikan performansi 19% pada dual loop cycle dengan menggunakan R22 [8]. Tetapi bertolak belakang dengan naiknya perfomansi ini permasalahan utama pada sistem ini adalah tingginya biaya peralatan yang dikeluarkan. Berdasarkan faktor biaya tersebut, berbagai upaya telah dilakukan guna memodifikasi siklus dengan evaporator ganda ini. Salah satunya dengan penggunaan kembali "single loop cycle" yang menggunakan evaporatur tunggal [9]. Penelitian refrigerator domestik multi temperatur menggunakan evaporator tunggal dan ganda dengan katup EPR ini memiliki tujuan sebagai berikut: 1. Mengembangkan desain multi evaporator pada mesin domestik refrigerator dengan prinsip natural convection untuk mengurangi penggunaan konsumsi daya listrik untuk fan evaporator. 2. Menguji perfomansi sistem desain multi evaporator pada refrigerator domestik sebagai acuan pengembangan refrigerator domestik yang memiliki perfomansi tinggi dengan biaya produksi yang ekonomis. 3. Membandingkan performansi refrigerator multi temperatur dengan dan tanpa EPR (Evaporator Pressure Regulator). II. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian eksperimental (experimental research) dengan membandingkan hasil uji performansi pada mesin refrigerator domestik multi temperature dengan evaporator tunggal dan evaporator ganda. Dua sistem model evaporator tersebut dan pipa kapiler didesain terlebih dahulu sebelum digunakan pada sistem refrigerasi domestik. Pertama akan diuji performansi pada mesin domestik refrigerasi dengan evaporator ganda. Yakni model sistem dual loop cycle yang menggunakan 2 (dua)
  • 8. 100 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR evaporator secara paralel. Dua evaporator yang dipasang secara parallel ini memiliki temperatur evaporasi yang berlainan guna penanganan dua ruang temperature yang berbeda. Pada sisi keluar (outlet) evaporator yang memiliki suhu tertinggi (chiller) dipasang evaporator pressure regulator (EPR) untuk menjaga agar tekanan pada evaporator tetap konstan. Sehingga nantinya temperatur pada chiller dapat dipertahankan pada kondisi yang ingin dicapai. Pada pengujian berikut yakni evaporator tunggal atau single loop cycle digunakan evaporator yang dirangkai secara seri. Pada keluaran (outlet) evaporator pertama dipasang accumulator (liquid and gas separation) guna memisahkan uap dan cairan refrigeran. Gunanya untuk memastikan bahwa hanya uap refrigerant saja yang akan memasuki inlet evaporator kedua. Pada evaporator pertama direncanakan untuk pendinginan pada low temperature (freezer) sedangkan pada evaporator kedua untuk medium temperature (chiller). Penelitian dilakukan di laboratorium Refrigerasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bali. Perhitungan performansi COP suatu mesin refrigerasi didapatkan dari perhitungan Efek refrigerasi (ER) dan kerja kompresi (Wk). Perhitungan tersebut membutuhkan data-data tekanan dan temperatur pada masing-masing titik pengujian. Dengan menggunakan pressure enthalphy (p-h) diagram dan tabel properties dari refrigeran yang akan diuji maka dapat dicari besarnya enthalpy yang akan digunakan dalam perhitungan nantinya. Untuk perhitungan konsumsi listrik digunakan rumus daya yang dihitung dari voltase dan ampere yang dikonsumsi mesin refrigerasi domestik tersebut atau diukur langsung dengan tang ampere (energy meter). 2.1 Diagram Alir Penelitian Suction Line Kompresor Hermetik Condenser Sight Glass Filter Dryer Receiver Evaporator Accumulator/Separator Evaporator Pipa Kapiler Pipa Kapiler Kondenser Receiver Filter Dryer Sight Glass Kompresor Hermetik EPR Evaporator I (freezer room) Evaporator II (chiller room) T6 / P6 T7 / P7 T2 / P2 T3 / P3 P3 T4/ P4 T5/ P5 T8/ P8 T1/ P1 Gambar 1 Diagram alir pelaksanaan penelitian Mulai Desain alat Uji Survey Bahan dan Alat Literatur Pengadaan Bahan dan Alat Uji Perakitan Alat Uji Running test Pengambilan Data Kesimpulan Selesa i Pengolahan Data Analisis (COP) Gambar 2 Pengujian domestik refrigerator dengan evaporator ganda dan EPR Gambar 3 Pengujian domestik refrigerator dengan evaporator tunggal tanpa EPR
  • 9. 101 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR Data temperatur (属C) yang diukur : Tabel 1 Pengambilan data temperatur a T1 = Temperatur keluar evaporator chiller b T2 = Temperatur refrigeran keluar kompresor c T3 = Temperatur refrigeran keluar kondensor d T4 = Temperatur refrigeran masuk evaporator e T1 = Temperatur refrigeran keluar evaporator freezer Data Tekanan (bar) yang diukur: Tabel 2 Pengambilan data tekanan a P1 = Tekanan pada outlet evaporator chiller b P2 = Tekanan pada discharge kompresor c P3 = Tekanan pada outlet kondensor d P4 = Tekanan inlet evaporator e P5 = Tekanan pada outlet evaporator freezer 2.2 Prosedur pengujian mesin refrigerasi Pengujian pada mesin refrigerasi dengan dua model evaporator ini dilakukan dengan durasi wakktu 90 menit (sampai temperatur dalam box penyimpanan mencapai keadaan konstan atau steady). Langkah- langkah proses pengujian adalah sebagai berikut: 1. Melakukan inspeksi pada mesin pendingin sesuai dengan prosedur operasional yang standar. Melakukan pemeriksaan tekanan pada sistem apakah tidak ada kebocoran, memeriksa instalasi pengkabelan pada mesin dan mencatat massa refrigerant yang ada pada sistem pada waktu pengisian sistem. Sehingga memastikan sistem layak untuk dilakukan pengujian. 2. Langkah berikutnya adalah menghubungkan steker ke sumber arus (stop kontak). 3. Menghidupkan power pengukur temperatur (display termokopel) dengan menekan tombol on . Melakukan pencatatan temperatur (display termokopel) dan tekanan (pressure gauges dan charging manifold) sebelum sistem dijalankan 4. Start sistem dan membiarkan sistem bekerja 10 menit sebelum pengambilan data pertama. Mencatat data-data tekanan dan temperatur pada beberapa titik yang telah ditetapkan dan mengulang pengambilan data dengan durasi waktu 5 menit. Pencatatan dilakukan sampai 18 kali sehingga lama pengambilan selama 90 menit. III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Data Hasil Penelitian Data yang didapatkan dari hasil pengujian yakni data temperatur dan tekanan untuk masing-masing titik akan diolah menggunakan tabel propertis dari refrigerant R22. Sebelumnya data tekanan dari pressure gauges dikonversi dahulu menjadi P absolut dengan rumus: Pabs = Pgauges + 1 atmosfer karena alat ukur tekanan menggunakan satuan bar maka rumus diatas diterjemahkan menjadi: Pabs (bar) = P gauges (bar) + 1,01 (bar) Tabel 3 Hasil perhitungan data refrigerator dengan EPR HASIL PERHITUNGAN DATA REFRIGERATOR DENGAN EPR Waktu ENTHALPY ( h) Efek Refrigerasi (ER) Kerja Kompresi (Wk) COP Dayah1 h2 h3=h4 h1' ER I ER I' ER Total Wk I Wk I' Wk Total (menit) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) (kJ/kg) 5 420.33 438.67 250.55 408.77 169.78 158.22 164.00 18.34 29.90 24.12 6.80 448.80 10 420.45 439.34 249.55 408.77 170.90 159.22 165.06 18.89 30.57 24.73 6.67 411.40 15 420.38 440.08 249.43 408.56 170.95 159.13 165.04 19.70 31.52 25.61 6.44 392.70 20 418.36 439.76 249.55 406.21 168.81 156.66 162.74 21.40 33.55 27.48 5.92 392.70 25 418.44 439.85 249.55 404.61 168.89 155.06 161.98 21.41 35.24 28.33 5.72 392.70 30 418.05 439.99 249.43 403.37 168.62 153.94 161.28 21.94 36.62 29.28 5.51 392.70 35 417.46 440.41 249.18 401.45 168.28 152.27 160.28 22.95 38.96 30.96 5.18 392.70 40 417.10 440.88 248.93 400.86 168.17 151.93 160.05 23.78 40.02 31.90 5.02 392.70 45 416.54 440.82 248.93 400.55 167.61 151.62 159.62 24.28 40.27 32.28 4.95 392.70 50 416.30 440.82 248.93 400.55 167.37 151.62 159.50 24.52 40.27 32.40 4.92 392.70
  • 10. 102 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR 55 416.30 440.97 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.67 40.84 32.76 4.86 392.70 60 415.93 440.21 248.93 400.13 167.00 151.20 159.10 24.28 40.08 32.18 4.94 392.70 65 416.11 441.21 248.93 400.13 167.18 151.20 159.19 25.10 41.08 33.09 4.81 392.70 70 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 75 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 80 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 85 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 90 416.30 441.21 248.93 400.13 167.37 151.20 159.29 24.91 41.08 33.00 4.83 392.70 rata- rata 417.40 440.50 249.19 402.49 168.21 153.29 160.75 23.10 38.02 30.56 5.33 396.86 Tabel 4 Hasil pengolahan data refrigerator evaporator tunggal tanpa EPR Waktu (menit) Enthalpy (kJ/kg) COP Daya h1 h2 h3 = h4 h5 ER Wk 5 425,7 448,7 233,4 410,3 176,9 23,0 7,7 512,1 10 422,1 449,6 232,4 408,2 175,8 27,5 6,4 469,4 15 421,3 451,5 232,6 407,7 175,1 30,2 5,8 448,1 20 421,6 451,8 232,1 404,3 172,2 30,2 5,7 448,1 25 421,2 451,4 232,6 404,9 172,3 30,2 5,7 448,1 30 421,3 451,9 232,3 403,7 171,4 30,6 5,6 448,1 35 421,2 452,3 232,3 403,4 171,1 31,1 5,5 448,1 40 420,6 452,8 232,3 403,1 170,8 32,2 5,3 448,1 45 419,1 453,2 232,2 402,7 170,5 34,1 5,0 448,1 50 418,8 453,6 232,1 402,4 170,3 34,8 4,9 448,1 55 417,8 453,9 232,4 402,1 169,7 36,1 4,7 448,1 60 417,6 454,2 232,6 402,7 170,1 36,6 4,7 448,1 65 417,5 454,4 232,3 402,1 169,8 36,9 4,6 448,1 70 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 75 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 80 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,7 4,5 448,1 85 416,1 454,8 232,2 402,7 170,5 38,8 4,4 448,1 90 417,0 454,7 232,3 402,3 170,1 37,5 4,5 448,1 Rata-rata 419,4 452,9 232,4 403,9 171,5 33,5 5,2 448,1
  • 11. 103 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR 3.1 Pembahasan Dari hasil grafik 4 didapatkan bahwa pada awal start COP pada sistem tanpa EPR memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan konvensional sistem dengan EPR. Hal ini dikarenakan efek refrigerasi pada sistem tanpa EPR lebih tinggi dengan kerja kompresor yang lebih rendah. Pada pengukuran temperatur pada outlet dan inlet kompresor terbukti bahwa temperatur kompresor lebih rendah dibandingkan pada sistem refrigerator domestik dengan evap ganda. Sehingga mengakibatkan kerja kompresi pada sistem ini lebih rendah. COP keduan sistem ini berpotongan di tiga titik yakni pada menit ke 10, 25 dan 50. Pada sistem dengan evap tunggal performansi terbaik diperoleh pada awal start karena kerja kompresi yang rendah. Pada menit berikutnya sistem ini cenderung memiliki COP yang tidak jauh berbeda dengan system evap ganda. Meskipun dari grafik dapat diketahui pula bahwa penurunan performansi pada sistem evaporator tunggal lebih curam dibandingkan dengan sistem evaporator ganda. Pada sistem evap ganda COP lebih stabil nilainya dimulai pada menit ke 15. Hal ini juga menandakan bahwa kerja kompresi lebih stabil pada sistem evap ganda sehingga akan menyebabkan umur kompresor yang lebih panjang. IV. KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada refrigerator domestik evaporator ganda dengan EPR besarnya COP sistem lebih stabil dibandinglan dengan refrigerator evaporator tunggal tanpa EPR. COP rata-rata pada refrigerator domestik evaporator lebih besar yakni 5,33 jika dibandingkan COP rata evaporator tunggal tanpa EPR yakni 5,2. 2. Pada refrigerator domestik evaporator ganda COP awal sebesar 6,8 dan berangsur angsur menurun sehingga pada akhirnya stabil pada COP 4,83. 3. Pada refrigerator domestik evaporator tunggal tanpa EPR COP awal sistem sebesar 7,7 tetapi menurun tajam sampai dengan 4,4. DAFTAR PUSTAKA [1] ASHRAE, Refrigeration Handbook Fundamentals, American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers. SI Edition. 2005. [2] Dincer, Ibrahim, Refrigeration System and Application, England, ISBN 0-471-62351-2, 2003 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 COP Waktu (menit) Grafik COP vs waktu Evap Ganda dgn EPR Evap Tunggal Non EPR Gambar 4 Grafik perbandingan performansi (COP) pada refrigerator
  • 12. 104 Uji Komparatif COP Domestik Refrigerator Multi Temperatur Menggunakan Evaporator Tunggal Dan Evaporator Ganda Dengan Katup EPR [3] Althouse, Turnquist and Bracciano, Modern Refrigeration and Air Conditioning. 18th edition, The Goodheart-Wilcox Company, Inc. Tinley Park, Illionis, ISBN-13: 978-159070- 280-2,ISBN-10:1-59070-280-2,2004 [4] Yuli Setyo Indartono, "Perkembangan Terkini Teknologi Refrigerasi (1)", 2006, www.beritaiptek.com., diakses 12 April 2013. [5] GSA, March 12, 2008. Refrigeration and Freezing. Government of South Australia, Department for Transport, Energy and Infrastructure. (http://www.dtei.sa.gov.au/energy/energy_acti on/household/saving_energy/refrigeration_and _freezing diakses 12 April 2013) [6] Lee, W.H., Kim, Y.J., Kim, M.S.,Cho, K.S,(2000). Experimental Study on the Performance of Dual Evaporator Refrigeration System with an Ejector,International Refrigeration and Air Conditioning Conference.paper 503. [7] Won S. Jung, D.S, Radermacher R, (1994). "An Experimental study of the Performance of a dual loop refrigerator/freezer system", Int. Journal Refrigeration, Vol 1, No.6, pp. 411- 416. [8] Bare, J.C, Gage, C.L, Radermacher R, and Jung D, (1991). "Simulation Of Nonazeotropic Refrigerant Mixtures For Use In Dual Circuit Refrigerator/Freezer Countercurrent Heat Exchanger", ASHRAE Trans., Vol 9, pp.2. [9] Bansal, P, Fothergill, D, Fernandes,R, (2010)."Thermal analysis of the defrost cycle in domestic freezer". International Journal of Refrigeration 33 589-599.