ANALISIS PERFORMANSI PADA SISTEM REFRIGERASI TAK LANGSUNG AKIBAT PERUBAHAN KONSENTRASI REFRIGERAN SEKUNDER JENIS CAMPURAN ETHYLENE GLYCOL & AIR

ANALISIS PERFORMANSI PADA SISTEM REFRIGERASI TAK

LANGSUNG AKIBAT PERUBAHAN KONSENTRASI REFRIGERAN SEKUNDER JENIS CAMPURAN

ETHYLENE GLYCOL & AIR

PERFORMANCE ANALYSIS OF INDIRECT REFRIGERATION SYSTEM DUE TO CHANGES OF SECONDARY REFRIGERANT

CONSENTRATE VARIATION OF ETHYLENE

GLYCOL & WATER Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Diploma Tiga Program Studi D3 Teknik Pendingin dan Tata Udara Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara

Oleh: Ahmad Ramana Raskofa Putra 091611003

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

PDF processed with CutePDF evaluation edition www.CutePDF.com

Curiculum Vitae

Personal Data Name

: Ahmad Ramana Raskofa Putra

Place/Date of Birth

: Brebes/February 11th 1992

Gender

: Male

Religion

: Moslem

Nationality

: Indonesia

Marital Status

: Single

Height / Weight

: 174 cm / 65 Kg

Permanent Address

: Jln. Raya Sitanggal RT 04/RW 05 Desa Sitanggal, Kecamatan Larangan, Kabupaten Brebes, Jawa tengah 52262.

Mobile Phone

: +6283821782133

E-Mail

: [email protected]

Formal Education 2009-2012

: Polytechnic State of Bandung (Refrigeration and Air Conditioning Engineering)

2006-2009

: SMA Negeri 1 Larangan (Senior High School)

2003-2006

: SMP Negeri 3 Larangan (Junior High School)

1997-2003

: SD Negeri 1 Sitanggal (Elementary School)

Information Final Project of Polytechnic Performance Analysis of Indirect Refrigeration System Due to Changes of Secondary Refrigerant Consentrate Variation of Ethylene Glycol & Water

Qualifications System Control of Refrigeration and Air Conditioning Skill (Drawing Technic, Fluid Mechanic, Thermodinamic Technic, Electronic RHVAC, Refrigeration system installation, Air Conditioning 1 and 2, Troubleshooting, Food Refrigeration, and etc.) Computer Literate (MS Word, MS Excel, MS Power Point, Autocad, CoolPack Refrigeration

Software, Corel Draw)

Internet Literate.

Good speaking and Writing English Language Working Experience

Working at PT. Arya Jaya, Bandung Period

: Desember 2011 – January 2012

Purpose

: Temporary Working (PKL)

Position

: Instalation and Service Refrigeration and Air Conditioning Division.

Job's Description Service Refrigeration and Air Conditioning System, Example: Frozen Island, Showcase Diary, Meet Showcase, AC Cassette, AC Central, AC Split, and Etc. Instalation Refrigeration and Air Conditioning System, Example: Ice Flake, Ice Cube Maker, Walk-in & Upright Chiller, AC Cassette, Wall Split Cassette, Ceilling, Package, Floor, Split Duct, Car Air Conditioning, Cooling Tower, Chiller and Etc.

ABSTRAK Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Refrigeran Sekunder Jenis Campuran Ethylene Glycol & Air

ABSTRAK

Sistem indirect cooling dengan secondary refrigerant merupakan proses

pendinginan fluida dari campuran Ethylene Glycol dan air yang disirkulasikan

menuju kabin atau produk yang didinginkan. Tujuan dari penulisan ini yaitu

menganalisa performansi sistem refrigerasi dengan secondary refrigerant

campuran Ethylene Glycol dan air, dilihat dari COP sistem dan efisiensi di tiap konsentrasi, mengetahui perbandingan temperatur yang dicapai oleh kabin dan

mengetahui chilling time dan temperatur pada tangki bagian dalam yang dapat

dicapai di tiap konsentrasi. Proses indirect cooling dengan secondary refrigerant

tersebut menggunakan kompresor jenis reciprocating dengan kapasitas 1/3 PK dan perbandingan konsentrasi Ethylene Glycol 10%, 20% dan 30%, serta menggunakan beban produk berupa brokoli. Berdasarkan dari hasil pengukuran, temperature akhir kabin yang dicapai adalah 6.60C (pada konsentrasi 10%) serta chilling time yang dapat dicapai pada menit ke-60 (konsentrasi 10%) dan menit ke-70 (konsentrasi 20% dan 30%). Nilai rata-rata COP yang dapat dicapai oleh sistem dengan campuran konsentrasi 10% Ethylene Glycol adalah sebesar 3,56 dengan efisiensi 67,8%, sementara sistem dengan konsentrasi 20% Ethylene Glycol adalah sebesar 3,58 dengan efisiensi 67,9% dan untuk sistem dengan konsentrasi 30% Ethylene Glycol adalah 3,67 dengan efisiensi 68%. Kata Kunci: Indirect Cooling, Secondary Refrigerant, ChillingTime, COP, Efisiensi.

Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung

v

ABSTRACT Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Refrigeran Sekunder Jenis Campuran Ethylene Glycol & Air

ABSTRACT

Indirect cooling system with secondary refrigerant is a cooling of fluid

from a mixture of Ethylene Glycol and water which is circulated into the cabin or

refrigerated products. The purpose of this final project is to analyze the

performance of secondary refrigeration system refrigerant mixture of Ethylene

Glycol and water, seen from the COP and system efficiency at each the concentration, knowing the comparison temperature reached by the cabin and

Knowing the chilling time and the temperature on the inside of the tank that can

be achieved in each concentration. Indirect cooling process with a secondary

refrigerant uses reciprocating compressor with a capacity of 1/3 HP and a variation of the concentration Ethylene Glycol of 10%, 20% and 30%, as well as uses broccoli as a product load. Based on the results of measurements, the temperature reached at the cabin is 6.60C (concentrate 10%) and the chilling time is reached at 60 minutes (concentration 10%) and 70 minutes (concentration of 20% and 30%). The average value of COP that can be achieved by system with a mixture of Ethylene Glycol concentrate of 10% is 3.56 with efficiency of 67.8%, while the system with a concentrate of 20% Ethylene Glycol is 3.58 with efficiency of 67.9% and the system with aconcentrate of 30% Ethylene Glycol is 3.67 with efficiency of 68%. Keywords: Indirect Cooling, Secondary Refrigerant, Chilling Time, COP, Efficiency.


vi

KATA PENGANTAR Analisis Performansi Pada Sistem Refrigerasi Tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Refrigeran Sekunder Jenis Campuran Ethylene Glycol & Air

KATA PENGATAR

Puji dan syukur penulis selalu panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan

rahmat

dan

karunia-Nya

sehingga

penulis

dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Analisis Performansi Pada

Sistem Refrigerasi Tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Refrigeran Sekunder Jenis Campuran Ethylene Glycol & Air”.

Dalam proses pembuatan laporan ini, penulis sering mengalami masalah dan hambatan. Meskipun demikian, penulis benar-benar telah berusaha semaksimal mungkin untuk dapat menyelesaikan laporan ini dengan sebaik

baiknya. Penulis menyadari bahwa dari awal sampai akhir pembuatan laporan ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

Kedua orang tua tercinta yang selalu memberikan dorongan dari segi moral dan materiilnya.

2.

Bapak Ade Suryatman Margana, ST, M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung.

3.

Bapak Ary Surjanto, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung.

4.

Bapak Nur Khakim, ST., M.Sc. selaku dosen pembimbing I.

5.

Bapak Triaji Pangripto Pramudantoro, ST., M.Eng. selaku dosen pembimbing II.

6.

Bapak M. Anda Fallahuddin, ST., MT. selaku koordinator tugas akhir.

7.

Bapak Ir. Sumeru, MT., Bapak Ir. Arda Rahardja Lukitobudi, M.Eng., dan Ibu Christiana Naniek .L, ST., selaku penguji sidang tugas akhir.

8.

Seluruh dosen Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang telah memberikan ilmunya selama 3 tahun.

9.

Rekan-rekan Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara angkatan 2009, khususnya kelas 3A yang telah banyak memberi masukan serta bantuan


vi

KATA PENGANTAR Analisis Performansi Pada Sistem Refrigerasi Tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Refrigeran Sekunder Jenis Campuran Ethylene Glycol & Air

yang sangat besar manfaatnya sehingga laporan tugas akhir ini dapat selesai tepat pada waktunya.

10. Achmad Faisal dan Jamal Jamaludin sebagai rekan seperjuangan dalam

pengerjaan tugas akhir.

11. Neysa Arethusa Yasmine yang telah memberikan masukan dan dukungan moril kepada penulis.

12. Bapak Karman selaku Staff Administrasi Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung. Bapak Prayogo, Bapak M. Dhany dan para penghuni bengkel lainya yang 13.

telah membimbing, meminjamkan alat pendukung pembuatan alat dan memberikan motivasi saat pembuatan alat.

14. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan tugas akhir ini mungkin terdapat kekurangan-kekurangan mengingat terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun untuk melengkapi laporan ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca pada umumnya dan khususnya bagi penulis sendiri. Semoga Allah SWT memberikan rahmat serta hidayah-Nya atas kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Bandung, Juli 2012

Penulis


vii

DAFTAR ISI Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi Kompresi tak Langsung Akibat Perubahan Refrigeran Sekunder Jenis Ethylene Glycol & Air

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN............................................................................. i

CURICULUM VITAE.................................................................................... iii ABSTRAK…………………………………………………………………… iv

ABSTRACT …………………………………………………………………. v

KATA PENGANTAR ………………………………………………………. vi DAFTAR ISI………………………………………………………………… viii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… xi

DAFTAR TABEL…………………………………………………………… xiii

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………… 1 1.1

Latar Belakang Masalah…………………………………………. 1

1.2

Tujuan Penulisan ………………………………………………… 3

1.3

Batasan Masalah…………………………………………………. 3

1.4

Metode Penulisan………………………………………………… 3

1.5

Sistematika Penulisan……………………………………………. 4

BAB II DASAR TEORI.................................................................................. 6 2.1

Sistem Pendinginan Tidak Langsung (Indirect System)…………. 6

2.2

Secondary Refrigerant…………………………………………… 6

2.3

Sifat-Sifat Refrigerant Sekunder ………………………………… 7

2.4

Ethylene Glycol ………………………………………………….. 9

2.5

Sistem Refrigerasi Kompresi Uap……………………………….. 12 2.5.1 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana …………… 12 2.5.2 Komponen-Komponen Utama Sistem Refrigerasi ………. 15

2.5.2.1

Kompresor……………………………………. 15

2.5.2.2

Kondenser ……………………………………. 16

2.5.2.3

Evaporator ……………………………………. 16

2.5.2.4

Katup Ekspansi……………………………….. 17

2.5.2.5

Refrigerant……………………………………. 18


viii


BAB III CARA KERJA SISTEM DAN METODOLOGI

3.1

Data Perancangan………………………………………………… 20

3.2

Cara Kerja Sistem Refrigerasi Kompresi Uap dengan

Secondary Refrigerant…………………………………………… 21

PENGAMBILAN DATA ................................................................. 20

3.3

Cara Kerja Sistem Kelistrikan…………………………………… 23

3.4

Proses Pengambilan Data………………………………………… 24 3.4.1

Titik Pengukuran ……………………………………….. 24

3.4.2

Alat Pengukuran………………………………………… 25

3.4.3

Penempatan Alat Ukur pada Titik Pengukuran………… 27

3.5

Prosedur Pengambilan Data……………………………………… 28

BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA DATA ………………. 30 4.1

Data Pengukuran ………………………………………………… 30

4.2

Pengolahan Data…………………………………………………. 30 4.2.1 Perhitungan Data Pengukuran dengan Konsentrasi Larutan Refrigeran Sekunder 10% Ethylene Glycol – 90% Air pada Saat Beban Penuh………………………… 30 4.2.2 Perhitungan Data Pengukuran dengan Konsentrasi Larutan Refrigeran Sekunder 20% Ethylene Glycol – 80% Air pada Saat Beban Penuh………………………… 33 4.2.3 Perhitungan Data Pengukuran dengan Konsentrasi Larutan Refrigeran Sekunder 30% Ethylene Glycol – 70% Air pada Saat Beban Penuh………………………… 35

4.3

Analisa Data……………………………………………………… 38 4.3.1

Perbandingan Tekanan di Tiap Konsentrasi …………….. 38

4.3.2

Perbandingan Arus di Tiap Konsentrasi…………………. 39

4.3.3

Perbandingan Tegangan Listrik di Tiap Konsentrasi……. 40

4.3.4

Perbandingan Temperatur Secondary Refrigerant pada Tabung Bagian Dalam di Tiap Konsentrasi……………… 40

4.3.5

Perbandingan Temperatur Secondary Refrigerant pada Tabung Bagian Luar di Tiap Konsentrasi……………….. 41


ix


4.3.6

Konsentrasi………………………………………………. 42

4.3.7

Perbandingan Coeficient of Performance (COP) di Tiap Konsentrasi ………………….......................................... 43

4.3.8

Perbandingan Efisiensi Sistem di Tiap Konsentrasi……………………………………………... 44

PerbandinganTemperatur Kabin yang Dicapai di Tiap

BAB V PENUTUP…………………………………………………………… 45 5.1

Kesimpulan………………………………………………………. 45

5.2

Saran……………………………………………………………… 46

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. 47

LAMPIRAN


x

DAFTAR GAMBAR Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi Kompresi tak Langsung Akibat Perubahan Refrigeran Sekunder Jenis Ethylene Glycol & Air

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Temperatur Beku Beberapa Larutan Refrigerant Sekunder………. 9 Gambar 2.2 Temperatur Beku dari Ethylene Glycol …………………………… 10

Gambar 2.3 Density dari Ethylene Glycol……………………………………… 10

Gambar 2.4 Viskositas dari Ethylene Glycol…………………………………… 11 Gambar 2.5 Kalor Spesifik dari Ethylene Glycol………………………………. 11 Gambar 2.6 Konduktivitas Termal dari Ethylene Glycol ……………………… 11 Gambar 2.7 Siklus Kompresi Uap Sederhana………………………………….. 13 Gambar 2.8 Diagram P-h siklus Kompresi Uap Sederhana ……………………. 15

Gambar 3.1 Diagram Perpipaan Siklus Refrigerasi dengan Secondary Refrigerant ……………………………………………………….. 21 Gambar 3.2 Diagram Kelistrikan Sistem Refrigerasi Kompresi Uap dengan Secondary Refrigerant …………………………………………… 23 Gambar 3.3 Autonic…………………………………………………………….. 25 Gambar 3.4 Sensor Autonic ……………………………………………………. 25 Gambar 3.5 Thermometer Digital ……………………………………………… 26 Gambar 3.6 Thermocouple …………………………………………………...... 26 Gambar 3.7 Tang Ampere.................................................................................... 26 Gambar 3.8 Low Pressure……………………………………………………… 26 Gambar 3.9 High Pressure……………………………………………………... 26 Gambar 3.10 Stopwatch ………………………………....................................... 27 Gambar 3.11 Diagram Perpipaan dan Penempatan Alat Ukur pada Titik Pengukuran………………………………………………………. 27 Gambar 4.1 Diagram P-h saat Konsentrasi 10% EG pada Menit ke-160 ……… 31 Gambar 4.2 Diagram P-h saat Konsentrasi 20% EG pada Menit ke-260 ……… 34 Gambar 4.3 Diagram P-h saat Konsentrasi 30% EG pada Menit ke-30 ……….. 36 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Tekanan dari Variasi Konsentrasi Ethylene Glycol terhadap Waktu…………………………………………… 38 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Arus dari Variasi Konsentrasi Ethylene Glycol Terhadap Waktu ………………………………………….. 39


xi

DAFTAR GAMBAR Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi Kompresi tak Langsung Akibat Perubahan Refrigeran Sekunder Jenis Ethylene Glycol & Air

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Tegangan dari Variasi Konsentrasi Ethylene

Glycol Terhadap Waktu ………………………………………….. 40

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Temperatur Secondary Refrigerant

pada Tabung Bagian Dalam Terhadap Waktu …………………… 40

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Temperatur Secondary Refrigerant pada Tabung Bagian Luar Terhadap Waktu……………………… 41

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Temperatur Kabin Terhadap Waktu ……….. 42 Gambar 4.10 Grafik Perbandingan COP sistem di Tiap Konsentrasi

Terhadap Lamanya Waktu Sistem Beroperasi …………………… 43

Gambar 4.11Grafik Efisiensi Sistem di Tiap Konsentrasi Terhadap

Lamanya Waktu Sistem Beroperasi ……………………………… 44


xii

DAFTAR TABEL Analisis Performansi pada Sistem Refrigerasi tak Langsung Akibat Perubahan Konsentrasi Rerigeran Sekunder Jenis Ethylene Glycol & Air

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Perancangan Sistem Refrigerasi ……………………………… 20 4.1 Tabel Pengukuran Menit Ke-160 Untuk Konsentrasi 10% Tabel

Ethylene Glycol – 90% Air…………………………………………. 31

Tabel 4.2 Tabel Pengukuran Menit Ke-260 Untuk Konsentrasi 20% Ethylene Glycol – 80% Air…………………………………………. 33 Tabel 4.3 Tabel Pengukuran Menit Ke-260 Untuk Konsentrasi 30%

Ethylene Glycol – 70% Air…………………………………………. 35


xiii

ANALISIS PERFORMANSI PADA SISTEM REFRIGERASI TAK LANGSUNG AKIBAT PERUBAHAN KONSENTRASI REFRIGERAN SEKUNDER JENIS CAMPURAN ETHYLENE GLYCOL & AIR

Recommend Documents