BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Sejarah Hawlader, M.N.A., Chou, S.K., Ullah, M.Z. ( 2001 ) melakukan penelitian tentang prestasi dari sistem solar assisted heat pump water heater. Pada evaporator ditambahkan kolektor surya plat rata dan refrigerannya menggunakan R-134a. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil bahwa temperatur air dalam tangki kondensor, temperatur pengembunan akan meningkat sebanding dengan waktu dan bersamaan dengan itu nilai COP dan efisiensi kolektor turun. Nilai rata – rata COP berkisar antara 4 – 9 dan efisiensi kolektor yang diperoleh diantara 40% - 75% untuk temperatur air di dalam tangki kondensor diantara 30oC – 50oC. COP dari sistem secara signifikan dipengaruhi oleh luasan kolektor, kecepatan kompresor, dan solar irradiation.Ito S., Miura N., and Wang K. (1999) menyatakan bahwa energi surya dapat digunakan untuk memanaskan refrigeran di dalam evaporator dari sebuah pompa kalor. Dengan menggunakan sebuah kolektor surya sebagai media penguap, temperatur penguapan dari refrigeran di evaporator akan naik karena penyerapan energi panas radiasi surya oleh evaporator, sehingga menghasilkan unjuk kerja pompa kalor yang lebih tinggi. Chaturvedi, S.K., Chen, D.T., dan Kheireddine, A. (1998) meneliti direct
expansion
solar-assisted
heat
pump
system
(DX-SAHP)
yang
dikembangkan dan dioperasikan untuk pemakaian pemanasan air domestik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Sistem menggunakan kolektor surya yang menyatu dengan evaporator. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil bahwa COP dan efisiensi kolektor dipengaruhi oleh adanya temperatur lingkungan serta putaran kompresor, dimana dengan menurunkan putaran kompresor dan ketika temperatur lingkungan naik akan menghasilkan harga COP yang tinggi. Huang, B.J., Chyng, J.P. (2001) melakukan penelitian tentang Intregal Type Solar Assisted Heat Pump Water Heater ( ISAHP ). Siklus air thermosyphon digunakan untuk memindahkan panas dari koil kondensor ke tangki penyimpanan air. Hasil penelitian tersebut didapatkan nilai COP maksimum 3,83. Huang dan Chyng mencatat bahwa COP pada awalnya meningkat dengan peningkatan solar radiation hingga mencapai maksimum kemudian COP tersebut mulai konstan, serta menyatakan bahwa peningkatan temperatur air, akan mengakibatkan nilai COP menurun. Anderson, T.N., Morrison, G.L., and Behnia, M. (2002) melakukan penelitian untuk menentukan unjuk kerja dari solar boosted heat pump water heater. Sistem memanfaatkan kolektor pelat datar dari bahan alumunium untuk menyerap sinar matahari dan energi lingkungan. Energi diserap dan kemudian ditransferkan ke air di dalam tangki oleh pipa – pipa kondensor. COP berkisar diantara 5 – 7 saat kondisi siang hari yang cerah dan 3 – 5 pada malam hari yang cerah. 2.2. Dasar Teori 2.2.1. Pompa kalor ( heat pump ) Pompa kalor dapat memberikan kontrol suasana di dalam suatu rumah dengan memberikan panas di saat musim dingin dan pendinginan pada musim panas
http://digilib.mercubuana.ac.id/
sepanjang tahun. Selain untuk memanaskan ruangan, jenis pompa kalor yang lain dapat digunakan untuk memanaskan air (water heater). Pompa kalor dapat menyediakan kehandalan dan ekonomis dalam pemanasan untuk musim dingin dan pendinginan pada musim panas serta lebih efektif dan signifikan dalam mengurangi biaya energi, dibandingkan dengan penggunaan sistem konvensional. Pompa kalor bukanlah suatu teknologi baru, lemari es dan AC keduanya merupakan contoh teknologi pompa kalor yang hanya bekerja dalam mode pendinginan, dimana banyak digunakan pada saat ini. Pompa kalor memindahkan panas melalui suatu zat yang bersirkulasi yang disebut dengan refrigeran, yang melewati sebuah siklus penguapan (evaporation) dan pengembunan (condensation) (lihat Gambar 2.1.). Sebuah kompresor yang memompa refrigeran berada diantara dua koil penukar kalor
Gambar 2. 1 Siklus dasar Pompa kalor Sumber : Buku pedoman DENSO
yaitu kondensor dan evaporator. Pada evaporator, refrigeran diuapkan pada tekanan rendah dan menyerap panas dari lingkungan. Refrigeran kemudian
http://digilib.mercubuana.ac.id/
dikompresikan mengalir menuju kondensor, dimana refrigeran akan diembunkan pada tekanan tinggi. Sebuah pompa kalor sumber udara menyerap panas dari luar rumah pada musim dingin (gambar 2.2.) dan melepas panas ke luar rumah pada musim panas (gambar 2.3.)
Gambar 2. 2 Komponen Pompa kalor pada proses pemanasan Sumber : Buku pedoman Denso
Gambar 2. 3 Komponen Pompa kalor pada proses pendinginan Sumber : Buku pedoman Denso
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Pompa kalor (heat pump) secara umum berfungsi untuk memindahkan panas dari sumber temperatur rendah (udara lingkungan) ke temperatur tinggi atau suatu sistem yang memanfaatkan kalor yang dilepaskan kondensor untuk pemanasan. Pada umumnya pompa kalor bekerja berdasarkan siklus kompresi uap yang terdiri dari : evaporator, kompresor, kondensor, dan katup ekspansi, seperti yang telah dijelaskan diatas. Sebagai salah satu contoh dalam aplikasi yang lain adalah solar assisted heat pump water heater dimana panas yang terbuang dari kondensor dimanfaatkan untuk memanaskan air.
2.2.2. Siklus Kompresi Uap Standar Pada siklus kompresi uap standar ini, refrigeran mengalami empat proses ideal, sesuai dengan gambar di bawah ini :
Gambar 2. 4 Siklus Kompresi Uap Standar : (a) Diagram alir proses, (b) Diagram temperatur-entropi Sumber : Buku Training Manual 2004
• Proses 1-2: refrigeran meninggalkan evaporator dalam wujud uap jenuh dengan temperatur dan tekanan rendah, kemudian oleh kompresor uap tersebut dinaikkan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
tekanannya menjadi uap dengan tekanan yang lebih tinggi (tekanan kondensor). Kompressi ini diperlukan untuk menaikkan temperatur refrigeran, sehingga temperatur refrigeran di dalam kondensor lebih tinggi daripada temperatur lingkungannya. Dengan demikian perpindahan panas dapat terjadi dari refrigeran ke lingkungan. Proses kompresi ini berlangsung secara isentropik (adiabatik dan reversibel). • Proses 2-3: setelah mengalami proses kompresi, refrigeran berada dalam fasa panas lanjut dengan tekanan dan temperatur tinggi. Untuk mengubah wujudnya menjadi cair, kalor harus dilepaskan ke lingkungan. hal ini dilakukan pada penukar kalor yang disebut kondensor. Refrigeran mengalir melalui kondensor dan pada sisi lain dialirkan fluida pendingin (udara atau air) dengan temperatur lebih rendah daripada temperatur refrigeran. Oleh karena itu kalor akan berpidah dari refrigeran ke fluida pendingin dan sebagai akibatnya refrigeran mengalami penurunan temperatur dari kondisi uap panas lanjut menuju kondisi uap jenuh, selanjutnya mengembun menjadi wujud cair jenuh. Proses ini berlangsung secara reversibel pada tekanan konstan. • Proses 3-4: refrigeran, dalam wujud cair jenuh (tingkat keadaan 3, gambar 2.4.), mengalir melalui alat ekspansi. Refrigeran mengalami ekspansi pada entalpi konstan dan berlangsung secara tak-reversibel. Selanjutnya refrigeran keluar dari katup ekspansi berwujud campuran uap-cair pada tekanan dan temperatur sama dengan tekanan serta temperatur evaporator. • Proses 4-1: refrigeran, dalam fasa campuran uap-cair, mengalir melalui sebuah penukar kalor yang disebut evaporator. Pada tekanan evaporator, titik didih refrigeran haruslah lebih rendah daripada temperatur lingkungan (media kerja
http://digilib.mercubuana.ac.id/
atau media yang didinginkan), sehingga dapat terjadi perpindahan panas dari media kerja ke dalam refrigeran. Kemudian refrigeran yang masih berwujud cair menguap di dalam evaporator dan selanjutnya refrigeran meninggalkan evaporator dalam fasa uap jenuh. Proses penguapan tersebut berlangsung secara reversibel pada tekanan konstan. 2.2.3. Siklus Kompresi Uap Aktual Pada kenyataannya siklus kompresi uap mengalami penyimpangan dari kompresi uap standar, sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. Perbedaan penting siklus kompresi uap aktual dari siklus standar, adalah: 1. Terjadi penurunan tekanan di sepanjang pipa kondensor dan evaporator. 2. Adanya proses pembawah dingin (sub-cooling) cairan yang meninggalkan kondensor sebelum memasuki alat ekspansi. 3. Pemanasan lanjut uap yang meninggalkan evaporator sebelum memasuki kompresor. 4. Terjadi kenaikan entropi pada saat proses kompresi (kompresi tak isentropik) 5. Proses ekspansi berlangsung non-adiabatik. Walaupun siklus aktual tidak sama dengan siklus standar, tetapi proses ideal
dalam
siklus
standar
sangat
bermanfaat
mempermudah analisis siklus secara teoritik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
dan
diperlukan
untuk
Gambar 2. 5 Siklus kompresi uap aktual dan standar Sumber : (Training Manual, 2004)
2.2.4. Prinsip Kerja Solar Assisted Heat Pump Water Heater ( SAHPWH ) Pada dasarnya sistem SAHPWH bekerja berdasarkan siklus refrigerasi kompresi uap. SAHPWH ini terdiri dari empat komponen utama, yaitu kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator yang menyatu dengan kolektor surya plat datar. Energi surya dapat digunakan untuk memanaskan refrigeran didalam evaporator dari sebuah pompa kalor dengan penggunaan sebuah kolektor surya plat rata sebagai media penguapan/evaporator. Temperatur penguapan dari refrigeran akan naik karena penyerapan energi panas radiasi surya oleh evaporator. Sehingga menghasilkan unjuk kerja pompa kalor yang lebih tinggi. Susunan empat komponen tersebut secara skematik ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2. 6 Skema dasar Solar Assisted Heat Pump Water Heater 2.2.5. Komponen Pompa Kalor Pada sistem pompa kalor terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut: 1. Sistem sirkulasi refrigeran (kompresor, kondensor, evaporator, dan katup ekspansi). 2. Peralatan
yang
membantu
dalam
sistem
pompa
kalor
tersebut.
(Filter/receiver-dryer, magnetic clutch). 2.2.5.1. Kompresor Kompresor berfungsi mengalirkan serta menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan evaporasi ke tekanan kondensasi. Meningkatnya tekanan berarti menaikkan temperatur. Uap refrigeran bertekanan tinggi di dalam kondensor akan cepat mengembun dengan cara melepaskan panas ke sekelilingnya atau ke dalam air. Kompresor mesin refrigerasi dapat dikelompokkan berdasarkan gerakan rotor dan berdasarkan letak motor - kompresor. Jenis kompresor berdasarkan gerak rotor adalah:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
1. Kompresor perpindahan positif (positive displacement): a. Kompresor torak (reciprocating) b. Kompresor rotary, seperti: kompresor ulir (screw), kompresor roller, dan kompresor bilah sudu (vane). 2. Kompresor sentrifugal Jenis kompresor berdasarkan letak motor dan kompresor adalah: a. Kompresor tipe terbuka (open type compressor) b. Kompresor hermetic c. Kompresor semi hermetic Sedangkan kompresor untuk sistem refrigerasi dikelompokkan dalam dua kelompok besar, yaitu: 1. Tipe Reciprocating : a. Tipe crank shaft (1-6 silinder) b. Tipe swash plat (6-10 silinder) c. Tipe woble plate (6 silinder) 2. Tipe Rotary : Tipe Through vane Pada alat pompa kalor ini menggunakan kompresor tipe torak dengan jumlah silinder 1. Pada kompresor tipe torak,putaran dari crank shaft dirubah menjadi gerak translasi putaran naik turunnya piston/torak.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2. 7 Kompresor tipe torak. Sumber : Buku Pedoman Denso
Ada dua macam valve yang dipasang pada valve plate.Pertama adalah suction valve dipasang pada permukaan bagian bawah valve plate.Sedangkan yang lainnya adalah discharge valve yang dipasang pada bagian atas valve plate. Selanjutnya gas refrigeran di alirkan ke kondensor untuk diembunkan di kondensor untuk membuang panas ke sekitarnya.
Gambar 2. 8 valve plate Sumber : Buku Pedoman Denso
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Saat piston bergerak turun , discharge reed valve pada posisi tertutup karena tekanan refrigeran pada sisi tekan (discharge) lebih besar dibanding didalam silinder. Pada saat yang sama suction reed valve terbuka akibat kevacuuman didalam silinder sehingga refrigeran dapat masuk.
Gambar 2. 9 langkah hisap Sumber : Buku Pedoman Denso
Saat piston bergerak naik gas refrigeran didalam silinder ditekan keluar melalui discharge reed valve dan dialirkan ke kondensor dengan tekanan dan suhu tinggi. Pada saat yang sama suction reed valve tertutup akibat dari tekanan yang tinggi tersebut.
Gambar 2. 10 langkah tekan Sumber : Buku Pedoman Denso
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.2.5.2. Pelumas Kompresor Oli kompresor diperlukan untuk melumasi bantalan-bantalan kompresor (bearing), dan komponen yang bergerak dan bergesekan. Selain itu pelumas kompresor juga harus dapat bersirkulasi bersama-sama refrigeran melewati komponen-komponen utama pompa kalor, sehingga harus digunakan pelumas khusus yang dapat bercampur dengan refrigeran dan tidak membeku pada temperatur evaporator. Pada
kompresor
reciprocating
kapasitas
kecil
dimana
tidak
memungkinkan untuk dipasang pemisah oli, maka diperlukan pasangan refrigeran-oli yang larut dengan baik satu sama lain agar pelumas tidak tertinggal di kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Pelumas refrigeran secara garis besar dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu oli mineral yang berasal dari minyak bumi dan oli sintetik. Untuk refrigeran R-12 dan hidrokarbon pelumas kompresor yang digunakan adalah oli mineral. Pelumas kompresor R-12 dapat menyebabkan kerusakan serius pada kompresor dan komponen lain, karena ketidakmampuannya larut dalam R-134a. Untuk R-134a dengan menggunakan pelumas yang berasal dari oli sintetik, yaitu POE (polyolester). Agar tidak terjadi kesalahan biasanya pada rumah atau body kompresor terdapat perintah penggunaan oli. Kandungan minyak pelumas di dalam kompresor tidak boleh terlalu banyak atau sedikit. Jika jumlah pelumas terlalu banyak, maka pelumas akan menempel pada dinding pipa kondensor dan evaporator sehingga menghalangi perpindahan kalor. Akibatnya kapasitas pendinginan akan menurun. Jika pelumas
http://digilib.mercubuana.ac.id/
dalam kompresor terlalu sedikit maka akan menyebabkan temperatur kompresor meningkat, komponen cepat aus dan rusak akibat temperatur yang tinggi. 2.2.5.3. Magnetic Clutch Magnetic clutch digunakan untuk menghubungkan dan melepaskan kompresor dari putaran mesin. Komponen utama magnetic clutch terdiri dari stator, rotor, dan pressure plate. Prinsip kerjanya adalah melekatnya dua keping logam besi menjadi satu unit karena gaya elektromagnet. Dua keping tersebut adalah pressure plate dan drive pulley. (Toyota Service Training, 1995) Cara kerja dari magnetic clutch adalah: apabila mesin hidup, puli kompresor akan ikut berputar melalui drive belt, tetapi kompresor tidak berputar karena pada magnetic clutch belum teraliri arus. Pada saat pompa kalor posisi on maka arus akan mengalir ke stator coil. Selanjutnya gaya elektromagnet pada stator akan menarik pressure plate terhadap permukaan gesek pada puli. Pergesekan antara permukaan dan plat menyebabkan clutch assembly berputar sebagai satu unit dan menggerakkan kompresor. (Buku Pedoman Denso). Magnetic clutch dapat diklarifikasikan sesuai dengan bentuk kompresor sebagai berikut: 1. Tipe F dan tipe G : Untuk kompresor tipe crank shaft 2. Tipe R dan Tipe P : Untuk kompresor tipe swash plate dan tipe through vane. Karena pada penelitian ini menggunakan kompresor tipe crank shaft, maka magnetic clutch yang digunakan adalah tipe G. (Toyota Service Training, 1995).
http://digilib.mercubuana.ac.id/
1. Sakelar 2. Plat penekan 3. Roda pulley 4. Poros kompresor 5. Gulungan magnet listrik 6. Kompresor 7. Pegas plat pengendali
Gambar 2. 11 (a). Konstruksi magnetic clutch (b). Mekanisme kerja magnetic clutch Sumber :Training Manual, 2004
Gambar 2. 12 Magnetic clutch tipe P Sumber : Toyota Service Training, 1995
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.2.5.4. Kondensor Kondensor digunakan untuk mendinginkan gas refrigeran yang telah ditekan dan bersuhu tinggi, serta mengubahnya menjadi cairan refrigeran. Sejumlah panas dilepaskan ke fluida pendingin yaitu air melalui kondensor.
Gambar 2. 13 Mekanisme kerja kondensor Untuk memperbaiki kapasitas pendinginan dan mengurangi berat dan ukuran kondensor, beberapa tipe kondensor telah dikembangkan, antara lain: a) Tipe laluan tunggal (single pass) b) Tipe laluan ganda (two passage) c) Tipe tiga laluan (three passage) d) Tipe multi laluan (multi passage) Kondensor yang digunakan pada penelitian ini merupakan tipe laluan tunggal (Single pass), yaitu refrigeran mengalir didalam pipa – pipa kondensor dari masuk sampai keluar kondensor hanya melalui satu pipa. Fluida yang digunakan untuk pendingin adalah air. Kondensor tersebut akan melepaskan panas kedalam air melalui pipa – pipa kondensor dengan metode perpindahan panas secara konveksi (karena air disirkulasikan dengan pompa), sehingga kondensor disini berfungsi sebagai pemanas air.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.2.5.5. Receiver / Filter-Dryer Receiver adalah komponen yang digunakan untuk menyimpan atau menampung sementara cairan refrigeran. Dryer dan filter di dalam receiver akan menyerap air dan kotoran yang terbawa bersirkulasi bersama refrigeran. Prinsip kerja dari receiver dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Receiver memisahkan refrigeran dalam bentuk gas dari cairan refrigeran oleh perbedaan berat dan memastikan bahwa aliran yang mengalir ke katup ekspansi dalam fasa cair. 2. Dryer juga berisi desiccant yang berfungsi menyerap uap air yang masuk ke dalam sistem Heat Pump pada saat servis atau karena adanya kebocoran dan kevakuman pada sisi tekanan rendah. 3. Sight glass dipasang diatas receiver untuk mengetahui kondisi jumlah refrigeran di dalam Heat Pump. Jumlah refrigeran yang diisikan ke dalam sistem sirkulasi penting artinya pada efisiensi pemanasan pompa kalor. Sight glass juga bisa dipasang pada liquid tube diantara receiver dan katup ekspansi. (Buku Pedoman Denso). 4. Saringan (filter) dikonstruksi berupa tabung silinder yang di dalamnya terdapat silica gel yang menyerap uap air pada zat pendingin. Ada kalanya pada saringan dipasangkan dua buah sakelar yang bekerja berdasarkan tekanan atau temperatur (sakelar terhubung jika tekanan atau temperatur dalam saringan melebihi batas maksimal). Kadang-kadang saringan dilengkapi dengan tutup pengaman yang terbuat dari wood metal. Tutup pengaman ini akan cair bila temperatur zat pendingin sudah mencapai batas yang ditentukan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2. 14 Konstruksi Receiver Sumber : Buku Training Toyota 2005
2.2.5.6. Katup Ekspansi (Expansion Valve) Setelah melewati receiver cairan refrigeran dialirkan ke orifice (lubang kecil yang tiba-tiba membesar yang disebut katup ekspansi) akibat cairan yang tiba-tiba salurannya diperbesar, maka cairan refrigeran akan berubah menjadi bertekanan dan bersuhu rendah dengan wujud kabut (cair dan uap). Terdapat dua jenis katup ekspansi, yaitu: 1. Tipe tekanan tetap (constant pressure) 2. Tipe sensor panas (thermal=thermostatic). a. Jenis Internal Equalizing b. Jenis External Equalizing c. Jenis Box/Blok (dengan kontrol temperatur dan tekanan) Katup ekspansi ini akan mengatur jumlah aliran refrigeran yang diuapkan di evaporator, akibat dari pengaturan aliran refrigeran ini maka suhu ruangan dapat diturunkan berdasarkan beban panas yang ada pada evaporator. Pengaturan aliran ini dilakukan dengan cara mengatur bukaan celah katup sesuai dengan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
temperatur refrigeran keluar evaporator. Gerakan katup ini terjadi akibat adanya perbedaan tekanan antara tekanan di dalam sensing bulb (Pf), tekanan pegas (Ps), dan tekanan evaporator (Pe). Pada beban pendinginan tinggi (temperatur pada ruangan tinggi), tekanan uap keluaran evaporator tinggi. Akibatnya temperatur dan tekanan pada sensing bulb juga tinggi. Selanjutnya uap bertekanan tinggi di dalam sensing bulb akan menekan katup ke bawah sehingga katup terbuka lebar, memungkinkan refrigeran mengalir lebih banyak. Sebaliknya ketika beban pendinginan rendah, katup akan membuka sedikit sehingga aliran refrigeran kecil. Pada penelitian ini digunakan Thermal expansion valve tipe internal equalizing type.
Gambar 2. 15 Konstruksi katup ekspansi Sumber : Training Manual, 2004
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Gambar 2. 16 Katup Ekspansi Tipe Internal Equalizing Sumber : Training Manual, 2004 2.2.5.7. Evaporator Proses yang terjadi dalam evaporator adalah proses evaporasi, yaitu penguapan refrigeran fasa cair menjadi fasa uap. Kegunaan evaporator adalah kebalikan dari kondensor. Keadaan refrigeran sebelum katup ekspansi masih 100% cair. Segera setelah tekanan cairan turun, cairan mulai mendidih kembali sambil menyerap panas dari udara yang melewati sirip-sirip (fin) pendingin evaporator, dan mendinginkan udara.
Gambar 2. 17 Konstruksi evaporator Sumber : Toyota Service training, 1995
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Evaporator terbuat dari bahan alumunium dan memiliki 3 tipe, yaitu: 1. Tipe Plate Fin 2. Tipe Serpentine 3. Tipe Drawn Cup Pada penelitian ini menggunakan evaporator laluan tunggal dan dipasang menyatu dengan kolektor pelat rata yang berfungsi untuk menyerap energi surya yang digunakan untuk memanaskan refrigerant didalam evaporator. Dengan penggunaan sebuah kolektor surya sebagai evaporator maka temperatur penguapan dari refrigeran akan naik sehingga menghasilkan performa pompa kalor yang lebih tinggi 2.2.5.8. Penerus Daya Motor Listrik Pada alat pompa kalor ini penerus gerak dari motor listrik ke kompresor adalah puli bersabuk. Pada alat peraga yang dibuat ini juga terdapat puli kecil yang berfungsi sebagai penegang belt. Dimana puli tersebut diatur sesuai ketegangan dari belt. 2.2.6. Persamaan-Persamaan Yang Digunakan dalam Perhitungan 2.2.6.1. Perhitungan Secara Ideal. (Cengel, Y.A., & Boles, M.A., 1992)
Gambar 2. 18 Siklus Kompresi Uap Standar
http://digilib.mercubuana.ac.id/
1.
COP siklus Heat Pump standar (COPHP )
2.1
dimana: Qkond = Kalor yang dilepas oleh kondensor (kW) Wkomp
= Daya kompresor (kW) = Laju aliran massa (kg/s)
h1
= Enthalpi gas refrigeran pada tekanan evaporator (kJ/kg)
h2
= Enthalpi gas refrigeran pada tekanan kondensor (isentropik)
(kJ/kg) h3
= Enthalpi cairan refrigeran pada tekanan kondensor (kJ/kg)
2.2.6.2. Perhitungan Secara Aktual (Moran, M.J., & Shapiro, H.N., 2000)
Gambar 2.19. Diagram p-h siklus actual
http://digilib.mercubuana.ac.id/
1.
COP aktual 2.2
dimana: h1 = Enthalpi refrigeran keluar evaporator (kJ/kg) h2a = Enthalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg) h3 = Enthalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg) 2.
Laju aliran massa aktual = ρ . Q (kg/s)
2.3
dimana: ρ = Densitas refrigeran (kg/m3) Q = Debit aliran refrigeran (m3/s) 3.
Kapasitas panas yang dilepas (Qkond) Qkond =
. (h2a-h3) (kW)
dimana: = Laju aliran massa refrigeran (kg/s) h2a
= Enthalpi refrigeran masuk kondensor (kJ/kg)
h3
= Enthalpi refrigeran keluar kondensor (kJ/kg)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2.4