27
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
PENDAHULUAN
Metode penelitian merupakan cara atau prosedur yang berisi tahapan – tahapan yang jelas yang disusun secara sistematis dalam proses penelitian. Tiap tahapan maupun bagian yang menentukan tahapan selanjutnya sehingga harus dilalui dengan teliti dengan mempertimbangkan data yang diperoleh. 3.2
METODE PENGUMPULAN DATA
Dalam proses pengambilan data dikelompokkan menjadi beberapa kelompok proses pengambilan data. diantaranya: 1. Data Primer adalah data yang diperoleh dari pengamatan dan peneltian secara langsung dilapangan. Pengambilan data primer ini dilakukan dengan jalan mengamati secara langsung di pabrik dan meminta keterangan serta mewawancarai karyawan yang terlibat langsung secara operasional. Data yang diperoleh antara lain adalah data mengenai uraian proses produksi, dan cara kerja mesin. 2. Data Sekunder merupakan data yang lidak langsung diamati oleh peneliti. Data ini merupakan dokumentasi perusahaan, hasil penelitian yang sudah lalu dan data lainnya. 3. Data yang dikumpulkan nantinya digunakan dalam pengolahan data, data yang dikumpulkan antara lain: a. Data dari hasil pengujian, diperoleh dari hasil pengujian mesin pendingin berkapasitas 2.5 kW di PT. Eskimo Wieraperdana. b. Data olahan berdasarkan referensi studi literatur yang digunakan untuk memperdalam bidang penelitian, juga untuk membandingkan hasil penelitian atau mengembangkan penelitian.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
3.3
PRINSIP KERJA PERALATAN
Unit pendingin (refrigerator) yang digunakan merupakan pendngi ruangan tipe kompresi uap. Pada mesin ini udara dalam ruangan didinginkan ketika melewati koil pendingin pada evaporator dan terjadi perpindahan kalor dari udara yang melintas dengan refrigeran yang mengalir didalam pipa evaporator, kalor udara yang melintas akan terserap oleh refrigeran sehingga refrigeran mengalami penguapan. Uap refrigeran dari evaporator kemudian mengalir karena hisapan kompresor. Dari kompresor uap yang bertekanan rendah dikompresi sehingga tekanan dan temperatur menjadi naik, lalu dialirkan menuju kondenser. Di dalam kondenser uap refrigeran didinginkan oleh udara yang dilintaskan di koil sehingga terjadi proses kondensasi. Refrigeran car akan kembali ke evaporator setelah melewati alat ekspansi. Alat ekspansi ini bertujuan untuk menurunkan tekanan refrieran sehingga di dalam evaporator dapat menguap pada suhu yang cukup rendah.
3.4
KAJIAN PERALATAN YANG DIUJI
Ada beberapa faktor yang akan menjadi beban dari sebuah mesin pendingin yaitu beban internal dan beban eskternal. Beban internal terjadi karena pengeluaran kalor dari komponen-komponen baik penghuni (manusia) maupun barang yang berada dalam ruangan yang akan dikondisikan udaranya. Sedangkan beban eksternal terjadi karena adanya proses perpindahan panas dari lingkungan luar atau dari ruangan yang tidak dikondisikan baik secara konduksi, konveksi maupun radiasi. Perhitungan beban pendinginan dilakukan sebagai acuan untuk pemilihan unit mesin refrigerasi yang akan dipakai dan spesifikasi khusus lainya. Output dari beban pendinginan yang dihitung adalah jumlah dari panas yang akan dikondisikan oleh mesin pendingin portable ini. Dalam perhitungan beban pendinginan diperlukan standar yang baku agar sesuai dengan standar dunia. Standar yang dipakai untuk beban pendinginan ini adalah mengacu pada standar ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating, and AirConditioning Engineers). Mengacu pada standar perhitungan didapatkan tabel-berikut:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
29
Tabel 3.1 Thermal properties untuk dinding dan atap (Sumber: ASHRAE, 2009) Description
Code Number
R [hr.m².°C/Watt]
A0
0.333
A3
0.0002
B4
10
B2
0.15
C6
2.02
E0
0.685
Outside Surface Resistance Steel 3 in.insulation Gypsum or other similar finishing layer 0.5 in 8 in clay tile Inside Surface Resistance
Tabel 3.2 Rata-rata beban kalor penghuni pada ruangan yang dikondisikan (Sumber: ASHRAE, 2009) Aktifitas
Tipe Aplikasi
Qs/p [Watt]
Ql/p [Watt]
Seated at rest
Theater, movie
60
40
Office, hotels
75
75
Factory
100
130
Seated, light work, typing Light bench work
Tabel 3.3 Koefisien dan peralatan (Sumber: ASHRAE, 2009) Description Cs Unhooded-electric or steam heated 0.33 Hooded- electric or steam heated 0.16
Cl 0.17 0.0
3.4.1 Data Ruangan (Container) Berdasarkan data dari lapangan, didapatkan ruangan kantor container berukuran 20 kaki dengan spesifikasi sebagai berikut:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
Tabel 3.4 Spesifikasi kantor Data Ruang Kantor No
Deskripsi
Keterangan
1
Lokasi
Jakarta
2
Fungsi Container
Perkantoran
3
Fungsi Ruangan
Ruang Teknis
4
Letak ruangan
Lantai 1
5
Dimensi Ruangan
Panjang: 19 kaki; 5.8 m Lebar: 8.5 kaki; 2.6 m Tinggi: 8.5 kaki; 2.6 m
6
Luas Lantai
14 m2
7
Temp Luar Ruangan
30°C
8
Temp Rancangan
23°C
9
Jumlah penghuni
2 orang
10
Peralatan
2 Unit PC 4 Lampu TL
Berdasarkan Handbook ASHRAE GRP 158 Cooling Load Manual diperoleh nilai R berdasarkan ketebalan pada setiap dinding dan nilai konduktifitas termal total untuk seluruh lapisan dinding. Berikut adalah tabel konduktifitas untuk lapisan dinding:
(a)
(b)
Gambar 3.1 Gambar kantor dalam bentuk container 20 kaki; (a) Tampak luar; (b) Dalam ruangan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
Gambar 3.2 Kontruksi dinding Tabel 3.5 Konduktifitas thermal dinding Konstruksi Dinding Material
R [hr.m².°C/Watt]
Outside Surface Resistance
0.333
Steel
0.0002
3 in.insulation
10
Gypsum or other similar finishing layer 0.5 in
0.15
Inside Surface Resistance
0.685
∑
11.16
U
0.09 Tabel 3.6 Kondiktifitas termal atap Konstruksi Atap
Material
R [hr.m².°C/Watt]
Outside Surface Resistance
0.333
Steel
0
3 in.insulation
10
Gypsum or other similar finishing layer 0.5 in
0.15
Inside Surface Resistance
0.685
∑
11.085
U
0.09
http://digilib.mercubuana.ac.id/
32
Tabel 3.7 Kontruksi lantai Konstruksi Lantai Material
R [hr.m².°C/Watt]
Outside Surface Resistance
0.333
Steel
0
3 in.insulation
10
0.5 in clay tile
0.12
Inside Surface Resistance
0.685
∑
11.082
U
0.09
3.4.2 Data Mesin Pendingin Mesin pendingin yang digunakan merupakan jenis yang dapat dipindahkan posisi penempatanya sesuai dengan keinginan dari penghuni kantor. Mesin pendngin dengan sistem refrigerasi kompresi uap dengan spesifikasi teknis sebagai berikut:
Gambar 3.3 AC Portable
http://digilib.mercubuana.ac.id/
33
Tabel 3.8 Spesifikasi mesin pendingin Data AC Portable No
Deskripsi
Keterangan
1
Kapasitas pendinginan
3.5 kW / 12.000 BTU
2
Refrigeran
R 410a
3
Sirkulasi udara
350-4000 CFM
4
Dimensi
Panjang: 570 mm Lebar : 520 mm Tinggi:850 mm
5
Tegangan
220-240 V/ 1 Phasa/ 50 Hz
6
Evaporator koil
Tembaga, alumunium fin
7
Evaporator fan
Centrifugal fan
8
Filter
Washable (dapat dicuci)
9
Kompresor
Hermetic rotary
10
Kondenser koil
Tembaga, alumunium fin
11
Berat
55 Kg
12
Tipe
AC Portable
3.4.3 Instrumen dan Alat Ukur Untuk mendapatkan data pengamatan berikut beberapa peralatan intrumentasi a. Tang ampere
Gambar 3.4 Tang Ampere
http://digilib.mercubuana.ac.id/
34
Tang ampere adalah alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada rangkaian listrik. b. Termometer digital
Gambar 3.5 Termometer digital laser Termometer digital digunakan untuk mengukur beberapa parameter temperatur untuk perhitungan performa. c. Multimeter
Gambar 3.6 Multimeter Digital Multimeter digital adalah alat untuk pengukuran tegangan, arus dan juga tahanan listrik.
d. Pressure gauge
Gambar 3.7 Manifold gauge
http://digilib.mercubuana.ac.id/
35
Manifold gauge digunakan untuk mengukur tekanan kerja baik dari tekanan isap sistem pendingin maupun tekanan discharge yang dipasang di 2 titik ukur.
3.5
PROSEDUR PENGUJIAN
Untuk mempersiapkan alat pengujian ini perlu dilakukan tahapan-tahapan yang sesuai agar tidak terjadi kesalahan yang dapat mengakibatkan komponen dan peralatan agar tidak terjadi kesalahan yang dapat mengakiatkan komponen dan peralatan menjadi rusak atau tidak bisa dipakai lagi serta mendapatkan data yang diharapkan. Tahapantahapan yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: A. Diagram alir metode penelitian Berikut diagram alir yang digunakan untuk melakukan analisis keseluruhan:
Mulai
Persiapan Pengambilan Data
Perhitungan Beban Pendinginan Ruangan
Pengambilan Data
Tidak
Analisa beban sudah benar?
Data Pengamatan Diperoleh
Ya
Ya
Pemilihan Unit Mesin Pendingin
Pengolahan Data dan Analisa
Tidak
Unit Sesuai kebutuhan Kapasitas
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.8 Diagram Alir Penelitian
http://digilib.mercubuana.ac.id/
36
B. Menguji Kebocoran Peralatan.
Hubungkan katup manifold gauge dengan pengukur tekanan dan tabung gas nitrogen kering ke katup service dengan selang pemasok
Beri tekanan pada sistem sejumlah tidak lebih dari 150 psig. Selanjutnya akukan uji coba kebocaoran dengan menggunakan snoopy atau atau busa sabun cair.
Lakukan uji kebocoran di semua sambungan pipa/selang dan pada katup servis untuk saluran gas dan saluran liquid. Jika muncul bisa artinya ada kebocoran, kemudian bersihkan busa sabun dengan lap bersih.
Setelah kebocoran diatasi, lepaskan tekanan nitrogen dengan melonggarkan selang pemasok. Setelah tekanan sistem AC kembali normal, lepaskan selang pemasok dari tabung gas
C. Pembersihan Peralatan Sebelum peralatan uji digunakan untuk pengujian dengan menggunakan fluida kerja yang baru maka perlu adanya flushing. Hal ini dimaksudkan agar sistem dengan fluida kerja baru dapat bekerja secara maksimal. Langkah-langkah pembersihan sebagai berikut:
Nitrogen yang di flushing dibuag dan masin refrigerasi dilakukan pemvakuman.
Proses pemvakuman dilakukan sampai dengan tekanan gauge mencapai min 1 barg.
Tunggu dan test kebocoran lagi jika tekanan sudah tidak ada perubahan, maka tidak ada kebocoran di sistem refrigerasi.
Masukan refrigeran sesuai kebutuhan unit.
D. Pemeriksaan Sebelum Pengujian
Pastikan bahwa saklar dalam posisi mati
Memastikan semua pipa pipa dan kabel-kabel telah diisolasi dengan rapid an tidak ada yang terbuka
Mempersiapkan peralatan yang akan digunakan dalam pengambilan data yaitu amperemeter, multimeter, stopwatch dan pressure gauge dan borang isian.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
37
Gambar 3.9 Persiapan alat pengukuran unit
Pastikan titik pengukuran sudah bisa di ukur dengan mudah. Parameter yang akan diukur adalah sebagai berikut: 1. Temperatur masuk kompresor 2. Temperatur keluar kompresor 3. Temperatur keluar kondenser 4. Temperatur keluar TXV 5. Temperatur luar ruangan 6. Temperatur ruangan 7. Temperatur supply air 8. Tekanan Discharge 9. Tekanan Suction 10. Arus 11. Tegangan 12. Daya
Gambar 3.10 Pengukuran salah satu titik uji
http://digilib.mercubuana.ac.id/
38
Sebelum pengujian pastikan alat ukur dalam kondisi baik dan terkalibrasi dari manufaktur
E. Menjalankan Mesin
Gambar 3.11 Proses pengambilan data unit
Rangkai hubungan arus listrik, pastikan sumber tegangan 220 V yang tersuplai ke mesin pendingin.
Hubungkan kabel listrik dengan sumber listrik fasa PLN
Hidupkan mesin pendingin dengan menekan saklar/remote pada posisi ON.
http://digilib.mercubuana.ac.id/