IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional

P RO S I D I N G

W

INDUSTRIAL RESEARCH WORKSHOP AND NASIONAL SEMINAR 2011

“PERANAN SAINS DAN TEKNOLOGI UNTUK MENINGKATKAN KAPASITAS INOVASI DALAM RANGKA MEMPERCEPAT KEMANDIRIAN EKONOMI NASIONAL”

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG NOVEMBER 2011

IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG – POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung 40012 Kotak Pos 1234, Telp. (022) 2014167, Fax (022) 2013889 E-mail : [email protected], URL : www.polban.ac.id

Pengantar Industrial Research Workshop and National Seminar (IRWNS) adalah seminar tahunan yang diselenggarakan oleh Politeknik Negeri Bandung ( POLBAN) sebagai forum publikasi dan komunikasi hasil-hasil penelitian dan pengembangan para ilmuwan di lingkungan POLBAN khususnya, dan Perguruan Tinggi serta Institusi Penelitian yang lain, baik dari dalam maupun dari luar negeri. Pada tahun 2011 ini, penyelenggaraan IRWNS merupakan penyelenggaraan tahun kedua dengan mengambil tema : ”Peran Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional”. Berbagai klaim penemuan, pembaharuan serta inovasi baru terangkum dalam 45 makalah dari berbagai cabang ilmu, yang disajikan dalam sesi paralel. Semoga penemuan, pembaharuan dan hasil inovasi baru yang dihasilkan dapat memberikan kontribusi positif pada pembangunan ekonomi nasional, serta masuk dalam arus utama dalam rangka menuju era kemandirian bangsa. Penyelenggara menyampaikan terima kasih kepada pembicara utama yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan inspirasi serta arah penelitian di masa mendatang. Apresiasi kami tujukan kepada seluruh pembicara serta peserta seminar yang telah berperan aktif dalam sesi diskusi. Terima kasih juga kami sampaikan kepada seluruh Reviewer serta panitia yang telah meluangkan waktunya untuk mempersiapkan kegiatan ini. Kepada seluruh ilmuwan “Selamat bertemu, berdiskusi dan bertukar pikiran”, serta sukses bagi kita semua.

Bandung, 17 November 2011 Ketua IRWNS 2011,

Dr. Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono

i


Tim Reviewer Dr. Ismet P. Ilyas, BS.MET.,M.Eng.Sc. Dr. Ir. Kastam Astami, M.Sc. Haryadi, Ph.D Dr.Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono Ir. Hertog Nugroho,MSc., PhD. Dr. Maria F. Soetanto, MT Transmissia Semiawan, BSCS.,MIT.,PhD Ir. Conny K. Wahyoe, M.Eng.,PhD. Ir. Sumargo, M.Sc.,PhD. Dr.Ir. Hermagasantos Zein, MSc Dr. Dwi Suhartanto, MCM. Dr. M. Umar Mai, M.Si Dr. Ruhadi, SE.ME Ir. Suherman, M.Eng.,PhD. Dra. Bevy Lidya, MSi.,Apt Ir. Windy Hermawan M.,MT.

ii


Susunan Panitia Pengarah

: Ir. Mei Sutrisno, M.Sc., Ph.D. Haryadi, Ph.D. Dr. Drs. Muhammad Umar Mai, M.Si. Bambang Wisnuadhi, S.Si., MT Ir. Hertog Nugroho, Ph.D

Penanggung Jawab

: Dr. Ir. Ediana Sutjiredjeki, M.Sc.

Ketua

: Dr. Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono

Wakil Ketua

: Nani Yuningsih, S.Si., M.Si.

Sekretaris

: Dra. Katharina Priyatiningsih, M.Si.

Anggota

: Sri Susilo Windarti, S.Pd Ase Sulaeman Yuniarti Surtiasih, A.Md. Tusijati Ranny Indriyani Yane Hendriyani Elsa Yusi Irmala Watty Herlina Sutjipto Sri Mulyani Winarya Boyke Gunawan R Enjang Karyana Eka Kurnia Asep Gandamanah Asep Johan Surya Nurkhakam

iii


Jadwal Acara

Waktu 08.00 - 08.50 08.50 - 08.55 08.55 - 09.00 09.00 - 09.45 09.45 - 10.30 10.30 - 11.15

11.30 - 11.45 11.45 – 12.00 12.00 - 12.15 12.15 - 13.15 13.15 - 13.30 13.30 - 13.45 13.45 - 14.00 14.00 - 14.15 14.15 - 14.30 14.30 - 14.45 14.45 - 15.00 15.00 - 15.15

Acara SESI PLENO Conference Room Gedung P2T Lt.3 Pendaftaran & Coffee Break Pagi Laporan Panitia Penyelenggara Pembukaan Pembicara Utama I (Dirut PLN) Pembicara Utama II (Ketua DRN) Pembicara Utama III (Kepala PPTIK ITB) SESI PARALEL R-1 R-2 R-3 R-4 Kode Makalah

Kode Makalah

Kode Makalah

Kode Makalah

P1 P2 P3

P12 P13 P14

P23 P24 P25

P34 P35 P36

P26 P27 P28 P29 P30 P31 P32 P33

P37 P38 P39 P40 P41 P42 P43 P45

ISOMA P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11

P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22

15.15 - 15.45

Coffee Break Sore

15.45 - 16.15

Penutupan

iv


Daftar Abstrak Kode

Judul

Halaman

P01

Studi Sifat Mekanik Komposit Hibrid Unsaturated Polyester/Clay/Serat Glass

P02

Kaji Teoritik dan Eksperimental Penempatan Ideal Vortex Generator pada TASV-Gorlov

6 - 11

P03

Penentuan Panjang Chord Sudu untuk Meningkatkan Kinerjanya Menggunakan Perangkat Lunak CFD Numeca

12-17

P04

Pengaruh Contraction Ratio Nosel Terhadap Kinerja Liquid Jet Gas Pump

P05

Simulasi Numerik Pengaruh Jumlah Nozzle Terhadap Separasi Energi pada Ranque-Hilsch Tube Vortex

19-25

P06

Pengaruh Variasi Voltase, Waktu pada Temperatur Pelapisan Krom Konstan (50º C) terhadap Karakteristik Logam Alumunium)

26- 3

P07

Pengaruh Variasi Putaran Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Sambungan Las Tak Sejenis Paduan Aluminium 5083 dan 6061-T6 pada Proses Las FSW

34-39

P08

Pengaruh Moisture Content dan Thermal Shock Terhadap Sifat Mekanik Komposit Hibrid Berbasis Serat Gelas dan Coir (Aplikasi: Blade Turbin Angin)

40-45

P09

Pengaruh Pelapisan WN yang Diperoleh dengan Teknik DC Reaktive Magnetron Sputtering terhadap Sifat Mekanik dan Sifat Korosi Baja Tahan Karat Martensitik AISI 410

46-51

P10

“Pengaruh Putaran Centrifugal Casting Velg dari Bahan Aluminium Scrap terhadap Karakteristik Perambatan Retak Fatik”

52-57

P11

The effect of sandblasting on AISI 316L stainless steels

58-61

P12

Pengaruh Penggunaan Ejector Terhadap Penurunan Daya Input Kompresor pada Sistem Refrigerasi Kompresi Uap

62-65

P13

Studi Kelayakan dari Penggunaan Mesin Pengkondisi Udara Jenis Absorption Chiller pada Gedung di Negara Beriklim Tropis

66-72

P14

Performansi Sistem Pendingin Kendaraan dengan Menggunakan HFC134a dan HC-134a

73-77

v

1-5

18


P15

Performansi Sistem Pendingin Split Unit dengan Menggunakan HCFC22 dan HC-22

78-81

P16

Kaji Eksperimental Mesin Refrigerasi Unit Kecil yang Dilengkapi dengan Secondary Refrigerant

82-90

P17

Air Conditioning System Design for Polban Server Room

91-97

P18

Performansi Sistem Pendingin Kendaraan dengan Variasi Putaran Kompresor Menggunakan Kendali Logika Fuzzy

P19

Analisis Manajemen Perawatan untuk Perhitungan Availabilitas Sistem AC Toshiba RPU 4003X Pada Kereta Api Argo Gede di PT KAI

P20

Pengaruh Suntikan Udara pada Aliran Pusar Sekunder terhadap Kapasitas Pendinginan Keluaran Tabung Vortex

104-110

P21

Kajian Eksperimental Sistem Refrigerasi Adsorpsi Karbon Aktif – Methanol Menggunakan Karbon Aktif Lokal

111-116

P22

Sistem Alarm Pada Cold Storage Berbasis Jaringan GSM Alarm System on Cold Storage Based on A GSM Network

P23

Implementasi ATN Tunneling pada Testbed VHF Datalink (VDL) Berbasis Software-Defined Radio

117-123

P24

Penerapan Metoda Project Based Learning (PBL) Pada Praktikum Mekatronika

124-127

P25

Stabilisasi Networked Control Systems dengan Parameter Packet Dropout

128-133

P26

Desain dan realisasi platform robot setimbang

134-138

P27

Penggunaan Aritmatika Interval sebagai Pendukung Proses Pembelajaran pada Jurusan Teknik Elektro

139-142

P28

Penggunaan Sensor Ultrasonik Sebagai Pendeteksi Ketinggian Air Sungai Pada Sistem Peringatan Dini Tanggap Darurat Bencana Banjir

143-147

P29

Implementasi Enkapsulasi pada VHF Data Link (VDL) Mode 2 Berbasis Software Gnuradio

148-152

P30

Perancangan Sensor Gelembung Udara Fault Tolerant Menggunakan Metoda Triple Modular Redundancy

153-158

P31

Kontrol Kecepatan Turbin Angin Dengan Daya Sendiri

159-164

P32

Fluktuasi Beda Tekanan Isyarat Gangguan Pada Saluran Pipa Horisontal

165-174

P33

Water Pressure Transformer

175-180

vi

98-103

22


P34

Interaktif TV Digital menggunakan Middleware Berbasis MHP (Multimedia Home Platform)

P35

Seleksi Material Menggunakan Metode Analytical Hierarchy Process dan Pugh

P36

Peluang dan Tantangan Bagi Pengembangan Bahan Material Biopolimer dari Lautan Indonesia

P37

Fermentasi Mikroaerofilik Lactobacillus Acidophilus untuk Produksi Probiotik

188-192

P38

Pengaruh Fiber Baja pada Kapasitas Tarik dan Lentur Beton

193-199

P39

The Effects of Multimode Load Pattern on Pushover Analysis to Estimate The Seismic Demands for Symmetric Steel Building Frames

200-206

P40

Komparasi Perencanaan Menara Telekomunikasi di Indonesia Mengacu pada TIA/EIA-222-F dan TIA/EIA-222-G

40

P41

Analisis Diskriminan Persepsi Wisatawan terhadap Kualitas Komponen Kepariwisataan di Kawasan Wisata Agro

207-215

P42

An Investigation of The Relationship Between Customers’ Perceptions of Internet Retail Service Quality, Customer Satisfaction and Customer Loyalty Amongst University Students

216-225

P43

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Harga Diri Remaja Akhir (16-18 Tahun) Akibat Perceraian Orang Tua di SMA Negeri 3 Subang

226-230

P45

Analisis Kelajuan Gerak Pelari 100 Meter pada Kasus Pemecahan Rekor Dunia Tahun 2008 dan 2009

231-236

vii

34 181-186 187

Industrial Research Workshop and National Seminar 2011

KAJI EKSPERIMENTAL MESIN REFRIGERASI UNIT KECIL YANG DILENGKAPI DENGAN SECONDARY REFRIGERANT

Triaji Pangripto Pramudantoro,* Tri Agung Rohmat,** Prajitno** (*)Jurusan Teknik Refrigerasi & Tata Udara Politeknik Negeri Bandung (**)Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Program Pasca sarjana Teknik Mesin FT-UGM Jalan Grafika No. 2 Yogyakarta E-mail: [email protected]

ABSTRAK Sistem refrigerasi unit kecil, dengan kapasitas kompresor di bawah 1/2 (setengah) HP, umum digunakan pada warung kecil atau toko penjual es krim atau penyimpan produk/makanan beku. Sistem tersebut umumnya menggunakan sistem refrigerasi primary refrigerant dimana terjadi kontak langsung antara evaporator dengan produk. Kekurangan dari sistem ini adalah mudah terjadinya perubahan temperatur pada frezer box akibat beban pendinginan dari luar atau lingkungan. Pada penelitian ini akan dikaji sistem refrigerasi tanpa secondary refrigerant dan dengan secondary refrigerant menggunakan campuran propylene glycol dan air. Sistem refrigerasi dengan menggunakan secondary refrigerant umum digunakan pada unit yang besar, seperti pada pembuatan es balok. Penggunaan secondary refrigerant diharapkan akan mampu mempertahankan temperatur freezer box lebih lama dibanding dengan sistem yang tanpa secondary refrigerant. Kemampuan mempertahankan temperatur freezer box lebih lama mengakibatkan konsumsi energi listrik akan lebih kecil. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan konsumsi energi listrik antara tanpa dan dengan secondary refrigerant. Berdasarkan pengujian menunjukkan bahwa gradient kenaikan temperatur freezer box terhadap waktu (dT/dt) untuk sistem tanpa secondary refrigerant lebih besar yaitu: 0,049301 oC/menit dibandingkan dengan yang menggunakan secondary refrigerant, yaitu: 0,042902 oC/menit. Hasil perhitungan konsumsi energi listrik terlihat pada pengujian selama satu perioda mesin berjalan yaitu pada sistem refrigerasi tanpa secondary refrigerant konsumsi energi listrik setiap jam sebesar 0,270 kWh, sedangkan konsumsi energi listrik pada sistem refrigerasi dengan secondary refrigerant sebesar 0,2585 kWh. atau dengan kata lain terjadi penghematan setiap jam sebesar 0,0115 kWh /perioda. Hasil kajian dari penelitian ini menunjukkan bahwa mesin refrigerasi dengan secondary refrigerant dapat digunakan dan dapat menghemat konsumsi energi listrik dibandingkan dengan sistem refrigerasi tanpa secondary refrigerant.

Kata kunci: secondary refrigerant, freezer box, unit kecil, konsumsi energi

I

PENDAHULUAN

Mesin refrigerasi penyimpan produk beku atau lebih dikenal dengan nama freezer banyak dijumpai penggunaannya di supermarket dan toko atau penjual makanan beku, seperti penjual es krim. Umur penyimpanan produk beku.

umumnya lama,bahkan bisa sampai satu tahun atau lebih. Sistem refrigerasi freezer umumnya menggunakan sistem refrigerasi kompresi uap, dengan menggunakan energi listrik sebagai sumber penggeraknya. Dalam sistem refrigerasi kompresi uap pendinginan terjadi karena adanya penarikan kalor oleh refrigeran yang menguap di evaporator. Temperatur kabin 82


yang rendah pada mesin refrigerasi memerlukan temperatur penguapan refrigeran yang rendah, sehingga energi yang diperlukan oleh mesin refrigerasi relatif besar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh secondary refrigerant terhadap performansi sistem refrigerasi pada mesin refrigerasi dengan kapasitas kecil dengan tujuan khusus untuk mengetahui penghematan energi yang terjadi akibat adanya secondary refrigerant. Manfaat yang akan diperoleh dari penelitian ini adalah adanya sistem refrigerasi unit kecil yang dilengkapi dengan secondary refrigerant yang hemat energi dan memiliki rentang waktu yang relatif lama antara saat mesin hidup dan saat mesin mati sehingga dapat dimanfaatkan oleh pengguna seperti tokotoko kecil atau eceran yang memiliki catu daya listrik yang relatif kecil (900 Watts). II

STUDI PUSTAKA

Dossat (1981), menjelaskan bahwa temperatur kerja freezer box sangat rendah, tergantung pada umur penyimpanan produk yang diinginkan, untuk produk yang akan disimpan dalam jangka waktu beberapa minggu temperaturnya harus sekitar -18oC sampai -23oC, sedangkan untuk penyimpanan sampai satu tahun atau lebih temperatur produk harus mencapai 29oC atau lebih rendah. Sistem refrigerasi yang digunakan pada umumnya adalah sistem refrigerasi kompresi uap sederhana yang terdiri dari komponen utamanya adalah: kompresor, kondenser, katup ekspansi dan evaporator. Kompresor berfungsi untuk menaikan tekanan kerja pada saluran discharge, selanjutnya refrigeran dalam fasa gas mengalir menuju kondenser dan diubah fasanya menjadi cair. Refrigeran fasa cair yang masih bertekanan tinggi selanjutnya

dilalukan ke katup ekspansi sehingga terjadi penurunan tekanan dan temperatur, kondisi ini terjadi di evaporator. Dengan adanya fluida kerja yang bertemperatur rendah tersebut maka apabila disekeliling pipa evaporator disimpan suatu produk, maka produk tersebut akan mengalami penurunan tempetarur, selanjutnya refrigeran yang telah menyerap kalor di evaporator kembali ke saluran hisap kompresor dalam fasa gas pada tekanan rendah. Demikian siklus refrigerasi tersebut berlangsung secara berulang. Siklus sistem refrigerasi kompresi uap dapat digambarkan pada diagram pemipaan dan diagram Mollier seperti pada gambar 1 dan 2. P (bar)

Gambar 1 Siklus sistem refrigerasi kompresi uap (Dossat, 1981).

h3

kondensasi

h2

ekspansi

kompresi evaporasi

h4

h1 h (kJ/kg)

Gambar 2 Siklus sistem refrigerasi kompresi uap pada diagram Mollier. (Dossat, 1981). Dari gambar 2 siklus refrigerasi dapat diketahui: Kerja kompresi = h2-h1 Kalor yang dilepas di kondenser = h2-h3 Efek refrigerasi = h1-h4 83


Energi listrik terpakai biasanya dinyatakan sebagai daya yang digunakan untuk menjalankan suatu mesin dalam perioda tertentu. Daya listrik dapat dinyatakan sebagai besarnya konsumsi arus listrik pada tegangan tertentu. Tegangan listrik dapat diasumsikan relatif konstan, sehingga dengan demikian besarnya daya akan ditentukan sesuai besarnya kenaikan arus listrik. P = V x I (Watts) P = Daya listrik (Watts) V = Tegangan listrik (Volt) I = Arus listrik (Ampere) Pada saat mesin pertama kali dihidupkan (start) memerlukan arus mula yang sangat besar hingga dapat mencapai 10 kali lipat dari arus normal. (R.Braunschweiger ,1979). Akhir-akhir ini mesin refrigerasi yang menggunakan sistem ekspansi langsung dengan refrigerant R-12 sudah mulai dilarang dioperasikan karena dapat merusak lapisan ozone dan pemanasan global. Oleh karena itu berkaitan dengan penipisan lapisan ozone dan peningkatan panas bumi maka perlu dicari refrigeran alternatif yang dapat mengurangi pemakaian refrigeran yang dapat merusak lingkungan. Dalam banyak hal penggunaan secondary refrigerant atau yang kita kenal dengan sebutan brines banyak digunakan sebagai pilihan yang cocok dan cukup memuaskan untuk temperatur tertentu, karena memiliki sifat sifat yang menguntungkan seperti Low viscosity ,high specific heat, Good thermal conductivity,good chemical corrotion inhibitor, non-toxic, non flammable, food grade for refrigeration (Zafer ,2003). Secondary refrigerant selain harus memiliki persyaratan-persyaratan yang mendasar seperti yang telah disebutkan sebelumnya, diperjelas bahwa faktor korosif haruslah menjadi bahan pertimbangan dalam memilih jenis

secondary refrigerant, seperti contohnya air garam (Hillem ,2001). Alasan utama menggunakan campuran air dan propylene glycol sebagai secondary refrigerant karena memiliki faktor keamanan yang baik, tidak beracun, tidak bersifat korosif dan dapat mempertahankan temperatur pendinginan pada partikel es (Hagg ,2005) Sebagai contoh pada terbitan majalah “Kyla”. Sebuah supermarket dekat Stockholm mengubah dari sistem pendinginan langsung menjadi sistem pendinginan tak langsung untuk cooling cabinet dan freezer di pabrik susu, menghasilkan pengurangan jumlah refrigeran dari 523 kg R22 yang dipasang pada tahun 1973 menjadi 22 kg R-404a pada tahun 1996.Dalam artikel terakhir pada “Scan-Ref,” pada prakteknya konsumsi energi tahunan seringkali lebih rendah dari sistem yang tanpa secondary refrigerant. (Melinder ,2010).

III

METODOLOGI

3.1 Konstruksi Mesin Refrigerasi Pada penelitian ini meliputi dua tahap pekerjaan utama, yaitu pembuatan mesin refrigerasi, dan uji performansi dari sistim tersebut. Pembuatan mesin refrigerasi difokuskan pada temperatur kabin agar tercapai -18oC. Selanjutnya dilakukan pengujian pada mesin tersebut baik yang menggunakan secondary refrigerant maupun yang tanpa secondary refrigerant. Mesin yang dibuat memiliki daya kompresor sebesar 1/6HP dengan menggunakan refrigeran R12 sebagai primary refrigerant dan campuran propylene glycol dengan air sebagai secondary refrigerant. Komposisi secondary refrigerant adalah 20% propylene glycol dan 80% air. Beban produk yang didinginkan 4 kg air. Pencatatan data dilakukan dengan selang waktu 30 menit. Besaran yang diukur pada penelitian ini adalah: 84


a. Temperatur pada freezer box, discharge, suction, keluar katup ekspansi, lingkungan, secondary refrigerant. b. Tekanan pada saluran suction dan saluran discharge. c. Arus listrik, tegangan listrik dan energi listrik terpakai. Prototipe mesin refrigerasi dengan menggunakan secondary refrigerant dan sistem tanpa secondary refrigerant mempunyai volume freezer box yang sesuai dengan kebutuhan pasar/warung kecil yaitu sebesar 35-50 liter. Dinding bagian luar terbuat dari plat besi, dinding bagian dalam yang menampung secondary refrigerant terbuat dari plat stainless steel SUS 316 food grade. Pipa evaporator terbuat dari pipa tembaga berdiameter 3/8 inci, jenis expansi pipa kapiler dan kompresor yang digunakan berkapasitas 1/6HP. Alat ini mempunyai freezer box dengan temperatur -18°C. Mesin refrigerasi dengan secondary refrigerant dilengkapi lubang untuk memasukan dan mengeluarkan fluida secondary refrigerant. Insulasi dinding terbuat dari bahan poly-urethan dengan ketebalan 40 mm. Berikut ini adalah tabel kondisi perancangan mesin refrigerasi dengan dan tanpa secondary refrigerant secara umum.

8 9

Volume freezer box 45 liter Chilling Time produk 8 Jam

3.2 Perakitan Sistem Konstruksi penampang dinding secara utuh dapat dilihat pada gambar 3 dan mesin refrigerasi sistem tanpa secondary refrigerant ditunjukkan pada gambar 4 sedangkan yang menggunakan secondary refrigerant ditunjukkan pada gambar 5.

Gambar 3 Skema mesin refrigerasi.

Tabel 1 Kondisi perancangan No. Kondisi 1 Refrigeran Temperatur 2 Kondensasi Temperatur 3 Evaporasi Temperatur produk 5 masuk freezer box Temperatur freezer 6 box Massa produk uji 7 (air)

R-12 40 0C -25 0C

Gambar 4 Penampang dinding mesin refrigerasi tanpa secondary refrigerant.

-15 0C -18 0C 4 kg 85


Gambar 5 Penampang dinding mesin refrigerasi dengan secondary refrigerant.

Gambar 8 Posisi alat ukur pada mesin uji. 3.4.

Pengujian mesin refrigerasi tanpa secondary refrigerant Pengujian pada mesin refrigerasi tanpa secondary refrigerant. menggunakan R-12. Besaran yang diukur adalah: Tekanan, discharge dan suction, temperatur (lingkungan, discharge, refrigeran masuk alat ekspansi, keluar evaporator, kabin), arus listrik, tegangan listrik, dan energi listrik. Gambar 6 Mesin refrigerasi dengan secondary refrigerant hasil perakitan 3.3 Letak posisi alat ukur Letak dan posisi alat ukur yang digunakan dapat dilihat pada gambar 7 dan 8.

Gambar 7 Posisi sensor temperatur pada mesin uji.

Prosedur pengambilan data adalah sebagai berikut : a. Mencatat tekanan dan temperatur awal sebelum sistem dijalankan. b. Mencatat tekanan, temperatur ,arus listrik, teganagan listrik dan energi listrik terpakai pada saat sistem dijalankan. c. Pengambilan data dilakukan setiap 30 menit sekali. 3.5. Pengujian mesin refrigerasi dengan secondary refrigerant Pengujian untuk mesin refrigerasi yang dilengkapi dengan secondary refrigerant, besaran yang diukur sama seperti pada mesin refrigerasi tanpa secondary refrigerant. Prosedur pengambilan data: a. Mencatat tekanan dan temperatur awal sebelum sistem dijalankan. b. Mencatat:tekanan,temperatur,arus listrik, tegangan listrik dan energi listrik terpakai.pada saat sistem berjalan. 86

Industrial Research R Workkshop and Nattional Seminar 2011

c. Pengam mbilan data dilakukan ssetiap 30 mennit sekali.

saaat hidup dibandingkan d n dengan tanpa seecondary refr frigerant.

V IV

HASIL L DAN PEM MBAHASAN N

4.11

Tempeeratur Frezeeer box

Waktu u Pencapaiaan Temperaatur 4.22 Peerbandingan kecepataan pencaapaian tem mperatur freezer f bo ox pada mesin m refrigerasi tannpa secondarry refrigerannt dan deengan secondary refrigeerant ditunjuukkan gaambar 9. Dengan mengggunakan setting s theermostat yaang sama yaiitu:-18oC, teerlihat baahwa untukk mesin refrigerasi r tanpa seecondary refr frigerant menncapai temperatur seetting pada menit ke--268, sedanngkan unntuk mesin rrefrigerasi dengan d seconndary ref efrigerant m mencapai teemperatur setting s paada menit kee-445. Hal inni dapat dijellaskan baahwa pada saat awal evaporator pada meesin refriigerasi tan npa seconndary ref efrigerant meempunyai beeban pendinnginan yaang lebih kecil dibaandingkan m mesin refrigerasi deengan seconndary refrigeerant. Paada saat prosses pendingiinan berlanggsung, meesin refriigerasi tan npa seconndary ref efrigerant hhanya menddinginkan frreezer boox , sedangkkan mesin refrigerasi deengan seecondary refr frigerant selaain mendingginkan freeezer box juuga mendingginkan seconndary ref efrigerant yang y ada di d dalam mesin m refrigerasi terssebut.

Teemperatur di dalam m freezer box dittunjukkan pada gam mbar 9 yang meemperlihatkaan temperaatur freezer box meencapai -18oC. Temperratur freezerr box dijjaga agar beertahan antarra -15oC hinngga 18oC dengan n cara di-setting pada terrmostatnya. Pada freezer box yang tidak dillengkapi deengan seconndary refriggerant meemilki periodda mati dan hidup yang lebih serring diband dingkan den ngan tempeeratur freeezer box yaang mengguunakan seconndary reffrigerant. Hal ini terjadi kkarena perrubahan kennaikan tempeeratur freezeer box yanng tanpa secondary s r refrigerant lebih ceppat naik akibat a penggaruh tempeeratur linngkungan terhadap freezer box, sem mentara dengan d adaanya seconndary reffrigerant yaang bertempperatur rendaah di sek keliling freeezer box men nyebabkan bbeban penndingin daari lingkun ngan terhaambat seh hingga kenaaikan temperratur freezerr box meenjadi lebihh lambat. Dengan D dem mikian maaka kompreesor akan memiliki m renntang waaktu yang relatif lebih laama saat matti dan

Gambar 9 Grafik tem mperatur freeezer box tanp pa secondaryy refrigerantt dan dengann secoondary refriigerant

87


4.33

Period da hidup dan d mati pada mesin Meesin refrigerasi tannpa seconndary reffrigerant akkan berhentti bekerja kketika tem mperatur freeezer box mencapai m sekkitar 18oC yaitu pada p menitt ke-268 sesuai s g termostat, sehingga proses p denngan setting penndinginan oleh mesinn akan terhhenti, akibatnya teemperatur freezer fr box akan d pada p gambaar 10. naik seperti ditunjukkan k Sisstim akan bekerja kembali ketika tem mperatur freeezer box mencapai --15oC yaitu sekitar 35 3 menit kem mudian dan akan k tempeeratur mencaapai maati kembali ketika 18oC yaitu sekitar 50 menit m kemuudian. Deemikian prosses tersebut berulang deengan perrioda waktu sekitar 85 menit. m ntuk mesin refrigerasi r d dengan seconndary Un reffrigerant juga dem mikian, kketika tem mperatur kaabin mencappai -18oC ssistim akan berhenti bekerja yaittu pada mennit ke4445, proses peendinginan oleh mesin akan terrhenti, tetapii karena mem miliki tempeeratur seccondary refr frigerant dibbawah tempeeratur freeezer box, maka m temperatur pada frreezer box akan lebih h terjaga daari pengaruhh luar dann akan naaik secara perlahan seeperti dittunjukkan pada p kurva dengan grradien yanng lebih landai l dibaandingkan kurva k tem mperatur freezer fr boxx untuk m mesin reffrigerasi tannpa seconddary refrigeerant. Sisstim akan bekerja kembali ketika k tem mperatur freeezerr box mencapai -15oC. Teemperatur freeezer box ak kan turun kem mbali denngan kurva yang lebih landai dan akan berrhenti bekerrja ketika teemperatur frreezer box kembali mencapai m -118oC setelahh 123 meenit kemudiaan. Demikiaan proses terrsebut berrulang dengan perioda waktu w sekitaar 226 meenit. d waktu attau perioda ssiklus Bila ditinjau dari penndinginan, maka dappat dilihat satu perrioda sikluss pendinginnan pada m mesin reffrigerasi den ngan seconndary refriggerant seb banding denngan 2,7 kaali perioda waktu w sik klus pending ginan mesin refrigerasi tanpa seccondary reffrigerant (2226:85). Deengan

tanpa m mesin reffrigerasi deemikian seecondary refr frigerant akaan hidup-maati 2,5 hin ngga 3 kali lebih sering g dibanding m mesin refrigerasi denngan secondaary refrigeraant. mesin Paada saat prroses mengghidupkan m refrigerasi, aruus start akann jauh lebih besar daari arus normal, sehingga dapat dip perkirakan mesin reefrigerasi tanpa seecondary reffrigerant ak kan menggunnakan en nergi listrikk total yanng lebih baanyak dib bandingkan mesin refrigerasi deengan seecondary ref efrigerant. Dari D gambaar 10 daapat dilihat gradien ken naikan temperatur terrhadap wakktu dT/dt pada p mesin yang tannpa secondaary refrigera ant adalah seebesar 0,0049301 oC/menit, C sed dangkan grradien keenaikan tem mperatur paada mesin yang dillengkapi seecondary reefrigerant adalah a o 0,0042902 C/m menit.

Gaambar 10 G Grafik tempeeratur kabin pada saaat hidup dann mati 4.44 Energgi listrik terrpakai Paada gambar 11 grafik pemakaian p e energi lisstrik setelaah temperaatur kabin dan tem mperatur seccondary refrrigerant menncapai koondisi steady dy, maka daapat dilihat pada kuurva menunjjukkan bahw wa sistem mesin m refrigerasi yaang mengguunakan seconndary efrigerant terrlihat lebih reendah. ref Seetelah dilakuukan penghitungan kennaikan peenggunaan energi terp pakai pada satu peerioda saat sistem bekerja menuruunkan tem mperatur freeezer box daari -15oC meenjadi -18oC maka diperolehh, untuk mesin m dary refriggerant refrigerasi taanpa second daalam satu pperioda berlaangsung 55menit saampai 60 meenit memerluukan energi listrik l 88


besar 0,27 kWh, sehiingga kebuttuhan seb energi setiap menit m adalahh 0,27/60 meenit = 0045 kWh atau a kebutuhhan energi ssetiap 0,0 jam m sebesar 0,2270 kWh. Un ntuk mesin refrigerasi r d dengan seconndary reffrigerant dallam satu perrioda berlanggsung sellama 123 saampai 125m menit memerllukan energi listrik sebesar 0,533 kWh, sehiingga kebbutuhan ennergi setiapp menit adalah 0,5 53/123 meenit =0,004439 kWh atau kebbutuhan en nergi setiapp jam seebesar 0,2 2585 kWh. Daari hasil peerhitungan tersebut teerlihat bahhwa energi listrik terppakai dalam m satu perrioda pada saat sistem m dalam koondisi steeady, energii listrik terppakai setiapp jam pada mesin reefrigerasi deengan seconndary reffrigerant lebih rendaah dari sistem reffrigerasi tannpa seconddary refrigeerant, yaitu sebesar 0,270-0,2585 0 5 = 0,0115 kWh, k ataau lebih hemat 4,3%. Sehingga ddalam penngoperasiann mesin reefrigerasi ddalam waaktu yang reelatif lama mesin refriggerasi denngan secoondary reffrigerant dapat dikkatakan lebihh hemat enerrgi.

a. Waktuu pencapaaian temperatur settingg –18oC m mesin untuk refrigeerasi denggan seconndary refrigeerant lebih lama (meniit ke445) m mesin dibandinngkan tanppa seconndary refrigeerasi refrigeerant (menit ke-268). b. Mesin refrigerasi dengan d seconndary refrigeerant dapat mempertahaankan temperratur produkk pada –18oC dan mempuunyai periioda hidupp-mati yang lebih panjaang (226 menit) m d dengan m mesin dibanddingkan refrigeerasi tanppa seconndary refrigeerant (85 menit), deengan perbanndingan 2,7:11. c. Pemakkaian energi listrik setiapp jam pada sistem dengan seconndary refrigeerant lebih hemat seebesar 0,01155 kWh/periodda.

5.22

Saran

mesin refrrigerasi deengan Peenelitian m seecondary refrigerantt ini dapat dik kembangkann pada pemaakaian seconndary ref efrigerant dengan koonsentrasi yang beervariasi atauu jenis secondary refriggerant yaang lain diharaapkan sehinggga meemperoleh temperattur seconndary ref efrigerant yaang sesuai dengan d pemaakaian terrtentu.

DAFTAR P PUSTAKA A

G Gambar 11 Grafik G energii listrik terpakai V

KESIM MPULAN DAN D SARAN N

Kesimpulan 5.11 Daari hasil anaalisis yang sudah s dilakuukan, dappat diambil kesimpulan k bahwa:

A..Melinder,,22010, Updatte on seconndary ref efrigerants fo for indirect system, Deppt. of En nergy Techhnology, Div. D of Appplied Th hermodynam mics and Refrigeration R n The Rooyal Instituute of Technology (K KTH), Sttockholm, Sweeden, Emaail:[email protected] Brraunscheigerr.R., 1979,, Teknik listrik unntuk Teknikk Pendinginn, diterjemaahkan oleeh: Erliannsyah, Nggadiono, Yvone Y Paangemanan, Bandung, In ndonesia. 89


Dossat,Roy J., 1981, Principle of Refrigeration, Second Edition,John Wiley & Sons, New York. Frank Hillerns, Ph.D., 2001. TYFOROP GmbH, Hamburg, Thermophysical Properties and Corrosion Behaviour of Secondary Coolants, ASHRAE WINTER Meeting, Atlanta, GA.

Zafer URE Zafer M.Sc., MCIBSE, MASHRAE, M.Inst.R, 2003, Secondary Refrigeration European Experiences, 2003 ASHRAE Winter meeting Chicago, USA, Environmental Process Systems Limited Unit 32, Mere View Industrial Estate, Yaxley, Cambridgeshire, PE7 3HS, UNITED KINGDOM, E-mail:[email protected], www.epsltd.co.uk

Hagg, Cecilia, 2005,Ice Slurry as Secondary Fluid in Refrigeration System,School of Industrial Engineering and Management, Departement of Energy Technology, Division of Applied Thermodynamics and Refrigeration, Stockholm, sweden.

90

IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional

Recommend Documents