JURNAL TUGAS AKHIR. EFISIENSI PENGGUNAAN MUSIcool-22 MELALUI PROSES RETROFIT PADA AC CASSETTE MERK DAIKIN 3 PK UNIT REKTORAT UNIMUS

JURNAL TUGAS AKHIR

EFISIENSI PENGGUNAAN MUSIcool-22 MELALUI PROSES RETROFIT PADA AC CASSETTE MERK DAIKIN 3 PK UNIT REKTORAT UNIMUS

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh: Khoeri C2B008010

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SEMARANG 2016

http://lib.unimus.ac.id

EFESIENSI MUSICOOL-22 INFLUENCES WITH THE RETROFIT PROCESS ON DAIKIN AC MERK 3 PK UNIT REKTORAK UNIMUS Khoeri.1), Achmad Solechan2), Samsudi Raharjo3) 1,2,3)

Jurusan Teknik Elektro - Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah No. 10-12 Semarang – Indonesia ABSTRACT

ABSTRACK Mechanical air conditioning to regulate the temperature , circulation , humidity and cleanliness of the air inside the room . Air conditioning (Air Conditioner) maintaining the condition of the air inside so that the occupants of the room to be comfortable . The purpose of this study was to compare the efficiency of the use of refrigerant R - 410A and MC - 22 at the brand split air conditioners Daikin 2 PK with retrofit methods . The results obtained during the test indicates the use of refrigerants MUSIcool-22 more efficient 19.51 % compared with the use of refrigerant R 410 A and Performance temperatures MUSIcool-22 colder 0,50C of Performance temperature refrigerant R - 410A .

Keywords: R-410A, MUSIcool-22, Retrofit, Temperature

1.

PENDAHULUAN

Perkembangan sistem pengkondisian udara

pendingin

telah

energi

berkembang

dikarenakan

secara

manusia

pesat,

membutuhkan

merupakan yang

memindahkan

mesin konversi

digunakan panas dari

untuk temperatur

suatu kondisi udara yang nyaman dalam

rendah ke temperatur tinggi dengan cara

ruangan. Ini dibuktikan dengan adanya

menambahkan

banyak industri, perkantoran, perumahan

pendingin

merupakan

maupun kendaraan

digunakan

dalam

dengan bertujuan

yang

air conditioner

dilengkapi (AC)

untuk mengondisikan

menyegarkan

yang

suatu

dan

fluida

temperatur

udara ruangan. Mesin

kerja

dari

luar. Mesin

peralatan

yang

proses

pendinginan

sehingga

mencapai

dan kelembaban

yang

diinginkan, dengan jalan menyerap panas 1


dari suatu reservoir dingin dan diberikan

(ODS) seperti refrigeran R 410 A dengan

ke

suatu

reservoir

panas. Komponen

refrigeran

sistem

refrigerasi adalah

lingkungan dengan berlandaskan regulasi

kompresor, kondensor, alat ekspansi dan

yang berlaku, serta mempertimbangkan

evaporator (Pramana,2014).

aspek teknisnya. Proses retrofitting yang

utama

dari

Refrigerasi adalah suatu usaha untuk mencapai atau memperoleh dan menjaga temperatur lebih rendah dari temperatur atmosfer lingkungan atau sama dengan memindahkan rendah

ke

panas temperatur

dari temperatur tinggi

dengan

MUSIcool-22

dilakukan

oleh

yang

teknisi

ramah

perusahaan

/

bengkel tentunya haruslah sesuai dengan Standard Operating Procedure (SOP) yang tepat. Oleh sebab itu SOP retrofitting ini menjadi wajib diketahui oleh para teknisi.

melakukan kerja terhadap system (Negara dkk.,2010). Refrigeran

adalah

Tabel 2.1 Jenis-jenis AC yang

media

pembawa kalor yang mudah berubah

AC domestik, dehumidifiers dan pompa kalor

bentuk dari cair ke gas atau sebaliknya dengan menyerap

dan

melepas

kalor

siklus

mesin

yang digunakan dalam

AC komersial dan pompa kalor

pendingin (Pramana,2014). Dalam penelitian ini penulis mencoba menganalisa

efisiensi

penggunaan

refrigeran jenis MC-22 sebagai refrigeran alternatif pengganti refrigeran R 410 A pada AC merk Daikin 2 PK.

Kesesuaian

Integral

✔✔

Integral

✔✔

Integral

✔

Split units

Remote

✔✔

Split units

Remote

✔✔

Multisplit/VRV Packaged ducted Central packaged Positive displace chillers Centrifugal chillers

Distributed

xx

Remote

x

Remote

xx

Integral/Indirect

✔✔

Integral/Indirect

xx

Keterangan: ✔✔sangat cocok, ✔terkadang

Retrofit AC

Portable units Window units Throughwall units

Tipe sistem pengontrol AC

Direkomendasikan Dapat Diretrofit HC

2. TINJAUAN PUSTAKA

Retrofitting

Tipe AC

Sector

Cassette

cocok, x tidak cocok, xx pasti tidak cocok.

dapat

diartikan sebagai suatu proses penggantian / pensubtitusian bahan pendingin yang

Alat Pengkondisian Udara

digunakan oleh mesin pendingin AC

Mesin pendingin untuk

Cassette dalam hal ini adalah refrigeran

sirkulasi,

sintetik yang bersifat Ozon Dipleksion

udara didalam ruangan. Mesin pendingin 2


kelembaban

mengatur suhu, dan

kebersihan

sebagai

contoh

Air

Conditioner(AC)

dan evaporasi (penguapan). Kelompok

mempertahankan kondisi udara didalam

refrigeran yang

ruangan

mempunyai

sehingga

penghuni

ruangan

menjadi nyaman.

banyak digunakan dan

aspek

penting adalah

lingkungan

yang

refrigeran halokarbon,

yaitu refrigeran dengan molekul yang memiliki atom- atom halogen (fluor atau khlor) dan karbon. Retrofitting Retrofitting

adalah

proses

mengganti

refrigeran pada mesin pendingin dengan Gambar 2.1 Instalasi AC Cassettete

jenis refrigeran yang berbeda karena segi bahan kimia yang membentuknya serta

Prinsip Kerja

karakteristik lainnya. Pada proses retrofit

Prinsip kerja sistem pengkondisian udara/

dilakukan beberapa hal yaitu pengambilan

mesin pendingin pada ac split ditunjukan

data

seperti Gambar 2.2

kemudian

awal

dan

pengecekan

recovery

kinerja

(pengambilan

refrigeran lama), selanjutnya pemvakuman sistem,

pengisian

refrigeran

dan

pemeriksaan kinerja akhir setelah retrofit. Prestasi Daur kompresi Uap Standar Diagram entalpi-tekanan dapat mengetahui berasaran dalam daur kompresi uap, Gambar 2.2 Siklus Kompresi Uap (Stoecker, seperti kerja kompresi, laju pengeluaran 1992 : 187) kalor, dampak refrigerasi, koefesien prestasi (CoP), laju alir massa untuk setiap

Refrigeran

kilowatt refrigerasi. Kerja kompersi adalah Pada umumnya refrigeran ialah suatu zat

perubahan entalpi pada proses 1-2 dalam

yang berupa cairan yang mengalir di

gambar 1, atau h1-h2. Hubungan ini

refrigerator

melalui

diturunkan dari persamaan aliran energi

untuk

yang mantap (steady flow energy) h1 + q =

menghasilkan efek mendinginkan dengan

h2 + w dengan perubahan energi kinetik

komponen

dan

bersirkulasi

fungsionalis

cara menyerap panas melalui ekspansi 3


dan potensial diabaikan, karena dalam

dengan

besarnya

perubahan

kompresi diabatik perpindahan kalor q

didalam volume kendali.

energi

nilainya nol, kerja w sama dengan h1-h2. Perbedaan entalpi merupakan besaran negatif, yang menunjukkan bahwa kerja diberikan pada sistem.

Gambar 2.5. keseimbangan energi pada seluruh volume atur yang sedang mengalami laju aliran steady

Gambar 2.3. Dasar kompresi uap standar

Dimana :

dalam diagram tekanan-entalpi

m

= Laju aliran massa refrigera (kg/s)

Persamaan Energi Aliran Steady Di dalam kebanyakan sistem refrigerasi. Laju aliran massa tidak berubah dari waktu ke waktu (kalaupun ada hanya perubahan kecil), karena itu laju aliran dapat steady.

h

= Entalpi (J/kg)

v

= Kesecepatan (m/s)

z

= Ketinggian (m)

g

= Percepatan grafitasi = 9,81 m/s2

Didalam sistem yang dilukiskan secara Q

simbolis dalam gambar 2.4. Keseimbangan energinya

dapat

dinyatakan

bentuk kerja (W)

sebagai W

berikut : besarnya energi yang masuk bersama dengan

aliran

besarnya

ditambahkan dengan

dititik

berupa

besarnya

1

= Laju aliran energi dalam bentuk kerja (W)

ditambah

energi kalor

dikurangi

energi

E

yang

yang

ditambahkan berupa

kalor dikurangi

dengan

energi

besarnya

= Laju aliran energi dalam

yang

meninggalkan sistem pada titik 2 sama

= Energi dalam sistem

Konsumsi Energi Konsumsi energi adalah konsumsi energi yang dibutuhkan

selama

pengoperasian

berlangsung. Wcom 4


= VI1 COSФ

sistem

Wpompa =VI2 cos Ф

melintasi

Dimana :

Refrigeran

Wcom

evaporator setelah melewati pipa kapiler.

= Daya Kompresor (watt)

koil

sehingga

cair

akan

borkondensi. kembali

ke

Wpompa = Daya pompa (watt)

Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan

V = Tegangan (volt)

tekanan refrigeran, sehingga di dalam

I1 = Kuat Arus kompresor (Ampere) evaporator dapat menguap pada suhu yang I2 = Kuat arus pompa (Ampere)

cukup rendah.

Cos Ф= 0,85 (Negara, dkk, 2010). 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 3. METODOLOGI PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui

Analisa kinerja AC cassette 3 PK pada

perbandingan efektifitas alat pengkondisian

unit rektorat dengan refrigeran R-410 dan

ruangan (Air Conditioner) tipe split Daikin 2

MC-22 dengan terdapat beberapa tahapan

PK dengan menggunakan dua refrigeran R-

yang harus dilakukan, diawali dengan start

410 A dan refrigeran MC-22.

kemudian melakukan studi pustaka untuk persiapan penelitian. Unit

pendingin

JENIS

NO

(refrigerator)

yang

1

didinginkan ketika

sehingga

refrigeran

1800 gram

1200

2,8A

gram

(23,30

TEKANAN

80 Psi

80 Psi

12 Ampere

9,2

SUCTION 4

ARUS yang

mengalir di dalam pipa evaporator, kalor oleh

Energi

%) 2

yang melintas dengan refrigeran yang

diserap

ISI REFRIGERAN

dan terjadi perpindahan kalor dari udara

akan

ant MC-22

melewati koil pendingin pada evaporator

udara

Saving

R-410A

N

type cassette. Pada mesin ini udara dalam refigerasi

Refriger

PENGUKURA

digunakan merupakan pendingin ruangn

ruang

Refrigeran

listrik akan

Ampere

dihitung

refrigeran mengalami

penguapan. Uap refrigeran dari evaporator mengalir dan dihisap oleh kompresor. Dari

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Refrigeran R 410

kompresor uang yang bertekanan dan

A dan MC-22

bersuhu

tinggi

mengalir

menuju

kondensor. Di dalam kondensor uap refrigeran didinginkan oleh udara yang 5


NO

Waktu

Ampere

Suhu

Saran

Blower Evaporator

Sebelum melakukan pengujian hendaknya dipastikan bahwa sistem dalam

R-

MC-

R-

M

410A

22

410A

C22

1

7,4

09.00

6,3

14,3

14, 1

2

8,2

12.00

6,6

14,8

14, 6

3

7,8

15.00

6,5

14,6

14,

keadaan

baik dan tidak terjadi kebocoran pada sistem. Untuk mesin pendingin yang sudah menggunakan MC- 22 hendaknya diberi tanda yang memberikan informasi bahwa sistem tersebut telah menggunakan MC-22 sebagai refigeran. Daftar Pustaka

4

Achmad Rifai., 2014, “Analisa Kinerja AC Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Refrigeran R410A dan MC-22

split TCL ¾ PK Menggunakan Refrigeran R22 dan MC 22 Melalui Proses Retrofit Pada Variasi

Tekanan

PembebananLlampu 5. PENUTUP

Refrigeran 150W,”.

Dengan Semarang

Universitas Muhammadiyah Semarang.

Kesimpulan penelitian

Andi Pramana., 2014, “Unjuk Kerja Ac Mobil

sebagaimana telah dijelaskan pada bagian

Dengan LPG-CO2 Pada Berbagai Beban

sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa:.

Pendinginan,”. Malang Universitas Brawijaya

Dari

Secara

hasil

pembahasan

akumulatif

terjadi

perolehan “Evaluasi

Faktor

UNTAD

Untuk

penghematan listrik (efisiensi listrik) pada

Baso

unit mesin AC Split Daikin setelah

Kebutuhan

menggunakan

MC-22

Mengetahui Proporsi Listrik Yang Digunakan

sebesar 23,30% dan perolehan temperatur

Dari Daya Yang Tersedia Melalui Audit

udara dingin yang dihasilkan dengan

Energi,”. Palu Universitas Tadulako.

hidrokarbon

Muklis.,2010, Listrik

menggunakan refrigeran MC-22 mampu menyamai

temperatur

dingin

dihasilkan oleh refrigeran R-410A.

yang

B2TE-BPPT, 2012, Perencanaan Efisiensi dan Elastisitas

Energi

2012,

BPPT

Puspiptek Serpong-Tangerang Selatan.

6


Press,

Dadang

Edy

Kurniawan.,

Mega

Nur

Pasek,

D.

A dan

Suryawan., 2006,

Sasongko., 2013, “Pengaruh Penambahan

“Modul Pelatihan Untuk Teknisi Bengkel

Subcooling Terhadap Unjuk kerja mesin

AC Mobil,”. Jakarta Lingkungan Hidup. Proklima, 2011, Operation of split air

Pendingin Dengan Refrigeran Musicool (MC-22),”. Malang Universitas Brawijaya.

conditioning

systems

with

hydrocarbon

refrigerant, Deutsche GesellschaftfürInternationaleZusammenarbeit

ECOFRIG publication, 1997, Refrigeration

(GIZ) GmbH, Germany.

Appliances using Hydrocarbon Refrigerants Manual

for

Manufacturing,

the

Safe

Servicing

and

Design,

Putut Jatmiko Dwi Prasetio dan Vendi

Drop-in

Setiawan., 2013, “ Rancang Bangun Car Air

Conversion of Commercial and Domestic

Conditioner

Installation

Maintenance

Refrigeration Appliances, INFRAS, Zürich,

Trainner,”. Kediri Politeknik Kediri

Switzerland. Stoecker, W.F & Jerold W. Jones., 1992, Komang Metty Trisna Negara, Hendra

“Refrigerasi dan Pengkondisian Udara. Edisi

Wijaksana, Nengah Suarnadwipa, Made

II. Terjemahan Supratman Hara,”. Jakarta,

Sucipta.,

Erlangga

2010,

“Analisa

Performansi

Sistem Pendingin Ruangan dan Efisiensi Energi Listrik pada Sistem Water Chiller dengan Penerapan Metode Cooled Energy Storage,”. Bali Universitas Udayana

Mohammad Arfan Muakkir dan Rifky., 2013, “ Perbandingan Koefesien Prestasi (COP)

Pada

Refrigerator

Dengan

Refrigeran CFC dan HC R134a untuk Panjang Pipa Kapiler yang Berbeda,”. Jakarta Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka

7


SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama

: Khoeri

NIM

: C2B008010

Fakultas / Jurusan

: Teknik / Teknik Elektro

Jenis Penelitian

: Skripsi / Tugas Akhir

Judul

: EFISIENSI PENGGUNAAN MUSICOOL-22 MELALUI PROSES RETROFIT PADA AC CASSETTE MERK DAIKIN 3 PK UNIT REKTORAT UNIMUS.

Dengan ini menyatakan bahwa saya menyetujui untuk : 1. Memberi hak bebas royalti kepada Perpustakaan Unimus atas penulisan karya ilmiah saya, demi mengembangkan ilmu pengetahuan. 2. Memberikan hak meyimpan, mengalih mediakan / mengalih formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (data base), mendistribusikannya, serta menampilkan dalam bentuk soft copy untuk kepentingan akademis kepada Perpustakaan Unimus tanpa perlu meminta ijin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis / pencipta. 3. Bersedia dan menjamin untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihak Perpustakaan Unimus, dari semua bentuk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran hak cipta dalam karya ilmiah ini. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan semoga dapat digunakan sebagaimana mestinya.

Semarang, 6 September 2016 Yang menyatakan

Khoeri NIM. C2B008010


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perkembangan sistem mesin pendingin AC casset telah berkembang secara pesat, dikarenakan manusia membutuhkan suatu kondisi udara yang nyaman dalam ruangan. Ini dibuktikan dengan adanya banyak industri, perkantoran, perumahan maupun kendaraan yang dilengkapi dengan air conditioner (AC) yang bertujuan untuk mengondisikan dan menyegarkan udara ruangan. Mesin pendingin merupakan mesin konversi energi yang digunakan untuk memindahkan panas dari temperatur rendah ke temperatur tinggi dengan cara menambahkan kerja dari luar. Mesin pendingin merupakan peralatan yang digunakan dalam proses pendinginan suatu fluida sehingga mencapai temperatur dan kelembaban yang diinginkan, dengan jalan menyerap panas dari suatu reservoir dingin dan diberikan ke suatu reservoir panas. Komponen utama dari sistem refrigerasi adalah kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator (Pramana,2014). Refrigerasi adalah suatu usaha untuk mencapai atau memperoleh dan menjaga temperatur lebih rendah dari temperatur atmosfer lingkungan atau sama dengan memindahkan panas dari temperatur rendah ke temperatur tinggi dengan melakukan kerja terhadap sistem. Dalam sistem refrigerasi dikenal dua siklus, yaitu refrigerasi siklus kompresi uap dan refrigerasi absorbsi. Pada dasarnya prinsip kerja Air Conditioner (AC) sama dengan refrigerasi, namun Air Conditioner (AC) tidak berfungsi sebagai pendingin saja, tetapi harus dapat menghasilkan udara nyaman. Hal ini dilakukan dengan jalan pengontrolan terhadap kondisi fisika dan kimiawi udara yang meliputi suhu, kelembaban, gerakan udara, tekanan udara, debu, bakteri, bau, gas beracun dan ionisasi. Contohnya terdapat pada AC rumah atau gedung (Negara dkk.,2010). Refrigeran adalah media pembawa kalor yang mudah berubah bentuk dari cair ke gas atau sebaliknya dengan menyerap dan melepas kalor yang digunakan dalam siklus mesin pendingin (Pramana,2014).


1

Dalam penelitian ini penulis mencoba menganalisa efisiensi penggunaan refrigeran jenis MC-22 sebagai refrigeran alternatif pengganti refrigeran R 410 A pada AC cassettetete merk Daikin 3 PK dilingkungan rektorat lantai 3. 1.2 Tujuan Penelitian Adapun penulisan tugas akhir ini adalah: 1. Mengetahui penggunaan MC-22 sebagai refrigeran pengganti R-410 A pada AC cassette Daikin 3 PK. 2. Mengetahui seberapa besar penghematan energi daya listrik pada alat pengkondisian udara menggunakan refrigeran R 410 A dan MC-22. 1.3 Manfaat Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa efisiensi AC cassette merk Daikin 3 PK dengan membandingkan penggunan jenis refrigeran R 410 A dan MC-22. 1. Dalam penelitian ini diharapkan mampu memberikan pengetahuan tentang penggunaan refrigeran MC-22 dapat digunakan sebagai alternatif pengganti refrigeran R 410 A pada alat pengkondisian udara. 2. Dalam penelitian ini diharapkan mampu memberikan pengetahuan terkait efesiensi penggunaan MC-22 dibandingkan dengan R-410A. 1.4 Rumusan Masalah Berdasarkan pengamatan diatas, permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah: 1. Kemampuan refrigeran MC-22 sebagai refrigeran pengganti R-410A pada AC cassette Daikin 3 PK. 2. Perbandingan daya penggunaan refrigeran R-410 A dan MC-22 pada AC cassette Daikin 3 PK pada thermostat 220C. 1.5 Batasan Masalah Adapun hal-hal yang menjadi pokok pembatasan masalah yaitu: 1. Membandingkan daya pada penggunaan refrigeran R-410A dan MC-22 pada AC Cassette Daikin 3 PK. 2. Penelitian dilakukan pada kondisi ruangan dengan kegiatan perkulihan dan kondisi komputer hidup dengan thermostat AC diatur pada suhu 220C.


2

3. Alat-alat ukur buatan pabrik yang dipakai dalam penelitian ini diasumsikan sudah dikalibrasi oleh pabrik pembuatnya sehingga tidak akan dibahas dalam tugas akhir ini. 4. Spesimen uji yang digunakan adalah AC Cassette merk Daikin 3 PK.

1.6 Metode Penulisan Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini penulis menggunakan metode-metode pengumpulan data antara lain: 1. Metode Observasi Metode Observasi pengumpulan data berdasarkan pengamatan secara langsung hal-hal yang ada hubungannya dengan pokok pembahasan. 2. Metode Dokumentasi Pengumpulan data dengan cara mempelajari data dari sumber yang berupa catatan atau dokumen. 3. Metode Pustaka Studi kepustakaan dengan mengumpulkan data dari buku referensi atau literatur dari perusahaan ataupun sumber lain yang berhubungan dengan tugas akhir. 4. Konsultasi Konsultasi dilakukan dengan tujuan mendapatkan pengetahuan dan masukan dari dosen pembimbing mengenai pengambilan data. 5. Pengujian Melakukan pengujian untuk mendapatkan data tentang efisiensi AC Cassettete 3 PK merk Daikin dengan refrigeran R-410 A dan MC-22. 1.7 Sistematika Penulisan Untuk memudahkan dalam pembahasan, penulisan tugas akhir ini terdidri dari beberapa bab masing-masing tersusun sebagai berikut: BAB I

PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, tujuan, rumusan permasalahan, pembatasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Berisi tentang landasan teori sistem


3

BAB III EKSPERIMEN RETROFIT AC CASSETTE MERK DAIKI DENGAN REFRIGERAN R 410 A KE MC -22 DI LANTAI 3 REKTORAT Berisi penjelasan studi pustaka, persiapan pengujian, peralatan yang digunakan untuk pengujian serta langkah-langkah pengujian. BAB IV PEMBAHASAN HASIL Berisi tentang proses pengujian yang dilakukan serta pengambilan data yang dihasilkan dan tentang pengolahan data hasil pengujian serta menganalisa hasil pengujian tersebut. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan dan saran yang diambil dari hasil analisa pada bab - bab sebelumnya.


4

BAB II DASAR TEORI 2.1 Retrofit Retrofitting AC Cassette dapat diartikan sebagai suatu proses penggantian / pensubtitusian bahan pendingin yang digunakan oleh mesin pendingin AC Cassette dalam hal ini adalah refrigeran sintetik yang bersifat Ozon Dipleksion (ODS) seperti refrigeran R 410 A dengan refrigeran MUSIcool-22 yang ramah lingkungan dengan berlandaskan regulasi yang berlaku, serta mempertimbangkan aspek teknisnya. Proses retrofitting yang dilakukan oleh teknisi perusahaan / bengkel tentunya haruslah sesuai dengan Standard Operating Procedure (SOP) yang tepat. Oleh sebab itu SOP retrofitting ini menjadi wajib diketahui oleh para teknisi, serta SOP yang dijadikan referensi tersebut harus baik dan sesuai dengan kerangka kerja yang ditunjukkan oleh Gambar 2.2.

Gambar 2.1 Framework panduan untuk pembuatan SOP SOP retrofitting ini jika dilakukan prosesnya pada mesin AC dengan tanpa mengurangi kinerja dari mesin pendingin tersebut dan tanpa memodifikasi peralatan yang signifikan serta memastikan peralatan mampu beroperasi sampai akhir life time yang telah ditentukan dari pihak produsen. Sebelum mensubtitusi refrigeran yang bersifat Ozon Depleksion (ODP) menjadi refrigeran hidrokarbon, haruslah kita mengetahui jenis AC apa saja yang direkomendasikan untuk dapat dilakukan retrofitting. Untuk itu, pada Tabel 2.1 diberikan data jenis AC yang direkomendasikan dapat dilakukan retrofitting menggunakan refrigerant HC.


5

Tabel 2.1 Jenis-jenis AC yang Direkomendasikan Dapat Diretrofit HC Tipe sistem pengontrol Sector Tipe AC Kesesuaian AC AC domestik, Portable units Integral ✔✔ dehumidifiers Window units Integral ✔✔ dan pompa Through-wall units Integral ✔ kalor Split units Remote ✔✔ AC komersial Split units Remote ✔✔ dan pompa Multi-split/VRV Distributed xx kalor Packaged ducted Remote x Central packaged Remote xx Positive displace chillers Integral/Indirect ✔✔ Centrifugal chillers Integral/Indirect xx Keterangan: ✔✔sangat cocok, ✔terkadang cocok, x tidak cocok, xx pasti tidak cocok.

Refrigeran Hidrokarbon (R-410) Sebagai Pengganti Refrigeran HCFC (R-22) Untuk kompatibilitas refrigeran HC terhadap material cukup baik dapat dilihat pada apendiks. Sedangkan untuk mengetahui jenis refrigeran HC yang cocok untuk dapat dipersamakan terhadap refrigeran ODS dan refrigeran HFC dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Refrigeran HC yang Sesuai Untuk Menggantikan Refrigeran ODS dan Refrigeran HFC Refrigeran Refrigeran HFC Refrigeran HC ODS R600a R12 R134a R436A, R436B, R290/R600a R502 R404A, R507A R290, R1270, R433A, R433B, R433C, R290/R170 R22 R407C R290, R1270, R433A, R433B, R433C, R290/R170 R410A R13, R503 R23 R170 R11, R123 R236ea, R236fa, R601, R601a R245fa


6

Berdasarkan Tabel 2.2 disebutkan bahwa Refrigeran HC yaitu R-410 (propana) termasuk refrigeran yang dapat menggantikan penggunaan refrigeran R-22. Refrigeran R-290 tidak mengandung racun tetapi memiliki tingkat mampu nyala yang tinggi sehingga mudah terbakar. Untuk terbakar R-410 memiliki batas minimum konsentrasi (LFL) dalam udara yaitu 2.1% dan batas maksimumnya (UFL) yaitu 9.5% dalam volume udara. Selain konsentrasi refrigeran R-410 yang mencukupi untuk dapat terbakar juga dibutuhkan sumber api yang bertemperatur 4700C untuk dapat terbakar. Jika kita hubungkan maka membetuk keterkaitan unsur untuk terjadinya pembakaran dalam segitiga api. Refrigeran HC memiliki tingkat mampu nyala yang tinggi tetapi tetap aman digunakan pada mesin AC asalkan instalasi alat sesuai dengan aspek keamanan yang dianjurkan dan teknisi yang mengerjakan retrofit HC memiliki basic dan pengetahuan yang memadai mengenai sistem AC yang menggunakan HC, 2.2 Alat Pengkondisian Udara Mesin pendingin untuk mengatur suhu, sirkulasi, kelembaban dan kebersihan udara didalam

ruangan.

Mesin

pendingin

sebagai

contoh

Air

Conditioner(AC)

mempertahankan kondisi udara didalam ruangan sehingga penghuni ruangan menjadi nyaman. Berikut ini adalah contoh penggunaan mesin pendingin: a. Mesin pendingin untuk industri. Pada industri terdapat banyak benda yang dapat menimbulkan panas seperti mesin-mesin, peralatan komputer, dan jumlah karyawan

yang

banyak.

Hal

ini dapat

menyebabkan

kondisi

lingkungan/ ruangan yang tidak segar, kotor dan lembab. Kelembaban yang tinggi dapat menyebabkan peralatan cepat korosi atau berkarat. Untuk peralatan komputer yang beroperasi pada temperatur di atas normal dapat menimbulkan kerusakan. Pemasangan mesin pendingin menjadi penting sehingga temperatur dan kelembaban dapat di atur. b. Mesin pendingin untuk Laboratorium. Peralatan-peralatan pada laboratorium biasanya harus bersih dan higienis, tidak boleh terkontaminasi dengan


7

penyakit dan kotoran. Kelembaban udara harus dijaga pada kondisi/ suasana orang yang bekerja merasa nyaman dan juga menjamin tidak terjadi kondisi kelembaban cocok untuk

perkembangan

jamur

atau penyebab

penyakit

lainnya. Kebutuhan mesin pendingin juga disesuaikan dengan fungsinya. Misalkan untuk pengujian peralatan yang akan beropersi suhu rendah hingga 20°C. c. Mesin pendingin dala ruang komputer. Komputer adalah perangkat yang dapat menjadi sumber panas karena komponen- komponenannya, sedangkan kalau komputer bekerja pada kondisi udara panas akan terjadi kerusakan. Dengan alasan tersebut, pemasangan pengkondisi udara harus tepat. Fungsi utama

pada kondisi tersebut adalah

mengontrol temperatur. d. Instalasi mesin pendingin pada instalasi power plant. Fungsi

utama dari

mesin pendingin

pada

kondisi

ini

adalah

untuk

memperoleh udara nyaman dan bersih. Lingkungan yang cenderung kotor karena polusi dan panas yang berlebih menjadi masalah utama pada power plant. Sebagai contoh pada instalasi pembangkit listrik tenaga uap dan gas, dari proses pembakaran dihasilkan gas pembakaran bertemperatur tinggi, sebagian akan hilang

kelingkungan yang akan menyebabkan

lingkungan.

Karena

hal

kenaikan

tersebut, mesin pendingin

temperatur

berfungsi

untuk

menstabilkan temperatur sehingga tetap nyaman, terutama pada ruangan tempat pengendali pembangkit. e. Mesin pendingin pada rumah tangga. Rumah tinggal berfungsi untuk tempat berkumpulnya anggota keluarga, tempat menyimpan benda - benda mulai dari bahan makanan sampai pakaian. Fungsi utama dari mesin pendingin pada rumah tangga adalah menjaga temperatur dan kelembaban udara pada kondisi yang dianggap nyaman untuk beristirahat. Pada rumah tangga juga banyak dipakai mesin pendingin untuk mengawetkan bahan makanan dan untuk keperluan pembuatan balok es untuk minuman. f. Mesin pendingin untuk mobil.


8

Pada mobil penumpang, mesin pendinn dipakai untuk mengontrol suhu dan kelembaban sehingga udara tetap segar dan bersih. Sumber utama beban pendinginan adalah dari radiasi matahari langsung dan juga dari orang- orang yang mengendarai atau menumpang. Permasalahan mesin pendingi biasanya pada penggerak kompresor AC, penggerak ini adalah dari putaran poros engkol, sehingga dapat mengurangi daya dari mesin, terutama pada beban tinggi

(Prasetio dan Setiawan, 2013). Adapun susunan atau rangkaian

komponen AC Cassettete terlihat seperti gambar 2.4 (http://banguncitrateknisi.blogspot.co.id)

Gambar 2.2 Instalasi AC Cassettete 2.3 Prinsip Kerja Prinsip kerja sistem pengkondisian udara/ mesin pendingin pada ac split ditunjukan seperti Gambar 2.3


9

2 3

1 4

Gambar 2.3 Siklus Kompresi Uap (Stoecker, 1992 : 187) Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap pada gambar adalah sebagai berikut: a. Proses kompresi (1 -2) Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik. Kondisi awal

refrigeran pada saat masuk ke dalam kompresor adalah uap jenuh

bertekanan rendah, setelah mengalami kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan tinggi. Karena proses ini

berlangsung

secara isentropik, maka

temperatur ke luar kompresor pun meningkat. b. Proses kondensasi (2 -3) Proses ini berlangsung didalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti

bahwa di dalam

kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya (udara), sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang menyebabkan uap refrigeran mengembun menjadi cair. c. Proses ekspansi (3-4) Proses expansi ini berlangsung secara isoentalpi. Hal ini berarti tidak terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur, proses penurunan tekanan terjadi pada 4katup expansi yang berbentuk pipa kapiler yang berfungsi untuk mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan.


10

d. Proses evaporasi (4 -1) Proses ini berlangsung secara isobar isothermal (tekanan konstan, temperatur konstan) di dalam evaporator. Panas dari dalam ruangan akan diserap oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fasa menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator sebenarnya adalah campuran cair dan uap. 2.4 Komponen Utama Sitem Pendingin 2.4.1 Kompresor Kompresor atau pompa isap mempunyai fungsi yang vital. Dengan adanya kompresor, refrigeran

bisa mengalir ke seluruh sistem pendingin.

Sistem kerjanya adalah dengan mengubah tekanan, sehingga terjadi perbedaan tekanan yang memungkinkan refrigeran mengalir (berpindah) dari sisi bertekanan rendah ke sisi bertekanan tinggi. Ketika bekerja, refrigeran yang dihisap dari evaporator dengan suhu dan tekanan rendah dimampatkan sehingga suhu dan tekanannya naik. Gas yang dimampatkan ini ditekan keluar dari kompresor lalu dialirkan ke kondensor. Jenis kompresor yang banyak digunakan adalah kompresor torak, kompresor rotary, kompresor sudu, dan kompresor sentrifugal. a. Kompresor torak (Reciprocating compressor) Pada saat langkah hisap piston, gas refrigeran yang bertekanan rendah ditarik masuk melalui katup hisap yang terletak pada piston atau di kepala kompresor. Pada saat langkah buang, piston menekan refrigeran dan mendorongnya keluar melalui katup buang, yang biasanya terletak pada kepala silinder. b. Kompresor rotary Rotor adalah bagian yang berputar didalam stator, rotor terdiri dari dua baling-baling. Langkah hisap terjadi saat katup mulai terbuka dan berakhirsetelah katup tertutup. Pada waktu katup sudah tetutup dimulai langkah tekan sampai katup pengeluaran membuka, sedangkan pada katup secara bersamaan sudah terjadi langkah hisap, demikian seterusnya. c. Kompresor sudu


11

Kompresor jenis ini kebanyakan digunakan untuk lemari es, freezer, dan pengkondisan udara rumah tangga, juga digunakan sebagai kompresor pembantu pada bagian tekanan rendah sistem kompresi bertingkat besar. 2.4.2. Kondensor Kondensor berfungsi untuk membuang kalor yang diserap dari evaporator dan panas yang diperoleh dari kompresor, serta mengubah wujud gas menjadi cair, kondensor memiliki pipa-pipa yang dapat dibersihkan. Kondensor dibedakan menjadi 3 jenis, yakni Air-cooled Condensor, Watercooled Condensor dan Evaporative-cooled Condensor. a. Air-cooled Condensor Dalam Air-cooled condensor, kalor dipindahkan dari refrigeran ke udara dengan menggunakan sirkulasi alamiah atau paksa. Kondensor dibuat dari pipa baja, tembaga dengan diberi sirip untuk memperbaiki transfer kalor pada sisi udara. Refrigeran mengalir didalam pipa dan udara mengalir diluarnya. Air-cooled

condensor

hanya digunakan

untuk kapasitas kecil seperti refrigerator dan small water cooler. b. Water cooled Condensor Water cooled condensor dibedakan menjadi 3 jenis yakni shell and tube, shell and coil, double tube. •

Shell and Tube

Salah satu jenis alat penukar kalor yang menurut kontruksinya dicirikan oleh adanya sekumpulan pipa (tabung) yang dipasangkan didalam shell (pipa galvanis) yang berbentuk silinder dimana 2 jenis fluida saling bertukar kalor yang mengalir secara terpisah (air dan freon). •

Shell and Coil

c. Terdiri dari sebuah cangkang yang dilas elektrik dan berisi koil air, kadang-kadang juga dengan pipa bersirip. •

Double Tube

Refrigeran mengembun diluar pipa dan air mengalir dibagian dalam pipa pada arah yang berlawanan. Double tube digunakan dalam hubungan dengan cooling tower dan spray pond.


12

d. Evaporative Condensor Refrigeran pertama kali melepaskan kalornya ke air kemudian air melepaskan kalornya ke udara dalam bentuk uap air. Udara meninggalkan uap air dengan kelembaban yang tinggi seperti dalam cooling tower. Oleh karena itu kondensor evaporative menggabungkan fungsi dari sebuah kondensor dan cooling tower. Evaporative condensor banyak digunakan dipabrik amoniak. Kondensor yang digunakan disini adalah jenis water cooled kondensor tipe shell and tube, karena lebih mudah dalam menganalisa temperatur jika dibandingkan dengan Air cooled condensor yang sering terjadi fluktuasi pada temperaturnya. Water cooled condensor ini ditempatkan di antara kompresor dan alat pengatur bahan pendingin (pipa kapiler). Posisinya ditempatkan berhubungan langsung dengan udara luar agar gas di dalam kondensor juga didinginkan oleh suhu ruangan. Gas yang berasal dari kompresor memiliki suhu dan tekanan tinggi, ketika mengalir di dalam pipa kondensor, gas mengalami penurunan suhu hingga mencapai suhu kondensasi kemudian mengembun. Wujud gas berubah menjadi cair dengan suhu rendah sedangkan tekanannya tetap tinggi.

2.4.3. Katup Ekspansi Komponen utama yang lain untuk mesin refrigerasi adalah katup ekspansi. Katup ekspansi ini dipergunakan untuk menurunkan tekanan dan untuk mengekspansikan secara adiabatik cairan yang bertekan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat tekanan dan temperatur rendah, atau mengekspansikan refrigeran cair dari tekanan kondensasi ke tekanan evaporasi, refrigeran cair diinjeksikan keluar melalui oriffice, refrigeran segera berubah menjadi kabut yang tekanan dan temperaturnya rendah. Selain itu, katup ekspansi juga sebagai alat kontrol refrigerasi yang berfungsi : 1. Mengatur jumlah refrigeran yang mengalir dari pipa cair menuju evaporator sesuai dengan laju penguapan pada evaporator.


13

2. Mempertahankan perbedaan tekanan antara kondensor dan evaporator agar penguapan pada evaporator berlangsung pada tekanan kerjanya. 2.4.4 Pipa Kapiler Pipa kapiler adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran cair dan untuk mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Cairan refrigeran memasuki pipa kapiler tersebut dan mengalir sehingga tekanannya berkurang akibat dari gesekan dan percepatan refrigeran. Pipa kapiler hampir melayani semua sistem refrigerasi yang berukuran kecil, dan penggunaannya meluas hingga pada kapasitas regrigerasi 10 kw. Pipa kapiler mempunyai ukuran panjang 1 hingga 6 meter, dengan diameter dalam 0,5 sampai 2 mm (Stoecker, 1996). Diameter dan panjang pipa kapiler ditetapkan berdasarkan kapasitas pendinginan, kondisi operasi dan jumlah refrigeran dari mesin refrigerasi yang bersangkutan. Konstruksi pipa kapilar sangat sederhana, sehingga jarang terjadi gangguan. Pada waktu kompresor berhenti bekerja, pipa kapiler menghubungkan bagian tekanan tinggi dengan bagian tekanan rendah, sehingga menyamakan tekanannya dan memudahkan start berikutnya. 2.4.5 Evaporator Evaporator adalah komponen pada sistem pendingin yang berfungsi sebagai penukar kalor, serta bertugas menguapkan refrigeran dalam sistem, sebelum dihisap oleh kompresor. Panas udara sekeliling diserap evaporator yang menyebabkan suhu udara disekeliling evaporator turun. Suhu udara yang rendah ini dipindahkan ketempat lain dengan jalan dihembus oleh kipas, yang menyebabkan terjadinya aliran udara. Ada beberapa macam evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya dan bentuknya dapat berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena media yang hendak didinginkan dapat berupa gas, cairan atau padat. Maka evaporator dapat dibagi menjadi beberapa golongan, sesuai dengan refrigeran yang ada di


14

dalamnya, yaitu: jenis ekspansi kering, jenis setengah basah, jenis basah, dan sistem pompa cairan. 1) Jenis ekspansi kering. Dalam jenis ekspansi kering, cairan refrigeran yang diekspansikan melalui katup ekspansi pada waktu masuk ke dalam evaporator sudah dalam keadaan campuran cair dan uap, sehingga keluar dari evaporator dalam keadaan uap air. 2) Evaporator jenis setengah basah. Evaporator jenis setengah basah adalah evaporator dengan kondisi refrigeran diantara evaporator jenis ekspansi kering dan evaporator jenis basah. Dalam evaporator jenis ini, selalu terdapat refrigeran cair dalam pipa penguapnya. 3) Evaporator jenis basah. Dalam evaporator jenis basah, sebagian besar dari evaporator terisi oleh cairan refrigeran. Perpindahan Kalor di dalam Evaporator Perpindahan panas yang terjadi pada evaporator adalah konveksi paksa yang terjadi di dalam dan di luar tabung serta konduksi pada tabungnya. Perpindahan panas total yang terjadi merupakan kombinasi dari ketiganya. Harga koefisien perpindahan panas menyeluruh dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung koefisien perpindahan kalor pada sisi refrigeran dan sisi udara yang telah dijelaskan sebelumnya. Selanjutnya koefisien perpindahan panas total dihitung berdasarkan luas permukaan dalam pipa dan berdasarkan luas permukaan luar pipa. 2.5 Refrigeran. Pada umumnya mengalir di

refrigeran ialah suatu zat yang berupa

yang

refrigerator dan bersirkulasi melalui komponen fungsionalis untuk

menghasilkan efek mendinginkan ekspansi

cairan

dengan

cara

menyerap

panas melalui

dan evaporasi (penguapan). Kelompok refrigeran yang

banyak

digunakan dan mempunyai aspek lingkungan yang penting adalah refrigeran


15

halokarbon, yaitu

refrigeran

dengan

molekul yang memiliki atom- atom

halogen (fluor atau khlor) dan karbon. Refrigeran halokarbon terbagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut, (Darmawan Ari Pasek, 2006): 1. Refrigeran CFC (chlorofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang terdiri dari atom - atom khlor (Cl), fluor (F), dan karbon (C). Contoh refrigeran ini yang cukup populer adalah refrigeran CFC- 11 (trichlorofluoro-carbon, CFCl3), CFC- 12 (dichloro-difluoro-carbonCF2Cl2), dan lain- lain. 2. Refrigeran HCFC (hydrochlorofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang ter diri dari atom atom hidrogen (H), khlor (Cl), fluor (F), dan karbon (C). Salah satu refrigeran ini yang populer adalah refrigeran HCFC- 22 (chloro-difluoro- metil, CHF2Cl). 3. Refrigeran HFC (hydrofluorocarbon), yaitu refrigeran halokarbon dengan molekul yang terdiri dari atom - atom hidrogen (H), fluor (F), dan karbon (C). Salah satu contoh refrigeran ini yang populer adalah HFC- 134a (C2H2F4). Refrigeran yang banyak dipakai oleh kendaraan sekarang ini adalah HFC 134a yang tidak mempunyai sifat perusak ozon dan ju ga tidak mengandung racun (karena tidak mengandung clor), HFC 134a kalau dilepaskan ke udara maka

secara

cepat

akan menguap dengan menyerap panas dari udara

sekitarnya. Air Conditioner mempertahankan kondisi suhu dan kelembaban udara dengan cara, pada suhu ruangan tinggi refrigeran akan menyerap panas dari udara sehingga suhu di dalam ruangan turun. Sebaliknya saat udara di dalam ruangan rendah refrigeran akan melepaskan panas ke udara sehingga uhu udara naik, oleh karena itu daur refrigerasi yang terpenting adalah daur kompresi uap yang digunakan didalam daur refrigerasi. Pada daur ini uap

di

tekan dan kemudian

diembunkan

menjadi

cairan lalu

tekanannya diturunkan agar cairan tersebut dapat menguap kembali. Persyaratan refrigerant (zat pendingin) untuk sistem AC adalah sebagai berikut: 1. Tekanan penguapannya harus cukup tinggi. Sebaiknya refrigeran memiliki temperatur penguapan pada tekanan yang lebih tinggi,


16

sehingga

dapat

evaporator,

dihindari

dan

turunnya

kemungkinan efisiensi

terjadinya

volumetrik

vakum

karena

pada

naiknya

perbandingan kompresi. 2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi. Apabila tekanan pengembunannya rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah

sehingga

penurunan

prestasi kompresor

dapat

dihindarkan. Selain itu, dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan menjadi lebih kecil. 3. Kalor laten penguapan harus tinggi. Refrigerant yang memiliki kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil. 4. Volume spesifik (terutama dalam fasa gas) yang cukup kecil. Refrigerant dengan kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume torak yang lebih kecil. 5. Koefisien prestasi harus tinggi dari segi karakteristik termodinamika dari refrigerant, koefisien

prestasi

merupakan parameter

yang

terpenting untuk menekan biaya operasi. 6. Konduktifitas termal yang tinggi. Konduktivitas termal sangat penting untuk menentukan karakteristik perpindahan kalor. 7. Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas. Dengan turunnya tahanan aliran refrigerant dalam pipa, kerugian tekanan akan berkurang. 8. Refrigerant tidak boleh beracun dan berbau merangsang. 9. Refrigerant tidak boleh mudah terbakar dan meledak. 10. Refrigerant harus mudah dideteksi, jika terjadi kebocoran. 11. Harganya tidak mahal dan mudah diperoleh. 12. Ramah lingkungan


17

Refrigeran musicool (MC-22) adalah refrigeran dengan bahan dasar hidrokarbon alam

dan

termasuk

dalam kelompok

lingkungan, dirancang sebagai alternative kelompok halokarbon

pengganti

refrigeran refrigeran

ramah sintetik

CFC R-12, HCFC R-22 dan HFC R-134a yang

masih memliki potensi merusak alam. Pemakaian musicool (MC-22) pada sistem refrigerasi yang sebelumnya menggunakan refrigeran sintetik, tidak memerlukan penggantian komponen maupun pelumas, dengan kata lain bersifat “Drop in Substitute”, karena musicool tidak memiliki efek terhadap logam,

desikan,

pelumas,

dan

elastomer (kecuali elastomer

berbahan dasar karet alam). Kelebihan menggunakan musicool : 1. Ramah

Lingkungan

dan

Nyaman, musicool

tidak

beracun,

tidak

membentuk gum, nyaman dan pelepasannya ke alam bebas tidak akan merusak lapisan ozon dan tidak menimbulkan efek pemanasan global. Hidrokarbon tidak menyebabkan kerusakan ozon dan pemanasan global karena ODP yang dimiliki nol dan GWP-nya kecil. 2. Hemat Energi, musicool mempunyai sifat termodinamika yang lebih baik sehingga dapat menghemat pemakaian energi hingga 25% dibanding dengan refrigeran fluorocarbon pada kapasitas mesin pendingin yang sama. 3. Lebih Irit, musicool

memiliki sifat

kerapatan

yang

rendah sehingga

hanya memerlukan sekitar 30% dari penggunaan refrigeran fluorocarbon pada kapasitas mesin pendingin yang sama. 4. Pengganti Untuk Semua, musicool dapat menggantikan refrigeran yang digunakan

selama

ini

tanpa mengubah

atau

mengganti komponen

maupun pelumas. 5. Produk dalam negeri (Pertamina), bahan baku banyak, dan Supply terjamin karena hidrokarbon tersedia diseluruh dunia tanpa hakpaten, sehingga diproduksisecara bebas di negara manapun termasuk Indonesia, tidak seperti refrigeran sintetis yang hanya diproduksi oleh perusahaan tertentu (Kurniawan, Sasongko, 2013).


18

1.6 Retrofitting Retrofitting adalah proses mengganti refrigeran pada mesin pendingin dengan jenis refrigeran yang berbeda karena segi bahan kimia yang membentuknya serta karakteristik lainnya. Pada proses retrofit dilakukan beberapa hal yaitu pengambilan data awal dan pengecekan kinerja kemudian recovery (pengambilan refrigeran lama), selanjutnya pemvakuman sistem, pengisian refrigeran dan pemeriksaan kinerja akhir setelah retrofit. Sebelum kita melakukan pergantian refrigeran perlu diketahui terlebih dahulu prosedur umum bekerja dengan hidrokarbon: 1. Selalu berkerja pada ruangan berventilasi. 2. Dilarang merokok saat bekerja. 3. Hindari percikan api dalam radius dari daerah pengisian atau pembuangan. 4. Menonaktifkan saklar listrik. 5. Siapkan pemadam kebakaran manual. 6. Gunakan sarung tangan dan kacamata saat penggantian refrigerant. Adapun beberapa prosedur yang harus diperhatikan pada saat melakukan retrofit dengan menggunakan refrigeran hidrokarbon sebagai berikut: 1.

Usahakan memperhatikan prosesdur umum saat bekerja hidrokarbon.

2.

Lakukan pemeriksaan fisik terlebih dahulu.

3.

Lakukan

pemeriksaan

fungsi

komponen

(catat

performasi

jika

dibutuhkan). 4.

Lakukan pemeriksaan terhadap instalasi listrik seperti isolasi dan sambungan kabel.

5.

Lakukan pengembalian kembali (recovery) refrigeran CFC.

6.

Pemvakuman sistem (Rifai, 2014). Proses Pemvakuman:  Siapkan charging manifold hubungkan saluran pengisian pada kompresor pada sisi tekanan (low) charging manifold, bagian tengah charging manifold dihubingkan dengan pompa vakum. Pada bagian


19

saluran keluar pompa vakum dihubungkan dengan selang yang dicelupkan kedalam wadah berisi air.  Buka kran tekanan rendah, biasanya pada alat tertulis low charging manifold, kemudian nyalakan pompa vakum.  Biarkan beberapa saat sampai skala petunjuk tekanan rendah (low) menunjukkan vakum 30 In HG.  Matikan vakum, kemudian tutup kran tekanan rendah (low)  Lepaskan

selang

bagian

tengah

charging

manifold

yang

menghubungkan ke pompa vakum. Selanjutnya hubungkan selang tersebut ke tabung refrigeran.  Buka kran tabung refrigeran. Setelah refrigeran masuk dalam sistem dan cahrging manifold menunjukkan tekanan 10 Psi, tutup kran refrigeran.  Nyalakan kompresor AC agar refrigeran menyebar ke sistem pendingin dan mendorong udara sisa keluar dari sistem.  Setelah 5 menit matikan kompresor.  Lepas selang charging manifold yang menghubungkan ke tabung refrigeran, kemudian hubungkan kembali selang tersebut ke pompa vakum.  Buka kran tekanan rendah (low), kemudian nyalakan kembali pompa vakum.  Saat charging manifold menunjukkan 30 In Hg, tutup kran low dan matikan pompa vakum.  Lepaskan selang tengah charging manifold yang menghubungkan ke pompa vakum. Hubungkan kembali selang tersebut dengan tabung refrigeran dan dilanjutkan dengan pengisian refrigeran. Proses pengisian refrigeran: 

Hidupkan mesin



Buka tutup saluran pengisian pada bagian outdoor


20



Tutup keran charging manifold pada sisi tekanan rendah (sebelah kiri), kemudian pasang selang pengisian (berwarna biru) charging manifold ke saluran pengisian refrigeran, dan selang tengah charging manifold (berwarna kuning) dihubingkan ke tabung refrigeran.



Buka keran tabung refrigeran secara perlahan.



Tunggu beberapa saat. Perhatikan nilai atau skala yang ditunjukkan jarum charging manifold. Lakukan pengisian refrigeran dengan membuka keran tekanan rendah (low) charging manifold secara perlahan. Tunggu beberapa saat, kemudian tutup kembali keran tekanan rendah (low) charging manifold.



Lakukan secara berulang-ulang sampai tekanan sistem sesuai dengan tekanan standar AC.



Periksa arus listrik yang melewati kompresor dengan menggunakn tang ampere. Bandingkan nilai arus listrik yang melawati kompresor dengan tekanan sistem. Kerana berbanding lurus, penambahan tekanan sistem akan berpengaruh pada besar arus listrik yang melewati kompresor. Jadi, hasil pengukuran arus listrik bisa dijadikan patokan ketika mengisi refrigeran atau sebaliknya.

1.7 Prestasi Daur kompresi Uap Standar Diagram entalpi-tekanan dapat mengetahui berasaran dalam daur kompresi uap, seperti kerja kompresi, laju pengeluaran kalor, dampak refrigerasi, koefesien prestasi (CoP), laju alir massa untuk setiap kilowatt refrigerasi. Kerja kompersi adalah perubahan entalpi pada proses 1-2 dalam gambar 1, atau h1-h2. Hubungan ini diturunkan dari persamaan aliran energi yang mantap (steady flow energy) h1 + q = h2 + w dengan perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan, karena dalam kompresi diabatik perpindahan kalor q nilainya nol, kerja w sama dengan h1-h2. Perbedaan entalpi merupakan besaran negatif, yang menunjukkan bahwa kerja diberikan pada sistem.


21

Gambar 2.4. Dasar kompresi uap standar dalam diagram tekanan-entalpi Keterangan : 1-2: Kompresi reveisible adiabatic dari uap jenuh. 2-3: Pembangunan panas pada tekanan konstan secara reveisible desuperheating dan kondensasi. 3-4: Ekspansi irreversible pada entalpi kosntan dari cair jenuh ke tekanan evaporatif. 4-1: Penyerapan panas reversible pada tekanan konstan untuk penguapan ke uap jenuh. Pelepasan kalor dalam kj/kg adalah perpindahan kalor dari refrigeran pada proses 2-3., yaitu h3-h2. Ini berasal dari perasmaan aliran energi yang mantap, dimana energi kinetik, energi potensial, dan kerja dikeluarkan. Harga h3-h2 negatif menunjukkan kalor dikeluarkan dari refrigeran. Nilai pelepasan kalor diperlukan untuk merancang kondensor, dan untuk menghitung besarnya aliran cairan pendingin kondensor. Dampak refrigerasi dalam kj/kg adalah kalor yang dipindahkan pada proses merupakan tujuan utama dari seluruh sistem. Koefesian prestasi dari daur kompresi uap standar adalah laju kalor yang diserap dari media yang diinginkan dibagi dengan kerja kompresi: Koefesien prestasi = CoPR Laju alir volume dihitung pada bagian masuk kompresor, atau titik keadaan 1. Laju alir volume merupakan petunjuk kasar ukuran fisik kompresor. Semakin besar laju tersebut, semakin besar volume langkah kompresor, dalam


22

ukuran meterkubik perdetik. Daya untuk setiap kilowatt refrigerasi merupakan kebalikan dari koefesien prestasi, dan suatu sistem refrigerasi yang efisien akan memiliki nila saya per-kilowatt rerigerasi yang rendah, tetapi mempunyai koefesien prestasi yang tinggi. Persamaan yang berkaitan dengan refrigerant adalah: (a) Dampak refrigerasi = h1 – h4 (b) Kerja kompresi per-kilogram= (h2-h2) (c) Laju pendauran refrigerant, laju alir (m) (d) Laju kalor yang diserap dari media yang diinginkan: QL = m (h1-h4) h1-h4 = dari tabel refrigeran Daya Kompresor: Win =m(h2-h1) (h2-h2) = dari tabel refrigeran (e) Coeffcient Of Performance: CoPR

(Muzaki dan Rifky, 2013).

1.8 Persamaan Energi Aliran Steady Di dalam kebanyakan sistem refrigerasi. Laju aliran massa tidak berubah dari waktu ke waktu (kalaupun ada hanya perubahan kecil), karena itu laju aliran dapat steady. Didalam sistem yang dilukiskan secara simbolis dalam gambar 2.4. Keseimbangan energinya dapat dinyatakan sebagai berikut : besarnya energi yang masuk bersama aliran dititik 1 ditambah dengan besarnya energi yang ditambahkan

berupa

ditambahkan berupa

kalor

dikurangi

kalor dikurangi

dengan dengan

besarnya besarnya

energi

yang

energi

yang

meninggalkan sistem pada titik 2 sama dengan besarnya perubahan energi didalam volume kendali. Ungkapan matematik untuk keseimbangan energi ini adalah dirumuskan seperti pada persamaan 2.1 (Stoecker, wilbert F, 1992)


23

Gambar 2.5. keseimbangan energi pada seluruh volume atur yang sedang mengalami laju aliran steady Dimana :

m

= Laju aliran massa refrigera (kg/s)

h

= Entalpi (J/kg)

v

= Kesecepatan (m/s)

z

= Ketinggian (m)

g

= Percepatan grafitasi = 9,81 m/s2

Q


W


E

= Energi dalam sistem

1.9 Konsumsi Energi Konsumsi energi adalah konsumsi energi yang dibutuhkan selama pengoperasian sistem berlangsung. Wcom

= VI1 COSФ

Wpompa =VI2 cos Ф Dimana : Wcom

= Daya Kompresor (watt)

Wpompa = Daya pompa (watt) V = Tegangan (volt)


24

I1 = Kuat Arus kompresor (Ampere) I2 = Kuat arus pompa (Ampere) Cos Ф= 0,85 (Negara, dkk, 2010). 2.10 Biaya energi Biaya energi dihitung berdasarkan peralatan listrik yang dioperasikan sebagai berikut (Baso Muklis,2010) : - Jumlah peralatan - Beban operasi (kW) - Lamanya operasi per hari (Jam) - Hari kerja per tahun (hari) - Biaya energi (Rp/kWh)


25

BAB III METODELOGI PENELITIAN

3.1. Metode Penelitian Analisa kinerja AC cassette 3 PK pada unit rektorat dengan refrigeran R-410 dan MC-22 dengan terdapat beberapa tahapan yang harus dilakukan, diawali dengan start kemudian melakukan studi pustaka untuk persiapan penelitian. Data-data yang diperoleh dari penulisan tugas akhir ini: 1. Data dari hasil pengujian Data diperoleh dari hasil pengujian alat praktikum AC cassette merk Daikin 3 PK pada unit rektorat Unimus refrigeran R410A dan MC-22. 2. Studi Literatur Studi literatur digunakan untuk memperdalam bidang penelitian, studi penelitian juga digunakan untuk membandingkan hasil penelitian atau mengembangkan penelitian. 3. Variable Penelitian Refrigeran hidrocarbon guna melengkapi data-data yang dibutuhkan. 3.2. Prinsip Kerja Peralatan Unit pendingin (refrigerator) yang digunakan merupakan pendingin ruangn type cassette. Pada mesin ini udara dalam ruang refigerasi didinginkan ketika melewati koil pendingin pada evaporator dan terjadi perpindahan kalor dari udara yang melintas dengan refrigeran yang mengalir di dalam pipa evaporator, kalor udara akan diserap oleh refrigeran sehingga refrigeran mengalami penguapan. Uap refrigeran dari evaporator mengalir dan dihisap oleh kompresor. Dari kompresor uang yang bertekanan dan bersuhu tinggi mengalir menuju kondensor. Di dalam kondensor uap refrigeran didinginkan oleh udara yang melintasi koil sehingga borkondensi. Refrigeran cair akan kembali ke evaporator setelah melewati pipa kapiler. Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran, sehingga di dalam evaporator dapat menguap pada suhu yang cukup rendah.


26

3.3.

Peralatan-Peralatan Penunjang Operasional Retrofitting Untuk AC Split

a. Peralatan Untuk Perpipaan No. 1

Tabel 3.1 Peralatan Pengerjaan Sistem Perpipaan AC Nama Gambar Keterangan Alat Untuk memotong pipa berdiameter pemotong 6 sampai 35 mm. pipa tembaga, kuningan dan aluminium Untuk memotong pipa berdiameter 3 sampai 16 mm.

Tang pemotong untuk memotong pipa kapiler.

2

Reamer

membersihkan dan meratakan ujung pipa untuk pipa tembaga setelah dipotong.

Deburrer

3

Pembersih inner dan outer pipa

Serabut penggosok plastik untuk membersihkan outer pipa.

Sikat pembersih inner pipa.

Sikat baja untuk membersihkan bagian luar pipa tembaga, kuningan, baja dan aluminium.


27

4

Pinch-off plier

Berfungsi untuk membuntukan pipa dengan cara menjepit/menggencetnya, tetapi pipa tidak patah ataupun bocor.

5

Flaring and swaging tool

6

Tube bender (pembengkok pipa)

Flaring yaitu untuk mengembangkan ujung pipa agar dapat disambung dengan sambungan berulir. Swaging yaitu untuk membesarkan ujung pipa, agar 2 pipa yang sama diameternya dapat disambungkan melaui proses brazing. Pembengkok pipa tipe pegangan puntir.

7

Tube expender

Berfungsi untuk mengembangkan atau memperlebar ujung pipa.

8

Fittings (sambungan)

1 set sambungan, konektor, adaptor maupun lokring.

10

Seperangkat peralatan brazing

11

Contoh batang kawat penyambung

Berfungsi untuk menyambungkan pipa atau menutup kebocoran, proses penyambungan dengan cara mencairkan batang kawat penyambungnya saja, sedangkan bahan dasarnya dipanaskan sampai suhu cair bahan penyambungannya tersebut Temperatur cair batang penyambung


28

12

Cermin inspeksi

13

1 set tabung nitrogen dan pressure regulator

Digunakan untuk memeriksa hasil sambungan brazing atau memeriksa bagian-bagian yang terlindungi dan sukar dilihat. Nitrogen digunakan untuk membersihkan bagian dalam sistem dari gas yang tidak diinginkan, kotoran maupun uap air.

b. Peralatan Untuk Penanganan Refrigeran Tabel 3.2 Peralatan Penanganan Refrigeran No. Nama Gambar Keterangan Untuk mengukur tekanan tinggi, 1 Alat pengukur rendah maupun vakum. tekanan

2

Gauge manifold

Tipe 4-katub, dengan glass untuk memantau aliran refrigeran HC.

3

Selang transfer Refrigeran dan aksesorisnya

Selang refrigeran standardengan 2 x 1/4” SAE female flare koneksi.

Selang refrigeran dengan ball valve pada ujung selang untuk meminimalkan pancaran refrigeran.


29

Selang Vacuum 2 x 3/8” SAE female flare koneksi. Selang refrigeran dengan inline ballvalvedengan 2 x 1/4” SAE female flare koneksi.

Adapter ball valve untuk selang standar 1/4” SAE male/female koneksi. Ball valve - 1/4” SAE male x 1/4” SAE female 5

Refrigeran R290

Refrigeran Hidrokarbon

c. Peralatan Untuk Recovery, Recycling, Reclamation dan Evacuation (RRRE) Tabel 3.3 Peralatan Recovery, Recycling, Reclamation dan Evacuation (RRRE) No. Nama Gambar Keterangan Berfungsi sebagai penampung 2 Tabung recovery refrigeran sementara refrigeran ODS yang telah digunakan untuk kemudian akan dimusnahkan.

5

Pompa vacuum


Berfungsi untuk mengkosongkan refrigeran dari sistem AC, sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara dan uap air, agar tidak mengganggu kerja mesin AC.

30

6

Alat recovery

Mesin recovery dengan filter drier pada selang masuknya.

Sumber laboratorium terpadu undip 2016 a. Peralatan Ukur Tabel 3.4 Peralatan Ukur (laboratorium terpadu undip) No. Nama Gambar Keterangan Alat untuk mengecek kebocoran pada 1 Electronic leak detector sistem yang sensitifitasnya 50 ppm (Propane, Iso-Butane, Methane), dengan waktu responya 5 detik.

2

Leak detection spray

Alat untuk mengecek kebocoran pada sistem, dengan cara menyemprotkannya pada sistem, jika terjadi kebocoran maka akan nampak gelembung-gelembung busa, cairan yang digunakannya pun haruslah bersifat non-korosif dan anti beku.

3

Refrigerant identifier

Untuk mengetahui komposisi kandungan refrigeran.

4

Electronic vacuum gauge

Untuk mengetahui tekanan vakum.


31

5

Timbangan elektronik

Digunaka untuk mengetahui berat refrigeran yang diisikan ke dalam sistem.

Timbangan gantung elektronik

Digunaka untuk mengetahui berat refrigeran yang diisikan ke dalam sistem yang posisinya tinggi, demgan tabung refrigerannya disangkutkan pada timbangan gantung tersebut. Untuk mengukur bersarnya arus (A) dan tegangan (V) listrik pada kompresor, tampa terjadi kontak saai mengukurnya, cukup dengan melewatkan kabel listrik positif pada clamp tang amper tersebut.

6

Tang amper

7

Anemometer dan thermometer

Mengukur kecepatan angin beserta temperaturnya.

8

Multi tester

Dapat digunakan untuk Mengukur tegangan DC, Mengukur tegangan AC, Mengukur kuat arus DC, Mengukur nilai hambatan sebuah resistor, Mengecek hubung-singkat/ koneksi, Mengecek transistor, Mengecek kapasitor elektrolit, Mengecek dioda, led dan dioda zener, Mengecek induktor.


32

3.4. Peralatan yang diuji Dalam pengujian ini membutuhkan peralatan utama maupun alat bentu guna mendorong kesuksesan dalam pengujian, adapun alat-alat yang digunakan dalam pengujian sebagai berikut (Sumber lab terpadu undip,2016): 3.4.1 AC Cassette yang diuji 3 PK unit rektorat Unimus Ac casstte merk Daikin 3 PK adalah peralatan utama dalam pengujian, adapun spesifikasi Ac tersebut seperti tabel 3.5

Tabel 3.5 Spesifikasi Ac casstte merk Daikin3 PK No. Deskripsi

Data

1.

Merk

: Daikin

2.

Model

:

3.

Kapasitas

: 3 PK

4.

Catu daya

: 220 – 240 V / 50 Hz

5.

Arus Maksimum

: 12 A

6.

Daya Maksimum

: 5,2 KW

7.

Refrigeran

: : R-410A

8.

Jumlah refrigerant

: 1,4 Kg

9.

Tahun Pembuatan

:

2012


33

Gambar 3.1 AC Cassette merk Daikin 3 PK lantai 3 Rektorat UNIMUS 3.4.2. Pompa Vakum

Gambar 3.2 Pompa Vakum Pompa vakum adalah alat yang digunakan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem pendingin sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara dan uap air.


34

3.4.3 Charging Manifold

Gambar 3.3 Charging Manifold Cahrging Manifold adalah alat yang digunakan untuk mengisi atau membuang refrigeran di dalam sistem pendingin. 3.4.4 Tang Ampere

Gambar 3.4 Tang Ampere Tang ampere adalah alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik pada rangkaian listrik.


35

3.4.5 Thermometer Digital

Gambar 3.5 Thermometer Digital Thermometer Ruang adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu pada blower evaporator. 3.4.6 Refrigeran Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara (AC). Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian mebuangnya ke udara sekeliling diluar benda/ruangan yng didinginkan. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah refrigeran R 410 A dan MC-22 dapat dilihat seperti Gambar 3.2

Gambar 3.6 Refrigeran MC-22 dan R-410A


36

3.5 Prosedur Pengujian Untuk mengoperasikan alat pengujian ini perlu dilakukan tahapan-tahapan yang sesuai agar tidak terjadi kesalahan yang dapat mengakibatkan komponen dan peralatan menjadi rusak atau tidak bisa dipakai lagi serta untuk mmendapatkan data yang diharapkan. Tahapan-tahapan yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: 3.5.1

Persiapan Sebelum Pengujian

3.5.1.1 Menguji Kebocoran Peralatan 

Hubungkan katup manifold (dengan alat pengukur tekanan) dan tabung gas nitrogen kering ke gerbang service dengan selang pemasok.



Beri tekanan pada sistem sejumlah tidak lebih dari 150 psig. Selanjutnya lakukan uji coba kebocoran dengan menggunakan busa sabun cair.



Lakukan uji kebocoran di semua sambungan pipa/selang dan pada katup servis untuk saluran gas dan saluran cairan. Jika muncul bisa artinya ada kebocoran, kemudian bersihkn 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.

3.5.1.2 Pembersihan Peralatan Sebelum peralatan uji digunakan untuk pengujian dengan menggunakan fluida kerja yang baru maka peralatan dibersihkan dari sisa-sisa fluida kerja. Hal ini dimaksudkan agar sistem dengan fluida kerja baru dapat bekerja secara maksimal. Langkah-langkah pembersihan peralatan sebagai berikut: 

Refrigeran lama dibuang dari instalasi dengan membuka saluran discharge kompresor.



Setelah refrigeran habis terbuang semua dari sistem kemudian sistem di vakum.


37



Peralatan uji di test kobocoran, caranya sama dengan yang menggunakan refrigeran lama.



Setelah terbukti tidak ada lagi kebocoran dan proses pemvakuman sudah cukup, maka dilakukan penambahan oli kompresor secukupnya.



Kemudian refrigeran baru dimasukkan ke instalasi.

3.5.1.3 Pemeriksaan Sebelum Pengujian 

Memastikan bahwa saklar dalam posisi mati.



Memastikan semua pipa-pipa dan kabel-kabel telah diisolasi dengan rapi dan tidak ada isolasi yang terbuka.



Mempersiapkan peralatan yang akan digunakan dalam pengambilan data yaitu ampermeter, voltmeter, thermometer, stopwatch, lembaran kertas untuk mengambil data.



Sebelum dilakukan pengujian, semua alat ukur harus dikalibrasi terlebih dahulu.

3.5.1.4 Menjalankan Mesin 

Merangkai hubungan listrik, regulator dan sumber listrik serta merangkai kabel untuk regulator dengan pengujian.



Menghubungkan kabel listrik dengan sumber listrik fase (PLN)



Menghidupkan kompresor dan fan dengan menekankan saklar pda posisi ON.

3.5.1.5 Cara Mengisi Refrigeran 

Memvakumkan Udara yang ada diinstalasi sebelum melakukan pengisian refrigeran dengan mengguanakan pompa.



Menimbang massa refigeran sesuai yang digunakan yaitu untuk refrigeran R 410 A adalah 1800 gram dan untuk refrigeran MC-22 adalah 1200 gram atau sampai menunjukkan tekan suction 68 Psia.



Pada eksperimen R 410 A cara pengisian refrigeran ke alat pengujian yaitu dengan menjalankan alat sehingga refrigeran masuk dari tabung yang diletakkan diatas timbangan melalui selang ke instalasi melalui


38

jalur hisap sampai kondisi yang diinginkan dengan melihat volume refrigeran yang masuk ke instalasi. Diagram alir penelitian dan SOP retrofitting pada AC Cassette Mulai Mengetahui besaran muatan refrigeran dalam sistem berasal dari data plate AC Split (Mdp) Menghitung ekuivalensi besaran HC (MHC) yang dapat diisikan kedalam sistem Memastikan seluruh peralatan yang dibutuhkan tersedia dan berfungsi dengan baik Memastikan keamanan area kerja Mengecek kebocoran pada sistem

Apakah sistem tersebut bocor?

Ya Merecoveri refrigeran tersebut

Tidak Memperbaiki sistem yang bocor tersebut

Merecoveri refrigeran R-22 Jika memungkinkan, hilangkan seluruh sambungan mekanis pada sistem (ganti dengan sambungan permanen) Mengeleminasi seluruh sumber yang berpotensi dapat menimbulkan percikan api. Pasang penanda instruksi jika terjadi modifikasi

Memperbaiki sistem yang bocor tersebut Lakukan flushing Mengecek kebocoran dan kekuatan sistem


Ya

Tidak Mengosongkan sistem (vacuum)


Ya

Lakukan flushing

Tidak Mengosongkan sistem (vacuum) Recharge dengan refrigeran HC (MHC) Mengecek kebocoran pada sistem

Ya

Merecoveri / membuang refrigeran HC

Tidak Memasang stiker peringatan bahwa sistem menggunakan refrigeran HC

Mengecek kinerja mesin

Selesai

Gambar 3.7 Diagram alir penelitian dan SOP retrofitting R 410 A menjadi MC-22 pada AC Cassette


39

BAB IV HASIL UJI DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Uji Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui perbandingan efektifitas alat pengkondisian ruangan (Air Conditioner) Cassette 3 PK unit rektorat dengan menggunakan dua refrigeran R-410 A dan refrigeran MC-22. 4.2. Perhitungan Data Dan Pengambilan Data Data Pengukuran Refrigeran R-410A DAN MC-22, Data-data pengukuran yang diperoleh ketika masih menggunakan refrigeran R-410A dan kemudian diganti dengan MC-22. Data pengukuran dengan massa refrigeran pada R 410 A = 1800 gram dan Pada MC 22= 1200 gram.

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Refrigeran R 410 A dan MC-22 NO

JENIS

Refrigeran

Refrigerant

PENGUKURAN

R-410A

MC-22

1

ISI REFRIGERAN

1800 gram

1200 gram

2

TEKANAN SUCTION

80 Psi

80 Psi

4

ARUS

listrik

yang 12 Ampere

Saving Energi

2,8 A (23,3%)

9,2 Ampere

akan dihitung

Perhitungan selisih arus dan saving energi Arus R 410 A – Arus MC-22 = saving energi = 12 A – 9,2 A = 2,8 A 4.3 TABEL DAN GRAFIK PERBANDINGAN ARUS LISTRIK DAN SUHU BLOWER EVAPORATOR R-410A DENGAN MC-22 Data berikut ini adalah perbandingan AC menggunakan R-410a dengan MC-22


40

Tabel 4.2 Perbandingan arus listrik AC dan suhu blower evaporator AC NO Waktu

Arus (Ampere ) R-410A

MC-22

Suhu Blower Evaporator ( ) R-410A MC-22

1

09.00

7.5

6.1

14,3

14,1

2

12.00

11.3

9

14,8

14,6

3

15.00

8.0

7,6

14,6

14,4

Dari data penelitian menunjukkan bahwa menggunakan MC-22 lebih hemat energy listrik, yaitu yang awalnya adalah 7,5 Ampere menjadi 6,1 Ampere sehingga hemat kurang lebih 1,4 Ampere. Suhu yang dihasilkan juga berbeda, menggunakan MC-22 lebih dingin 0,2 derajat.

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan arus listrik Refrigeran R-410A dengn MC-22 Dari grafik dapat disimpulkan bahwa refrigeran MC 22 membutuhkan arus yang lebih rendah dalam pengoperasian sistem dibandingkan R-410A.


41

Gambar 4.2 Grafik perbandingan suhu blower evaporator refrigeran R-410 A dengan MC-22 Dari Grafik 4.2 menunjukkan bahwa suhu blower evaporator R-410A dan MC22 pada waktu 09.00, 12.00 dan 15.00 adalah: R-410 A = 14,30C, 14,80C, 14,60C MC-22

= 14,10C, 14,60C, 14,40C

Dari grafik dapat disimpulkan bahwa refrigeran MC 22 mampu menghasilkan suhu lebih rendah dibandingkan R-410A pada blower evaporator. 4.4 Menghitung ekuivalen besaran HC yang dapat diisikan kedalam sistem Untuk mengetahui besaran HC yang dapat direcharge pada sistem seperti dilihat pada ukuran tekanan pengisian pada manipol yang memenuhi interval 70 – 80 PSi. Sehingga kurva konversi untuk menghitung ekuivalen jumlah pengisian HC wajib dimiliki untuk mengetahui HC yang dapat direcharge lebih cepat. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah untuk mengecek jumlah maksimum HC (Mmax) dalam sistem yang dizinkan dalam ruangan tersebut. Demi keberhasilan retrofit AC, termasuk keamanan dan keselamatan kerja dalam perbaikan maka harus diperhatikan juga seluruh peralatan yang dibutuhkan tersedia dan berfungsi dengan baik dan memastikan keamanan area kerja, memastikan apa yang boleh dilakukan dan tidak boleh dilakukan dalam perbaikan dan retrofit AC.


42

Radius 2 meter

Gambar 4.3 Area kerja. Radius 2 meter merupakan area kerja yang sensitif, sehingga tidak boleh ada sumber api pada area tersebut. Usahakan sirkulasi udara berjalan dengan baik karena berfungsi untuk meminimalisir tercapainya LFL jika refrigeran HC terlepas ke lingkungan. Kemudian sebisa mungkin menghindari pengisian HC pada area tertutup. 4.5 Mengecek kebocoran sistem Sebelum mengisi refrigeran ke dalam sistem pastikan sistem tersebut tidak mengalami kebocoran. Mengecek kebocoran dapat dilakukan dengan cara: 1. Mengunakan leak detectorR-22 yang dapat mendeteksi gas refrigeran dalam udara. 2. Menggunakan nitrogen dengan memasukannya kedalam sistem sampai tekanan ±10% dari batas maksimum tekanan yang diizinkan pada sistem, kemudian tunggu sampai beberapa waktu perhatikan apakah jarum tekanan suction tidak mengalami penurunan jika tidak maka sistem tersebut tidak bocor.


43

Gambar 4.4 Test kebocoran menggunakan nitrogen. 3. Menggunakan air sabun untuk mengetahui lokasi kebocoran pada sistem, karena air sabun akan mengeluarkan buih pada saat terkena tekanan dari sumber bocor.

Gambar 4.5 Air sabun berfungsi untuk mengetahui lokasi kebocoran. 4

Merecoveri refrigerant R-22 pada system AC

Gambar 4.6 Proses recovery.


44

Langkah-langkah proses recovery: 1. Hubungkan selang refrigeran sepertiyang ditunjukkan pada Gambar 4.6. 2. Pasang power plug pada pompa vakum pada sumber listrik yang sesuai. 3. Pastikan V5 dan valve pada sistem yang akan di-recovery dalam keadaan tertutup rapat. 4. Buka V1, V2, V3, V4 dan V10. 6. Hidupkan pompa vakum. Langkah 1-5 berfungsi untuk membuang udara yang terperangkap dalam selang refrigeran sehingga menjamin kebersihan proses recovery. 5.

Setelah proses vakum selesai, tutup V1, V4 dan V10

6.

Matikan pompa vakum.

7.

Buka access valve (schrader type) pada sistem.

8.

Buka V6 dan V8.

9.

Buka V5 dan atur sehingga menunjuk posisi “LIQUID”

Pada saat V5 diposisikan ke “LIQUID” refrigerant cair dari system akan mengalir ke tangki penyimpan. Setelah refrigerant cair berhasil di recovery, maka langkah selanjutnya adalah menarik sisa refrigeran yang tertinggal dalam sistem yang sebagian besar dalam bentuk gas/uap. 10. Bukapenuh V1. 11. Bukapenuh V5. 12. Hidupkanmesinrecovery. 13. Setelah tekanan inlet pada recovery menunjukkan nilai dibawah nol (vakum) segera tutup V5. 14. Matikan mesin recovery. 15. Tutup V5, V6 dan V8 Proses recovery selesai. 7. Jika memungkinkan, hilangkan seluruh sambungan mekanis pada sistem (ganti dengan sambungan permanen) Setelah R-22 pada system direcovery maka system dalam kondisi kosong dari refrigerant, tindakan selanjutnya adalah menghilangkan seluruh sambungan


45

mekanis pada system AC jika memungkinkan dan menggantinya dengan sambungan permanen, baik itu brazing atau menggunakan sambungan lokring.

Gambar 4.7 Perubahan sambungan mekanis pada perpipaan AC menjadi sambungan brazing atau sambungan lokring.

8. Mengeliminasi seluruh sumber yang berpotensi dapat menimbulakan percikan api. Pasang penanda instruksi jika terjadi modifikasi Sebelum mengeleminasi sumber yang berpotensi dapat menimbulkan percikan api tentunya kita harus mengecek system kelistrikan pada indoor dan outdoor.

Gambar 4.8 Mengecek sumber percikan api pada indoor.

Gambar 4.9 Mengecek sumber percikan api pada outdoor.


46

Setelah pengecekan selesai kemudian mengganti semua instrumen kelistrikan yang telah rusak atau berpotensi menimbulkan percikan api dengan yang baru dan memasukkan terminal sambungan listrik kedalam box isolasi. 9. Lakukan flushing Flushing sistem AC dengan nitrogen bertujuan untuk membersihkan sistem perpipaan AC dari segala macam bentuk gas atau cairan yang tidak diinginkan. Flushing mengunakan nitrogen karena tidak merusak ozon. Flushing baik dilakukan dalam proses retrofitting R-22 menjadi HC R-290 sebelum uji kekuatan dan kebocoran agar zat cair yang terperangkap menyumbat lokasi bocor dalam system benar-benar hilang. Berikut Cara Flushing pada AC : Setelah system dikosongkan dari refrigerant kemudian setting alat flushing seperti yang ditunjukkan pada Gambar 28. Kemudian buka katup N2 serta atur tekanan output pada regulator N2 sebesar 25 sampai 30 Psi dan jangan lupa untuk menyeting HCP (HCP berfungsi untuk mematikan kompresor pada tekanan yang kita inginkan). Setelah itu hidupkan kompresor. Setelah kompresor mati maka katup shut-off dibuka untuk melepaskan komponen yang dibersihkan. Akibat katup shut-off dibuka maka aliran N2 dalam sistem yang dibersihkan akan keluar dengan kecepatan tinggi beserta dengan pendapan pelumas atau partikel lainnya yang ada dalam pipa sistem. Lakukan proses ini beberapa kali.

Gambar 4.10 Flushing pada AC.


47

10. Mengecek kebocoran dan kekuatan sistem

Gambar 4.11 Mengetes kekuatan sistem dengan nitrogen. Untuk memastikan bahwa sistem telah diperbaiki dan siap digunakan maka harus dilakukan pengetesan kekuatan sistem. Dengan cara memasukkan OFDN (oxygen-free dry Nitrogen)dan hidrogen (95% N2 and 5% H2) sebesar10% diatas tekanan maksimum sistem (berdasarkan data plate AC). Sehingga untuk mempermudah perhitungan menggunakan persamaan berikut: Nilai Tekanan Tes = 1.1 x Tekanan Maksimum (berdasarkan standar eropa EN 378-2) Contoh:

Berdasarkan data plate diperoleh: Tekanan Maksimum Operasi = 2.4 MPa Nilai Tekanan Tes = 1.1 x Tekanan Maksimum Nilai Tekanan Tes = 1.1 x 2.4 MPa = 2.64 Mpa

Gambar 4.12 Contoh menghitung tekanan tes kekuatan.


48

Setelah system diberi tekanan uji biarkan beberapa menit perhatikan apakah jarum tekanan pada regulator menurun jika iya maka system mengalami kebocoran. 10. Mengosongkan sistem Vakum bertujuan untuk mengkosongkan sistem dari gas apa pun dan uap air yang berada dalam sistem. Cara pemvakuman mesin AC Split: a. Hubungkan selang refrigeran sepertiyang ditunjukkan pada Gambar 4.13. b. Pasang power plug pada pompa vakum pada sumber listrik yang sesuai. c. Pastikan valve C dan valve D dalam keadaan tertutup rapat. d. Buka valve A. e. Hidupkan pompa vakum. f. Buka valve B. g. Tunggu sampai jarum display tekanan sampai menunjukkan kondisi tekanan vakum maksimum. h. Tunggu sampai steady. i. Hitung waktu pemvakuman selama 30 menit. j. Jika sudah usai tutup valve A dan valve B. k. Matikan pompa vakum.

Gambar 4.13 Evacuation (proses vakum).


49

l. Recharge dengan refrigerant HC (MHC) Cara pengisian HC kedalam mesin AC Split: 1. Pastikan sistem telah divakum terlebih dahulu. 2. Hubungkan selang refrigeran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.15. 3. Lakukan pemvakuman selang selang refrigeran setelah selesai tutup valve B. 4. Buka valve H dan valve L. 5. Buka valve tabung refrigeran HC dan setting timbangan pada kondisi 0. 6. Bukavalve A. 7. Buka valve C untuk mengisi refrigeran, lakukan secara perlahan dan pastikan bahwa refrigeran masuk dengan fase gas dapat dilihat pada kaca indikator aliran refrigeran pada manifold gauge. (isi sebanyak 50% dari total pengisian). 8. Tutup kembali valve C. 9. Nyalakan AC pada mode cooling, tunggu sampai kondisi kompresor AC beroperasi. 10. Buka kembali valve C, kemudian isikan dengan cara yng sama seperti langkah diatas sampai jumlah total pengisian. 11. Tutup valve tabung refrigeran. 12. Tutup valve H bertujuan untuk menghisap refrigeran pada selang transfer, jika tekanan sudah menunjukkan tekanan 0 bar, maka refrigeran telah terhisap semua. 13. Tutup valve A. 14. Buka kembali valve H. 15. Tutup valve C dan D. 16. Lepaskan dan rapikan alat dan selesai. Catatan: Pengisian yang dilakukan harus berdasarkan massa refrigeran berdasarkan timbangan elektronik yang baik. Hindari pengisian sistem berdasarkan tekanan saja.


50

Gambar 4.14 Proses pengisian HC kedalam sistem (Recharging).

11. Mengecekkinerjamesin Setelah pengisian dan pemeriksaan kebocoran selesai, maka lakukan pemeriksaan akhir untuk menjamin keamanan dan keandalan sistem: 1. Ulangi pemeriksaan untuk komponen kelistrikan (yaitu, tidak ada potensi

sumber pengapian). 2. Memulai pengoperasian mesin pendingin dan menjalankan unit untuk

periode 15 - 30 menit. 3. Periksa tekanan operasi yang benar, suhu dan arus. Dimana tekanan

operasinya 75-90 Psi, perbedaan antara suhu udara masuk dengan udara keluar evaporator 80C dan arus listriknya turun 10-20% dari sebelum direftrofit


51

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari hasil pembahasan penelitian sebagaimana telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa: 1. Perolehan tampilan suhu MC-22 lebih dingin 0,50C dari peforma suhu temperatur refrigeran R-410. 2. Secara akumulatif terjadi perolehan penghematan daya listrik (efisiensi listrik) pada unit mesin AC Sentral merk Daikin 3 PK unit rektorat Unimus setelah menggunakan hidrokarbon MC-22 sebesar 23,30%. 5.2 Saran 1. Sebelum melakukan pengujian hendaknya dipastikan bahwa sistem dalam keadaan baik dan tidak terjadi kebocoran pada sistem. 2. Untuk mesin pendingin yang sudah menggunakan MC- 22 hendaknya diberi tanda yang memberikan informasi bahwa sistem tersebut telah menggunakan MC-22 sebagai refrigeran.


52

JURNAL TUGAS AKHIR. EFISIENSI PENGGUNAAN MUSIcool-22 MELALUI PROSES RETROFIT PADA AC CASSETTE MERK DAIKIN 3 PK UNIT REKTORAT UNIMUS

Recommend Documents