Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Analisis Kinerja Evaporator Pada AC Split 1/2 PK Dengan Refrigeran R-22 dan R-290 Azhar Rizalul Ayyubi 1.
Mustaqim2.
Hadi Wibowo3.
Agus Wibowo 4 Jurusan Teknik Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal Email: azharrizalulayyubi@gmail.
Abstrak AC adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengkondisikan udara.
Bisa dikatakan bahwa AC adalah alat yang berfungsi sebagai penyejuk udara.
Penggunaan AC dimaksud untuk memperoleh temperatur udara yang diinginkan .
ejuk atau dingi.
dan nyaman bagi tubuh pada suatu ruangan.
Kunci utama dari AC adalah refrigeran, yang umumnya CFC (Chloro Fluoro Carbo.
HCFC (Hydro Chloro Fluoro Carbo.
HFC (Hydro Chloro Fluoro Carbo.
adalah senyawa organik yang mengandung satu atau lebih atom fluorin.
Menurut peraturan pemerintah menuliskan penghapusan HCFC-22 atau lebih dikenal dengan freon R22 pada sektor refrigerasi.
Air evaporator.
Untuk itu dicari pengganti freon R22.
Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah metode eksperimen dengan melakukan rancang bangun AC split 1/2 pk menggunakan refrigeran R290 dan R22 dengan menvariasikan tekanan.
Data yang diperoleh dari percobaan kemudian dibandingkan guna menghasilkan pengaruh terhadap efektifitas evaporator.
Hasil penelitian diperoleh data evektivitas evaporator pada masing Ae masing freon.
Pada AC yang menggunakan freon R22 memiliki rata Ae rata evektifitas evaporator dibandingkan AC yang menggunakan freon R290.
AC yang menggunakan freon R22 memiliki rata Ae rata 10,93 Watt sedangkan AC yang menggunakan freon R290 memiliki rata Ae rata 14,49 Watt.
Kata Kunci : efisiensi (), refrigeran.
AC Pendahuluan Mesin pendingin adalah sebuah alat siklus yang prinsip kerjanya hampir sama dengan mesin kalor yang menggunakan fluida kerja yang berupa refrigeran.
Siklus refrigeran yang paling banyak dipakai adalah daur refrigeran kompresi uap yang melibatkan empat komponen dasar yaitu kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator.
Tujuan dari mesin pendingin adalah untuk menjaga ruangan tetep dingin dengan menyerap panas dari ruang tersebut (Khairil Anwar, 2.
Pengertian dari Air Corditioner (AC) adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mengodisikan udara atau dikatakan sebagai alat yang berfungsi sebagai penyejuk udara.
Penggunaan AC dimaksudkan untuk memperoleh temperature yang segar dan sejuk serta temperature yang diinginkan dan nyaman bagi tubuh.
Pada suatu ruangan komponen AC yaitu evaporator yang merupakan sebuah alat yang mempunyai fungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan bentuk cair menjadi uap.
Pada bagian ini fungsi utamanya adalah untuk mengubah suhu untuk menukar panas dan untuk meisahkan uap yang terbentuk dari cairan.
Secara umum AC split banyak di gunakan di masyarakat karena membanu untuk pendinginan di ruangan baik di rumah ,gedung dan lain lain.
Ac juga biasa di gunakan kendaraan bermotor seperti mobil dan kendaraan lainnya.
Fungsi kerja pada AC split adalah dimulai dari Kompresor mempompa gas yang bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi melalui pipa tekan .
Didalam kondensor suhu gas yang tinggi dibuang oleh fan yang Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
terletak pada outdoor unit, sehingga suhu gas refrigerant menjadi dingin.
Setelah memulai condeso gas refrigerant masuk kefilter dryer untuk disaring, agar gas yang mengalir tidak dapat kotoran.
Setelah disaring gas (Freo.
masuk pia kepiler yang lubangnya begitu kecil, di dalam pipa ini Freon saling bertubrukan dan berdesak-desakan disini Freon berubah wujud menjadi cair yang sebelumnya menjadi gas.
Refrigrant R-22 adalah kata lain dari CFC .
hloro-flauro-carbo.
yang di temukan pada tahun 1930, senyawa CFC ini memiliki poperty fisika yang baik di gunakan untuk refrigerant penggunaan untuk mesin pendingin , yaitu tidak beracun, setabil dan tidak mudah terbakar.
Sedangkan refrigerant R-290 merupakan jenis Freon memiliki potensi pemanasan global yang sangat rendah sehingga lebih baik di bandingkan dengan jenis Freon yang lain, tetapi karena R-290 yang sifatnya mudah terbakarnya cukup tinggi banyak perusahaan AC yang memutuskan untuk tidak menggunakan Freon jenis ini.
Perkembangan system refrigasi ternyata menurut perkembangan penggunaan refrigerant R22 sebagai refrigerant yang baik di pilih karena memiliki poperty thermal dan fisik yang baik sebagai refrigerant, tidak mudah terbakar dan ekonomis.
Akan tetapi dengan semakin meningkatnya pengetahuan menggenai perlindungan lingkungan di ketahui bahwa penggunaan CFC dapat merusak lingkungan, protocol monreal yang mengatur bahwa CFC akan segera di hapuskan produksinya dan penggunaannya yang terkait dengan fakta bahwa CFC merusak lapisan ozone.
Pada system refrigasi casade untuk sirkuit temrature yang tinggi dapat menggunakan refrigerant yang umum di gunakan seperti R-717.
R290.
R-1270 dan yang lainnya yang ramah lingkungan.
Maka dengan ini akan dilakukan penelitian mengenai refrigerant R-290 apakah bisa untuk menggantikan refrigerant R-22 dengan kinerjanya yang khususnya di bagian evaporator.
Dan karena keberadaan R-290 yang mudah di dapatkan di bandingkan tipe refrigerant yang lainnya maka R-290 di pilih untuk di jadikan penelitian.
Landasan Teori Mesin Pendingin Mesin pendingin adalah suatu rangkaian yang mampu bekerja untuk menghasilkan suhu atau temperature dingin.
Mesin pendingin bisanya berupa kulkas, freezer atau AC.
Namun AC fungsinya adalah sebagai penyejuk atau pendingin suhu udara dalam ruangan.
Adapun proses kerjanya adalah AuPenguapanAy.
Untuk mendapatkan penguapan diperlukan gas .
yang mencapai temperature tertentu .
Setelah udara tersebut panas diubah agar kehilangan panas, sehingga terjadi penguapan.
Disaat adanya penguapan, maka timbullah suhu di dalam temperature rendah .
Evaporator Evaporator adalah alat untuk mengevaporasi larutan.
Evaporasi merupakan merupakan suatu proses penguapan sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan zat cair pekat yang konsentasinya lebih tinggi.
Tujuan evaporasi yaitu untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat larutan yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap.
Evaporator juga mempunyai tugas sebagai penampung dingin dari freon yang sudah berubah wujud menjadi uap.
Evaporator pada AC split merupakan sebuah alat untuk menampung uap dingin yang dihasilkan melalui proses refrigrasi.
Proses tersebut didapat dengan cara mengubah nilai dari tekanan rendah menjadi tekanan tinggi.
Sehingga didapatkan uap dingin.
Proses tersebut dilakukan di unit mesin kompresor dengan bantuan bahan pendingin refrigerant .
Selain itu evaporator juga difungsikan untuk sirkulasi gas refrigerant tersebut.
Refrigerant Refrigerant adalah liquid atau cairan pendingin yang digunakan dalam system pendingin refrigerator maupun air conditioner.
Refrigerasi merupakan suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur suhu sampai mencapai suhu di bawah suhu lingkungan.
Penggunaan refrigerasi Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
sangat dikenal pada sistem pendingin udara pada bangunan, transportasi, dan pengawetan suatu bahan makanan dan minuman.
Freon atau refrigerant adalah senyawa kimia atau gas yang biasanya digunakan sebagai fluida untuk menyerap beban pendingin ruangan atau tempat-tempat lain yang ingin dikondisikan suhu udaranya.
Karena termasuk dalam senyawa kimia atau gas, freon tidak memiliki warna dan juga tidak berbau.
Terdiri dari berbagai jenis, mulai dari kadar tinggi hingga rendah.
Dikarenakan fungsinya yang beragam, freon diklasifikasikan ke dalam beberapa kelas berdasarkan jenis fluida yang digunakan.
Jenis-jenis tersebut antara lain CFS (Chlorodifluorocarbo.
HCFC (Hydrochlorofluorocarbo.
HFC (Hydrofluorocarbo.
HC (Hydrocarbo.
, dan jenis natural yang langsung digunakan dari alam.
Refrigerant berfungsi sebagai fluida yang digunakan untuk menyerap panas dari udara pada ruangan sehingga suhu di dalam ruangan tersebut menjadi bersuhu rendah atau dingin.
Jenis - jenis Refrigerant (Freo.
Freon R22
Freon R410A
Freon R32
Freon R290
Jenis Freon
R22
R410A
R32
R290
Tabel 1 Perbandingan Tipe Freon
ODP
GWP
Cooling Index
Kurang dari 3
Flammability TIDAK TIDAK RENDAH
TINGGI
Keterangan:
ODP adalah Ozone Depletion Potential alias Potensi Perusakan Ozone GWP adalah Global Warming Potential alias Potensi Pemanasan Global Cooling Index adalah angka index dingin Flammability adalah Tingkat mudah terbakar Freonnya.
Laju Perpindahan Kalor yang dilepas air Laju perpindahan kalor yang dilepas air, dievaluasi dengan menggunakan persamaan:
Qh A mh cp (Thi A Tho ) .
Panas spesifik udara dievaluasi pada temperatur rata-rata udara, dimana temperatur ratarata udara adalah:
Th A Thi A Tho Panas spesifik udara diperoleh dari tabel sifat-sifat fisik udara.
Pada tingkat keadaan udara hasil pengukuran adalah temperatur rata-rata udara pada kondisi masuk dan keluar udara.
Dari persamaan kesetimbangan energi .
, kalor yang diterima air dianggap sama dengan kalor yang dilepas udara, maka:
Qc = Qh .
Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Laju Aliran Massa Refrigeran Dengan mengetahui laju perpindahan kalor yang dilepas refrigeran, maka laju aliran massa udara dapat di evaluasi dengan persamaan :
Qc A mc cp (Tco A Tci ) .
mc A .
(Tco A Tci ) Panas spesifik air dievaluasi pada temperatur rata-rata udara, dimana temperatur rata-rata udara adalah :
T AT
Tc A ci co .
Panas spesifik udara diperoleh dari tabel sifat-sifat fisik udara.
Pada tingkat keadaan air hasil pengukuran adalah temperatur rata-rata udara pada kondisi masuk dan keluar udara.
Metode Penelitian Metode yang digunakan merupakan jenis penelitian eksperimen, yaitu peneliti dengan sengaja dan secara sistematis mengadakan perlakuan atau tindakan pengamatan suatu variable dengan objek penelitian mesin pendingin dengan variasi refrigerant R-290 dan R-22.
Pengumpulan data diperoleh dari pengujian mesin pendingin AC split merk DAIKIN 1.
PK dengan variasi refrigeran dan variasi tekanan refrigerant yang kemudian masing-masing pengujian diambil data dan ditarik kesimpulan dengan menggunakan tabel dan grafik.
Hasil Penelitian Dan Pembahasan Dalam melakukan pengujian ini, untuk memperoleh data yang baik pada waktu pengambilan data yaitu pada saat AC beroperasi stabil.
Pengambilan data sekitar 30 menit dalam setiap lima menit mencatat data untuk perhitungan data.
Data yang diamati dan dicatat adalah temperatur refrigerant dan tekanan refrigerant.
Untuk memudahkan dalam menganalisis kinerja performa AC dipasang berbagai alat ukur yang dipasang pada alat pengujian.
Data-data pengujian dibuat dalam tabel dan kemudian dibuat grafik dan di analisis.
Data yang diperoleh sebagai berikut:
Tabel 2 Data Temperatur Refrigerant R-22 Tekanan 50 psi
Time, menit T1 oC
(IN)
T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC
T7 oC
(OUT)
(A)
15,47 15,73 15,87 14,10 14,60 14,53 15,50 14,40 14,43 15,23
14,47
14,50
14,53
14,73
14,67
15,77
15,47
15,53
14,67
13,53
14,33
14,40
14,83
14,60
14,30
14,07
14,13
14,90
14,80
14,75
14,23
14,13
14,13
14,93
14,47
14,43
16,60
16,40
16,67
17,00
16,57
17,10
1,25
1,05
1,15
1,25
1,10
1,25
Rata-rata 15,05 14,75 15,11 13,33 14,49 14,38 16,72 1,17 Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Tabel 3 Data Temperatur Refrigerant R-22 Tekanan 60 psi
T1 oC
(IN)
8,47
8,73
8,87
8,10
8,60
8,40
8,52
Time, menit Rata-rata T7 oC
(OUT)
16,64
16,60
16,40
16,67
17,00
16,57
16,64
T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC T6 oC
12,40
12,40
12,43
12,23
12,74
12,54
12,45
11,53
11,73
11,67
11,77
12,47
12,38
11,92
10,67
10,53
10,33
10,40
10,83
10,50
10,54
14,30
14,07
14,13
13,90
13,80
13,83
14,00
14,23
14,13
14,13
14,93
14,47
14,45
14,39
(A) .
1,16 220 260
1,17 220 260
1,16 220 260
1,17 220 260
1,18 220 260
1,19 220 260
1,17 220
Tabel 4 Data Temperatur Refrigerant R-22 Tekanan 70 psi
Time, menit Rata-rata T1 oC
(IN)
10,35
T7 oC
(OUT)
16,60
16,40
16,67
17,00
16,57
16,54
16,63
T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC T6 oC
10,13
14,30
14,07
14,13
13,90
13,80
13,75
13,99
14,23
14,13
14,13
14,93
14,47
14,44
14,38
(A)
1,15 1,17 1,15 1,16 1,18 1,17 1,16 Tabel 5 Data Temperatur Refrigerant R-22 Tekanan 80 psi
Time, menit Rata-rata T1 oC
(IN)
T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC T6 oC
14,13
14,23
14,13
14,13
14,93
14,47
15,72
14,60
T7 oC
(OUT)
16,60
16,40
16,67
17,00
16,57
16,58
16,63
(A)
1,15 1,17 1,18 1,19 1,18 1,16 1,17 Tabel 6 Data Temperatur Refrigerant R-290 Tekanan 50 psi
T1 oC
T7 oC
T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC T6 oC
(IN)
(OUT) (A) .
7,57 11,30 10,13 8,20 12,23 13,33 14,60 1,18 220 300
7,50
11,27 10,33 8,90 12,53 12,64
14,33 1,15 220 300
7,13
10,87 10,77 8,23 12,30 12,47
14,80 1,17 220 300
8,87
11,13 10,17 8,37 12,53 12,57
14,80 1,19 220 300
7,07
11,47 10,47 8,17 12,47 13,27
14,57 1,17 220 300
7,34
Time, menit 11,30 10,20 8,20 12,40 13,34 14,30 1,19 Eengineering Vol.
12 No.
Rata-rata ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
7,58 11,22 10,34 8,34 12,41 12,94 14,56 1,17 Tabel 7 Data Temperatur Refrigerant R-290 Tekanan 60 psi
Time, menit T1 oC
(IN)
T2 oC
T3 oC
T4 oC
T5 oC
T6 oC
T7 oC
(OUT)
(A)
7,57 7,50 7,13 8,87 7,07 7,25 11,30 11,27 10,87 11,13
11,47
11,40
10,13
10,33
10,77
10,17
10,47
10,35
8,20
8,90
8,23
8,37
8,17
8,25
12,23
12,53
12,30
12,53
12,47
12,38
13,33
12,67
12,47
12,57
13,27
13,10
14,60
14,33
14,80
14,80
14,57
14,55
1,18
1,19
1,17
1,16
1,17
1,18
Rata-rata 7,56 11,24 10,37 8,35 12,40 12,90 14,60 1,17 Tabel 8 Data Temperatur Refrigerant R-290 Tekanan 70 psi
T1 oC T2 oC T3 oC T4 oC T5 oC T6 oC
(IN)
12,23 13,33
T7 oC
(OUT)
14,60
1,15 220 300
12,53
12,67
14,33
1,16
12,30
12,47
14,80
1,18
12,53
12,57
14,80
1,19
12,47
13,27
14,57
1,17
12,35
13,15
14,30
1,18
Rata-rata 12,40 12,91 14,56 1,17 T7 oC
(OUT)
(A)
Time, menit (A) Tabel 9 Data Temperatur Refrigerant R-290 Tekanan 80 psi
Time, menit T1 oC
T2 oC
T3 oC
T4 oC
T5 oC
T6 oC
(IN)
26,27
1,15
1,18
1,19
1,14
1,16
1,17
Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Rata-rata 1,16 Laju perpindahan massa refigerant R-22 dan R-290
0,009
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
R-22
R-290
50 psi 60 psi 70 psi 80 psi Tekanan Refrigerant Grafik 1.
Perubahan Tekanan Pada Laju Perpindahan Massa Refrigerent R22 & R290 Grafik di atas merupakan hasil perhitungan perubahan tekanan pada laju aliran perpindahan massa refrigerent .
pengambilan datadi lakukan selang waktu lima menit selama 30 menit pada setiap tekanan 50,60,80,70 dan dengan refigeren R22dan refrigerent R290 .
Pada saat pengambilan data menggunakan refrigerent R22di dapatkan hasil yaitu pada tekanan 50 psi = 0,0045 kg/s, 60 psi = 0,368 Kg/s,70 ps i= 0,004 kg/s, 80 psi = 0,002 kg/s mengalami kenaikan yang konstan sedangakan pada saat pengambilan data refrigeren R290 di dapatkan hasil yaitu 50 psi = 0,005 kg/s, 60 psi = 0,008 kg/s,70 psi = 0,003 kg/s,80 psi = 0,003 kg/s pada Saat pengambilan data refrigeren R290 mengalami kenaikan tinggi yaitu pada tekanan 60 psi.
Jadi hasil di atas bisa di simpulkan pada saat menggunakan AC dengan refrigeren R22dan
R290 tidak jauh beda perbandinganya karena massa refrigerenya tidak jauh beda hasil pengukuran Q (Watt ) Laju Perpindahan Kalor R22 & R290
R22
R290
Psi Grafik 2.
Perubahan Tekanan Pada Laju Perpindahan Kalor R22 & R290 Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Grafik di atas merupakan hasil perhitungan data perubahan tekanan pada laju perpindahan kalor dengan menggunakan refrigerent R22 dan R290 .
pengambilan data dilakukan selang waktu lima menit selama 30 menit setiap tekanan 50,60,70,80.
Pada saat pengambilan data menggunakan refrigerent R22 hasilnya yaitu pada tekanan 50 psi = 8,83 Watt, 60 psi = 4,8 Watt, 70 psi = 4,8 Watt, 80 psi = 4,82 Watt sedangakan pada saat pengambilan data menggunakan refrigeren R290 di dapatkan hasil sebagai berikut pada tekanan 50 psi = 5,59 Watt, 60 psi = 9,52 Watt, 70 psi = 3,62 Watt, 80 psi = 14,49 Watt jadi dapat Di simpulkan dari hasil di atas menggunakan refrigeren R22 dan R290 lebih baik menggunakan R290 karena laju perpindahan kalornya lebih kecil namun untuk dipasaran R290 susah di dapat Dan harganya mahal namun R22 lebih banyak di gunakan dan juga banyak di pasaran dan Untuk harganya lebih terjangkau.
Pembahasan Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kinerja evaporator pada AC spilt 1/2 pk dengan refrigerent R-22 dan R-290 secara deskriptif.
Berikut pembahasan deskriptif dari setiap Kinerja Evaporator Berdasarkan hasil penelitian studi desktriptif pada kinerja evaporator dengan beberapa indikator dari variabel tersebut yaitu dari hasil penelitan dan pengambilan data didapat kinerja evaporator yang baik dan hasil yang bagus, evaporator bekerja dengan baik, untuk pengambilan data menggunakan termokopel untuk menggambil hasil data temperatur suhunya.
Kemudian mengetahui tekanan menggunakan alat ukur pengukur tekanan yang dipasang pada alat peraga penelitian dan untuk mengetahui tegangan pada saat pengambilan data menggunakan Amper Refrigerant R-22 dan R-290 Hasil analisa data untuk Perhitungan data AC yang menggunakan R-22 pada variasi tekanan 50 Psi, 60 Psi, 70 Psi, 80 Psi didapatakan perhitungan untuk hasil terendahnya 4,8 Watt pada tekanan 80 Psi sedangakan untuk hasil tertingginya 10,93 Watt pada tekanan 70 Psi.
Hasil analisa data untuk Perhitungan data AC yang menggunakan R-290 pada variasi tekanan 50 Psi, 60 Psi, 70 Psi, 80 Psi didapatakan perhitungan untuk hasil terendahnya 3,6 Watt pada tekanan 50 Psi sedangkan untuk hasil tertinggina 14,49 Watt pada tekanan 70 Psi.
Kesimpulan Dari hasil pengujian alat, pengambilan data dan pembahasan dalam penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan bahwa: Dari hasil pengujian alat, pengambilan data, dan pembahasan dalam penelitian ini, maka dapat diambil kesimpulan bahwa :
Laju dan perpindahan kalor yang menggunakan refrigrant R-22 dalam selang waktu selama 30 menit dengan tekanan 80 psi temprature nya 10,93 oC.
Hasil tersebut di peroleh dari hasil ratarata T1 sampai dengan T7, yaitu T1 12,2oC.
T2 12,4oC.
T3 11,9oC.
T4 10,4oC.
T5 14,13oC.
T6 14,60oC dan T7 16,63oC.
Laju aliran massa menggunakan refrigrant R-290 dalam selang waktu selama 30 menit dengan tekanan 80 psi temprature nya 14,49 oC.
Hasil tersebut di peroleh dari hasil rata-rata T1 sampai dengan T7.
T1 14,9oC.
T2 26,6oC.
T3 20,6oC.
T4 18,4oC.
T5 12,4oC.
T6 12,5oC dan T7 14,3oC.
Kinerja evaporator menggunakan refrigrant R-290 dalam selang waktu selama 30 menit dengan tekanan 80 psi temprature nya 14,49 oC.
Hasil tersebut di peroleh dari hasil rata-rata T1 sampai dengan T7.
T1 14,9oC.
T2 26,6oC.
T3 20,6oC.
T4 18,4oC.
T5 12,4oC.
T6 12,5oC dan T7 14,3oC.
Daftar Pustaka