48

Bab IV

Analisa dan Pembahasan

4.1. Gambaran Umum

Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kinerja Ac split TCL 3/4 PK

mengunakan refrigeran R-22 dan MC-22. Pengujian kinerja Ac split TCL

mengunakan refrigeran R-22 dan MC-22 ini dibagi menjadi beberapa variasi tekanan

yaitu tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia dengan pembebanan pada remot

kontrol yang ditentukan pada suhu evaporator 20 o

C kondisi high cool.

4.2. Perhitungan Data

4.2.1 Perhitungan Data R-22

Sebelum langkah perhitungan kinerja Ac split TCL 3/4 PK yang meliputi,

daya kompresor, kapasitas evaporator, kapasitas kompresor, kerja kompresi ,efek

refrigerasi, dan koefisien prestasi (COP) harus dihitung dahulu laju aliran massa yang

mengalir ke dalam sistem. Disini diasumsikan pada saluran evaporator terjadi

perpindahan panas secara sempurna antara refrigeran yang mengalir didalam pipa

dengan udara yang mengalir disekitarnya, sehingga kenaikan suhu refrigeran sebagai

penyebab turunnya temperatur udara pada evaporator. Hal yang sama dianggap

terjadi pada kondensor.

Dibawah ini adalah contoh perhitungan data dari refrigeran R-22 pada

tekanan 15 psia, suhu evaporator 20 o

C pada posisi high cool dan data yang dihitung

dapat diketahui dari Tabel hasil pengujian refrigeran R-22. Maka di contohkan

perhitungannya sebagai berikut :

49

1. Kalor yang diserap refrigeran pada evaporator (Arismunandar Wiranto, Saito

Heizo. 2000).

Q udara evaporator = (M udara x CP udara x T)evaporator

Dimana :

Untuk udara dan CP udara pada temperature Tin = 25,51 oC

udara = 1.763236 Kg/m3 ( dari tabel B1 )

CP udara = 1.005688 Kj/KgoC ( dari tabel B1 )

M udara = (V udara x A)evap x udara

= 1.15 m/s x 0,002641 m2 x 1.763236 Kg/m3

= 0.005355 Kg/s

T = 25,51 oC – (-14.8) oC

= 40.31 oC

Seingga Q udara evaporator adalah :

Q udara evaporator = 0.005355 Kg/s x 1.005688 Kj/KgoC x 40.31 oC

= 0.217075 Kw

2. Efektifitas perpindahan panas

Dimana :

Q = Laju perpindahan panas sesungguhnya

Qmax = Laju perpindahan panas maksimum yang mungkin

Sisi udara panas pada temperatur ruangan Tin = 25,51 oC diperoleh

( dari tabel B1 )

( dari tabel B1 )

Laju aliran kapasitas panas

( )

( )

50

Sisi udara dingin pada temperatur Tout = -14.8 oC

oC ( dari tabel B1 )

( dari tabel B1 )

Laju aliran kapasitas dingin

( )

( )

( )

` ( )

oC

( )

( )

oC

145181

3. Laju aliran massa refrigeran pada evaporator

, maka

Dimana besarnya kalor yang diterima udara dengan nilai efektifitas perpindahan

panas pada evaporator adalah 14.5% , maka :

51

Sehingga didapat laju aliran massa refrigeran adalah :

Selanjutnya hasil perhitungan dari laju aliran massa refrigeran R-22 untuk

suhu evaporator 20 oC pada posisi high cool dan variasi tekanan yang lain dapat

dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran R-22 (suhu

evaporator 20 oC) pada posisi high cool

Dari perhitungan laju aliran massa refrigeran pada evaporator untuk tekanan

15 psia suhu evaporator 20 oC pada posisi high cool dan R-22 diperoleh Mref

Kg/s, selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung yang lain meliputi :

1. Kerja Kompresi

P udara

Kg/m3

Mudara

Kg/s Cpudara Kj/Kg

oC

T oC

Qudara evap

Kj/s Q ref evap

Kj/s h evap Kj/Kg

Mref

Kg/s psia Kg/cm2

15 1.0545 1.763236 0.0053547 1.005688 40.31 0.2170751 0.0315152 39.7235 0.0007934

30 2.109 1.87618 0.0061931 1.005683 31.91 0.1987459 0.0433078 45.74745 0.0009467

45 3.165 1.192936 0.0114984 1.005674 24.36 0.2816892 0.0524128 50.697975 0.0010338

60 4.218 1.198115 0.0124974 1.005665 16.79 0.2110208 0.0630806 55.576463 0.001135

52

2. Daya Kompresor

( )

3. Kapasitas Kondensor

( )

( )

4. Katup Ekspansi

( )

5. Efek Refrigeransi (RE)

6. Kapasitas Pendinginan

( )

( )

7. Koefisien Prestasi

(

)

53

Selanjutnya untuk perhitungan variasi tekanan dengan pembebanan pada

refrigeran R-22 suhu evaporator 20 oC pada posisi high cool yang meliputi : laju

aliran refrigeran, kerja kompresor, efek refrigerasi dan COP dapat dilihat pada Tabel

4.2.

Table 4.2 Hasil Perhitungan Mref, Qe, Qc, Pkomp dan COP untuk refrigeran R-22

suhu evapaporator 20 oC pada posisi High Cool

P Mref

Kg/s We

Kj/Kg Pkomp

Kj/s h2-h3 Kj/Kg

Qc Kj/s

h Kj/Kg

Qe Kj/s

COP psia Kg/cm2

15 1.0545 0.000793 15.05656 0.011945 174.6869 0.138591 39.7235 0.031515 2.638285

30 2.109 0.000947 14.65277 0.013871 175.4063 0.166052 45.74745 0.043308 3.122103

45 3.1635 0.001034 13.82639 0.014294 176.8165 0.182797 50.69798 0.052413 3.666755

60 4.218 0.001135 13.12887 0.014902 176.8256 0.200701 55.57646 0.063081 4.233149

4.2.2. Perhitungan Data MC-22

Ini sebagai contoh untuk perhitungan refrigeran MC-22 yang diambil pada

tekanan 15 psia, suhu evaporator 20 oC posisi high cool data yang dihitung diketahui

dari Tabel hasil pengujian Refrigeran MC-22. Urutan perhitungan sama seperti

perhitungan R-22 yaitu :

1. Kalor yang diserap refrigerant pada evaporator

Q udara evaporator = (Mudara x CPudara x T)evaporator

Dimana :

Untuk udara dan CPudara pada temperature Tin = 25.33 oC

udara = 1.185262 Kg/m3 ( dari tabel B1 )

CP udara = 1.00586 Kj/KgoC ( dari tabel B1 )

M udara = (Vudara x A)evap x udara

= 3.32m/s x 0,002641 m2 x 1.185262 Kg/m3

= 0.010391 Kg/s

T = 25.33 oC – (-6.3) oC

= 31.63 oC

54

Sehingga Qudara evaporator adalah :

Q udara evaporator = 0.010391 Kg/s x 1.00586 Kj/KgoC x 31.63 oC

= 0.330609 Kw

2. Efektifitas perpindahan panas

Dimana :

Q = Laju perpindahan panas sesungguhnya

Qmax = Laju perpindahan panas maksimum yang mungkin

Sisi udara panas pada temperatur ruangan Tin = 25.33 oC diperoleh

oC ( dari tabel B1 )

( dari tabel B1 )

Laju aliran kapasitas panas

( )

( )

Sisi udara dingin pada temperatur Tout = -6.3 oC

oC ( dari tabel B1 )

( dari tabel B1 )

Laju aliran kapasitas dingin

( )

( )

55

( )

` ( )

oC

( )

( )

oC

3. Laju aliran massa refrigeran pada evaporator

, maka

Dimana besarnya kalor yang diterima udara dengan nilai efektifitas perpindahan

panas pada evaporator adalah 8.6% , maka :

Sehingga didapat laju aliran massa refrigeran adalah :

56

Selanjutnya hasil perhitungan laju aliran massa refrigeran MC-22 suhu evaporator 20

oC pada posisi high cool untuk variasi tekanan dengan pembebanan yang lain dapat

dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigeran MC-22 suhu

evaporator 20 oC pada posisi high cool

p udara

Kg/m3

Mudara

Kg/s

Cpudara Kj/KgoC

T oC

Qudara evap

Kj/s Q ref evap

Kj/s h evap Kj/kg

M ref

Kg/s Psia Kg/cm2

15 1.0545 1.185262 0.010391 1.00586 31.63 0.330609 0.028517 112.6794 0.000253

30 2.109 1.189641 0.010838 1.005679 24.14 0.263122 0.03801 118.467 0.000321

45 3.1635 1.193031 0.011499 1.005673 19.8 0.228977 0.048486 120.6749 0.000402

60 4.218 1.196656 0.01185 1.005667 16.14 0.192346 0.063989 120.8188 0.00053

Dari perhitungan laju aliran massa refrigeran pada evaporator kondisi

tekanan 15 psia suhu evaporator 20 oC pada kondisi high cool untuk MC-22 diperoleh

Mref = Kg/s, selanjutnya dapat dihitung parameter-parameter yang

meliputi :

1. Kerja Kompresi

2. Daya Kompresor

( )

57

3. Kapasitas Kondensor

( )

( )

4. Katup Ekspansi

( )

5. Efek Refrigeransi (RE)

6. Kapasitas Pendinginan

( )

( )

7. Koefisien Prestasi

(

)

Selanjutnya untuk perhitungan variasi tekanan dengan pembebanan pada

refrigeran MC-22 pada suhu evaporator 20 oC pada posisi high cool yang meliputi :

laju aliran refrigeran, kerja kompresor, efek refrigerasi dan COP dapat dilihat pada

Tabel 4.4

58

Table 4.4 Hasil Perhitungan Mref, Qe, Qc, Pkomp dan COP untuk refrigeran MC-

22 suhu evapaporator 20 oC pada posisi high cool

P Mref

Kg/s We

Kj/Kg Pkomp

Kj/s h2-h3 Kj/Kg

Qc Kj/s

h Kj/Kg

Qe Kj/s

COP

psia Kg/cm2

15 1.0545 0.000253 38.35575 0.009707 334.617 0.084684 112.6794 0.028517 2.937746

30 2.109 0.000321 36.80471 0.011809 331.6695 0.106416 118.467 0.03801 3.2188

45 3.1635 0.000402 31.46524 0.012642 329.7915 0.132507 120.6749 0.048486 3.835181

60 4.218 0.00053 27.18188 0.014396 328.011 0.173725 120.8188 0.063989 4.444829

4.3. Perhitungan Daya Listrik

4.3.1. Perhitungan Daya Listrik Refrigeran R-22

Sebagai contoh perhitungan daya listrik untuk refrigeran R-22 diambil pada

tekanan 15 psia, maka dapat diketahui :

(dari Tabel A-3)

(dari Tabel A-3)

Selanjutnya untuk hasil perhitungan daya listrik refrigeran R-22 variasi

tekanan dengan pembebanan yang lain dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Daya Listrik Refrigeran R-22

P V

Volt

I

Amper

P

Kw Psia Kg/cm2

15 1.0545 210 2.8 0.588

30 2.109 210 2.9 0.609

45 3.1635 210 3.0 0.63

60 4.218 210 3.1 0.651

59

4.3.2. Perhitungan Daya Listrik Refrigeran MC-22

Perhitungan daya listrik untuk refrigeran MC-22 dihitung seperti perhitungan

pada refrigeran R-22. Untuk hasil perhitungan konsumsi daya listrik refrigeran MC-

22 dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Daya Listrik Refrigeran MC-22

P V

Volt

I

Amper

P

Kw Psia Kg/cm2

15 1.0545 210 2.6 0.564

30 2.109 210 2.7 0.567

45 3.1635 210 2.8 0.588

60 4.218 210 2.9 0.609

4.3. Analisa Hasil Pengujian

Pada uraian berikut ini akan dijelaskan perbandingan hasil perhitungan

performasi Ac split TCL 3/4 PK mengunakan refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22

posisi suhu evaporator 20 oC pada kondisi high cool dan dengan variasi pembebanan.

Hasil perhitungan data akan ditampilkan dalam bentuk grafik garis. Hal tersebut

untuk mempermudah analisa data dan kesimpulan.

4.3.1. Grafik Perhitungan Daya Kompresor Terhadap Tekanan

4.3.2. Gambar 4.1 Grafik Perhitungan Daya Kompresor Terhadap Tekanan

00,005

0,010,015

0,02

15

0,214

0,114

30

0,272

0,142

45

0,32

0,17

60

0,378

0,198

Tekanan (Psia)

Da

ya

Ko

mp

reso

r (K

j/s)

Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg)

R-22

MC-22

60

Dari gambar 4.1 grafik daya kompresor terhadap variasi tekanan dengan

pembebanan terlihat bahwa daya kompresor refrigeran R-22 dan MC-22 pada tekanan

15psia, 30psia, 45psi ,dan 60psia adalah .

R-22 : 0.011945 Kj/s, 0.013871 Kj/s, 0.014294 Kj/s, 0.014902 Kj/s

MC-22 : 0.009707 Kj/s, 0.011809 Kj/s, 0.012642 Kj/s, 0.014396 Kj/s.

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 maka

mengakibatkan naiknya daya kompresor. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan

rata-rata sebesar 5.37% sedangkan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan rata-

rata sebesar 9.65%

4.3.3. Grafik Perhitungan Efek Refrigerasi Terhadap Tekanan

4.3.4. Gambar 4.2 Grafik Perhitungan Efek Refrigerasi Terhadap Tekanan

Dari gambar 4.2 grafik efek refrigerasi terhadap variasi tekanan dengan

pembebanan terlihat bahwa efek refrigerasi refrigeran R-22 dan MC-22 pada tekanan

15 psia, 30 psia, 45 psia ,dan 60 psia adalah .

R-22 : 39.7235 Kj/kg, 45.7474 Kj/kg, 50.6979 Kj/kg, 55.576463 Kj/kg

MC-22 : 112.6794 Kj/kg, 118.467 Kj/kg, 120.6749 Kj/kg, 120.8188 Kj/kg

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 maka

efek refrigerasi semakin naik juga. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan rata-

rata sebesar 8.26% sedangkan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan rata-rata

sebesar 6.72%

0

50

100

150

150,2140,114

300,2720,142

450,320,17

600,3780,198

Tekanan (Psia)

Efe

k R

efr

ige

rasi

(K

j/K

g)

Massa R-22 (Kg) Massa MC-22 (Kg)

R-22

MC-22

61

4.3.5. Grafik Kapasitas Pendinginan Terhadap Tekanan

Gambar 4.3 Grafik Kapasitas Pendinginan Terhadap Tekanan

Dari gambar 4.3 grafik kapasitas pendinginan terhadap variasi tekanan dengan

pembebanan terlihat bahwa refrigeran R-22 dan MC-22 pada tekanan 15 psia, 30

psia, 45 psia ,dan 60 psia adalah .

R-22 : 0.031515 Kj/s, 0.043308 Kj/s, 0.052413 Kj/s, 0.063081 Kj/s

MC-22 : 0.028517 Kj/s, 0.03801 Kj/s, 0.048486 Kj/s, 0.063989 Kj/s

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 maka

kapasitas pendinginan akan naik juga. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan

rata-rata sebesar 16.52% sedangkan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan

rata-rata sebesar 19.81%

00,01

0,02

0,030,04

0,05

0,060,07

150,2140,114

300,2720,142

450,320,17

600,3780,198

Tekanan (Psia)

Kap

asit

as P

en

din

gin

an (

Kj/

s)

Massa MC-22 (Kg) Massa R-22 (Kg)

R-22

MC-22

62

4.3.6. Grafik Perhitungan Koefisien Prestasi (COP)

Gambar 4.4 Grafik COP Terhadap Tekanan

Dari gambar 4.4 grafik COP terhadap variasi tekanan dengan pembebanan

terlihat bahwa refrigeran R-22 dan MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia

,dan 60 psia adalah.

R-22 : 2.638285 , 3.122103 , 3.666755 , 4.233149

MC-22 : 2.937746 , 3.2188 , 3.835181 , 4.444829

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa dengan naiknya tekanan pada P1 maka

COP juga akan naik. Untuk refrigeran R-22 mengalami kenaikan rata-rata sebesar

11.67% sedangkan untuk refrigeran MC-22 mengalami kenaikan sebesar 10.43%

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

150,2140,114

300,2720,142

450,320,17

600,3780,198

Tekanan (Psia)

CO

P

Massa MC-22 (Kg) Massa R-22 (Kg)

R-22

MC-22

63

4.3.7. Grafik Konsumsi Daya Listrik Terhadap Tekanan

Gambar 4.5 Grafik Perhitungan Daya Listrik

Dari gambar 4.4 grafik COP terhadap variasi tekanan dengan pembebanan

terlihat bahwa refrigeran R-22 dan MC-22 pada tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia

,dan 60 psia adalah.

R-22 : 0.588 Kw, 0.609 Kw , 0.63 Kw, 0.651 Kw

MC-22 : 0.564 Kw, 0.567 Kw,0.588 Kw, 0.609 Kw

Dari gambar grafik 4.5 juga terlihat bahwa daya listrik untuk refrigeran MC-22 pada

tekanan 60 psia adalah 0.609 kw dan R-22 pada tekanan 60 psia 0.651 kw. maka

dapat disimpulkan bahwa refrigeran MC-22 lebih hemat mengkonsumsi listrik 6%

dari pada refrigeran R-22.

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

150,2140,114

300,2720,142

450,320,17

600,3780,198

Tekanan (Psia)

Day

a Li

stri

k (K

w)

Massa MC-22 (Kg)

Massa R-22 (Kg)

R-22

MC-22