PENGARUH PEMASANGAN HEAT EXCHANGER TIPE...
Transcript of PENGARUH PEMASANGAN HEAT EXCHANGER TIPE...
i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PENGARUH PEMASANGAN HEAT EXCHANGER TIPE COIL
ON TUBE UNTUK PEMANAS AWAL PADA DISPENSER AIR MINUM
EFFECT OF INSTALLATIONS COIL ON TUBE HEAT
EXCHANGER FOR PREHEAT IN WATER DISPENSER
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Politeknik Negeri Bandung
Oleh :
Eko Puspo Prasetyo NIM 091611036
Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2012
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
PENGARUH PEMASANGAN HEAT EXCHANGER TIPE COIL
ON TUBE UNTUK PEMANAS AWAL PADA DISPENSER AIR MINUM
EFFECT OF INSTALLATIONS COIL ON TUBE HEAT
EXCHANGER FOR PREHEAT IN WATER DISPENSER
Oleh :
Eko Puspo Prasetyo NIM 091611036
Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
Politeknik Negeri Bandung
Laporan tugas akhir ini telah diterima, disetujui, dan disahkan menjadi syarat
menyelesaikan pendidikan Diploma III Politeknik Negeri Bandung
Disetujui oleh :
Pembimbing I
Ir. Windy Hermawan M., MT.
NIP 19630124 199103 1 001
Pembimbing II
Cecep Sunardi, ST., M.Eng
NIP 19670821 198903 1 002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara
Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng.
NIP 19600711 198403 1 003
iv
ABSTRAK
Salah satu wujud implementasi dari sistem refrigerasi adalah dispenser. Dispenser merupakan mesin yang digunakan untuk memudahkan manusia untuk meminum air baik dingin maupun panas. Dispenser menggunakan sistem refrigerasi untuk mendinginkan air dan memakai heater untuk memanaskan air. Pemakain heater tersebut membuat daya yang dikeluarkan menjadi besar. Alat penukar kalor dipasang untuk membantu pemanasan heater, dengan memanfaatkan panas dari saluran discharge sebelum kondensor. Heat exchanger tersebut digunakan untuk memanaskan air dingin yang berasal dari reservoir utama sebelum mengalir ke heater (preheat). Heat exchanger dibuat dengan cara melilitkan pipa discharge tersebut pada sebuah reservoir air tambahan. Dimensi dari panjang pipa tersebut yaitu 4 meter, dan volume reservoir air tersebut yaitu 1,08 liter. Pemasangan penukar kalor ini diharapkan dapat menghemat penggunaan daya listrik. Pengujian sistem dilakukan dengan pengambilan data tanpa alat penukar kalor serta menggunakan alat penukar kalor. Data penghematan energi akan terlihat pada alat ukur daya yaitu kWh meter. Dari pengujian diperoleh dengan pembuatan alat penukar kalor ini sistem dapat menghemat 0,27 kWh per satu hari penuh, bila dihitung per jam, sistem dispenser ini dapat melakukan penghematan sebesar 0,011 kWh.
Kata kunci : Dispenser, alat penukar kalor, penghematan energi
v
ABSTRACT
One of implementation from refrigeration system is dispenser. Dispenser
is a machine that used for making the people to drink either cold or hot water.
Dispenser using refrigeration system for cooling system to the water and using
heater for heating system easier. The heater use more power for heating system in
dispenser. Installing heat exchanger is used for help heating system from heater,
with using heat rejected from discharge pipe before condenser. This heat
exchanger is used for heating cold water from main reservoir. Methods for
making Heat exchanger is touching surface of reservoir with spiral coil shapes.
The spiral coil take from discharge pipe. The length of the pipe is 4 meters and
the volume of water reservoir is 1,08 liters. This heat exchanger hopefully made
for saving the energy. For testing this system, check the changes of kWh meter
and then compare between system working without heat exchanger and with heat
exchanger. From the data achieved, modification system with this heat exchanger
can saving energy 0.27 kWh per full of the day working. If calculate in per hours
saving energy is 0,011 kWh.
Keywords : Water dispenser, heat exchanger, saving energy
vi
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT,
karena hanya dengan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini dengan judul ”PENGARUH PEMASANGAN HEAT EXCHANGER
TIPE COIL ON TUBE UNTUK PEMANAS AWAL PADA DISPENSER AIR
MINUM”. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad
SAW yang telah membawa manusia ke jalan keselamatan. Tugas Akhir ini
disusun sebagai salah satu syarat untuk memenuhi kelulusan mata kuliah Tugas
Akhir, serta sebagai syarat untuk menyelesaikan program Diploma III pada
jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung.
Selesainya Laporan Tugas Akhir dibantu oleh pihak yang telah membantu
penulis, baik itu berupa moril maupun materil, bimbingan serta kritik yang
semuanya berharga. Pada kesempatan ini penulis sangat ingin mengucapkan
banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua serta keluarga tercinta penulis, yang selalu mendoakan
dan terus memberikan dukungannya baik moral maupun material kepada
penulis.
2. Adik-adikku tercinta Adam dan Febby yang selalu menghibur kala lelah
oleh tugas kuliah selama di rumah.
3. Bapak Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik
Refrigerasi dan Tata Udara yang telah memberikan izin melaksanakan
Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Windy Hermawan M., MT. dan Bapak Cecep Sunardi,
ST.,M.Eng selaku dosen pembimbing yang senantiasa meluangkan
waktunya bagi penulis untuk memberikan bantuan, pengarahan dan
bimbingan kepada penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan
baik.
5. Bapak Nur Khakim, M.Sc selaku wali kelas dan seluruh dosen serta staff
pengajar jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara yang telah
vii
memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis pada khususnya serta
seluruh mahasiswa.
6. Bapak Prayogo, Bapak Dany, dkk. Yang telah memberikan pelayanan
dalam peminjaman alat selama tugas akhir.
7. Zafira Nur Kamilah yang selalu memberikan semangat dan doanya kepada
penulis untuk mengerjakan serta menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. M. Danny S. dan Jatining Wiwaha selaku partner Tugas Akhir penulis
yang selalu bersama-sama dalam keadaan susah maupun senang.
9. Keluarga besar kosan G.A.M 17A, yang selalu memberikan semangat
serta memberi solusi ketika penulis mendapatkan masalah selama
penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Saudara seperjuangan RA IIIB, yang selalu memberikan semangat,
perhatian, doa, dan selalu mendengarkan cerita-cerita penulis.
11. Pihak-pihak yang mungkin tidak bisa penulis sebutkan satu per satu, yang
secara langsung maupun tidak langsung telah ikut membantu dalam
menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun agar dapat lebih baik lagi pada kesempatan penyusunan laporan yang
akan datang.
Akhir kata, penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat
bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.
Bandung, Juli 2012
Penulis
viii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................................... i
ABSTRACT ....................................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... v
DAFTAR TABEL……………………………………………………..…….....viii
DAFTAR GAMBAR……………………………………….……...……...……..ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Tujuan ............................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2
1.4 Metoda Penulisan ............. ................................................................2
1.5 Sistematika Penulisan ..................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ................................. 4
2.1.1 Kerja Kompresi .......................................................... 5
2.1.2 Kondensasi ................................................................. 6
2.1.3 Ekspansi...................................................................... 7
2.1.4 Evaporasi .................................................................... 8
2.2 Dispenser Hot and Cool .......................................................... 9 2.2.1 Komponen Bantu Dispenser ..................................... 11
2.2.1.1 Strainer ..................................................... 11
2.2.1.2 Hand Valve ............................................... 11
2.2.1.3 Pipa Tembaga ........................................... 12
2.2.1.4 Pressure Gauge ........................................ 12
2.2.1.5 Termostat .................................................. 12
2.2.1.6 Saklar ........................................................ 13
ix
2.2.1.7 Lampu Indikator ....................................... 13
2.2.1.8 kWh meter ................................................ 14
2.2.1.9 MCB .......................................................... 15 2.3 Heat Exchanger Coil on Tube ....................................................... 16
BAB III PERANCANGAN HEAT EXCHANGER COIL ON TUBE
3.1 Data Perancangan .................................................................. 18
3.2 Proses pembuatan Heat Exchanger ....................................... 19
3.2.1 Proses Pembuatan Reservoir Air ............................... 19
3.2.2 Proses Pembuatan Spiral Coil ................................... 20
3.2.3 Cara Kerja Heat Exchanger tipe Coil on Tube ......... 21
3.2.4 Instalasi Heat Exchanger dalam Sistem ................... 22
BAB IV LANGKAH PENGERJAAN
4.1 Modifikasi Penambahan Komponen Bantú pada Dispenser . 23
4.2 Modifikasi Pemipaan ............................................................ 25
4.3 Modifikasi Sistem Kelistrikan............................................... 27
4.4 Proses Pengecekan Kebocoran .............................................. 28
4.5 Pemvakuman Sistem ............................................................. 28
4.6 Pengisian Refrigeran ............................................................. 29
4.7 Penentuan Titik Pengukuran ................................................. 31
4.8 Prosedur Pengujian dan Pengambilan Data Pada sistem ...... 32
BAB V ANALISIS DATA
5.1 Analisis Temperatur Air Masuk Heater................................ 34 5.2 Analisis Proses Pemanasan dan Pendinginan Air ................. 34
5.2.1 Proses Pemanasan Air .............................................. 34
5.2.2 Proses Pendinginan Air ............................................ 36
5.3 Analisis Konsumsi Daya dari Data Hasil Pengukuran ......... 38
5.4 Perbandingan Beban Heater ................................................ 40
5.5 Analisis Sistem Refrigerasi .................................................. 42
x
5.5.1 Analisis Sistem Refrigerasi yang tidak Memakai
Heat Exchanger.............. ........................................ 43
5.5.2 Analisis Sistem Refrigerasi yang Memakai
Heat Exchanger.............. ........................................... 45
BAB VI PENUTUP
6.2 Kesimpulan ............................................................................. 47 6.1 Saran .. . ................................................................................ 47
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 48
LAMPIRAN A GAMBAR ALAT
LAMPIRAN B DATA PENGUKURAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data Perancangan ....................................................................................... 19
Tabel 5.1 Perbandingan Waktu Pemanasan……………. .......................................... 35
Tabel 5.2 Perbandingan Waktu Pendinginan……………. ........................................ 37
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ............................................. 4
Gambar 2.2 Diagram P-h Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana ................. 5
Gambar 2.3 Proses di Kompresor ............................................................................ 5
Gambar 2.4 Kompresor ............................................................................................ 6
Gambar 2.5 Proses di Kondensor ............................................................................. 6
Gambar 2.6 Kondensor ............................................................................................ 7
Gambar 2.7 Proses di Katup Ekspansi ..................................................................... 7
Gambar 2.8 Pipa Kapiler .......................................................................................... 8
Gambar 2.9 Proses di Evaporator............................................................................. 8
Gambar 2.10 Evaporator Spiral ................................................................................. 8
Gambar 2.11 Bagian Dispenser Hot and Cool .......................................................... 10
Gambar 2.12 Skema Saluran Air pada Dispenser .................................................... 11
Gambar 2.13 Strainer ................................................................................................ 11
Gambar 2.14 Hand valve............................................................................................ 11
Gambar 2.15 Pipa Tembaga ....................................................................................... 12
Gambar 2.16 Pressure Gauge .................................................................................... 12
Gambar 2.17 Termostat .............................................................................................. 13
Gambar 2.18 Saklar .................................................................................................... 13
Gambar 2.19 Lampu Indikator ................................................................................... 13
Gambar 2.20 kWh meter ............................................................................................ 14
Gambar 2.21 Instalasi kWh meter .............................................................................. 14
Gambar 2.22 MCB ..................................................................................................... 15
Gambar 2.23 Heat Exchanger Coil on Tube .............................................................. 16
Gambar 3.1 Reservoir Air ........................................................................................ 20
xiii
Gambar 3.2 Spiral Coil ............................................................................................ 20
Gambar 3.3 Bagian- bagian Heat exchanger tipe Coil on Tube .............................. 21
Gambar 3.4 Heat exchanger tipe Coil on Tube Memakai Insulasi .......................... 22
Gambar 4.1 Penyangga Heater dan Kompresor setelah Perubahan ........................ 23
Gambar 4.2 Dispenser Tampak Depan .................................................................... 24
Gambar 4.3 Pemipaan Saluran Air dan Refrigeran .................................................. 26
Gambar 4.4 Diagram Kelistrikan Modifikasi........................................................... 27
Gambar 4.5 Skema Titik Pengambilan Data Penukar Kalor.................................... 31
Gambar 5.1 Grafik Perbandingan Temperatur Air .................................................. 34
Gambar 5.2 Grafik Perbandingan Arus Listrik Heater ............................................ 36
Gambar 5.3 Grafik Perbandingan Arus Listrik Kompresor .................................... 38
Gambar 5.4 Grafik Perbandingan Konsumsi Energi Listrik .................................. 39
Gambar 5.5 Plot Diagram P-h Data Sistem Tidak Memakai Heat Exchanger ........ 43
Gambar 5.6 Plot Diagram P-h Data Sistem Memakai Heat Exchanger ................. 45
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Althouse, A. D., et. all., 2004. Modern Refrigeration and Air Conditioning. United States of America : The Goodheart-Willcox Company Inc.
Dossat, Roy J. 1981. Principles of Refrigeration Second Edition. United States of
America: John Willey & Sons Inc. Holman,J.P. 1994. Heat Transfer. (terjemahan Ir.E.Jasjfi,M.Sc) Jakarta :
Erlangga. Mitrakusuma,Windy.H.2009.Buku I Bahan Ajar Dasar Refrigerasi. Jurusan
Teknik Refrigerasi dan Tata Udara : Politeknik Negeri Bandung. http://www.solartronenergy.co.za/2011/09/solar-thermal-energy-and-heat-exchangers-2/ (21 Februari 2012)
http://www.rider-system.net/2011/10/refrigeran.html (21 Juni 2012)
xv
CURICULLUM VITAE
Data Pribadi
Nama : Eko Puspo Prasetyo
Tempat dan Tanggal Lahir : Bandung, 6 Juli 1991
Agama : Islam
Jenis Kelamin : Laki – Laki
Status : Belum Menikah
Alamat Rumah : Jl. Andir No. 267/79 RT/RW: 05/09
Kelurahan Dunguscariang Kecamatan Andir
Kota Bandung 40183
No. Telepon/HP : 022-6006864 / 085624202279
E-Mail : [email protected]
Riwayat Pendidikan Formal
- 2009 – 2012 : Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung
- 2006 – 2009 : SMA Negeri 13 Bandung
- 2003 – 2006 : SMP Negeri 9 Bandung
- 1997 – 2003 : SD Negeri Baros 3 Cimahi
Pengalaman Organisasi
- Ketua Departemen Informasi dan Komunikasi Himpunan Mahasiswa
Refrigerasi dan Tata Udara (HMRA) Politeknik Negeri Bandung
- Anggota Penanggung jawab Bidang Musik di UKM Musik Politeknik Negeri
Bandung
- Wakil Ketua Seksi Bidang 6 (Kewirausahaan dan Perpustakaan) OSIS SMA
Negeri 13 Bandung