ANALISIS PENGARUH PENGGUNAAN REFRIGERAN SEKUNDER DAN RETROFITTING TERHADAP KINERJA MINI FREEZER

Triaji Pangripto Pramudantoro, Dr. Eng. Tri Agung Rohmat., B. Eng., M.Eng

2012 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Sistem refrigerasi unit kecil, dengan kapasitas kompresor di bawah setengah HP, umum digunakan pada warung kecil, toko penjual es krim atau penyimpan produk/makanan beku. Sistem tersebut umumnya menggunakan sistem refrigerasi ekspansi langsung tanpa refrigeran sekunder dimana terjadi kontak langsung antara evaporator dengan produk. Kekurangan dari sistem ini adalah mudah terjadinya perubahan temperatur kabin akibat beban pendinginan dari luar atau lingkungan. Di lain fihak terdapat suatu sistem refrigerasi yang dilengkapi dengan refrigeran sekunder propylene glycol dengan air. Sistem refrigerasi dengan menggunakan refrigeran sekunder umum digunakan pada unit yang besar, seperti pada pembuatan es balok. Penggunaan refrigeran sekunder diharapkan akan mampu mempertahankan temperatur kabin lebih lama dibanding dengan sistem yang menggunakan ekspansi langsung. Kemampuan mempertahankan temperatur kabin lebih lama mengakibatkan konsumsi energi listrik akan lebih kecil. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji performansi dan perbandingan konsumsi energi listrik sebagai pengaruh dari variasi penggunaan refrigeran R12 dan PIB, variasi jenis alat ekspansi pada refrigeran R12 dan PIB, dan variasi konsentrasi refrigeran sekunder yang digunakan. Penelitian dilakukan pada sebuah mesin mini freezer dengan ukuran 66 x 54,5 x 46,5 (cm). yang dilengkapi dengan fasilitas alat ekspansi thermostatic expansion valve dan pipa kapiler dengan dinding kabin yang dapat diisi refrigeran sekunder. Sebagai hasilnya ada pengurangan penggunaan energi listrik, pada sistem tanpa refrigeran sekunder konsumsi energi listrik rata-rata setiap periode satu jam sekitar 0,274 kWh, sementara sistem yang dilengkapi refrigeran sekunder sekitar 0,254 kWh. Performansi sistem refrigerasi dengan konsentrasi refrigeran sekunder lebih tinggi menunjukkan hasil yang lebih baik dengan nilai efisiensi rata-rata sekitar 78,6%. Pengaruh retrofitting menunjukkan penghematan konsumsi energi listrik sekitar 11,3%. Sementara kinerja sistem refrigerasi dengan menggunakan jenis ekspansi thermostatic expansion valve menunjukkan hasil yang relatif sama dengan sistem refrigerasi yang menggunakan ekspansi pipa kapiler. Hasil kajian dari penelitian ini menunjukkan bahwa sistem refrigerasi dengan refrigeran sekunder dapat digunakan sebagai pengganti sistem refrigerasi ekspansi langsung untuk kapasitas kecil. Kata kunci: mini freezer, refrigeran sekunder, unit kecil, konsumsi energi.

Small refrigeration unit systems, with a capacity compressor of under a half HP, commonly are used in small shops, ice cream shop or storage of products / frozen foods. Such systems generally use a direct expansion refrigeration systems without secondary refrigerant in which direct contact occurs between the evaporator and the product. The weakness of this system is the cabin temperature easily to change as effect of the cooling load from the outside or the environment. On the other hand there is a refrigeration system equipped with secondary refrigerants, propylene glycol mixed with water, which could minimize the effect of load from outside. Refrigeration system using secondary refrigerant commonly used in large units, such as to produce ice cube. The use of secondary refrigerant are aimed to maintain the temperature of the cabin for longer than a system using direct expansion. The ability to maintain temperature of the cabin longer results in smaller electrical energy consumption. The purpose of this research is to study the performance and electrical energy consumption as effect of variying primary refrigerant, expansion valve, and secondary refrigerant used in the system. The experiment was conducted on a mini freezer with dimension of 66 x 54.5 x 46.5 (cm) which is provided with two expansion devices, thermostatic expansion valve and cappilary tube, and some spaces that can be filled with secondary refrigerant. The results show that the consumption of electrical energy were decrease, in a system without a secondary refrigerant thes average of electrical energy consumption for a period of one hour were around 0.274 kWh while the system equipped with secondary refrigerant was 0.254 kWh. Performance of arefrigeration system with higher concentration of secondary refrigerant show better results with the average efficiency of about 78.6%. The results showed the influence of refrigerant retrofitting the electrical energy consumption savings were of about 11.3%. While the performance of refrigeration systems that used expansion device of thermostatic expansion valve type showed relatively similar results with a refrigeration system that used a capillary tube. The results show that the refrigeration system equipped with secondary refrigerant could be used as a substitute for direct expansion refrigeration system for a small capacity.

Kata Kunci : mini freezer, refrigeran sekunder, unit kecil, konsumsi energi.