8/16/2019 HVAC Rechan
1/24
LAPORAN PRAKTIKUM KONSERVASI ENERGI
SISTEM HVAC
Disusun sebagai salah satu tugas mata konservasi energi pada semester VI
Diusulkan Oleh :
Rechan Afranzia Nugraha
11!11"#1
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
BANDUNG
2016
BAB I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belaka!
Audit $nergi merupakan langkah a%al dalam kegiatan konservasi energi& Audit
energi mengidentifikasi dimana sa'a energi dikonsumsi dan berapa ban(ak energi (ang
dikonsumsi dalam sebuah fasilitas eksisting) gedung dan bangunan&
8/16/2019 HVAC Rechan
2/24
Informasi (ang dikumpulkan dari kegiatan audit enregi dapat diguakan untuk
memperkenalkan ukuran konservasi energi atau teknologi penghematan enregi&
*eterbatasan pasokan energi pada dasa%arsa ini men'adi isu (ang sangat penting
untuk ditanggapi) baik di skala nasional maupun internasional& *eadaan tersebut
dipengaruhi oleh faktor utama (aitu mulai ter'adin(a pengurangan produksi dan suplai
energi (ang kontradiktif dengan penggunaan energi (ang semakin membesar seiring
meningkatn(a 'umlah pengguna&
Dari faktor tersebut) maka dibutuhkan keseriusan untuk melaksanakan langkah
penghematan energi) (ang kini populer dengan istilah konservasi energi& +enurut
,eraturan +enteri $-D+ No& 1. /ahun #"1#) *onservasi energi adalah upa(a
sistematis) terencana) dan terpadu guna melestarikan sumber da(a energi dalam negeri
serta meningkatkan efisiensi pemanfaatann(a&Oleh karena itu kegiatan konservasi energi sangat penting dilakukan untuk
meningkatkan efisiensi dan mengefektifkan suatu alat (ang digunakan sehingga rugi0rugi
(ang ter'adi dapat dimanfaatkan kembali dan tidak terbuang sia0sia&
I.2.T"#"a
1& +ahasis%a dapat mengetahui sistem VA2
#& +ahasis%a dapat mengoperasikan rangkaian dan alat ukur pada sistem VA2
& +ahasis%a dapat mengidentifikasi konservasi energi (ang ter'adi pada sistem
VA2
.& +ahasis%a dapat mengetahui penghematan setelah dilakukan konservasi energi
pada sistem VA2
2
8/16/2019 HVAC Rechan
3/24
BAB II. TIN$AUAN PUSTAKA
II.1.S%&te' HVAC
+esin ,engkondisi 3dara 4Air 2onditioning5 digunakan untuk mengolah udara
agar profil udara sesuai (ang diinginkan& ,engaturan profil udara meliputi temperatur
udara) kelembaban udara) kebersihan udara) dan kecepatan udara di dalam ruangan&
+esin pengkondisi udara beker'a seperti mesin refrigerasi (ang lain) (aitu memindahkan
kalor dari daerah bertemperatur rendah ke daerah bertemperatur tinggi 4lingkungan5&
Dalam proses pemindahan energi ini dibutuhkan energi input berupa ker'a&
6luida ker'a dalam mesin A2 ini adalah refrigerant 4freon5& Refrigerant akan
men(erap kalor di sisi evaporator dan akan melepasn(a di sisi kondensor& Diagram siklus
refrigerasi kompresi uap ditun'ukan oleh 7ambar 1 dan 7ambar #&
7ambar 1 -iklus Refrigerasi *ompresi 3ap
4sumber: Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia) #""85
8/16/2019 HVAC Rechan
4/24
7ambar # -iklus
Refrigerasi *ompresi 3ap pada Diagram ,0
4sumber: Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia) #""85
Ketera!a(
1 ) 2 ( Pr*&e& E+a,*ra&% 9 Refrigeran masuk dalam fasa cair dan tekanan rendah dan
men(erap kalor dari lingkungan sekitar& -elama proses pen(erapan kalor refrigeran akan
berubah fasa dari cair men'adi gas& ,ada saat keluar dari evaporator) refrigeran telah
men'adi uap panas lan'ut 4 superheated 5&
2 ) - ( Pr*&e& K*',re&% 9 3ap panas lan'ut ini akan masuk ke kompresor dimana
tekanann(a akan dinaikkan& ,ada proses ini suhu 'uga akan meningkat karena refrigeran
menerima energi dari ker'a kompresor& +aka refrigeran keluaran kompresor memiliki
suhu paling tinggi dan berada pada tekanan (ang tinggi pula&
- ) ( Pr*&e& K*/e&a&% 9 3ap refrigeran akan dialirkan menu'u kondensor& ,ada
proses kondensasi refrigeran akan melepas kalor ke lingkungan& -elama proses ini
refrigeran akan berubah fasa dari gas men'adi cair& ,roses pelepasan kalor pada
kondensor ini dapat dibantu dengan aliran udara maupun air& umlah kalor (ang dilepas
'umlah sama dengan kalor (ang diserap di evaporator ditambah ker'a kompresor&
) 1 ( Pr*&e& Ek&,a&% 9 2airan refrigeran (ang sudah didinginkan dan bertekanan
tinggi akan dialirkan melalui peralatan ekspansi (ang dapat berupa katup ekspansi atau
pipa kapiler& Alat ekspansi ini akan mengurangi tekanan refrigeran dan mengendalikan
aliran menu'u evaporator& ,roses ekspansi ter'adi pada entalpi konstan sehingga tidak ada
kalor (ang diserap maupun dilepas&
8/16/2019 HVAC Rechan
5/24
Dari pen'elasan tersebut dapat diketahui bah%a mesin refrigerasi tidak han(a
berfungsi sebagai mesin refrigerasi sa'a tapi 'uga bisa berfungsi sebagai mesin pompa kalor
4heat pump5& *alor (ang dilepas pada kondensor 'umlahn(a cukup besar tapi pada umumn(a
dibuang begitu sa'a& al ini bisa dimanfaatkan untuk memanaskan air dengan media heat
e;changer& 3ntuk mengetahui performa pada A2 maka digunakan parameter0parameter
berikut:
1& *alor (ang diserap di evaporator
3ℎ24ℎ15315
*et:
9 >>>&45
COP=h2−h4
h3−h2 ………..(4)
.& *alor (ang diserap air
3 4 5 375
*et:
8/16/2019 HVAC Rechan
6/24
? 9
8/16/2019 HVAC Rechan
7/24
8/16/2019 HVAC Rechan
8/24
BAB III. Met*/e
Gerikut merupakan metode (ang digunakan dalam perumusan laporan praktikum
konservasi) antara lain :
III.1 Pr*&e/"r Ker#a
A. Se8el"' k*&er+a&%
1& N(alakan A2
#& 2atat parameter0parameter (ang dibutuhkan :
0 /emperatur refrigeran masuk $ 4heat e&changer)
0 /emperatur refrigeran keluar $ 4heat e&changer)
0 /emperatur refrigeran masuk evaporator
0 /emperatur refrigeran keluaran evaporator
0 /ekanan masuk $ 4heat e&changer)
0 /ekanan keluar $ 4heat e&changer)
0 /ekanan masuk evaporator
0 /ekanan keluar evaporator
& 2atat setiap perubahan %aktu C menit selama . kali atau #" menit&
.& +atikan A2
B. Setela9 K*&er+a&%
1& ,asangkan selang dari masukan heat e&changer 4$5 ke sumber air&
#& N(alakan A2
& 2atat parameter0parameter (ang dibutuhkan :
0 /emperatur refrigeran masuk $ 4heat e&changer)
0 /emperatur refrigeran keluar $ 4heat e&changer)
0 /emperatur air masuk $ 4heat e&changer)
0 /emperatur air keluar $ 4heat e&changer)
0 /emperatur air dalam $ 4heat e&changer)
0 /emperatur refrigeran masuk evaporator
0 /emperatur refrigeran keluaran evaporator
0 /ekanan masuk $ 4heat e&changer)
0 /ekanan keluar $ 4heat e&changer)
0 /ekanan masuk evaporator0 /ekanan keluar evaporator
8/16/2019 HVAC Rechan
9/24
.& 2atat setiap perubahan %aktu C menit selama . kali atau #" menit&
C& +atikan A2
III.2 Ske'a Ra!ka%a Per:*8aa S%&te' HVAC
Gerikut merupakan skema rangkaian percobaan sistem VA2 secara umum) (ang
dilan'utkan pada titik0titik pengukuran untuk pengambilan data&
47ambar :-kema rangkaian5 47ambar : /itik ,engukuran5
*eterangan:
/1 9 /emperatur refrigeran keluar kondensor
/# 9 /emperatur refrigeran keluar evaporator
/ 9 /emperatur refrigeran keluar kompresor
/. 9 /emperatur refrigeran keluar heat e;changer
,1 9 /ekanan refrigeran keluar kondensor
,# 9 /ekanan refrigeran keluar evaporator
, 9 /ekanan refrigeran keluar kompresor
,. 9 /ekanan refrigeran keluar heat e;changer
/in 9 /emperatur air masuk heat e;changer
/air 9 /emperatur air di dalam heat e;changer
8/16/2019 HVAC Rechan
10/24
III.-. Alat /a Ba9a ;a! D%!"aka
Gerikut merupakan alat dan bahan (ang digunakan :
A. Alat Uk"r
15 /ermometer
#5 +anometer
5 *lampmeter
.5 -top%atch
C5 7elas 3kur
• /emperature di setting 1 H2
BAB IV. K*',%la&% Data /a Aal%&%&
A. Data Pr%'er
1. S,e&%
8/16/2019 HVAC Rechan
11/24
2. Data Prakt%k"'
Se8el"' K*&er+a&%
Tabel 2. Data Sebelum Konservasi
Se&"/a9 K*&er+a&% 3Pea'8a9a Heat E=:9a!er5
Tabel 3. Data Setelah Konservasi
8/16/2019 HVAC Rechan
12/24
Gerdasarkan aplikasi gala;( sensors didapatkan data primer (ang lainn(a (aitu temperatur
lingkungan dan kelembaban pada %aktu praktikum di lab ba%ah koversi energi sebagai
berikut:
B. Data Ola9a
Aal%&%& Ber/a&arka Data Akt"al
Se8el"' K*&er+a&%
Gerdasarkan perhitungan pada aplikasi refrop dengan R0## didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 4 nilai entalpi sebelum konservasi
Gerdasarkan pers 45 dan pers 4.5 untuk mencari nilai 2O, didapatkan sebagai berikut :
Tabel 5 nilai COP sebelum konservasi
Setela9 K*&er+a&%
8/16/2019 HVAC Rechan
13/24
Gerdasarkan perhitungan dengan aplikasi refrop R0## didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 6 nilai entalpi setelah konservasi
Gerdasarkan pers 45 dan pers 4.5 untuk mencari nilai 2O, didapatkan sebagai berikut :
Tabel 7 nilai COP setelah konservasi
Aal%&%& Ber/a&arka Te*r%
Setela9 K*&er+a&%
A. Me'8"at P>9 /%a!ra' R22
Gerdasarkan hasil percobaan (ang telah dilakukan pada temperatur setting 1"2)
diperoleh data rata0rata sebagai berikut :
, evaporasi 9 ")#"E bar 4abs5
, kondensasi 9 ").. bar 4abs5
8/16/2019 HVAC Rechan
14/24
/ refrigerant 9 E8)1 "2
+enentukan titik # 4h#p#5
Dengan menggunakan aplikasi coolpack refrigerant calculator R## kondisi super
hated pada :,# 9 "&.. bar
/ refrigerant 9 E8)1 "2
+aka diperoleh :
h# 9 .!E). *=*g
s# 9 ##1"). =4*g"25
-ehingga titik # 4.!E).*=*g ").. bar5
+enentukan titik 1 4h1 p15
Dengan menggunakan aplikasi coolpack refrigerant calculator R## kondisi super
hated pada :
p1 9 ")#"E bar
s1 9 ##1"). =4*g"25
+aka diperoleh :
h1 9 .C)8E *=*g
/1 9 CE).!"2
-ehingga titik 1 4.C)8E *=*g ")#E bar5
+enentuka titik 4h p5
Dengan menggunakan aplikasi coolpack refrigerant calculator R## kondisi
saturated li'uid pada :
p 9 ").. bar
+aka dieroleh
h 9 1!)E8 *=*g
-ehingga titil 41!)E8 *=*g ").. bar5
+enentukan titik . 4h.p.5
h. 9 h 9 1!)E8 *=*g
,ada tekanan ,. 9 ")#"E bar
/. 9 08E)!1"2
B. Me!9%t"! N%la% E
8/16/2019 HVAC Rechan
15/24
$R 9 P u ; A ; u ; 4hu)in J hu)out5
Gerdasarkan pada hasil percobaan (ang telah dilakukan pada temperatur setting
1"2) diperoleh data rata0rata sebagai berikut :
/u)in 9 #8)!
"
2/u)out 9 1
"2
Ru)in 9 C1)# K
Ru)out 9 C1)#K
u 9 1)1 m=s
A 9 ")"#m#
Dengan menggunakan aplikasi android ps(chrometric pada kondisi :
/u)in 9 #8)!"2
/u)out 9 1"2
Ru)in 9 C1)# K
Ru)out 9 C1)#K
+aka diperoleh
u)in 9 CC). *=*g
,u)in 9 1)1C! *g=m
u)out 9 .)! *=*g
,u)out 9 1)#"" *g=m
+encari nilai P u
Pu 9 Pu∈+ Pu out
2
9(1,157+1,200 ) Kg/m 3
2
9 1)1! *g=m
+encari nilai $R
$R 9 P u ; A ; u ; 4hu)in J hu)out5
9 1)1! *g= m ; ")"# m# ; 1)1 m=s 4 CC).0.)!5*=*g
9 ")!! *?
C. Me!9%t"! N%la% E
8/16/2019 HVAC Rechan
16/24
$e 9
Tr , evaout −Tr ,eva∈¿¿
Tu ,eva∈−Tr ,eva∈¿¿
¿¿
Gerdasarkan hasil pengukuran (ang telah dilakukan pada temperatur setting 18"2)
diperoleh data rata0rata sebagai berikut :
/u)eva in 9 #)C1 "2
/u) eva out 9 1E) "2
Gerdasarkan ,0h diagram R## pada setting temperature 1"2) diperoleh data
sebagai berikut :
/r)eva out 9 CE).!"2
/r)eva in 9 08E)!1"2
+encari nila $e
$e 9
Tr , eva out −Tr , eva∈¿¿
Tu , eva∈−Tr , eva∈¿¿¿¿
9
(59,47−(−69,71) ) C
(28,51−(−69,71) )C
9 1)1 *?
D. Me!9%t"! N%la% Da?a E+a,*rat*r 3@e5
3ntuk mencari da(a evaporator digunakan persamaan sebagai berikut :
$R 9 $e ; Le
Le 90,77
KW 1,31
9 ")C *?
E. Me:ar% N%la% La#" Al%ra Ma&&a Re
8/16/2019 HVAC Rechan
17/24
Gerdasarkan hasil perhitungan (ang telah dilakukan sebelumn(a) diperoleh data
sebagai berikut :
$R 9 ")!! *?
$e 9 1)11 9 .C)8E *=*g
. 91!)E8 *=*g
+encari nilai mr :
mr 9 ER
Ee (h1−h 4)
9
0,77 KW
1,31 (453,69−137,96 ) KJ / Kg
9 1)1 ; 1"0 kg=s
. Me!9%t"! N%la% Da?a ;a! D%&era, A%r 3@a5
3ntuk mencari nilai da(a (ang diserap air 4La5 digunakan persamaan sebagai
berikut :
La 9
Ta,out −Ta ,∈¿ Pa x Va
t permukaan x CPa x¿
Gerdasarkan hasil percobaan (ang telah dilakukan pada temperature setting 1"2
diperoleh data rata0rata sebagai berikut :
/a)in 9 #C)# "2
/a) out 9 #!)# "2
Va 9 ")"C m
t pemanasan 9 8"" s
+enghitung nilai /f
/f 9Ta ,∈+Ta , out
2
9(25,2+27,2 ) C
2
8/16/2019 HVAC Rechan
18/24
9 #8)# "2
Dengan menggunakan aplikasi android steampropert* #O pada kondisi /f 9 #8)#
"2
+aka diperoleh nilai
2,a 9 .)11. *=*g"2
P a 9 1"""
+encari nilai ma
ma 9 pa x Va
t pemanasan
91000
Kg
m3 x0,05m3
3600 s
9 ")"1 *g=s
+encari nilai La
La 9 ma ; 2pa ; 4/a)out J /a)in5
9 ")"1 kg=s ; .)11. *=*g"2 4 #!)# J #C)#5 "2
9 ")11C *?
G. Me:ar% N%la% E
8/16/2019 HVAC Rechan
19/24
+r 9 1)1 ; 1"0 kg=s
/r# 9 E8)1 "2
/r 9 #)C# "2
/a)in 9 #C)#"
2+a 9 ")"1 *g=s
2pa 9 .)11. *=*g"2
/rf# 9 8#)1 "2 +encari nilai 2pd
+enggunakan aplikasi coolpack refrigerant calculator R## pada kondisi super
heated dengan :
,# 9 ").. bar
/rf# 9 8#)# "2
+aka diperoleh :
2pr 9 ")8E *'=*g "2
+encari nilai 2min
2r 9 +r&2pr
9 1)1 ; 1"0 kg=s ; ")8E *'=*g"2
9 1)#.E ; 1"0 *?="2
2a 9 ma ; 2pa
9 ")"1 *g=s ; .)11. *=*g"2
9 ")"C! *?="2
2r B 2a) +aka 2min 9 2r
+encari nilai $fektitifitas $
$fektifitas $ 9
Tr 2−Tr 3
Tr2−Ta,∈¿¿
¿¿
¿
8/16/2019 HVAC Rechan
20/24
9( 96,1−28,52 )C ( 96,1−25,2 )C
9 ")EC
H. Me!9%t"! Da?a K*/e&*r T*tal 3@:5 3ntuk mencari nilai da(a kondesnor total 4Lc5 digunakan persamaan sebagai
berikut :
Lc 9 mr 4 h# J h 5
9 1)1 ; 1"0 kg=s 4.!E). 0 1!)E85 *'=*g
9 ")81 *?
I. Me!9%t"! Da?a ;a! D%le,a& K*/e&*r 3Q:5
3ntuk mencari nilai da(a (ang dilepas kondensor 4+c5 digunakan persamaan
sebagai berikut :
+c 9 Lc J 4La=$f $5
9 ")81 *% J 4 ")11C*% = ")EC5
9 "). *?
$. Me!9%t"! N%la% COP
3ntuk mecanri nilai 2O, digunakan persamaan sebagai berikut :
2O, 9 Lc = La
9 ")81 *? = ")11C *?
9 C)
Analisis a%aban ,ertan(aan
1& Gerdasarkan praktikum sistem VA2 (ang telah dilakukan) temperatur di setting
pada 1"2 kemudian dilakukan pengukuran data pada kondisi sebelum konservasi dan
setelah konservasi) parameter (ang diukur pada titik keluaran $) $vaporator)
*ondensor) *ompresor adalah temperature lingkungan) temperature refrigerant
operasi) tekanan operasi) da(a listrik& ,engambilan data dilakukan C menit=sekali (ang
dilakukan selama #C menit&
8/16/2019 HVAC Rechan
21/24
Gerdasarkan /abel # tentang data pengukuran) data (ang didapatkan sesuai dengan
teori dibuktikan dengan temperetur refiregeran kompresor tinggi sedangkan
kondensor rendah begitupun dengan tekanan di kondensor lebih tinggi dari tekanan di
evaporator) sehingga dari data tersebut didapatkan nilai entalpi untuk menghitung
2O, dari sistem VA2 tersebut&
#&
8/16/2019 HVAC Rechan
22/24
pada h1 dan h. (ang men(ebabkan sistem hvac terbsebut lebih beker'a optimal karena
kalor (ang terbuang percuma dimanfaatkan dengan penambahan $) 'ika dilihat dari
analisi teori perhitungan untuk mendapatkan nilai 2O, 9 Da(a kondensor=Da(a
kompresor) dimana da(a kondensor didapatkan dari pers Lc 9 mr 4 h#0h5
berdasarkan data nilai h# dan h relatif lebih besar dibandingkan sebelum konservasi&
8& ,erbandingan sebelum dan setelah konservasi dilihat dari nilai 2O, n(a
• -ebelum konservasi
• -etelah konservasi
*arena nilai 2O, rata0rata setelah konservasi menggunakan analisis data
aktual dengan teori perhitungan relative sama maka) sa(a mengambil nilai 2O,
berdasrkan analisis aktual agar dapat dibandingkan pada kondisi %aktu (ang
sama&
ika diplot pada sebuah grafik maka didapatkan
8/16/2019 HVAC Rechan
23/24
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
Perbandingan nilai COP
Setelah sebelum
Waktu (menit)
COP
GAG V *$-I+,3
8/16/2019 HVAC Rechan
24/24
•
Top Related