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 : ekopuspoprasetyo@gmail.com

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