Peningkatan Kinerja Heat Pump Tester Melalui Retrofit Refrigerant Tidak Ramah Lingkungan dengan R-134

Abstract

Heat pump menggunakan fluida kerja refrigerant untuk memindahkan kalor melalui siklus penguapan dan kondensasi dalam sistem refrigerasi yang terkonfirmasi dengan kenaikan maupun penurunan nilai enthalpynya. Mesin uji test heat pump yang dimiliki Laboratorium Mesin Fluida di Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya pada kondisi eksisting menggunakan refrigeran jenis sintetik R12 yang bersifat merusak lingkungan. Untuk memberikan pengalaman belajar dan juga fasilitas standar sesuai kebutuhan dunia industri dan maritim maka penelitian melakukan rekayasa teknik dengan penggantian refrigerant tidak ramah lingkungan tersebut dengan refrigerant ramah lingkungan dan sesuai standard klas kapal dengan juga mempertimbangkan sifat termodinamikanya untuk mendapatkan performasi terbaik dan juga potensi kerusakan penggunaannya dengan analisis nilai ODP (Ozone Depleting Potential) dan GWP (Global Warming Potential). Refrigerant alternatif pengganti refrigerant jenis sintetik yang bisa digunakan  namun sesuai dengan kriteria unjuk kerja  unit utama refrigerasi dan auxiliary unit mesin refrigerasi eksisting adalah yaitu R-134a yang memiliki keunggulan lebih ramah lingkungan dari sisi kriteria ODP dan GWP serta termasuk dalam klasifikasi refrigerant yang telah disetujui oleh Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) dalam penggunaannya seperti trecantum pada Rules BKI Part I Seagoing Ships Volume VIII Rules for Refrigerating Installations Section 1.1 Approved Refrigerants. Penelitian ini berhasil melakukan proses retrofitting R12 menjadi R134a pada mesin heat pump eksisiting dan dihasilkan analisis perbandingan performansi sistem heat pump di antara 2 jenis refrigerant tersebut pada area kerja yang identik. Penggantian jenis refrigerant dengan R134a menunjukkan kenaikan performansi secara signifikan pada COP power factor sebesar 12% pada area rata-area pengujian. Kenaikan performansi ini dominan dipengaruhi oleh kenaikan kapasitas penyerapan refrigerant di evaporator yang ditunjukkan parameter kenaikan kinerja Q evaporator 28% dibanding refrigerant R12 namun juga diikuti kenaikan kerja kompresor yang dibutuhkan menggerakan sistem mencapai 27% dibanding kerja R12 pada semua area pengujian. Kenaikan COP dipengaruhi efek kenaikan  penyerapan kapasitas panas di evaporator yg mengakibatkan kenaikan nilai enthalpy refrigerant pada saat keluar evaporator  memasuki suction compressor pada fase superheated. Perubahan fase ini  menaikkan kerja kompresor secara bersamaan perubahan nilai enthalpy dan penurunan efisiensi isentropic compressor mencapai 15 % efek akibat kenaikan volume spesifik refrigerant pada fase superheated.