Pengembangan Energy Efficient Residential Air Conditioning Systems Dengan Encapsulated Ice Thermal Energy Storage Berbasis Mesin Refrigerasi Kompresi Uap Menggunakan Refrigeran Hidrokarbon Substitusi R-22 Yang Ramah Lingkungan

Abstract

Siklus refrigerasi/siklus pendingin yang banyak digunakan saat ini adalah Siklus Kompresi Uap (SKU) yang dioperasikan oleh kerja kompresor (Stoecker, 1994). Sasaran penelitian ini adalah Residential Air Conditioning (RAC atau Perangkat Pengkondisian Udara Rumah Tangga) terutama dari sisi kondensor (outdoor unit). Pada perangkat pengkondisian udara (AC) panas yang diserap di ruangan yang dikondisikan oleh evaporator (indoor unit) dibuang percuma tanpa dimanfaatkan di bagian luar ruangan melalui kondensor (outdoor unit). Energi dalam bentuk panas yang terbuang percuma melalui kondensor ini (outdoor unit) dapat digunakan menjadi energi yang bermanfaat sebagai sumber panas untuk memanaskan air (water heater). Dengan penambahan sebuah kondensor dummy setelah kompresor maka panas buang kondensor dapat digunakan sebagai water heater, tanpa mengganggu kerja kondensor utama (outdoor unit), sehingga perlu diteliti pengaruh penambahan kondensor dummy ini terhadap kinerja perangkat pengkondisian udara secara keseluruhan. Pada penelitian ini dari hasil rancangan, digunakan mesin refrigerasi hibrida dengan daya pendinginan 1 PK, dari hasil rancangan dipilih AC Samsung AS09TSMN, daya Low Watt 670 WATT, kapasitas pendinginan 8.900 BTU/jam atau 2,6 kW. AC Samsung ini dimodifikasi menjadi mesin refrigerasi hibrida dengan menambahkan kondensor dummy. Kondensor dummy yang digunakan dibuat dari pipa tembaga 3/8 in dengan panjang 6 meter tipe spiral. Kondensor dummy ditempatkan dalam tangki air panas berkapasitas 50 L dengan isolator panas. Pada mesin refrigerasi hibrida dalam penelitian ini, unit indoor ditempatkan pada ruang uji. Mesin refrigerasi hibrida ini dapat diuji menggunakan refrigeran halokarbon R- 22 maupun refrigeran subsitusi jenis hidrokarbon HCR-22. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kondensor dummy pada RAC hibrida sebagai recovery energi untuk menghasilkan air panas dan sekaligus memberikan ruang yang nyaman, pengaruhnya tidak begitu berarti pada sistem RAC. Recovery energi dari penambahan kondensor dummy, pada RAC hibrida, setelah pengoperasian selama 120 menit terjadi kenaikkan temperatur air dari 30,29 oC menjadi 50,42 oC, sedangkan ada pengoperasian 120 menit kedua temperatur naik dari 50,42 oC menjadi 56,11 oC. Pada pengoperasian 120 menit ketiga setelah 60 menit pengoperasian, beda temperatur tangki sisi atau sisi bahwah cendrung tetap pada 7 oC. Temperatur ruangan dapat dijaga pada temperatur 22 oC baik pada kondisi 1, kondisi 2, kondisi 3, dan kondisi 4. Tidak terlihat perbedaan yang berarti pada temperatur dan tekanan sistem, dengan penambahan kondensor dummy. Tidak terdapat penghematan energi kompresor yang berarti akibat penambahan kondensor dummy. Besarnya manfaat recovery energi untuk pemanasan air, untuk kondisi aktual pada keadaan stedi adalah 1,2 kW atau 1,8 kali daya yang dibutuhkan untuk menjalankan sistem pendingin, jika dihitung secara teoritis, besarnya adalah 0,65 kali daya yang dibutuhkan untuk menjalankan sistem pendingin