Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X

## Rancang Bangun Mesin Refrigerant Recovery untuk Meningkatkan Efisiensi R-22 pada Praktikum Sistem Refrigerasi

## Fathurahman, Isworo Djati, Mujiraharjo
Departemen Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta Corresponding Author : fathurahman@ugm.ac.id
Received: 26 th November 2022; Revised: 25 th January 2022; Accepted: 26 th December 2022;
Available online: 12 th January 2023; Published regularly: January 2023

## Abstract
Vocational  Colege  required  a  lot  of  practice.  The  practice  of  Refrigeration  System,  one  of  practice  is charging  refrigerant  and  vacuuming  the  refrigeration  system.  Because  it  was  carried  out  by  several  groups,  what happened was that the refrigerant that had been put into the system was wasted during the process of vacuuming the other groups. This causes an impact on the environment and the health and safety of the practitioner. The type of refrigerant used by the practitioner is the type of HCFC-22 or R-22, which has begun to be limited in use because it is less friendly to the environment and causes damage to the ozone layer on earth. One of the efforts to overcome the large  amount  of  refrigerant  that  is  released  into  the  environment  is  to  manufacture  a  refrigerant  recovery  device. This tool is used to take refrigerant from the system into the recovery tube prior to the practice of vacuuming, so as to minimize the wasting of refrigerant into the surrounding air. This study aims to determine how efficient the use of refrigerant  is  in  the  Refrigeration  System  practicum  using  a  refrigerant  recovery  device.  The  method  used  is  to compare the amount of refrigerant that enters and leaves during the vacuum process, with and without a refrigerant recovery  device.  From  the  results  of  the  research,  the  efficiency  values  of  refrigerant  saving  for  practice  using refrigerant recovery tools were 65.22%; 65.00%; 66.67%; 77.78% and 88.24%. So it can be concluded that the use of refrigerant recovery is able to save the use of refrigerant in the practice of the Refrigeration System.
Key Words : Refrigerant, R-22, recovery, ozone layer, HCFC

## Abstrak
Dalam menuntut ilmu di Sekolah Vokasi dituntut untuk banyak melakukan praktek. Pada  praktikum Sistem Refrigerasi  salah  satu  jenis  praktek  yang  dilakukan  adalah  pengisian  refrigerant  dan  pemvakuman  sistem refrigerasi.  Karena  dilakukan  oleh  beberapa  kelompok  maka  yang  terjadi  adalah  refrigerant  yang  sudah dimasukkan kedalam system ikut terbuang pada saat proses pemvakuman kelompok yang lain. Hal ini menyebabkan banyaknya refrigerant yang terbuang ke udara bebas sehingga berdampak terhadap lingkungan dan kesehatan dan keselamatan  kerja  para  praktikan.  Jenis  refrigerant  yang  digunakan  oleh  praktikan  adalah  jenis  HCFC-22  atau yang dikenal dengan nama R-22, dimana jenis refrigerant ini sudah mulai dibatasi penggunaannya karena kurang ramah  terhadap  lingkungan  terutama  ikut  serta  dalam  menyumbang  kerusakan  lapisan  ozon  dimuka  bumi.  Salah satu  upaya  untuk  mengatasi  banyaknya  refrigerant  yang  terlepas  ke  udara  bebas  adalah  dengan  pembuatan  atau rancang  bangun  alat  refrigerant  recovery.  Alat  ini  digunakan  untuk  mengambil  refrigerant  dari  system  ke  dalam tabung  recovery  sebelum  dilakukan  praktek  pemvakuman,  sehingga  dapat  meminimalisir  terbuangnya  refrigerant ke  udara  sekitar.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  seberapa  tingkat  efisiensi  penggunaan  jumlah refrigerant  dalam  praktikum  Sistem  Refrigerasi  dengan  menggunakan  alat  refrigerant  recovery.  Metode  yang digunakan  adalah  dengan  membandingkan  jumlah  refrigerant  yang  masuk  dan  keluar  pada  saat  proses pemvakuman,  dengan  dan  tanpa  alat  refrigerant  recovery.  Dari  hasil  penelitian  diperoleh  nilai  efisiensi penghematan refrigerant untuk praktik dengan menggunakan alat refrigerant recovery sebesar
65,22%;65,00%;66,67%;77,78% dan 88,24%. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penggunaan refrigerant recovery mampu menghemat penggunaan refrigerant dalam praktik Sistem Refrigerasi.
Kata Kunci : Refrigerant, R-22, recovery, lapisan ozon, HCFC

## PENDAHULUAN
Laboratorium Perawatan Mesin Industri adalah salah satu laboratorium yang berada di Departemen Teknik  Mesin  Sekolah  Vokasi  Universitas  Gadjah  Mada.  Salah  satu  materi  praktikum  yang  ada  di laboratorium tersebut adalah Praktikum Sistem Refrigerasi. Teknologi refrigerasi mempunyai peran yang sangat penting dalam peningkatan kualitas kenyamanan hidup manusia (Choudari and Sapali, 2017).Pada praktikum ini mahasiswa melakukan praktik perawatan dalam perbaikan alat-alat sistem refrigerasi salah satunya adalah alat pengkondisi udara/ Air Conditioning (AC) dengan jenis AC Split. Pengisian refrigerant ini  berpengaruh  terhadap  pendinginan  yang  dihasilkan  oleh  AC  (Yusof et  al ,  2018).Pada  saat  praktik pengisian  refrigerant  dan  pemvakuman  sistem  refrigerasi,  banyak  refrigerant  yang  terbuang  ke  udara bebas.  Selain  mencemari  lingkungan  dan  dapat  mengakibatkan  efek  yang  tidak  baik  untuk  kesehatan, banyaknya  refrigerant  yang  terlepas  ke  udara  bebas  ini  juga  membuat  penggunaan  refrigerant  menjadi tidak efisien. Saat berhubungan dengan refrigerant, keselamatan pribadi dan orang lain sangatlah penting. Sehingga  petugas  laboratorium  ataupun  praktikan  harus  melaksanakan  peraturan  yang  berkaitan  dengan kesehatan dan keselamatan kerja pada saat berada  di laboratorium.
Jenis  refrigerant  yang  digunakan  untuk    praktikum  adalah  R-22.  Jenis  Refrigerant  yang mengandung  CFC  dan  CFHC    menyebabkan  pemanasan  global  dan  penipisan  lapisan  ozon,  serta berdampak  tidak  baik  terhadap  lingkungan  (Dashtebayaz et  al ,  2021;  Wang et  al ,  2006).  Potensi pemanasan  global  (GWP)  R-22  adalah  1760    (Shaik et  al ,  2017),  angka  ini  cukup  besar  pengaruhnya terhadap  pemanasan  global  di  dunia.  Untuk  menekan  penggunaan  BPO  di  Indonesia,  Menteri Perindustrian  Republik  Indonesia  mengeluarkan  peraturan  Nomor:  41/M-IND/PER/5/2014  yang  berisi mengenai pelarangan pemakaian senyawa kimia hydrochlorofluorocarbon (HCFC) yang berpotensi dapat menyebabkan kerusakan molekul ozon yang ada di lapisan stratosfer. Mulai 1 Januari 2015, HCFC jenis HCFC-22  (R-22)  dan  HCFC-141b  dilarang  pemakaiannya  di  negara-negara  berkembang  dan  diganti dengan  HFC-32  (R-32).  Secara  bertahap  yang  dilarang  mulai  awal  2015    adalah  pembuatan  alat  yang menggunakan  zat  yang  mengandung  CFC  dan  HCFC.  Pada  tahun  2030  sudah  tidak  ada  lagi  produk- produk pendingin udara yang menggunakan HCFC termasuk R-22 (Hundy et al ., 2016, Shaik et al , 2017). Banyak  penelitian  yang  mencari  alternative  refrigerant  sebagai  pengganti  R22  diantaranya, menggunakan  campuran Eco  friendly  Refrigerant (Shaik et  al ,  2017), Natural  Refrigerant R290 (Choudari et al , 2017), R404A and R507 refrigerants (Bolaji, 2011), R407C refrigerants (Kasera, 2017) dan  masih  banyak  yang  lainnya.  Tetapi  karena  refrigerant  alternative  tersebut  masih  jarang  dipasaran maka dalam praktikum ini masih menggunakan refrigerant jenis R-22.
Pemvakuman  dan  pengisian  refrigerant  adalah  salah  satu  proses  yang  dipelajari  dalam  praktikum refrigerasi. Karena praktikum ini terdiri dari beberapa kelompok, maka proses pemvakuman dan pengisian refrigerant  terjadi  berulang-ulang,  sehingga  banyak  refrigerant  yang  keluar  ke  udara  bebas.  Jika refrigerant yang dapat dikembalikan lebih banyak, maka greenhouse gas yang terlepas ke atmosfer akan semakin  kecil  (Park et  al ,  2019).  Refrigerant  yang  disimpan  dalam  tabung  recovery  dapat  digunakan kembali untuk praktikum sehingga tidak banyak yang terbuang. Untuk meminimalisir jumlah refrigerant ke udara bebas, maka dibuat mesin recovery refrigerant yang berfungsi sebagai alat untuk memindahkan refrigerant  dari  sistem  ke  dalam  tabung  recovery.  Selain  pencemaran  refrigerant  ke  lingkungan  dapat diminimalisir,  dengan  alat  ini  diharapkan  juga  dapat  menghemat  jumlah  refrigerant  untuk  praktikum sehingga lebih efisien.

## BAHAN DAN METODE
Beberapa  peralatan  yang  digunakan  adalah  AC  Split  Training  Unit  yang  ditunjukkan  pada Gambar  1,  Manifold  gauge  ditunjukkan  pada  Gambar  2,  vacuum  pump  ditunjukkan  pada  Gambar  3, charging meter ditunjukkan pada Gambar 4 dan mesin recovery refrigerant ditunjukkan pada Gambar 5. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah refrigerant jenis HCFC-22 atau yang dikenal dengan R-22 yang ditunjukkan pada Gambar 6. Untuk mengembalikan refrigerant dari system, digunakan tabung khusus untuk recovery seperti ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 1. AC split training unit
Gambar 2. Manifold gauge
Gambar 3. Vacuum pump
Gambar 4. Charging meter
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
Gambar 5. Alat refrigerant recovery
Gambar 6. Tabung refrigerant R-22
Gambar 7. Tabung refrigerant recovery
Berat refrigerant yang masuk ke sistem (W R1 ) dihitung dengan menggunakan persamaan 1 dan berat refrigerant yang dapat dikembalikan ke dalam tabung (W R2 ) dihitung dengan menggunakan persamaan 2. Perhitungan  jumlah  refrigerant  dengan  menggunakan  charging  meter  dalam  satuan  kilogram  (kg).  Nilai efisiensi  penggunaan  refrigerant  adalah  berat  refrigerant  yang  dapat  dikembalikan  ke  tabung  recovery dibagi  dengan  berat  refrigerant  yang  masuk  ke  system  dan  dikalikan  dengan  100%  seperti  ditunjukkan pada persamaan 3.
W R1 = W T1 – W T2
(1)
Dimana,   W R1 = Berat refrigerant yang masuk ke system W T1 = Berat tabung refrigerant sebelum pengisian W T2 = Berat tabung refrigerant setelah pengisian
W R2 = W T2 - W T1
(2)
Dimana,   W R2 = Berat refrigerant yang masuk ke dalam tabung recovery W T1 = Berat tabung refrigerant sebelum pengisian
W T2 = Berat tabung refrigerant setelah pengisian
Efisiensi,
(3)
Proses  pengisian  refrigerant  kedalam  system  dapat  dilihat  pada  Gambar  8.  Sebelum  proses pengisian,  system  divakum  terlebih  dahulu.  Tabung  refrigerant  R22,  ditimbang  dengan  menggunakan charging meter, kemudian kita hentikan pengisian ketika temperatur di pipa evaporator mencapai 18-20 o C dan dibatasi maksimal 0,37 kg sesuai dengan yang ada di name plate pada alat peraga AC Split.
Untuk proses pengembalian refrigerant kedalam tabung recovery dengan menggunakan refrigerant recovery  unit dapat  dilihat  pada  Gambar  9.  Tabung  recovery  ditimbang  sebelum  dan  sesudah  dimasuki refrigerant  dengan  alat  charging  meter,  sehingga  dapat  diketahui  berat  refrigerant  yang  dapat dikembalikan ke tabung.
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
Gambar 8. Proses pengisian refrigerant Gambar 9. Proses pengembalian refrigerant dengan alat refrigerant recovery .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Alat Refrigerant recovery ini menggunakan  kompresor dengan daya 1PK. Prinsip kerjanya adalah refrigerant  dalam  bentuk  gas  melalui  sisi  hisap  ( suction )  kompresor  pada  system  dihisap  masuk  ke kompresor  yang  ada  dalam  alat refrigerant  recovery, kemudian  keluarannya  dikompresikan  ke  dalam tabung  recovery.  Skema  komponen  alat refrigerant  recovery mekanik  dan  elektrik  dapat  dilihat  pada Gambar 10.

## Gambar 10. Komponen mekanik dan elektrik dalam alat Refrigerant recovery
Pengambilan  data  dilakukan  oleh  mahasiswa  yang  sedang  praktikum.  Ada  5  kelompok  yang melakukan  praktik  pengisian  refrigerant  dan  memasukkan  kembali  refrigerant  kedalam  tabung  recovery sebelum  digunakan  untuk  praktik  pemvakuman.  Dari  percobaan  diperoleh  hasil  berat  refrigerant  yang masuk  ke  sistem  dan  berat  refrigerant  yang  masuk  ke  tabung  recovery.  Dari  data  hasil  dapat  dihitung efisiensi  penggunaan  refrigerant  yaitu  berat  refrigerant  yang  dapat  dikembalikan  ke  tabung  recovery dibagi  dengan  berat  refrigerant  yang  masuk  ke  sistem  dan  dikalikan  100%.  Data  hasil  percobaan  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil percobaan berat refrigerant ke sistem, berat refrigerant recovery dan efisiensi refrigerant.
Percobaan W R1 (kg) W R2 (kg) Efisiensi (%) 1 0,23 0,15 65,22 2 0,2 0,13 65,00 3 0,18 0,12 66,67 4 0,27 0,21 77,78 5 0,34 0,3 88,24 Rata-rata 72,58
Grafik dari data hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 12. Dari 5 data hasil percobaan dapat dihitung rata-rata  efisiensi  dari  Alat Refrigerant  Recovery ini  adalah  72,58%.  Pengambilan  data  dan  penggunaan alat refrigerant recovery oleh praktikan/mahasiswa dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 12. Grafik hasil percobaan berat refrigerant ke sistem dan berat refrigerant recovery.
Gambar 13. Pengambilan data dan penggunaan alat refrigerant recovery oleh praktikan .

## KESIMPULAN
Dari  hasil  perhitungan  data  percobaan,  diperoleh  efisiensi  antara  65%  sampai  88%  penggunaan refrigerant dalam praktikum sistem refrigerasi di Departemen Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada. Jika  dihitung  dari  rata-rata  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  dengan  menggunakan  alat  refrigerant recovery ini mampu menghemat 72,58%. Selain dari penghematan bahan, efek pelepasan refrigerant R-22 ke  lingkungan  dapat  diminimalisir.  Dengan  sedikitnya  refrigerant  yang  terlepas  ke  lingkungan,  dampak buruk terhadap kesehatan praktikan juga berkurang.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  kepada  Sekolah  Vokasi  Universitas  Gadjah  Mada  yang  telah  berkenan  memberikan dana  untuk  pembuatan  alat  Refrigerant  Recovery  untuk  digunakan  di  Laboratorium  Perawatan  Mesin Industri Departemen Teknik Mesin.

## DAFTAR PUSTAKA
Bolaji,B.O.,  2011.  Performance  investigation  of  ozone-friendly  R404A  and  R507  refrigerants  as alternatives to R22 in a window air-conditioner Energy and Buildings. 43(11).3139-3143.
Choudari, C.S., Sapali,S.N., 2017. Performance Investigation of Natural Refrigerant R290 as a Substitute to R22 in Refrigeration Systems. Energy Procedia 109 ( 2017 ) 346 – 352.
Dashtebayaz,  M.D.,  Sulin,A.,  Ryabova,T.,  Sankina,  I.,  Farahnak,  M.,  Nazeri,  R.,  2021.Energy, exergoeconomic and environmental optimization of a cascade refrigeration system using different low GWP refrigerants. Journal of Environmental Chemical Engineering.9, 106473.
Farash  A.  P.,  Windy  H.  M.,  Muhamad  A.  F.,  Wirenda  S.  A.,  2021,  Kajian  Kinerja  Sistem  Refrigerasi Menggunakan  Refrigeran  R32,  R22  &  R1270  Menggunakan  REFPROP,  Prosiding  The  12th Industrial Research Workshop and National Seminar Bandung.
Haris, R.,  Cappenberg, 2018, Uji Prestasi Refrigeran R22 Pada Mesin Pendingin Kompresi Uap  dengan Metode Pengujian Aktual Dan Simulasi, Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur UNJ, Edisi terbit II
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 1 2 3 4 5 Ber at R e fr ig e ran t (kg ) WR1 WR2
Hundy,  G.H.,  Trott,  A.R.,  Welch  T.C.,  2016.  Refrigeration,  Air  Conditioning  and  Heat  Pumps.  Fifth Edition. 45-46.
Kasera,  S.,  Bhaduri,  S.C.,  2017.Performance  of  R407C  as  an  Alternate  to  R22:  A  Review,  Energy Procedia. 109, 4-10.
Park,J., Jung, I., Choi, W., Cho, S.O., Han,S.W., 2019. Greenhouse gas emission offsetting by refrigerant recovery from WEEE: A case study on a WEEE recycling plant in Korea. Resources, Conservation and Recycling  142(2019), 167-176.
Peraturan  Menteri  Perindustrian  Nomor  41/M-IND/PER/5/2014  tentang  Larangan  Penggunaan Hydrochlorofluorocarbon (HCFC) di Bidang Perindustrian.
Shaik,  S.V.,  Ashok  Babu,T.P.,  2017.Thermodynamic  Performance  Analysis  of  Eco  friendly  Refrigerant Mixtures to Replace R22 Used in Air conditioning Applications. Energy Procedia 109, 56 – 63. Shaik,S.V.,  Asahok  Babu,  T.P.,  2017.  Theoretical  Performance  Investigation  of  Vapour  Compression Refrigeration  System  Using  HFC  and  HC  Refrigerant  Mixtures  as  Alternatives  to  Replace  R22. Energy Procedia 109 ( 2017 ) 235 – 242.
Urip, P., Nasyith, A., 2022,  Alternatif Refrigeran Pengganti R22 untuk Pendingin Ruangan Berdasarkan Keramahan  Lingkungan,  Hexagon,  Jurnal  Teknik  dan  Sains  Fakultas  Teknologi  Lingkungan  dan Mineral Universitas Teknologi Sumbawa., Volume 3 Nomor 1
Wang,  W.,  Zhao,  L.,  Zhang,  C.,  2006.  Generalized  neural  network  correlation  for  flow  boiling  heat transfer of R22 and its alternative refrigerants inside horizontal smooth tubes. International Journal of Heat and Mass Transfer 49 (2006) 2458–2465
Yumrutas¸,  R.,  Kunduz,  M.,  Kano˘glu,  M.,  2002.  Exergy  analysis  of  vapor  compression  refrigeration systems. Exergy Int. J. 2, 266–272.
Yusof,  M.H.,  Muslim,  S.M.,  Suhaimi,M.F.,  Basrawi,  M.F.,  2018. The  Effect  of  Refrigerant  Charge  and Outdoor Temperature on the Condenser and Evaporator of a Split-Unit Type Air Conditioner Using R22 Refrigerant. MATEC Web of Conferences 225