## Analisis Kinerja Mesin Pendingin Kompresi Uap Menggunakan HFC-236fa Sebagai Alternatif Pengganti R22
Sukarman 1 , Amri Abdulah 2 , R. Hengki Rahmanto 3
1,2 Jurusan Teknik Mesin, STT Wastukancana Jl. Cikopak No. 53, Purwakarta, Jawa Barat, Indonesia
3 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam ’45 Bekasi Jl. Cut Meutia No. 83, Bekasi, Jawa Barat, Indonesia sukarman@stt-wastukancana.ac.id

## Abstrak
Salah satu indikasi fluida ramah lingkungan  yaitu memiliki indeks Ozone Depletion Potentials yang rendah. Indeks Ozone  Depletion  Potentials untuk refrigerant R22  dan  fuida  HFC-236fa  berturut-turut  adalah  0,055  dan  0.  Data Environmental  Protection  Agency menunjukan  bahwa  HFC-236fa  memiliki  tingkat  toksisitas  yang  sangat  rendah. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  kinerja  mesin  pendingin  kompresi  uap  menggunakan  HFC-236fa  sebagai alternatif  pengganti refrigerant R22.  Penelitian  ini  menggunakan  metode  eksperimental  dengan  melakukan  pengujian refrigerant R22  dan  HFC-236fa  pada  mesin  pendingin  kompresi  uap.  Analisis  koefisien  kinerja  dilakukan  untuk memastikan  fluida  HFC-236fa  mempunyai kinerja  yang cukup untuk  menggantikan refrigerant R22. Pengaturan efek refrigerasi  dilakukan  dengan  mengendalikan  putaran  kipas  pada  lima  level  kecepatan.  Sifat-sifat  termal  dari  kedua fluida digunakan untuk menganalisis data pengujian sehingga bisa diketahui kinerja termodinamikanya. Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai Coefficient of Performance fluida HFC-236fa mencapai 2,5 sampai 3,1. Hasil validasi terhadap analis matematis hitungan manual menggunakan software Genetron Properties 1.1 menunjukan hasil yang baik.
Kata kunci: HFC-236fa, refrigerant R22, Coefficient of Performance , mesin kompresi uap

## Abstract
One  indication  of  environmentally  friendly  fluids  is  having  a  low  Ozone  Depletion  Potential  index.  The  Ozone Depletion  Potentials  index  for  R22  refrigerants  and  HFC-236fa  fuids  is  0.055  and  0.  The  Environmental  Protection Agency  data  show  that  HFC-236fa  has  very  low  toxicity.  This  study  aims  to  analyze  the  performance  of  vapor compression cooling machines using HFC-236fa as an alternative to the R22 refrigerant substitute. This study used an experimental  method  by  testing  R22  and  HFC-236fa  refrigerants  on  a  vapor  compression  cooling  machine. Performance  coefficient  analysis  is  done  to  ensure  that  HFC-236fa  fluid  has  sufficient  performance  to  replace  R22 refrigerant.  Setting  the  refrigeration  effect  is  done  by  controlling  the  fan  rotation  at  five  speed  levels.  Thermal properties of the two fluids are used to analyze test data so that thermodynamic performance can be known. The results showed  that  the  value  of  the  Coefficient  of  Performance  of  HFC-236fa  fluid  reached  2.5  to  3.1.  The  results  of  the validation  of  the  mathematical  analysts  manually  counting  using  Genetron  Properties  1.1  software  showed  good results.
Keywords: HFC-236fa, refrigerant R22 , Coefficient of Performance, vapor-compression refrigeration

## I. P ENDAHULUAN
Salah  satu  komponen  mesin  pendingin  jenis kompresi  uap  adalah  fluida  kerja  ( refrigerant ). Refrigerant berfungsi  sebagai  penyerap  dan pembuang  kalor.  Jenis refrigerant yang  masih
banyak  digunakan  adalah  jenis  R22.  Berdasarkan pengujian Scientific Assessment of Ozone Depletion tahun  2010  yang  dikeluarkan  oleh  badan  NOAA, NASA,  UNEP,  WMO  dan  EC, refrigerant R22 masih  memiliki  indeks  potensi  penipisan  ozon ( Ozone Depletion Potential )   dan   indeks    potensi
Tabel 1. Indeks ODP dan GWP beberapa refrigerant [1] Refrigerant ODP GWP-20 Tahun HCFC-22 (R22) 0,055 5130 HCFC-123 0,02 273 HFC-134 (R134) 0 3420 HFC-236fa (FE-36) 0 8100
pemanasan global GWP ( Global Warming Potential ) yang  tinggi  [1].  Untuk  mengurangi  dampak pemanasan  global  karena  menipisnya  lapisan  ozon, maka  diperlukan  adanya  fluida  alternatif  penganti R22. Mengacu pada data Environmental Protection Agency terakhir, diketahui bahwa terdapat beberapa henis refrigerant yang memiliki nilai toksisitas yang leih  rendah  seperti  HFC-236fa.  Jika  dibandingkan dengan R22, HFC-236fa juga memiliki indeks ODP yang  lebih  rendah.  Indeks  ODP  dan  GWP  untuk HFC-236fa  serta  beberapa refrigerant lainnya tersaji  pada  Tabel  1.  Di  Indonesia,  HFC-236fa banyak digunakan sebagai media pemadam kebakaran. Hal ini bisa dipahami karena HFC-236fa memiliki thermal  properties yang  sangat  baik  jika dilihat  berdasarkan  data  dari National  Institute  of Standards and Technology [2], [3].
Penelitian sebelumnya telah dihasilkan beberapa solusi  fluida  alternatif  pengganti  R22.  Abdullah melakukan  penelitian  COP  (koefisien  kinerja pendingin)  dengan  menggunakan  beberapa  fluida alternatif  penganti  R22  seperti  R600a  ( isobutane ), R290  ( propane ),  R134a,  R410A,  dan  R32. Penelitian  dilakukan  dengan mengoptimalkan penggunaan finned-tube evaporator. Pada penelitian  ini  dilakukan  analisis evaporator  effect dan  koefisien  kinerja  sistem  pendingin.  Pada pengaturan  suhu condensor 38 o C  dan  45 o C,  nilai COP yang melebihi R22 adalah R-600a ( isobutane ), R-290  ( propane ),  dan  R134a.  Untuk  COP  R410A, dan  R32  masih  di  bawah  R22  dengan  persentase sekitar  9,5%.  Hal  ini  bisa  dikatakan  bahwa  COP kedua  fluida  ini  baru  mencapai  90,5%  [4]. Penelitian evaporator  effect dan  COP  juga    telah dilakukan  dengan  menggunakan  fluida  R410A. Pengujian  dilakukan  dengan  menggunakan Rooftop Unit (RTU)  dengan  kapasitas  26,4  kW.  Optimasi dilakukan  dengan  menganti evaporator lama dengan  prototipe evaporator baru.  Hasil  pengujian menujukan  adanya  peningkatan  efek  refrigerasi (evaporator effect) dan COP masing-masing sebesar
2 ± 1,5% dan 2,9 ± 1,5% [5].
Pada  penelitian  ini,  diajukan  fluida  FE-36  atau HFC-236fa yang saat ini banyak digunakan sebagai media  pemadam  api  ( fire  extinguisher  agents ). Berbeda  dengan  dua  penelitian  sebelumnya, penelitian  ini  menggunakan  fluida  pendingin  HFC-
236fa  dan  R22.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  nilai evaporator  effect dan  COP  dari HFC-236fa  sehingga  bisa  dijadikan  sebagai  fluida alternatif  penganti  R22.  Nilai  COP  HFC-236fa diharapkan  bisa  mendekati  R22  dan relative  error hasil validasi pada software Genetron Properties 1.1 terhadap hitungan manual diharapkan bisa mendekati nilai minimum.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Karakteristik Refrigerant
Sifat-sifat  termodinamika  dari  suatu refrigerant merupakan  hal  yang  sangat  menentukan  terhadap sitem refrigerasi secara umum dan mesin pendingin kompresi  uap  khususnya.  Sifat-sifat  termodinamika akan  sangat  memperngaruhi  efek  refrigerasi ( evaporator  effect ),  kerja  kompresor,  dan  kinerja mesin  kompresi  uap. Beberapa  sifat termodinamika yang  diutamakan  antara  lain  tekanan,  suhu,  rapat masa dan volume spesifik, entalpi , entropi , dan sifat cair-uap pada suatu keadaan [6]-[8].
Mesin  pendingin  kompresi  uap  bekerja  atas dasar  siklus  Carnot  terbalik  (Gambar  1).  Pada sistem  refrigerasi,  kompresor  bekerja  dengan  cara membuat  perbedaan  tekanan  sehingga  fluida pendingin  dapat  mengalir  dari  suatu  bagian  ke bagian  lain  dalam sistem  tersebut .  Perbedaan tekanan  antara  sisi  tekanan  tinggi  dan  sisi  tekanan rendah  menyebabkan  bahan  pendingin  cair  dapat mengalir  melalui  alat  pengatur  fluida  pendingin (pipa  kapiler)  ke evaporator .  Tekanan  gas  di evaporator harus lebih tinggi dari pada tekanan gas di  dalam  saluran  hisap  agar  gas  dingin  dari evaporator dapat mengalir melalui saluran  hisap ke kompresor.  Tingkat  keadaan refrigerant baik  pada kondensor  maupun evaporator senantiasa  berada pada  tingkat  keadaan  campuran  cair-uap.  Hal  ini berkaitan dengan sifat laten zat sehingga refrigerant dapat  menyerap  dan  membuang  kalor  sebanyak panas spesifik fluida tersebut. Di dalam operasinya, refrigerant selalu  bercampur  dengan  minyak pelumas.  Hal  ini  bertujuan  untuk  mengurangi  efek erosi  pada  instalasi  yang  akan  dilalui refrigerant . Diagram  tekanan- entalpi pada  pada  siklus  mesin pendingin kompresi uap dapat dilihat di Gambar 2.
Gambar 2. Diagram tekanan- entalpi [9], [13]
Dari  proses  pengujian  didapat  data  suhu  dan tekanan.  Data  ini  digunakan  untuk  menganalisis nilai entalpi yang  tersaji  pada  tabel thermal properties [2],  [3].  Jika  suhu  dan  tekanan  tidak terdapat  dalam  tabel entalpi ,  maka  perhitungan dilakukan  dengan  metode  analisis  interpolasi  atau ekstrapolasi .

## B. Persamaan Energi Aliran Steady
Dalam  sistem  refregerasi,  laju  aliran  massa dianggap  tetap,  sehingga  keseimbangan  energi dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut [3].
[ ]           [ ] (1)
dimana ̇ ,  h,  v,  z,  g, dan W berturut-turut  adalah laju  aliran  massa  (kg/s), h entalpi  (kJ/kg),  v kecepatan  (m/s),  ketinggian  (m),  percepatan gravitasi (m/s 2 ), dan laju aliran energi dalam bentuk kalor (kJ/s).

## C. Perhitungan Energi Aliran Udara Evaporator
Laju aliran udara melalui evaporator ( ̇ dirumuskan sebagai berikut [10], [11], [14]:
̇ (2)
dimana dan v berturut-turut  adalah  masajenis udara (kg/m 3 ), kuas penampang evaporator (m 2 ) dan kecepatan  aliran  udara  keluar  evaporator  (m/s), sedangkan  laju  aliran  energi  udara  (Q evap .)  yang melewati evaporator dirumuskan  sebagai  berikut [10], [11], [12]:
̇ (3)
dengan  h in dan  h out adalah  entalpi  udara  masuk  dan keluar evaporator (kJ/kg),  sedangkan  laju  massa Refrigerant ( ̇ ) melalui evaporator dirumuskan sebagai berikut [10], [11], [12]:
ṁ ref. = (4)
dimana  h 1 dan  h 4 adalah  entalpi  (kJ/kg)  fluida pendingin  pada titik 1 dan 4.
D. Kerja  Kompresi  (W c ),  Evaporasi,  Kondensasi, dan Throttling process
Kerja  kompresi  pada  siklus  ideal  mesin pendingin  kompresi  uap  merupakan  hasil  kali  laju aliran massa dengan kenaikan entalpi selama proses kompresi isentropik .  Proses  kompresi  diasumsikan berlangsung  secara adiabatik ,  artinya  perpindahan kalor  dari  dalam  dan  luar  sistem  dianggap  nol. Kerja  kompresi  dihitung  dengan  persamaan  berikut [10], [11], [12]:
̇ (5)
dengan W c adalah kerja kompresi (kJ/s atau kW), ṁ adalah laju aliran masa (kg/s), dan h 1 , h 2 merupakan entalpi (kJ/kg) pada titik 1 dan 2.
Pada  saat refrigerant melewati evaporator , terjadi  penyerapan  kalor  dari  ruangan  yang diinginkan  sehingga  menghasilkan  penguapan refrigerant .  Pada  proses  evaporasi  dan  kondensasi terjadi  perubahan  energi  kinetik  dan  energi potensial  diabaikan  sehingga  harga dan  g z pada titik 1 dan 2 dianggap nol. Karena pada evaporator dan kondensor tidak ada kerja yang dilakukan maka W = 0, sehingga laju perpindahan massa dan energi pada  kondisi  ini  dinyatakan  dalam  persamaan berikut ini [10], [11], [12]:
̇ (6)
dengan Q in adalah kerja proses evaporasi / kapasitas refrigerasi (kJ/s atau kW), ̇ adalah laju aliran masa fluida  pendingin  di  evaporator,  h 1 dan  h 4 adalah entalpi  (kJ/kg)  pada  titik  1  dan  4.  Kapasitas/efek refrigerasi  dihitung  berdasarkan  energi  kalor  yang mampu  diserap  oleh evaporator dan  penurunan kalor  pada  udara.  Pada  pengujian  ini  beban pendinginan  adalah  udara  yang  dialirkan  pada  koil evaporator , sehingga kalor yang diserap oleh udara dapat dihitung dengan persamaan berikut [3], [12]:
̇ (7)
dengan Q u merupakan  efek  refigerasi  (kJ/s)  atau kW), C p adalah  panas  jenis  udara  pada  tekanan konstan  =  0,2403  (kJ/kg.K), ṁ u adalah  laju  aliran massa udara (kg/s), dan ∆T u adalah perubahan suhu udara yang mengalir pada evaporator (K). Besarnya laju  aliran  massa  udara  yang  dihitung  berdasarkan persamaan berikut [12].
̇ (8)
dengan ρ dalah massa jenis (kg/m 3 ), A adalah luas penampang aliran evaporator (m 2 ), dan v adalah laju aliran  udara  (m/s).  Massa  jenis  udara  pada  kondisi
ini  juga  bisa  dicari  dengan  persamaan  berikut  [12] [14]:
(9)
dengan T adalah temperature (K),  P adalah tekanan mutlak  udara  (N/m 2 )  dan  R  adalah  konstanta  gas ideal udara sebesar 2,4061 (kJ/kg. K).
Pada saat refrigerant melewati kondensor, terjadi perpindahan  kalor  dari refrigerant ke  lingkungan yang lebih dingin sehingga menghasilkan pengembunan refrigerant .  Laju  aliran  kalor  pada proses  kondensasi  ini  dinyatakan  pada  persamaan berikut [10], [11]:
̇ (10)
dengan Q out adalah  laju  aliran  kolor  kondensasi (kJ/s  atau  kW)  dan  h 2 h 3 merupakan  entalpi  pada titik 2 dan 3 (kJ/kg).
Proses  selanjutnya  adalah  analisis throttling process pada pipa kapiler atau katup ekspansi. Pada proses  ini  tidak  ada  kerja  yang  dilakukan  atau ditimbulkan  sehingga  W  =  0.  Perubahan  energi kinetik  dan  energi  potensial  dianggap  nol.  Karena proses dianggap adiabatik  (q = 0), maka persamaan energi aliranya ditunjukan dalam persamaan berikut [1], [2] :
h 3 = h 4 (11)

## E. Koefisien  Kinerja  Mesin  Pendingin  Kompresi Uap (COP)
Performa  mesin  pendingin  (COP)  didapat melalui  siklus  berikut.  Energi  mekanik  dibutuhkan oleh  kompresor  untuk  mensirkulasikan refrigerant . Pembuangan  kalor  dilakukan  pada  kondensor  dan pengambilan kalor (tempat benda akan didinginkan) terjadi  di evaporator .  Untuk  mendapatkan  kinerja evaporator yang  baik, refrigerant pada  kondensor diturunkan  tekanannya  oleh  sebuah  katup  ekspansi. Di  sini  terjadi  tawar  menawar  antara  rendahnya tekanan refrigerant yang  diikuti  dengan  rendahnya suhu  dengan  laju  aliran  massa refrigerant bersirkulasi. COP  mesin  pendingin  kompresi  uap dihitung  dengan  persamaan  sebagai  berikut  [10], [11] [12]:
COP = = (12) COP = (13)

## F. Langkah Eksperimen
Penelitian
ini menggunakan metode
ekperimental dengan membandingkan COP refrigerant R22  dan  fluida  HFC-136fa.  Pengujian
COP  dilakukan  menggunakan  mesin  pendingin kompresi  uap  berkapasitas  875  W.  Pengujian evaporator  effect dilakukan  dengan  mengendalikan kecepatan putaran kipas dalam 5 level.
1. Level-1, putaran kipas dengan rpm rendah 2. Level-2, putaran kipas dengan rpm sedang 1
3. Level-3, putaran kipas dengan rpm sedang 2
4. Level-4, putaran kipas dengan rpm tinggi 1
5. Level-5, putaran kipas dengan rpm tinggi 2 Mesin  pendingin  kompresi  uap  yang  digunakan untuk pengujian COP tersaji pada Gambar 3.
Kecepatan  udara  yang  masuk  ke  dalam evaporator  dilakukan  pengukuran  pada  setiap  level putaran  kipas.  Luas  penampang evaporator dan kondensor diukur untuk menganalisis debit fluidanya. Perhitungan debit udara pada evaporator dan  kondensor  dilakukan  dengan  menggunakan rumus  pada  persamaan  5.  Model  fisik  alat  uji  COP mesin  pendingin  kompresi  uap  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Prosedur  pengujian  COP  fluida HFC-236fa dengan  menggunakan  mesin  pendingin  kompresi uap dilakukan sebagai berikut :
1. Pastikan  sistem  sudah  menggunakan  fluida HFC-236fa.
2. Hidupkan mesin pendingin kompresi uap.
3. Hidupkan kipas evaporator dan kondensor.
4. Lakukan  pengaturan  kipas  pada  level-1  (rpm rendah).
5. Diamkan  selama  2-3  menit  untuk  memastikan aliran refrigerant dalam kondisi steady.
6. Lakukan pencatatan data sebanyak dua kali pada interval  menit ke-2 dan ke-4:
a. Suhu  udara  bola  basah  dan  kering  pada saluran udara masuk dan keluar.
b. Laju  fluida  udara  pada evaporator dan kondensor.
c. Tekanan, dan suhu yang dihasilkan pada titik 1, 2, 3, dan 4.
d. Arus (ampere) dan tegangan (volt) listrik.
7. Atur  rpm  kipas  pada  level-2  sampai  level-5  dan ulangi prosedur d sampai f.
8. Matikan  mesin  pendingin  kompresi  uap  dan kipas.
Prosedur  yang  sama  juga  digunakan  untuk melakukan  proses  pengujian refrigerant R22. Beberapa peralatan yang digunakan untuk melakukan pengujian ini adalah sebagai berikut: 1. Mesin pendingin kompresi uap.
2. Thermometer raksa  untuk  mengukur  suhu sebanyak 8 buah.
3. Pressure  gauge untuk  mengukur  tekanan sebanyak 4 buah.
4. Flow meter untuk mengukur laju udara sebanyak 1 buah.
Gambar 4. Model fisik mesin pendingin kompresi uap
Gambar 3. Mesin pendingin kompresi uap berkapasitas daya kompresor 875 W
5. Multitester digital  untuk  mengukur  tegangan listrik sebanyak 1 buah.
6. Tang  ampere  untuk  mengukur  arus  listrik sebanyak 1 buah.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Data  Pengujian  Refrigerant  dan  Perhitungan Entalpi
Data hasil pengujian uji prestasi mesin kompresi uap  untuk fluida HFC-236fa  dan  R22  ditunjukkan pada  Tabel  2  dan  Tabel  3.  Data  pengujian  pada saluran udara kondensor dan evaporator didapatkan data  suhu  bola  basah  (masuk  dan  keluar),  suhu bolah  kering  (masuk  dan  keluar),  dan  kecepatan udara.  Sedangkan  pada  aliran  fluida  dalam  pipa
diperoleh  data,  tekanan  (P 1, P 2, P 3, dan  P 4 )  dan  suhu (T 1 , T 2 , T 3 , dan T 4 ).
Dari  data-data  pada  Tabel  2  dan  Tabel  3  dapat diketahui  nilai entalpi pada  tiap  titik  yang ditetapkan.  Perhitungan entalpi menggunakan parameter tekanan dan suhu. Jika  suhu dan tekanan tidak terdapat dalam tabel entalpi, maka perhitungannya  dilakukan  dengan  menggunakan metode  numerik  yaitu  dengan  analisis  interpolasi atau  ekstrapolasi.  Dari  Tabel  2  diketahui  tekanan refrigerant di  evaporator  621,5  kPa  dengan  suhu 19 o C.  Data entalpi pada  kondisi  ini  tidak  ada  pada tabel.  Data  suhu  yang  tersedia  adalah  data  pada 20 o C  dan  25 o C,  sedangkan  data  tekanan  yang tersedia adalah pada 600 kPa dan 625 kPa. Dengan memperhatikan  tekanan  dan  suhu  pada  titik-titik yang  ditentukan,  maka  perhitungan entalpi h 1 ,  h 2 , dan  h 3 dilakukan  interpolasi  dan  ekstrapolasi. Sedangkan  untuk  perhitungan  entalpi  h 4 bisa dilakukan  dengan  menggunakan  persamaan  (11). Contoh  perhitungan  dengan  metode  interpolasi  dan ekstrapolasi  untuk  entalpi  h 1 pada  HFC-236fa dengan  rpm  kipas  lavel-1  dapat  ditujukan  pada Tabel  4.  Tahap  pertama  kita  hitung entalpi pada suhu  19 o C  dan  antara  tekanan  600  kPa  dan  621,5 kPa.  Selanjutnya,  dihitung  dengan  interpolasi  pada suhu 19 o C dan antara tekanan 600 kPa dan 625 kPa. Metode  yang  sama  digunakan  untuk  menghitung entalpi pada  titik  dan  level  tertentu.  Data perhitungan  lengkap entalpi pada  tiap  titik  tersaji pada Tabel 5.
Tabel 2. Data pengujian HFC-236fa Level rpm kipas Saluran udara evaporator Saluran udara kondensor Masuk Keluar v udara Masuk Keluar v udara tbb tbk tbb tbk
tbb tbk tbb tbk [ o C] [ o C] [m/s] [ o C] [ o C] [m/s] 1 25 29 22 22 1,1 25 29 29 36 0,9 2 25 30 21 22 1,3 26 30 32 49 1,0 3 25 30 21 22 1,4 26 30 34 54 1,2 4 25 30 21 22 1,5 26 30 34 55 1,4 5 25 30 21 22 1,6 26 30 34 56 1,5 Level rpm kipas Aliran Refrigeran dalam pipa Keluar Evaporator Masuk Kondensor Keluar Kondensor Masuk Evaporator P1 T1 P2 T2 P3 T3 P4 T4 [kPa] [ o C] [kPa] [kPa] [kPa] [kPa] [kPa] [ o C] 1 142 12 704 61
704 51 161 7 2 142 12 914 71
914 60 163 7 3 154 14 914 70
914 59 177 9 4 172 17 914 70 914 59 195 12 5 172 17 961 72
961 61 201 12 Tabel 3. Data pengujian R22 Level rpm kipas Saluran udara evaporator Saluran udara kondensor Masuk Keluar v udara Masuk Keluar v udara tb b tbk tbb tbk tbb
tbk tbb tbk [ o C] [ o C] [m/s] [ o C] [ o C] [m/s] 1 25 28 22 22 1,1 25 29 29 36 0,9 2 25 28 21 22 1,3 26 30 32 49 1,0 3 25 28 21 22 1,4 26 30 34 54 1,2 4 25 28 21 22 1,5 26 30 34 55 1,4 5 25 28 21 22 1,6 26 30 34 56 1,5 Level rpm kipas Aliran Refrigeran dalam pipa Keluar Evaporator Masuk Kondensor Keluar Kondensor Masuk Evaporator P1 T1 P2 T2 P3 T3 P4 T4 [kPa] [ o C] [kPa] [kPa] [kPa] [kPa] [kPa] [ o C] 1 622 19 2266 106 2266 37 676 7 2 622 18 2033 97 2033 49 677 7 3 745 17 2224 90 2224 53 813 13 4 745 17 2428 96 2428 56 817 13 5 789 16 2428 91 2428 58 863 15 Tabel 4. Interpolasi dan ekstrapolasi data h 1 -1 HFC-236fa Vapor 600 625 1 621,5
T 1
19 19 T 2 20 20 T 3 25 25 19 h 1 417,06 416,66 h 2 417,8 417,4 h 3 421,5 421,1

## Tabel 5. Data entalpi uji HFC-236fa dan R22
Level rpm kipas Entalpi HFC-236fa [kJ/kg] Entalpi R22 [kJ/kg] h 1 h 2 h 3 h 4 h 1 h 2 h 3 h 4 1 368,6 402,3 264,6 264,6 416,7 466,5 245,7 245,7 2 368,6 407,5 277,0 277,0 412,9 460,7 261,9 261,9 3 370,0 407,4 275,6 275,6 412,7 456,4 267,5 267,5 4 372,2 407,2 275,6 275,6 412,8 456,9 271,8 271,8 5 372,2 408,2 278,3 278,3 410,6 450,3 274,7 274,6 h 1 =Vapor, h 2 =Superheated Vapor, h 3 =Liquidh 5 =Liquid + Vapor, 1 PSI =6,894757kPa

## B. Analisis Data Pengujian dan Simulasi
Perhitungan  laju  aliran  masa  udara ̇ ud.  Evap dan beban pada evaporator menggunakan persamaan (2) dan  (3)  diperoleh  nilai ̇ ud.  Evap =  0,180  kg/s  dan beban evaporator =  5,42  kJ/s  (kW).  Beban evaporator pada  5  level  penyetelan  kipas  tersaji pada  Gambar  5. Perhitungan  laju  aliran  massa refrigerant (ṁ ref )  yang  dilakukan  menggunakan persamaan  (4)  diperoleh  ṁ ref. =  0,05  kg/s.  Laju aliran  massa refrigerant (ṁ ref )  pada  5  level penyetelan kipas tersaji pada Gambar 6. Perhitungan  laju  pelepasan  kalor evaporator (Q in ) dalam  merupakan  efek  refrigerasi  yang  dihitung dengan  persamaan  (6)  diperoleh  Q in =  5,48  kJ/s (kW). Laju pelepasan kalor evaporator (Q in ) pada 5 level  penyetelan  kipas  tersaji  pada  Gambar  7. Perhitungan  laju  pelepasan  kalor  kondensor  (Q out ) dalam  merupakan  efek  refrigerasi  yang  dihitung dengan  persamaan  10  diperoleh  Q out =  7,18  kW. Laju  pelepasan  kalor  kondensor  (Q out )  pada  5  level penyetelan kipas tersaji pada Gambar 8.
COP merupakan efek  refrigerasi/kerja kompresi mesin  pendingin  kompresi  uap.  Perhitungan  COP yang  dilakukan  menggunakan  persamaan  (12)  dan (13)  diperoleh  nila  3,08.  COP  kedua  fluida  pada  5 level  penyetelan  kipas  tersaji  pada  Gambar  9.  Dari hasil  perhitungan  terlihat  bahwa  COP  HFC-236fa menedekati refrigerant R22  pada  kisaran  80%. Validasi  perhitungan  manual  dengan  dengan software Genetron Properties 1.1 tersaji pada Tabel 6.
Gambar 5. Grafik beban evaporator
Gambar 6. Grafik laju aliran massa refrigerant
Gambar 7. Grafik laju pelepasan kalor evaporator
Gambar 8. Grafik laju pelepasan kalor kondensor
0.0 5.0 10.0 1 2 3 4 5 kJ/ s at au k W ]
Tingkat penyetelan kipas pendingin HFC-236fa R-22 0.00 0.05 0.10 1 2 3 4 5 (ṁ refr i.) -[ kg /s ] Tingkat penyetelan kipas pendingin HFC-236fa 0.0 5.0 10.0 1 2 3 4 5 kJ /s Tingkat  penyetelan kipas pendingin 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 1 2 3 4 5 kJ/ s Tingkat penyetelan kipas pendingin 2.0 3.0 4.0 1 2 3 4 5 (C OP) Tingkat penyetelan kipas pendingin HFC-236fa R-22
Tabel 6. Validasi performa HFC-236fa Refrigerant R236fa GWP 9810 Mass Flow kg/s 9,64898 Colling Capacity W 1004081,88 Heating Capacity W 1329445,37 Power kW 325,363 Colling COP - 3,086
Berdasarkan  Tabel  6  terlihat  bahwa  selisih hitungan  manual  dengan software hanya  sekitar 0,2%. Data COP pada hitungan manual sebesar 3,08, sedangkan dengan menggunakan software dihasilkan COP sebesar 3,09.

## IV. K ESIMPULAN
Penelitian  ini  telah  memberikan  fluida  alternatif pengganti refrigerant R22  dengan  menggunakan fluida  yang  lebih  ramah  lingkungan.  Hasil  analisis data  pengujian  didapatkan  nilai  COP  dan  efek refrigerasi  fluida  HFC-236fa  mendekati refrigerant R22.  Hasil  validasi  terhadap  analisa  perhitungan matematis  didapatkan  galat  yang  nilainya  kecil sehingga  bisa  diabaikan.  Penggunaan  fluida  HFC- 236fa  bisa  menjadi  alternatif  untuk  menurunkan dampak  pemanasan  global  karena  indek  ODP  yang rendah.  Untuk  mengetahui  konsistensi  kinerja termal  dari  fluida  HFC-236fa,  akan  dilakukan pengujian  sejenis  dengan  menggukan  kompresor berkapasitas  daya  yang  lebih  rendah.  Pada pengujian  selanjutnya,  juga  akan  dilihat  nilai ekonomisnya, sehingga kelayakan ekonomi ( feasibility ) fluida ini bisa diketahui.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  Gunnebo Indonesia  yang  telah  membantu  penelitian  ini dengan  menyumbangkan fluida HFC-236fa  dalam hal  ini  diwakili  oleh  Bapak  Suyanto  Salim.  Terima kasih  juga  dsampaikan  kepada  Bapak  Bagus Suryana  di  Laboratorium  Konversi  Energi  Fakultas Teknik  Universitas  Islam  ’45  Bekasi  yang  telah membantu memfasilitasi proses pengujian.

## R EFERENSI
[1] Scientific  Assessment  of  ozone  Depletion:  2010. Pursuant  to  Article  6  of  the  Montreal  Protocol  on Substances that Deplete the Ozone Layer.
[2] Thermodynamic  Properties  of  R22 . Version  6.01 , Standard  Reference  Data  Program,  National Institute of Standards and Technology, 1998.
[3] Thermodynamic  Properties  of  HFC-236fa.  Version 6.01 ,  Standard  Reference  Data  Program,  National Institute of Standards and Technology, 1998.
[4] A.  A.  Al-Rashed,  “Effect  of  evaporator  suhue  on vapor compression refrigeration system,” Alexandria  Engineering  Journal ,  vol.  50,  pp.  283- 290, 2011.
[5] D.  A.  Yashar,  S.  Lee,  and  P.  A.  Domanski, “Rooftop air-conditioning unit performance improvement using refrigerant circuitry optimization,” Elsivier Applied Thermal
Engineering , vol. 83, pp. 81-87, 2015.
[6] W.  F.  Stoecker, Refrigersi  dan  Pengkondisian Udara ,  Erlangga. 2005.
[7] S.  K.  Wang  and  Z.  Lavan, Air-Conditioning  and Refrigeration  Mechanical  Engineering  Handbook : Boca Raton: CRC Press LLC. 1999.
[8] S.  K.  Wang, Handbook  of  Air  Conditioning  and Refrigeration . McGraw-Hill. 2000.
[9] Y. H. Yau and H. L. Pean, “The performance study of a split type air conditioning system in the tropics, as affected by weather,” Energy and Buildings , vol. 72, pp. 1–7, 2013.
[10] J.  M.  W.  Lawrence  and  J.  A.  Evans,  “Refrigerant ﬂow  instability  as  a  means  to  predict  the  need  for defrosting  the  evaporator  in  a  retail  display  freezer cabinet,” International journal of refrigeration , vol. 31, pp. 101-112, 2007.
[11] M. Kim, W. V. Payne, P. A. Domanski, S. H. Yoon, and  C.  J.  L.  Hermes,  “Performance  of  a residential heat  pump  operating  in  the  cooling  mode  with single faults imposed,” Applied Thermal Engineering , vol. 29, pp. 770–778, 2008.
[12] M.  J.  Moran  and  H.  N.  Shapiro, Termodinamika Teknik , Erlangga. 2004 .
[13] M.  R.  Braun,  P.  Walton,  and  S.  B.  M.  Beck, “Ilustrating the relationship between the coefficient of  performance  and  the  coefficient  of  system performance  by  means  of  an  R404  supermarket refrigeration  system,” International  journal  of refrigeration, vol. 70, pp. 225–234, 2015.
[14] Z. Ma, H. Bao, and A. P. Roskilly. ”Thermodynamic modelling and parameter  determination  of  ejector  for  ejection refrigeration  systems,” International  journal  of refrigeration , vol.75, pp. 117–128, 2016 .