Dokumen ini membahas mesin recovery, recycle, dan recharging (3R) yang dirancang untuk mengurangi pencemaran akibat refrigeran pada sistem pendingin. Pengujian menunjukkan bahwa efisiensi pemurnian massa refrigeran tertinggi pada mesin AC split dengan nilai 76,7%, dan refrigeran R-12 memiliki efisiensi tertinggi 99,4%. Selain itu, mesin 3R mampu mendaur ulang refrigeran untuk menghindari kerusakan lapisan ozon.

1. MESIN 3R (RECOVERY, RECYCLE DAN RECHARGING) UNTUK MENGURANGI EFEK PENCEMARAN
ATMOSFIR BUMI AKIBAT REFRIGERAN MESIN PENDINGIN
Mulyanef, Suryadimal dan Rico Andika
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri
Universitas Bung Hatta, Padang-Indonesia
mulyanef@yahoo.com
ABSTRAK: Masalah pencemaran lingkungan mendapat perhatian yang sangat serius dari pemerintah dan Environment
UNDP (United Nations for Development Program). Salah satu pencemaran lingkungan yang sedang diperhatikan yaitu
penipisan lapisan ozon akibat tercemar oleh zat-zat sintetik buatan manusia. Zat-zat sintetik yang cukup tinggi pengaruhnya
terhadap pencemaran lingkungan, yaitu refrigeran (zat pendingin) yang digunakan untuk sistim pendingin. Oleh karena itu
dibuat suatu mesin yang berfungsi sebagai Recovery, Recycle dan Recharging (3R ) untuk refrigeran. Mesin ini bekerja
mengeluarkan serta menangkap refrigeran, kemudian mendaur ulang refrigeran yang di tangkap dengan cara memisahkannya
dari pelumas dan menyaring kotoran padat.
Tujuan paper ini adalah untuk mendapatkan nilai efisiensi pemurnian massa refrigeran dan mendapatkan faktor-faktor yang
mempengaruhi efisiensi pemurnian massa refrigeran. Pengujian dilakukan pada mesin pendingin (AC Mobil, AC Split dan
Lemari es) dan jenis refrigeran yang digunakan adalah R-12, R-22 dan R-134a Hasil pengujian menunjukkan nilai efisiensi
pemurnian massa refrigerant (ή) tertinggi diperoleh pada mesin AC Split dengan nilai 76,7%. Sedangkan untuk refrigeran,
R-12 memiliki nilai efisiensi pemurnian massa refrigeran tertinggi yaitu 99,4%.
Kata kunci : refrigeran, mesin 3R dan efisiensi.
1. PENDAHULUAN
Efek pemanasan global dan semakin rusaknya lapisan ozon pada saat sekarang ini, salah satunya ditimbulkan oleh
kegiatan reparasi atau perawatan pada mesin pendingin. Untuk menghindari terlepasnya refrigeran ke atmosfir dibuat
suatu mesin yang berfungsi me-recovery, me-recycle dan recharging refrigeran dari mesin pendingin. Mesin Recovery,
Recycle dan Recharging disebut dengan Mesin 3R, dipergunakan untuk mesin pendingin siklus kompresi uap. Mesin ini
bekerja mengeluarkan serta menangkap refrigeran, kemudian mendaur ulang refrigeran yang di tangkap dengan cara
memisahkannya dari pelumas dan menyaring kotoran padat yang terdapat dalam refrigeran tersebut. Untuk
mendapatkan kemampuan efisiensi pemurnian massa refrigeran tersebut dilakukan pengujian pada mesin pendingin,
antara lain yaitu AC mobil, AC split dan lemari es. Sedangkan untuk variasi refrigerant digunakan yaitu R-12, R-22 dan
R-134a.
2. LANDASAN TEORI
2.1. Mesin Recovery, Recycle dan Recharging
Proses recovery merupakan suatu proses dimana refrigeran dikeluarkan dari sistem pendingin, sehingga refrigeran
tersebut tidak terlepas ke atmosfir (proses mendapatkan kembali refrigeran dari sistim AC). Recycle yaitu proses
pemurnian atau pencucian refrigeran dari proses sirkulasi didalam mesin 3R.
Pemurnian refrigeran dari partikel-partikel padat dan pelumas yang bercampur selama mesin pendingin bekerja,
bertujuan supaya refrigeran tersebut dapat digunakan kembali. Sedangkan recharging adalah proses pengisian
refrigeran ke sistim mesin pendingin.
Prinsip kerjanya mesin recovery, recycle dan recharging dibagi menurut sistem recycle-nya, yaitu laluan tunggal dan
multi laluan. Laluan tunggal proses pemurnian refrigeran dilakukan hanya satu kali sirkulasi saja. Sedangkan multi
laluan sirkulasi berulang-ulang. Banyaknya recerver dryer dan pipa-pipa kapiler yang digunakan pada sistem mesin 3R
laluan tunggal lebih sedikit dibandingkan mesin 3R multi laluan.
Karakteristik dari mesin recovery, recycle dan recharging :
o Mesin 3R ini hanya dioperasikan untuk mesin pendingin siklus kompresi uap.
o Jenis refrigeran yang dapat di recovery, recycle & recharging yaitu refrigeran senyawa halokarbon ( R-12 ; R-22
; R-134a).
-1-

2. Gambar 2.2. memperlihatkan siklus terbuka recycle pada mesin recovery, recycle dan recharging, yang merupakan
modifikasi dari mesin pendingin siklus kompresi uap.
QK
3 2
2.1 Konden
Katup Ekspansi sor
Kompresor WK
4 1
Gambar 1. Skema Mesin 3R laluan tunggal
Urutan proses yang terjadi pada siklus mesin recovery, recycle dan recharging :
Proses 1 – 2
Proses recovery refrigeran dengan tekanan sisi isap kompresor (tekanan vakum). Refrigeran di keluarkan dari sistem
pendingin, pada kondisi uap jenuh. Kemudian tekanan refrigeran dinaikkan oleh kompresor.
Proses 2 – 3
Proses pelepasan energi panas refrigeran di kondensor pada tekanan konstan (isobaric). Refrigeran mengalami
kondensasi menuju cairan jenuh.
Proses 3 – 4
Proses penurunan tekanan refrigeran pada kondisi cair jenuh oleh sistem throttling katup ekspansi menuju tabung
penyimpan refrigeran sementara.
Gambar 2. Diagram T – S Mesin 3R laluan tunggal
-2-

3. 2.2. Skema Mesin 3R
Keterangan gambar :
1. Kompresor 4. Kondensor Koil Bersirip 7. Throttling Valve
2. Reservoir 5. Filter Drier atau Pemisah Oli
3. Fan dan MotorListrik 6. Prerssure Gauge
Gambar 3. Skema Mesin 3R
2.3. Parameter-Parameter Prestasi dari Mesin 3R
a) Efisiensi isentropik kompresor
Menurut definisinya efisiensi isentropik mencerminkan penyimpangan proses kerja teoritis kompresor isentropik
perancangan dengan kerja aktual yang sebenarnya terjadi. Berikut analisa dari proses-proses siklus terbuka mesin
recovery, recycle & recharging.
1 – 2; Kompresi / kerja berih
•
m h2
WK
•
m h1
Gambar 4. Balans Energi Kompresor
• •
WK = m h2 – m h1; (Watt) ……………………………………... (1)
Dimana :
h = entalpi refrigeran (kJ/ kg)
NK = ηK x 0.5 Hp = 0.8 x (0.5 x 746) Watt = 298,4 Watt
ηK = (0.6 s/d 0.8) diambil 0.8
2 – 3; Kondensor isobaric (pelepasan panas)
• •
QK = m h2 – m h3 ; (Watt) ……………………………………. (2)
QK
-3-

4. • •
m h3 m h2
Gambar 5. Balans Energi Kondensor
3 – 4; Proses ekspansi (Throttling)
Pada kondisi ini proses penurunan tekanan dilakukan tidak terlalu besar, sehingga ΔP yang terjadi kecil. Tujuannya
untuk mendapatkan tekanan tabung diatas tekanan atmosfir lokal. Sehingga uap air yang terdapat diudara tidak berdifusi
(perpindahan massa) pada dinding tabung karena tekanan dalam tabung lebih besar.
Kerja Isentropik kompresor (WS), dapat dinyatakan :
•
WS = m (h2S – h1) ; (Watt) …………………………………… (3)
Dimana h2S diamabil dari P2 dengan pengandaian bahwa kompresor bekerja isentropik pada S2S = S1.
Sehingga efisiensi isentropik kompresor (William C. Reynolds) :
WS
ηS = ……………………………………………………... (4)
WK
b) Faktor Prestasi / Perfomance Factor ( PF )
Kerja mesin recovery, recycle dan recharging laluan tunggal ini bekerja hampir sama dengan prinsip pompa kalor.
Kerja berguna mesin ini yaitu pada proses pelepasan panas di kondensor. Indek prestasi ini dapat dinyatakan dengan
performance factor (PF).
Indeks prestasi ini didefinisikan sebagai kerja bemanfaat yang diinginkan dibagi dengan masukan kerja (Wilbert F.
Stoecker).
kerja bemanfaat h2 − h3
PF = = ……………………………… (5)
masukan kerja h2 − h1
Atau
QK
PF = ……………………………………………………... (6)
WK
Kerja bermanfaat (QK) pada siklus mesin ini yaitu proses pelepasan panas dari refrigeran ke lingkungan di
kondensor. Masukan kerja (WK) yaitu proses kompresi di kompresor yang menyebabkan temperatur dan tekanan
refrigeran naik.
c) Efisiensi Pemurnian Massa Refrigeran
Merupakan perbandingan jumlah massa refrigeran yang di recovery, recycle dan recharging dari mesin pendingin
siklus kompresi uap dengan jumlah massa refrigeran hasil recycle-nya. Nilai efisiensi ini merupakan hasil dari unjuk
kerja proses pemurnian yang dilakukan mesin.
kg massa hasil pemurnian
ή= ………………………………... (7)
kg massa awal
2.4 Jenis Refrigeran Digunakan Pada Mesin 3R dan Siklus Kompresi Uap
a). Refrigeran 12 (R-12).
Refrigeran 12 dengan nama kimia dikloro methane (CCl2F2) mempunyai titik didih normal -30 0C. Biasanya
digunakan pada mesin refrigerasi kecil (lemari es) karena panas penguapan perjumlah massa refrigeran kecil dengan
low med temperature. Refrigeran jenis ini sudah jarang digunakan karena mempunyai kandungan senyawa chlor
yang banyak.
-4-

5. b) Refrigeran 22 (R-22).
Refigeran 22 dengan rumus kimia CH Cl F2 ( Mono Chloro difluoro methane ), mempunyai titik didih normal -41
0
C dan panas penguapan permassa refrigeran lebih baik dibandingkan R-12. refrigeran jenis ini digunakan pada
temperatur refrigerasi lebih rendah dengan kapasitas pendinginan yang besar. Aplikasinya pada mesin AC untuk
ruangan dengan kapasitas besar dan freezer yang lebih rendah.
c) Refrigeran 134a (R-134a).
Refrigeran ini mempunyai rumus kimia C2H2F4. penggunaan refrigeran ini untuk menggantikan R-12 karena sifat-
sifat termodinamik-nya hampir sama. Disamping itu R-134a tidak mengadung senyawa flor atau chlor sehingga tidak
merusak lapisan ozon meskipun terlepas ke atmosfir.
3. PERCOBAAN
3.1 Sketsa Pengambilan Data Pengujian
QK
P3 P2
3 KONDENSOR 2
T3 T2
KATUP EKSPANSI KOMPRESOR WK
4
1
T1 P1
SISTEM
TABUNG PENDINGIN
PENAMPUNG ( gr massa
SEMENTARA refrigeran sistem )
Timbangan massa
refrigeran ( gr massa )
Gambar 6. Skema Alat Uji Mesin 3R.
3.2 Bahan dan Alat Bantu
Bahan yang digunakan adalah Refrigeran 12, Refrigeran 22 dan Refrigeran 134a.
Alat Bantu yang digunakan adalah :
a). Pipa ekspansi
b). Mesin pendingin (AC Mobil, AC Split dan Lemari es )
c). Tabung penampung sementara refrigeran (volume 30 liter)
d). Manifold
3.3 Alat Ukur yang Digunakan
a). Termometer digital dan termokopel
b). Pressure gauge
c). Timbangan digital (SPX TIF 9010A)
3.4 Prosedur Pengujian
Prosedur yang harus dilakukan yaitu :
Siapkan mesin recovery, recycle dan recharging
Siapkan alat bantu yaitu pipa ekspansi, manifold gauge dan tabung refrigeran yang kosong.
Lakukan instalasi alat bantu ke mesin 3R dan unit mesin pendingin, pastikan sambungan pada pipa ekspansi
sudah kuat.
Lakukan proses vakum tabung penampung refrigeran dengan menggunakan mesin 3R (dilakukan setiap kali
proses recovery, recycle & recharging).
Pasang alat ukur termometer digital pada kondisi I, II dan III.
Lakukan pengambilan data tekanan dan temperatur pada empat sisi proses yang dilakukan pada mesin.
-5-

6. Catat jumlah massa refrigeran hasil pemurnian hasil proses recovery, recycle dan recharging yang terlihat pada
timbangan digital.
Lakukan prosedur pengujian ini pada setiap variasi pengujian yang dilakukan.
4. PEMBAHASAN
AC Mobil AC Split Lemari es
0,77
Efisiensi Pemurnian Massa
0,765
0,76
Refrigeran
0,755
0,75
0,745
0,74
0,735
0,73
0,725
0 hari ke- 1 hari ke- 2 hari ke- 3 hari ke- 4
Data rata-rata pengujian dalam satu hari
Gambar 7. Grafik Efisiensi Pemurnian Massa Refrigeran (ή) dan Waktu
Untuk Variasi Mesin Pendingin.
Hubungan antara efisiensi pemurnian refrigeran dan waktu engan variasi mesin pendingin diperlihatkan pada
Gambar 7. Efisiensi pemurnian massa refrigeran untuk AC Split mempunyai nilai yang lebih tinggi yaitu 0,767
(76,7%). Sedangkan untuk AC mobil nilai tertinggi adalah 0,764 (76,4%) dan untuk lemari es ή yang tertinggi adalah
0,76 (76%). Hal ini dikarenakan oleh pengaruh beberapa faktor, antara lain; jenis refrigeran yang digunakan,
kapasitas mesin dan material penyusun komponen mesin pendingin
R-12 R-22 R-134a
0,995
Efisiensi Pemurnian Massa
0,994
0,993
0,992
Refrigeran
0,991
0,99
0,989
0,988
0,987
0,986
0,985
0 hari ke- 1 hari ke- 2 hari ke- 3 hari ke- 4 hari ke- 5
Data rata-rata pengujian dalam satu hari
Gambar 8. Grafik Hubungan Efisiensi Pemurnian Massa Refrigeran (ή)
dan Waktu dengan variasi refrigeran
Grafik Hubungan Efisiensi Pemurnian Massa Refrigeran (ή) dan waktu dengan variasi refrigeran ditampilkan pada
Gambar 8. Efisiensi pemurniaan massa refrigerant (ή) tertinggi didapatkan oleh refrigeran 12 (R-12) yaitu 0,994
(99,4%), sedangkan untuk refrigeran 22 (R-22) nilai tertinggi ή adalah 0,992 (99,2%).
-6-

7. R-12 R-22 R-134a
0,999
0,998
Efisiensi Pemurnian Massa
0,997
0,996
Refrigeran
0,995
0,994
0,993
0,992
0,991
0,99
0,989
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Variasi Massa Refrigeran (gram)
Gambar 9. Grafik Hubungan Efisiensi Pemurnian Massa Refrigeran (ή)
terhadap Variasi Massa Refrigeran.
Dari Gambar 9. terlihat ada hubungan antara efisiensi massa refrigeran dan massa refrigeran. Efisiensi massa
refrigeran naik dengan bertambahnya massa refrigeran dan efisiensi massa refrigeran turun dengan rendahnya massa
refrigeran. Dari ketiga jenis refrigeran memperlihatkan hubungan ή terhadap variasi massa refrigeran yang hampir
sama yaitu dengan rata-rata ± 99,5%.
Gambar 10. memperlihatkan bahwa daya kompresor aktual yang terpakai pada Mesin 3R untuk variasi mesin
pendingin adalah AC mobil. Dimana nilai tertinggi WK yaitu 298,54 Watt dan nilai terendah 298,219 Watt.
Sedangkan pemakaian daya kompresor aktual Mesin 3R terendah untuk AC Split yaitu dengan nilai tertinggi 298,41
Watt.
AC Mobil AC Split Lemari es
298,6
D a y a K o m p re s o r A k tu a l
298,55
298,5
298,45
(W a tt)
298,4
298,35
298,3
298,25
298,2
0 hari ke- 1 hari ke- 2 hari ke- 3 hari ke- 4
Data rata-rata pengujian dalam satu hari
Gambar 10. Grafik Daya Kompresor Aktual (WK) dan Waktu
untuk Variasi Mesin Pendingin.
-7-

8. R-22 R-134a R-12
298,44
att)
298,42
presor Aktual (W
298,4
298,38
298,36
298,34
Daya Kom
298,32
298,3
298,28
298,26
0 hari ke- 1 hari ke- 2 hari ke- 3 hari ke- 4 hari ke- 5
Data rata-rata pengujian dalam satu hari
Gambar 11. Kurva Daya Kompresor Aktual (WK) Dari Lima Kali Proses Pengambilan Sampel P (Psi) dan T (0C) untuk
Variasi Refrigeran.
Kurva pemakaian daya kompresor dengan variasi refrigeran ditampilkan pada Gambar 11. Daya kompresor aktual
tertinggi didapatkan oleh Refrigeran-22 dibandingkan Refrigeran-12 dan Refrigeran-134a, yaitu dengan nilai
tertinggi 298,401 Watt serta nilai terendah 298,274 Watt. Hal ini diperoleh karena tekanan tabung (tekanan
refrigeran pada kondisi atmosfer) untuk R-22, lebih besar dari R-12 dan R-134a. Serta kondisi temperatur refrigeran
setelah proses kompresi di kompresor tidak memperlihatkan angka yang tinggi dibandingkan dengan R-12 dan R-
134a.
5. KESIMPULAN
Dari ketiga jenis mesin pendingin yang memilki nilai efisiensi pemurnian massa refrigeran (ή) tertinggi
adalah AC Split dengan nilai 76,7% untuk penggunaan Mesin 3R. Untuk jenis refrigeran R-12 memiliki nilai
ή tertinggi yaitu 99,4% dan untuk R-22 dan R-134a rata-rata nilai ή yang diperoleh adalah sama.
Pemakaian daya kompresor aktual (WK), AC mobil memiliki nilai tertinggi dari dua jenis mesin pendingin
yang lain. Hal ini disebabkan oleh spesifikasi dari unit mesin kompresi uap yang dimiliki AC mobil lebih
besar.
Pemakaian daya kompresor aktual tertinggi pada jenis refrigeran yaitu R-22, hal ini disebabkan tekanan
tabung dari R-22 lebih tinggi dari dua jenis refrigeran yang lain.
Efisiensi pemurnian massa refrigeran (ή) yang merupakan prestasi kerja dari mesin 3R, dipengaruhi oleh
beberapa faktor yaitu jenis mesin pendingin, jenis refrigeran, daya kompresor aktual, jumlah massa refrigeran
dan bukaan katup ekspansi.
-8-

9. DAFTAR PUSTAKA
Arora C.P. 2001. Refrigeration and Air Conditioning. Second Edition. McGraw-Hill inc.
ASHRAE. 1997. ASHRAE Fundamentals Handbook (SI). United State of America.
Bluestein Maurice and Irving Granet . 2001. Thermodynamics and Heat Power. Sixth Edition. Prentice Hall.
Cengel Yunus A and Robert H. Turner. 2001. Fundamentals of Thermal Fluid Sciences. Nevada : McGraw Hill.
Haryanto John Budi. 2004. Teknik Mesin Pendingin. Volume kedua, Jakarta : Erlangga.
Riko Andika. 2006. Recovery, Recycle dan Recharging untuk Refrigeran Mesin Pendingin. Tugas Sarjana. eknik Mesin
Universitas Bung Hatta.
Stoecker Wilbert F dan Jerold W. Jones. 1989. Refrigerasi dan Pengkondisian Udara. Edisi kedua, Jakarta : Erlangga.
Tandian Nathanael P dan Ari Darmawan P. 2005. Training of Trainers Refrigeration Servicing Sector. United Nations for
Development Programme.
-9-

10. LAMPIRAN
Hasil Pengujian dan Pengolahan Data
Tabel 1. Data hasil pengujian untuk variasi mesin pendingin
Proses Mesin Kondisi Kondisi II Kondisi III Massa Massa
Pengujian Pendingin I awal akhir
(Refrigeran) P T P T P T (gr) (gr)
(Psi) (0C) (Psi) (0C) (Psi) (0C)
1 15 23.2 154 300.1 138 53.6 450 330
2 AC Mobil 16 24 153 230.6 136 53.1 450 335
3 (R-134a) 16 23.8 152 235.8 137 52.6 450 344
4 17 24.3 150 236 136 52 450 343
1 20 23.4 157 132.1 146 48.9 980 734
2 AC Split 24 22.5 164 135 148 48 980 740
3 (R-22) 28 22 169 134.5 148 47.6 980 752
4 23 20.5 168 133.7 146 46.9 980 750
1 15 23.8 153 290.1 136 59.3 100 73
2 Lemari es 16 23.5 151 236.4 135 58.8 100 74
3 (R-134a) 18 25.2 152 238 138 59.5 100 72
4 19 25.4 155 239.8 139 57.6 100 75
Tabel 2. Data hasil pengujian untuk variasi refrigeran
Proses Refrigeran Kondisi Kondisi II Kondisi III Massa Massa
Pengujian I awal akhir (gr)
P T P T (0C) P T (gr)
0
(Psi) ( C) (Psi) (Psi) (0C)
1 R-12 16 23.7 151 190.2 136 59.2 500 495
2 15 24 152 189.8 135 58.5 500 496
3 17 25.5 150 191.6 137 57 500 494
4 16 26 150 190 136 56 500 497
5 18 23.5 153 191.8 135 56.5 500 496
1 R-22 23 22.6 168 130.4 148 48.4 500 495
2 24 22 168 130.8 147 47 500 496
3 23 21.5 166 134.5 147 48.5 500 494
4 22 22.5 167 132.8 148 46.8 500 493
5 22 24 169 134 146 45 500 496
1 R-134a 16 24.4 150 240 135 58.5 500 496
2 18 26.5 152 235.5 136 57.8 500 494
3 19 25 151 232.8 135 56.4 500 496
4 18 28 152 236.3 137 56 500 495
5 17 25.6 150 238 135 56.2 500 496
-10-

11. Tabel 3. Data hasil pengujian untuk variasi massa refrigerant
No Refrigeran Kondisi I Kondisi II Kondisi III Massa Massa
awal akhir (gr)
P T P T (0C) P T (gr)
(Psi) (0C) (Psi) (Psi) (0C)
1 R-12 22 22.6 162 130.4 146 48.3 500 496
2 23 22.4 171 129.5 150 58.5 600 596
3 23 21.8 178 128.8 151 58.7 700 697
4 25 21.7 180 128.2 155 59.1 800 798
1 R-22 22 22.6 162 130.4 146 48.3 500 495
2 23 22.4 171 129.5 150 58.5 600 597
3 23 21.8 178 128.8 151 58.7 700 697
4 25 21.7 180 128.2 155 59.1 800 798
1 R-134a 15 25.6 152 240 146 58.3 500 496
2 15 25.2 156 235.5 146 58.7 600 596
3 17 24.6 158 230.1 146 59.1 700 698
4 17 24.4 160 230 147 59.5 800 799
Tabel 4. Data hasil pengujian untuk variasi bukaan katup pada pipa ekspansi
No Refrigeran Kondisi I Kondisi II Kondisi III Massa Massa
awal akhir (gr)
P T P T (0C) P T (gr)
(Psi) (0C) (Psi) (Psi) (0C)
1 R-12 16 25.7 151 135.4 146 48.2 500 499
2 17 25.3 155 129.2 149 57.5 500 495
1 R-22 22 22.6 165 140.4 146 45.3 500 498
2 23 22.3 172 129.5 150 53.5 500 494
1 R-134a 15 24.2 151 240 148 46.3 500 499
2 17 24.3 157 235.5 145 49.7 500 494
-11-