Perpustakaan Digital ITB

Sistem pengondisian udara merupakan kebutuhan dengan skala prioritas yang relatif tinggi saat ini. Permintaan akan sistem pengondisian udara yang meningkat menyebabkan munculnya isu lingkungan seperti pemanasan global dan penipisan lapisan ozon. Aplikasi refrigeran dari kelompok Hydro Floro Olefins (HFO), yaitu R-1234ze(E) dan R-1233zd(E), pada produk sistem pengondisian udara merupakan solusi dari isu karena bersifat ramah lingkungan. Produk sistem pengondisian udara yang menerapkan kedua jenis refrigeran tersebut harus didesain dengan melakukan analisis energi untuk memperoleh kinerja optimal. Persamaan tingkat keadaan sifat termodinamika berperan penting dalam melakukan analisis energi, karena seluruh sifat termodinamika dapat diprediksi dengan persamaan tersebut. Oleh karena itu, studi ini bertujuan untuk memperoleh persamaan tingkat keadaan sifat termodinamika refrigeran R-1234ze(E) dan R-1233zd(E) yang akurat dan memiliki kemampuan ekstrapolasi yang baik, mengingat kedua jenis refrigeran tersebut merupakan refrigeran baru dan memiliki potensi besar untuk diaplikasikan. Persamaan tingkat keadaan sifat termodinamika R-1234ze(E) dan R-1233zd(E) yang dikembangkan pada studi ini berbasis persamaan helmholtz. Persamaan tersebut digunakan karena mampu memprediksi seluruh sifat termodinamika secara eksplisit pada rentang yang lebar. Optimasi dalam pengembangan persamaan tersebut menggunakan metode algoritma genetik yang dikombinasi dengan regresi kuadrat terkecil, dan dijalankan secara simultan. Proses simultan dilakukan agar proses pengembangan persamaan untuk R-1234ze(E) dan R-1233zd(E) dapat dijalankan secara bersamaan, sehingga membutuhkan waktu yang lebih sedikit dan persamaan yang diperoleh memiliki struktur yang sama. Hasil yang diperoleh dari studi ini terdiri dari 3 persamaan bantu dan 1 persamaan helmholtz dengan struktur yang sama untuk refrigeran R-1234ze(E) dan R-1233zd(E). Seluruh persamaan yang didapat memiliki akurasi yang baik ditunjukkan dengan nilai deviasi absolut rata-rata yang kecil. Persamaan bantu R-1234ze(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 0,096%, 0,114%, dan 1,004% masing-masing untuk sifat tekanan jenuh, massa jenis cair jenuh, dan massa jenis uap jenuh, sedangkan persamaan bantu R-1233zd(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 1,106%, 0,112%, dan 3,509%. Hasil pengembangan persamaan panas jenis isobarik gas ideal R- 1234ze(E) dan R-1233zd(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 0,057% dan 0,166%. Persamaan helmholtz R-1234ze(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 0,084% dan 0,395% untuk sifat massa jenis cair dan uap, sedangkan pada R-1233zd(E) bernilai 0,116% dan 1,988%. Deviasi absolut rata-rata sifat tekanan jenuh, massa jenis cair jenuh, dan massa jenis uap jenuh persamaan helmholtz R-1234ze(E) bernilai 0,102%, 0,570%, dan 1,820%, sedangkan untuk R-1233zd(E) bernilai 1,432%, 0,160%, dan 4,079%. Persamaan helmholtz R-1234ze(E) untuk sifat panas jenis isokhorik, isobarik, dan jenuh memiliki deviasi absolut rata-rata 12,951%, 1,726%, dan 5,440%. Sedangkan persamaan helmholtz R-1233zd(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 3,622% untuk sifat panas jenis isobarik. Persamaan helmholtz R-1234ze(E) memiliki deviasi absolut rata-rata 0,710% dan 0,063% untuk sifat kecepatan suara fasa cair dan uap, sedangkan untuk persamaan helmholtz R-1233zd(E) bernilai 0,147% dan 0,176%. Persamaan tersebut juga memiliki kemampuan ekstrapolasi yang baik, ditunjukkan dengan tercapainya parameter uji yang digunakan, namun disarankan sampai dengan temperatur 600 K dan tekanan 100 MPa.