BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Garis Besar Penelitian
Penelitian yang dilakukan pada tugas akhir ini adalah melakukan pengujian pengaruh putaran mesin terhadap performansi sistem pengkondisian udara yang terjadi pada variasi putaran mesin dari kendaraan penumpang berkapasitas 1.500cc yang diproduksi pada tahun 2013. Pengambilan data dilakukan dengan bantuan alat seperti recovery, recycling and recharging equipment, digital thermometer dan engine analyzer (CONSULT III+).
Perhitungan parameter performansi sistem pengkondisian udara meliputi perhitungan daya yang diperlukan kompresor, perhitungan energi panas yang dilepaskan dari kondensor, perhitungan energi panas yang diserap di evaporator (kapasitas pendinginan), serta perhitungan koefisien prestasi (COP). Skema penelitian dapat dilihat pada diagram alir penelitian (flow chart).
3.2 Alat Tambahan (Additional Instruments)
Alat tambahan (additional instruments) adalah alat bantu yang digunakan peneliti pada saat pengumpulan data. Sesuai dengan metode yang digunakan untuk menganalisis
pengaruh putaran mesin terhadap performansi dari suatu sistem pengkondisian udara kendaraan, maka instrumen dalam penelitian ini adalah:
1. Refrigerant Recovery, Recycle, Vacuum and Charger Equipment
Alat ini berfungsi untuk recovery, recycle, vacuum dan charger refrigeran. Alat ini dilengkapi dengan pressure gauge untuk mengukur tekanan refrigeran yang ada di dalam sistem pendingin. Alat ini akan digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran pada sistem pengkondisian udara yang akan diuji. Tekanan diukur pada kedua sisi yaitu tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor. Berdasarkan tekanan tersebut dapat diketahui properti refrigeran R-134a melalui pengolahan tabel menggunakan program miniREFPROP.
Gambar 3.1 Refrigerant recovery, recycle, vacuum and charger HR-371
Speed Cool
2. Thermometer
Alat ini berfungsi untuk mengukur temperatur sekitar, baik itu di dalam kabin maupun di luar kabin (ambient temperature).
Gambar 3.2 Digital thermometer
Sumber: Dokumentasi pribadi
3. Engine Analyzer (CONSULT III+)
Alat ini berfungsi untuk mendiagnosa sistem electronic control unit yang ada pada kendaraan Nissan. Dalam penelitian ini alat digunakan untuk mengetahui putaran mesin (engine speed) serta untuk mengetahui data-data lainnya yang terdapat pada kendaraan Nissan melalui data monitor kendaraan.
Gambar 3.3 Engine analyzer (CONSULT III+)
3.3 Persiapan Pengujian
Persiapan pengujian yang dilakukan sebagai berikut:
1. Kendaraan terlebih dahulu dipastikan dalam keadaan baik.
2. Alat tambahan (additional instruments) untuk proses pengujian terlebih dahulu dipastikan dalam keadaan baik.
3.4 Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian yang dilakukan sebagai berikut:
1. Kendaraan pada posisi berhenti dan kap mesin dibuka.
2. Pemasangan cover set pada kendaraan bertujuan untuk melindungi bagian kendaraan dari benda tajam atau benda-benda lainnya yang dapat menyebabkan kerusakan pada bagian interior maupun exterior kendaraan. 3. Pemasangan alat ukur pada kendaraan.
4. Pemeriksaan jumlah refrigeran yang ada di dalam sistem. Jumlah refrigeran dipastikan dalam keadaan sesuai spesifikasi, untuk itu dilakukan terlebih dahulu proses recovery, recycling, vacuum dan charging refrigeran.
5. Hidupkan mesin hingga mencapai temperatur kerja, operasikan sistem pengkondisian udara selama kurang lebih 10 menit sebelum pengujian dilakukan.
6. Pengaturan temperatur AC pada panel pengontrol diposisikan pada pendinginan maksimal.
7. Pengaturan kecepatan blower motor posisi kecepatan maksimal.
8. Distribusi aliran udara dalam kabin pada posisi arah muka (ventilator mode).
9. Sirkulasi udara dalam kabin pada posisi recirculation mode. 10. Jumlah orang di dalam kabin hanya 1 orang.
11. Pintu kendaraan dalam keadaan tertutup, sedangkan kaca mobil dan kap mesin dalam keadaan terbuka.
12. Jenis refrigeran yang digunakan pada sistem adalah R-134a.
13. Pembacaan data pada thermometer mengenai temperatur di luar kabin (ambient temperature).
14. Pembacaan data pada Engine Analyzer (CONSULT III+) mengenai putaran mesin (engine speed) yang tampil pada layar data monitor. Variasikan putaran mesin (engine speed) mulai dari 788 rpm sampai 3.288 rpm. Pastikan putaran mesin pada kondisi stasioner (tidak berubah-ubah).
15. Pembacaan data pada pressure gauge yang terdapat pada recovery, recycling and recharging equipment. Pembacaan data mengenai tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor, dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor yang terjadi pada berbagai variasi putaran mesin. Pastikan tekanan yang didapat pada kondisi stasioner (tidak berubah-ubah).
3.5 Skema Instalasi Pengujian
Berikut di bawah ini merupakan skema instalasi pengujian yang dilakukan untuk pengambilan data tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor dengan menggunakan refrigerant recovery, recycle, vacuum and charger equipment. Pembacaan tekanan dapat dilihat pada pressure gauge yang terdapat pada alat tersebut.
Gambar 3.4 Skema instalasi pengujian
Sumber: Nissan Motor Corp., Ltd. Nissan Model L11 Series Service Manual. Hal. HA-14, dengan editing
3.6 Spesifikasi Sistem AC Kendaraan
Tabel di bawah ini merupakan data spesifikasi sistem AC dari kendaraan penumpang berkapasitas 1.500cc yang didapat dari pabrikan.
Tabel 3.1 Spesifikasi sistem AC kendaraan penumpang 1.500cc
Air Conditioning Type Manual Air Conditioning
Compressor
Model Calsonic Kansei CR-08b
Type Vane rotary
Displacement
𝑐𝑚3(cu in)/rev max. 83 (5.1)
Direction of rotation Clockwise (viewed from clutch)
Drive belt Poly V
Disc to pulley clearance
mm (in) Standard 0.25 – 0.55 (0.010 – 0.022)
Lubricant
Name A/C System Oil Type R (DH-PR)
Capacity
ml (US fl oz, Imp fl oz)
Total in system 120 (4.1, 4.2)
Compressor (service part) charging amount 120 (4.1, 4.2)
Refrigerant
Type HFC-134a (R-134a)
Capacity
kg (lb) 0.45 (1.0)
Sumber: Nissan Motor Corp., Ltd. Nissan Model L11 Series Service Manual. Hal. HA-50
3.7 Analisis Data Hasil Pengujian
Data-data hasil pengukuran dikumpulkan dalam tabel data uji untuk kemudian dianalisa lebih lanjut untuk mengetahui performansi sistem pengkondisian udara yang terjadi pada kendaraan pada berbagai variasi putaran mesin.
Data-data awal didapat dari hasil pengukuran pada berbagai kondisi operasi yang
berbeda yaitu pada variasi putaran mesin tertentu sehingga didapat besarnya nilai tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor. Berdasarkan tekanan tersebut dapat diketahui properti refrigeran R-134a melalui pengolahan tabel menggunakan program miniREFPROP.
Data tentang properti refrigeran R-134a yang dicari meliputi enthalpi refrigeran saat masuk kompresor (ℎ1), enthalpi refrigeran saat keluar kondensor (ℎ3), enthalpi refrigeran saat masuk evaporator (ℎ4), enthalpi isentropik refrigeran saat keluar kompresor (ℎ2𝑠), enthalpi refrigeran sebenarnya saat keluar kondensor (ℎ2), serta properti refrigeran R-134a lainnya. Hal lain yang perlu untuk dihitung seperti laju aliran volume refrigeran yang masuk dan keluar kompresor (𝑉) serta laju aliran massa refrigeran di dalam sistem pendingin (𝑚𝑟𝑒𝑓𝑟).
Data-data yang telah didapat kemudian diolah untuk dianalisa lebih lanjut untuk mengetahui performansi sistem pengkondisian udara pada kendaraan tersebut. Perhitungan parameter performansi sistem pengkondisian udara yang dicari meliputi perhitungan daya yang diperlukan kompresor (𝑊̇𝑘), perhitungan energi panas yang dilepaskan dari kondensor (𝚀̇𝑘), perhitungan energi panas yang diserap di evaporator (𝚀𝑟𝑒𝑓𝑟 ), serta perhitungan koefisien prestasi (COP).
3.8 Diagram Alir Penelitian (Flow Chart)
Berikut diagram alir dari tahap awal hingga tahap akhir dalam penelitan ini:
Mulai
Persiapan dan Pengujian Pengumpulan Data
Pengolahan Data:
1. Tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor.
2. Data properti refrigeran R-134a menggunakan program miniREFPROP. 3. Daya yang diperlukan kompresor. 4. Energi panas yang dilepaskan
refrigeran di kondensor.
5. Energi panas yang diserap refrigeran di evaporator.
6. Koefisien Prestasi (Coefficient of Performance).
Analisis Data
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tidak
