Pengaruh putraran kipas kondensor terhadap karakteristik mesin AC mobil

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. PENGARUH PUTARAN KIPAS KONDENSOR TERHADAP KARAKTERISTIK MESIN AC MOBIL. SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin. Oleh : DAVID ARMANDO RISWANDI PUTRA NIM : 145214041. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE EFFECT OF CONDENSER FAN ROTATION FOR CHARACTERISTIC OF CAR AIR CONDITIONER. FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtained the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By : DAVID ARMANDO RISWANDI PUTRA STUDENT NUMBER : 145214041. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018 ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK. Pada zaman modern ini, alat pengkondisi udara AC (Air Conditioner) sudah bukan merupakan sesuatu hal yang tidak asing untuk kita temukan. Fungsi dari (Air Conditioner) sendiri adalah suatu alat yang digunakan untuk mengkondisikan udara didalam ruangan tertentu agar mencapai temperatur udara ruangan seperti yang diinginkan. Tujuan Penelitian ini adalah (a) merancang dan merakit AC mobil (b) mengetahui pengaruh putaran kipas kondensor terhadap waktu kerja kompresor AC mobil untuk mendapatkan kondisi udara di dalam ruang kabin seperti yang diinginkan (c) mengetahui dan memahami pengaruh putaran kipas kondensor terhadap karakteristik AC mobil, meliputi: Besar kerja kompresore persatuan massa refrigeran (Win), besar kalor persatuan massa refrigeran (Qin), besar kalor persatuan massa refrigeran (Qout), koefisien prestasi mesin AC mobil aktual (COPaktual), koefisien prestasi mesin AC mobil ideal (COPideal), efisiensi () dan laju aliran massa refrigeran. Metode yang digunakan adalah dengan metode eksperimental yang dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Mesin AC mobil mempergunakan siklus kompresi uap, daya penggerak motor listrik 2 hp, putaran kompresor 1350 rpm, menggunakan refrigeran R-134a, dimensi kabin berukuran 1 m x 0,7 m x 1 m. Kabin terbuat dari bahan aclyric dengan tebal 1,5 mm. Variasi penelitian dilakukan terhadap putaran kipas pendingin kondensor. Penelitian dilakukan dengan tiga variasi putaran kipas kondensor yaitu 1500 rpm, 1350 rpm dan 1200 rpm. Proses pengambilan data pada AC mobil meliputi Tekanan refrigeran masuk kompresor (P1), Tekanan refrigeran keluar kompresor (P2), Tegangan (V), Arus listrik (I). Setelah pengambilan data pada AC mobil, data tersebut dianalisis secara teoritis dengan menggunakan Thermodynamics Properties Of HFC-134a untuk menentukan kondisi refrigeran pada setiap titik siklus. Mesin AC mobil yang telah dibuat dapat bekerja dengan siklus kompresi uap secara baik. Pengaruh putaran kipas kondensor terhadap kompresor yaitu semakin tinggi putaran kipas kondensor, waktu kerja kompresor menjadi lebih cepat. Untuk putaran kipas 1500 rpm dibutuhkan waktu rata-rata 10 detik, untuk variasi 1350 rpm dibutuhkan waktu rata-rata 12 detik, dan untuk variasi putaran kipas 1200 rpm dibutuhkan waktu rata-rata 14 detik. Karakteristik mesin AC mobil : (a). COPaktual untuk putaran kipas 1500 rpm rata-rata sebesar 4,71, untuk variasi putaran kipas 1350 rpm rata-rata sebesar 4,66, dan untuk variasi kipas 1200 rpm rata-rata sebesar 4,0 (b). Efisiensi kalor (ƞ) untuk putaran kipas 1500 rpm rata-rata sebesar 77,5 %, untuk variasi putaran kipas 1350 rpm rata-rata sebesar 76,3 %, dan untuk variasi kipas 1200 rpm rata-rata sebesar 72,6 %.. Kata Kunci : Mesin AC mobil, siklus kompresi uap, putaran kipas kondensor. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT On this era, Air Conditioner is not familiar thing to be found. The function of Air Conditioner is a tool used to set up air in a particular room to get air temperature as what we expect. The objectives of this study are a) to design and assemble car Air Conditioner, b) to know the effect of fan rotation toward the working time of car Air Conditioner compressor to get air conditioned in the cabin like the expectation, c) to know and comprehend the effect of condenser fan rotation toward the characteristic of car Air Conditioner, such as: the compressor’s workload of all mass refrigerant (Win), the heat of all mass refrigerant (Qin), the heat of all mass refrigerant (Qout), the coefficient of actual Car Air Conditioner machine’s achievement (COPactual), the coefficient of ideal Car Air Conditioner machine’s achievement (COPideal), efficiency () and the flow rate of mass refrigerant. This study uses experimental method which is held on Mechanical Engineering Department laboratory; Science and Technology Faculty; Sanata Dharma University. Car Air Conditioner machine uses vapor compression cycle, propulsion of electric motorbike 2 hp, compressor rotation 1350rpm, and uses R134a refrigerant, cabin’s size 1 m x 0,7 m x 1 m. The cabin is made from acrylic with its thick 1,5 mm. The variation of this study is held on the fun rotation of cooling condenser. There are three variants of condenser fan rotation; 1500 rpm, 1350 rpm dan 1200 rpm. The process of taking the data of car Air Conditioner consists of refrigerant’s pressure into compressor (P1), refrigerant’s pressure outside compressor (P2), Voltage (V), Electric current (I). After taking these data, it is analyzed theoretically using Thermodynamics Properties Of HFC-134a to define refrigerant condition on each cycle. Car Air Conditioner machine made can work well with the vapor compression cycle. The effect of condenser fan rotation toward the compressor is the faster of condenser fan rotation, it makes compressor’s working time becomes faster too. For 1500 rpm fan rotation we need average time is around 10 seconds, and for 1350 rpm is around 12 seconds, and for 1200 rpm is around 14 seconds. The characteristics of car Air Conditioner are a) COPactual for 1500 rpm fan rotation, the average is about 4,71, for 1350 rpm is about 4,66, and for 1200 rpm fan rotation, the average is about 4,0, b). The heat efficiency (ƞ) for 1500 rpm fan rotation, the average is about 77,5 %, for 1350 rpm is about 76,3 %, and for variant 1200 rpm is about 72,6 %.. Key Words : Car Air Conditioner machine, vapor compression cycle, condenser fan rotation. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat yang diberikan dalam penyusunan Skripsi ini sehingga semuanya dapat berjalan dengan lancar dan baik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat mahasiswa untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Berkat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, Skripsi ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini dengan segenap kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi. 3. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik. 4. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, atas semua ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan. 5. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga selesainya penulisan skripsi ini. 6. Semua teman-teman Teknik Mesin dan pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan moril maupun material sehingga proses penyelesaian skripsi ini dapat berjalan dengan lancar. 7. Subari dan Yuliana Sri Suwanti sebagai orang tua saya yang telah memberi semangat dan dukungan berupa materi maupun spiritual. 8. Rio Demas Guntur, Rio Rahmawan, Kevin Sebastian Ginting, Yoannes Andika, Bramantyo.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL......................................................................................... i. TITLE PAGE ..................................................................................................... ii. HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iii. HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv. HALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... v. HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .................................................... vi. ABSTRAK ........................................................................................................ vii. ABSTRACT ........................................................................................................ viii. KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix. DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi. DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii. DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiv. BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1. 1.1. Latar Belakang ............................................................................... 1. 1.2. Perumusan Masalah........................................................................ 2. 1.3. Tujuan Penelitian............................................................................ 2. 1.4. Batasan – Batasan dalam Perakitan Mesin ..................................... 3. 1.5. Manfaat Penelitian.......................................................................... 3. BAB II DASAR TEORI DAN TINJUAN PUSTAKA .................................... 5. 2.1. Dasar Teori ..................................................................................... 5. 2.1.1 Definisi Mesin AC Mobil............................................................... 5. 2.1.2 AC Mobil Menggunakan Siklus Kompresi Uap ............................ 6. 2.1.3 Fluida kerja siklus kompresi uap (Refrigeran) ............................... 14. 2.1.4 Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 15. 2.1.5 Proses-proses pada Siklus Kompresi Uap ...................................... 16. 2.1.6 Rumus-Rumus Perhitungan Karakteristik Mesin Kompresi Uap ................................................................................ 19. 2.1.7 Beban Pendinginan ......................................................................... 22. 2.1.8 Proses Perubahan Fase ................................................................... 22. 2.1.9 Psychrometric Chart ...................................................................... 23. xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.1.10 Proses pengkondisian pada cabin mobil ...................................... 32. 2.2. Tinjauan Pustaka .......................................................................... 33. BAB III METODOLOGI PENELITIAN.......................................................... 35. 3.1. Objek Peneltian .............................................................................. 35. 3.2. Pembuatan alat dan alat pendukung penelitian .............................. 36. 3.2.1 Komponen – komponen mesin AC Mobil ..................................... 36. 3.2.2 Peralatan pendukung pembuatan AC Mobil ................................. `. 40. 3.2.3 Alat bantu ukur ............................................................................... 42. 3.3. Persiapan Alat dan Bahan .............................................................. 45. 3.4. Langkah – langkah Pembuatan mesin AC mobil ........................... 45. 3.5. Metode Penelitian ........................................................................... 47. 3.6. Variasi Penelitian ........................................................................... 47. 3.7. Cara mendapatkan data suhu dan tekanan pada setiap titik yang sudah ditentukan ............................................................................. 48. 3.8. Cara mengolah data ........................................................................ 49. 3.9. Alur Penelitian................................................................................ 50. 3.10 Cara mendapatkan kesimpulan....................................................... 51. BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ... 52. 4.1. Hasil Penelitian .............................................................................. 52. 4.2. Hasil Pengolahan Data ................................................................... 61. 4.3. Pembahasan .................................................................................... 125. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................ 131. 5.1. Kesimpulan..................................................................................... 131. 5.2. Saran ............................................................................................... 132. DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 133. LAMPIRAN ...................................................................................................... 134. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data penelitian mesin AC mobil pada putaran kipas 1500 rpm ...... 52. Tabel 4.2 Data penelitian mesin AC mobil pada putaran kipas 1350 rpm ...... 55. Tabel 4.3 Data penelitian mesin AC mobil pada putaran kipas 1200 rpm ...... 57. Tabel 4.4 Data lanjutan hasil penelitian variasi 1500 rpm, 1350 rpm, 1200 rpm .......................................................................................... 59. Tabel 4.5 Suhu evaporator dan kondensor pada putaran kipas 1500 rpm ....... 62. Tabel 4.6 Suhu evaporator dan kondensor pada putaran kipas 1350 rpm ...... 64. Tabel 4.7 Suhu evaporator dan kondensor pada putaran kipas 1200 rpm ....... 66. Tabel 4.8 Entalpi pada putaran kipas 1500 rpm .............................................. 71. Tabel 4.9 Entalpi pada putaran kipas 1350 rpm .............................................. 73. Tabel 4.10 Entalpi pada putaran kipas 1200 rpm .............................................. 75. Tabel 4.11 Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1500 rpm ..................... 77. Tabel 4.12 Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1350 rpm ..................... 79. Tabel 4.13 Kerja kompresor (Win) pada putaran kipas 1200 rpm ..................... 81. Tabel 4.14 Qout pada putaran kipas 1500 rpm ................................................... 84. Tabel 4.15 Qout pada putaran kipas 1350 rpm ................................................... 86. Tabel 4.16 Qout pada putaran kipas 1200 rpm ................................................... 88. Tabel 4.17 Qin pada putaran kipas 1500 rpm..................................................... 91. Tabel 4.18 Qin pada putaran kipas 1350 rpm .................................................... 93. Tabel 4,19 Qin pada putaran kipas 1200 rpm .................................................... 95. Tabel 4.20 COPaktual pada putaran kipas 1500 rpm ........................................... 98. Tabel 4.21 COPaktual pada putaran kipas 1350 rpm ........................................... 100. Tabel 4.22 COPaktual pada putaran kipas 1200 rpm ........................................... 102. Tabel 4.23 COPideal pada putaran kipas 1500 rpm ............................................ 105. Tabel 4.24 COPideal pada putaran kipas 1350 rpm ............................................ 107. Tabel 4.25 COPideal pada putaran kipas 1200 rpm ............................................ 109. Tabel 4.26 Efisiensi mesin AC mobil putaran kipas 1500 rpm ........................ 111. Tabel 4.27 Efisiensi mesin AC mobil putaran kipas 1350 rpm ........................ 113. Tabel 4.28 Efisiensi mesin AC mobil putaran kipas 1200 rpm ........................ 115. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.29 Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1500 rpm ............ 118. Tabel 4.30 Laju aliran massa refrigran pada putaran kipas 1350 rpm .............. 120. Tabel 4.31 Laju aliran massa refrigeran pada putaran kipas 1200 rpm ............ 122. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. AC mobil.................................................................................... 5. Gambar 2.2. Kompresor Resipo (Crank shaft) ............................................... 7. Gambar 2.3. Kompresor Wobble plate ........................................................... 8. Gambar 2.4. Kompresor jenis swash plate ..................................................... 9. Gambar 2.5. Kondensor pipa bersirip ............................................................. 10. Gambar 2.6. Evaporator pipa bersirip............................................................. 10. Gambar 2.7. Katup Ekspansi .......................................................................... 11. Gambar 2.8. Filter/Receiver/Drier .................................................................. 12. Gambar 2.9. Blower ........................................................................................ 13. Gambar 2.10 Kopling Magnet ......................................................................... 13. Gambar 2.11 Skema Siklus Kompresi Uap ..................................................... 16. Gambar 2.12 Diagram P-h Siklus Kompresi Uap ........................................... 17. Gambar 2.13 Diagram T-s Siklus Kompresi Uap ........................................... 17. Gambar 2.14 Grafik diagram P-h untuk refrigeran R134a .............................. 21. Gambar 2.15 Psychrometric chart .................................................................. 24. Gambar 2.16 Skematik Psychrometric chart .................................................. 26. Gambar 2.17 Proses yang terjadi pada psychrometric chart ........................... 27. Gambar 2.18 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban ....................... 28. Gambar 2.19 Proses pemanasan ...................................................................... 28. Gambar 2.20 Proses pendinginan dan menaikkan kelembaban ...................... 29. Gambar 2.21 Proses pendinginan .................................................................... 29. Gambar 2.22 Proses penambahan kandungan uap air ..................................... 30. Gambar 2.23 Proses pengurangan kandunagn uap air .................................... 30. Gambar 2.24 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban ......................... 31. Gambar 2.25 Proses pemanasan dan menaikkan kelambaban ........................ 32. Gambar 2.26 Psychometric chart .................................................................... 32. Gambar 3.1 Skematik mesin yang diteliti (AC mobil) .................................... 35. Gambar 3.2 Kompresor jenis swash plate ....................................................... 36. Gambar 3.3 Kondensor pipa bersirip ............................................................... 37. Gambar 3.4 Katup ekspansi ............................................................................. 37. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3.5. Evaporator ................................................................................. 38. Gambar 3.6. Filer/Receiver/Drier .................................................................. 38. Gambar 3.7. Tabung berisi refrigeran R134a ................................................. 39. Gambar 3.8. Kipas Kondensor....................................................................... 39. Gambar 3.9. Blower ....................................................................................... 40. Gambar 3.10 Pemotong pipa ........................................................................... 40. Gambar 3.11 Pompa vakum ............................................................................ 41. Gambar 3.12 Sterofoam ................................................................................... 41. Gambar 3.13 Adaptor ...................................................................................... 42. Gambar 3.14 Termokopel dan alat penampil suhu digital .............................. 42. Gambar 3.15 Pressure gauge untuk mesin AC mobil..................................... 43. Gambar 3.16 Diagram P-h............................................................................... 43. Gambar 3.17 Higrometer ................................................................................. 44. Gambar 3.18 Tang Ampere ............................................................................. 44. Gambar 3.19 Skematik kelistrikan mesin AC mobil ....................................... 45. Gambar 3.20 Box Cabin .................................................................................. 46. Gambar 3.21 Pemasangan komponen utama siklus kompresi uap ................. 46. Gambar 3.22 Tekanan normal pada pengujian alat ......................................... 47. Gambar 3.23 Skematik pemasangan alat ukur pada mesin AC mobil yang diteliti ................................................................................ 48. Gambar 3.24 Alur Penelitian ........................................................................... 50. Gambar 4.1. Perbandingan suhu evaporator terhadap waktu pada setiap variasi ......................................................................................... Gambar 4.2. 68. Perbandingan suhu kondensor terhadap waktu pada setiap variasi ......................................................................................... 68. Gambar 4.3. Perbandingan Win pada setiap variasi ........................................ 83. Gambar 4.4. Perbandingan Qout pada setiap variasi putaran kipas ................. 90. Gambar 4.5. Perbandingan Qin pada setiap variasi putaran kipas .................. 97. Gambar 4.6. Perbandingan COPakual setiap variasi putaran kipas ................... 104. Gambar 4.7. Perbandingan COPideal setiap variasi putaran kipas ................... 111. Gambar 4.8. Perbandingan efisiensi setiap variasi putaran kipas ................... 117. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.9 Grafik perbandingan laju aliran massa refrigeran setiap variasi putaran kipas .............................................................................. 124. Gambar 4.10 Waktu kerja kompresor yang dibutuhkan untuk mendinginkan kabin ................................................................... xvii. 125.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada zaman modern ini, alat pengkondisi udara (Air Conditioner = AC) sudah bukan merupakan hal yang asing. Fungsi alat pengkondisi udara (AC) adalah untuk mengkondisikan udara di dalam ruangan agar kondisi udara seperti yang diinginkan, meliputi: suhu udara, kelembaban udara, kebersihan udara, kebutuhan udara segar, dan kecepatan aliran udara. Aplikasi AC sangat beragam, baik di bidang properti seperti untuk ruang kamar, ruang pertemuan, hall, rumah sakit, industri hingga bidang otomotif seperti pada mobil. Fitur Air Conditioner telah menjadi bagian penting dalam sebuah kendaraan. Di daerah sub tropis pun perangkat ini sangat diperlukan. Khususnya di daerah tropis yang panas, perangkat AC berfungsi untuk menyejukkan udara. Dengan menggunakan alat pengkondisi udara yang terdapat di dalam mobil, pengendara dapat menginginkan kondisi udara yang berada di dalam kabin sesuai yang dikehendaki. Di kota-kota besar, dengan kondisi jalanan yang macet dan suhu udara yang panas, AC diperlukan untuk mendapatkan kenyamanan berkendara. Ini penting, sebab kenyamanan berkendara akan mempengaruhi perilaku di jalan. Selain memberikan kenyamanan dalam berkendara, AC mobil juga membantu pengendara saat berkendara dalam kondisi hujan, kaca mobil menjadi tidak berembun sehingga kaca mobil tetap bening, karena bila terjadi embun pandangan mata akan terganggu. Pada saat mobil pertama kali dibuat, pengambilan oksigen dan sirkulasi udara di dalam kabin mobil hanya mengandalkan bukaan jendela. Hal tersebut menimbulkan ketidakpraktisan, dan ketidaknyamanan penumpang. Jika jendela mobil dibuka, maka udara beserta polusi akan masuk ke dalam kabin. Hal tersebut menyebabkan kondisi udara di dalam kabin tidak sehat dan dapat menimbulkan masalah kesehatan bagi penumpangnya, bahkan sampai kematian. Oleh karena itu. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. diterapkanlah sistem pengkondisi udara (AC) untuk mobil. Aplikasi AC pada mobil, perkembangannya sungguh sangat pesat sekali. Pada kenyataannya aliran udara yang melintasi kondensor kecepatannya berubah-ubah. Sesuai dengan kecepatan mobil berjalan. Semakin cepat mobil berjalan, semakin cepat aliran udaranya. Bagaimanakah pengaruh kecepatan aliran udara yang melintasi kondensor terhadap kerja kompresor dan karakteristik AC mobil. Berdasarkan hal di atas, penulis tertarik untuk merancang, merakit dan meneliti pengaruh putaran kipas kondensor terhadap kerja kompresor dan karakteristik AC mobil. Dengan penelitian ini, diharapkan penulis menjadi lebih mengetahui dan memahami sistem kerja AC untuk semua AC yang dipergunakan di berbagai kendaraan.. 1.2 Perumusan Masalah Rumusan masalah dinyatakan sebagai berikut: a. Bagaimanakah merancang dan merakit mesin AC mobil? b. Bagaimanakah pengaruh putaran kipas kondensor terhadap waktu kerja kompresor AC mobil untuk mendapatkan kondisi udara di dalam ruang kabin seperti yang diinginkan? c. Bagaimanakah pengaruh putaran kipas kondensor terhadap karakteristik siklus kompresi uap mesin AC mobil?. 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : a. Merancang dan merakit mesin AC untuk mobil b. Mengetahui pengaruh putaran kipas kondensor terhadap waktu kerja kompresor AC mobil memberikan kondisi udara di dalam kabin sesuai dengan yang diinginkan. c. Mengetahui dan memahami pengaruh putaran kipas kondensor terhadap karakteristik AC mobil, meliputi : 1.. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. 2.. Energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran (Qin).. 3.. Energi kalor yang dilepaskan kondensor per satuan massa refrigeran (Qout).. 4.. Menentukan COP aktual dan COP ideal dari mesin AC mobil.. 5.. Efisiensi mesin AC mobil. 6.. Menghitung laju aliran refrigeran pada mesin AC mobil.. 1.4 Batasan-batasan yang dipergunakan dalam merakit mesin AC Mobil. Adapun batasan-batasan yang digunakan dalam perakitan mesin AC mobil ini adalah : a. Refrigeran yang digunakan untuk mesin AC mobil adalah R-134a b. Siklus yang digunakan pada AC mobil adalah siklus kompresi uap c. Komponen mesin AC mobil terdiri dari kompresor, katup ekspansi, evaporator,. filter/receivier/drier,. dan. kondensor. yang. menggunakan. komponen-komponen standar AC mobil yang ada di pasaran. d. Putaran kompresor sebesar 1350 rpm e. Dimensi kabin adalah 1 m x 0,7 m x 1 m, material kabin terbuat dari acrylic dengan ketebalan 1,5 mm f. Penggerak kompresor, menggunakan motor listrik dengan daya 2 HP, sebagai pengganti motor bakar yang kurang ramah lingkungan dengan menimbulkan suara yang berisik.. 1.5 Manfaat Penelitian Bagi penulis manfaat penelitian tentang karakteristik mesin AC mobil adalah : a. Menambah wawasan dan ilmu pengetahuan tentang AC mobil. b. Membuat alat peraga AC mobil dengan konstruksi yang sederhana sehingga dapat memudahkan memahami cara kerja mesin AC mobil. c. Mengetahui karakteristik AC mobil. d. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti lain, e. Hasil penelitian dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan atau dipublikasikan pada khalayak ramai..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. f. Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin pengkondisian udara dengan motor listrik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori 2.1.1 Definisi Mesin AC Mobil Mesin AC mobil adalah mesin yang dipergunakan untuk mengkondisikan udara di dalam ruang kabin mobil. Mesin AC mobil bekerja dengan siklus kompresi uap yang menggunakan refrigeran yang bersirkulasi menyerap dan melepas panas, selama terjadi perubahan tekanan rendah menjadi tekanan tinggi dan sebaliknya, proses ini terjadi secara terus menerus. Di dalam sistem AC mobil, jumlah refrigeran yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah bentuknya, artinya massanya tidak berkurang kecuali terjadi kebocoran. AC mobil digunakan untuk mengkondisikan udara di dalam kabin mobil sehingga penumpang merasa nyaman, dan dapat menikmati perjalanannya. Kondisi udara yang dimaksud meliputi: suhu udara, kelembaban udara segar, udara bersih dan kecepatan aliran udara. Dalam penelitian ini penulis menggunakan AC mobil siklus kompresi uap dengan putaran kompresor 1350 rpm, yang digerakkan oleh motor listrik sebagai pengganti motor bakar.. Gambar 2.1 AC mobil Sumber :http://www.servisacmobil.com. 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. 2.1.2. AC Mobil Menggunakan Siklus Kompresi Uap Mesin AC mobil bekerja dengan siklus kompresi uap. Komponen utama AC mobil dengan siklus kompresi uap terdiri dari katup ekspansi, kompresor, evaporator, dan kondensor. Evaporator berfungsi untuk menyerap panas dari udara yang melewatinya. Udara dapat berasal dari udara luar mobil dan dapat berasal dari dalam mobil atau udara campuran dari luar dan dari dalam mobil. Kondensor berfungsi untuk membuang panas. Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran. 2.1.2.1. Kompresor Kompresor adalah alat yang cara kerjanya dinamis atau bergerak. Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran (dari tekanan rendah ke tekanan tinggi). Kompresor bekerja dengan cara menghisap sekaligus memompa refrigeran sehingga terjadi sirkulasi (perputaran). Pada umumnya kompresor yang sering dipakai pada AC mobil adalah: swashplate, resipro (crank shaft) dan wobble plate. Kompresor resipro (crank shaft) bekerja dengan memanfaatkan gerak putar dari mesin yang diterima oleh crank shaft kompresor. Di dalam kompresor gerak putar dari crank shaft diubah menjadi gerak bolak-balik torak untuk menghisap dan memapatkan refrigeran. Prinsip kerja kompresor torak terdiri dari dua langkah, yaitu langkah hisap dan langkah kompresi. Saat langkah hisap torak bergerak turun dari titik mati atas ke titik mati bawah, volume silinder mengembang sehingga tekanan di dalam silinder turun atau terjadi kevakuman di dalam ruang silinder. Akibatnya katup hisap membuka dan refrigerant masuk ke dalam silinder. Proses ini berlangsung sampai torak mencapai titik mati bawah atau posisi titik mati bawah. Pada langkah kompresi, torak bergerak naik dari titik mati bawah ke titik mati atas. Refrigeran mengalami pemampatan sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Akibat tekanan refrigeran yang tinggi, katup hisap akan menutup dan katup buang membuka sehingga refrigeran keluar dan mengalir ke kondensor. Gambar 2.2 menunjukkan kompresor resipro.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Gambar 2.2 Kompresor Resipo (Crank shaft) Sumber : http://www.jmbbengkelacmobil.com Kompresor Wobble Plate adalah kompresor yang mempunyai sistem kerja sama dengan kompresor tipe swash plate. Namun dibandingkan dengan kompresor tipe swash plate, penggunaan kompresor tipe wobble plate lebih menguntungkan, diantaranya adalah kapasitas kompresor dapat diatur secara otomatis sesuai dengan kebutuhan beban pendinginan. Selain itu, pengaturan kapasitas yang bervarisasi akan mengurangi kejutan yang disebabkan oleh kopling magnet (magnetic clutch). Cara kerjanya, gerakan putar dari poros kompresor diubah menjadi gerak bolak-balik oleh plat penggerak (drive plate) dan wobble plate dengan bantuan guide ball. Gerakan bolak balik ini selanjutnya diteruskan ke torak melalui batang penghubung. Berbeda dengan jenis kompresor swash plate, kompresor jenis wobble plate hanya menggunakan satu torak untuk satu silinder. Meskipun jenis kompresor wobble plate mempunyai cara kerja dan konstruksi yang berbeda, namun pada prinsipnya sama, yaitu menekan refrigeran dan menghasilkan laju aliran masa refrigeran. Gambar 2.3 menunjukkan kompresor wobble plate.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. Gambar 2.3 Kompresor Wobble plate Sumber : http://www.omegaacmobil.com. Kompresor bekerja secara dinamis atau bergerak. Pergerakannya adalah dengan menghisap sekaligus memompa udara sehingga terjadilah sirkulasi (perputaran) refrigeran yang mengalir dari pipa-pipa AC mobil. Fase refrigeran ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas keluar kompresor berupa uap panas lanjut.Suhu gas refrigerant keluar dari kompresor lebih tinggi dari suhu kerja kondensor. Jenis yang ketiga adalah kompresor jenis swash plate, dimana di dalam jenis ini gerakan torak diatur oleh swash plate, gerakan torak diatur oleh swash plate pada jarak tertentu dengan 6 atau 10 silinder. Ketika salah satu sisi pada torak melakukan langkah tekan, maka sisi yang lainnya melakukan langkah hisap. Pada dasarnya, proses kompresi pada tipe ini sama dengan proses kompresi pada kompresor tipe crank shaft. Perbedaannya terletak pada adanya tekanan oleh katup hisap dan katup tekan. Selain itu, perpindahan gaya pada tipe swash plate tidak melalui batang penghubung (connecting rod), sehingga getarannya lebih kecil. Gambar 2.4 menunjukkan kompresor jenis swash plate.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. Gambar 2.4 Kompresor jenis swash plate Sumber : http://www.omegaacmobil.com. 2.1.2.2. Kondensor Kondensor berfungsi sebagai tempat kondensasi atau pengembunan refrigeran. Pada kondensor berlangsung tiga proses utama yaitu proses penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut ke gas jenuh, proses dari gas jenuh ke cair jenuh. Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh ke cair jenuh berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. Disaat kedua proses berlangsung, kondensor akan mengeluarkan kalor dari refrigeran ke udara lingkungan. Kalor yang dilepaskan kondensor dibuang keluar dan diambil oleh udara sekitar. Berdasarkan media pendinginnya, kondensor dibagi menjadi tiga macam, yaitu kondensor berpendingin air, udara dan air serta udara. Pada umumnya kondensor yang sering dipakai pada mesin pendingin berkapasitas kecil adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, pipa dengan pelat besi dan pipa bersirip. Sedangkan kondensor yang sering dipakai pada AC mobil.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. adalah jenis pipa bersirip. Pada alat penelitian ini, kondensor yang digunakan adalah kondensor pipa bersirip. Gambar 2.5 menunjukkan kondensor pipa bersirip. Gambar 2.5 Kondensor pipa bersirip Sumber :http://weiku768369.company.weiku.com 2.1.2.3. Evaporator Evaporator berfungsi untuk menambah fase refrigeran dari campuran cair dan gas menjadi gas (penguapan). Pada saat proses perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor diambil dari lingkungan evaporator. Untuk AC mobil, energi kalor diambil dari beban pendinginan di ruangan kabin mobil (dari kalor yang masuk ke dalam kabin, dari penumpang, dan dari udara yang masuk ketika pintu mobil atau jendela mobil dibuka, serta udara luar yang dimasukkan ke dalam ruang kabin secara sengaja). Proses penguapan freon di evaporator berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang banyak digunakan pada mesin AC mobil adalah pipa bersirip. Gambar 2.6 menunjukkan evaporator pipa bersirip.. Gambar 2.6 Evaporator pipa bersirip Sumber : http://montirgw.com.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. 2.1.2.4. Katup ekspansi Katup ekspansi adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigeran dan untuk mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Katup ekspansi merupakan suatu pipa dan katup yang mempunyai diameter yang paling kecil jika dibandingkan dengan pipa-pipa umumnya. Terjadinya penurunan tekanan refrigeran dikarenakan adanya gesekan dengan bagian dalam katup ekspansi. Proses penurunan tekanan dalam katup ekspansi diasumsikan berlangusng pada entalpi konstan atau sering disebut iso entalpi (proses yang ideal). Pada saat refrigeran masuk ke dalam katup ekspansi, refrigeran berada dalam fase cair penuh, tetapi ketika masuk evaporator fase refrigeran berupa campuran fase cair dan gas. Gambar 2.7 menunjukkan katup ekspansi.. Gambar 2.7 Katup Ekspansi Sumber : http://www.omegaacmobil.com 2.1.2.5. Filter ( Receiver Drier) Filter (Receiver drier) merupakan tabung penyimpanan refrigeran cair, berisikan fiber dan desiccant (bahan pengering) untuk menyaring benda-benda asing dan uap air yang terikat pada sirkulasi refrigeran. Receiver Drier menerima cairan refrigeran bertekanan tinggi dari kondensor dan mengalirkan ke katup ekspansi (katup ekspansi). Filter receiver drier mempunyai 3 fungsi, antara lain :menyaring benda-benda asing dan uap air, menyimpan refrigeran, serta memisahkan gelembung gas dengan cairan refrigeran sebelum dimasukan ke katup ekspansi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. Receiver drier dilengkapi dengan filter, desiccant, sight glass dan fusible plug. Filter berfungsi membersihkan kotoran yang ada dalam refrigeran. Apabila refrigeran kotor akan menyebabkan karat pada komponen-komponen pada sistem pengkondisian udara. Desiccant berfungsi untuk mencegah terjadinya pembekuan kotoran di dalam lubang katup ekspansi dan evaporator. Kotoran yang membeku tersebut menghambat aliran refrigeran, fusible plug berfungsi sebagai alat sebagai alat pengaman. Jika kondensor rusak atau beban pendinginan berlebihan, maka tekanan akan merusak komponen, dalam keadaan ini solderan khusus pada fusible plug akan meleleh sehingga refrigeran keluar. Dengan demikian, komponen tidak rusak. Solderan tersebutakan meleleh bila suhu refrigran mencapai 95oC sampai dengan 100oC. Gambar 2.8 menunjukkan filter receiver drier.. Gambar 2.8 Filter/Receiver/Drier Sumber : http://otomotrip.com. 2.1.2.6. Blower Blower adalah suatu alat yang berfungsi mensirkulasikan udara dari luar dan atau udara balik kedalam dengan melewatkannya melalui evaporator. Umumnya, blower yang sering digunakan adalah bertipe sirrocco. Blower pada kabin terdiri atas motor penggerak dan blower/sudu-sudu yang digerakkan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. Gambar 2.9 Blower Sumber :http://www.elevenia.co.id 2.1.2.7. Kopling Magnet Kopling magnet adalah alat yang berfungsi menghubungkan dan memutus kompresor dengan motor penggeraknya. Kopling magnet bekerja apabila saklar dihubungkan, magnet listrik akan menarik plat penekan sampai berhubungan dengan roda pulley dan poros kompresor terputar. Pada waktu sakelar diputuskan pegas plat pengembali akan menarik plat penekan sehingga putaran motor penggerak terputur dari poros kompresor (putaran mesin hanya memutar puli saja atau dengan kata lain daya putar tidak akan tertransmisikan). Gambar 2.10 menunjukkan kopling magnet.. Gambar 2.10 Kopling Magnet Sumber : http://omegaacmobil.co.id.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. 2.1.3. Fluida kerja siklus kompresi uap (Refrigeran) Untuk terjadinya suatu proses pendinginan pada siklus kompresi uap diperlukan suatu bahan yang mudah diubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Bahan pendingin sering disebut refrigeran yang merupakan fluida kerja atau zat pendingin yang memegang peranan penting dalam sistem pendingin. Refrigeran berfungsi untuk menyerap panas melalui perubahan fase dari cair ke gas (evaporasi) dan membuang panas melalui perubahan fase dari gas ke cair (kondensasi). Refrigeran mengalami beberapa proses atau perubahan fase (cair dan uap), yaitu refrigerant yang mula-mula pada keadaan awal (cair) setelah melalui beberapa proses akan kembali ke keadaan awalnya. 2.1.3.1. Udara Penggunaan udara sebagai refrigeran umumnya dipergunakan di pesawat terbang, sistem pendingin menggunakan refrigeran udara menghasilkan COP yang rendah akan tetapi lebih aman. 2.1.3.2. Amoniak (NH3) Amoniak adalah satu-satunya refrigeran selain kelompok fluorocarbon yang masih digunakan sampai saat ini. Walaupun amoniak (NH3) beracun dan terkadang mudah terbakar atau meledak pada kondisi tertentu, namun amoniak (NH3) biasa digunakan pada instalasi-instalasi suhu rendah pada industri besar. 2.1.3.3 Karbondioksida (CO2) Karbondioksida merupakan refrigeran pertama dipakai seperti refrigeran amoniak. Refrigeran ini kadang-kadang digunakan untuk pembekuan dengan cara sentuhan lansgsung dengan bahan makanan. Tekanan pengembunannya yang tinggi membatasi penggunaannya hanya pada bagian suhu rendah.Pada mobil produksi baru, beberapa jenis mobil menggunakan CO2 untuk refrigeran mesin pendingin udaranya. 2.1.3.4. Refrigeran-12 Refrigeran ini biasa dilambangkan R-12 dan mempunyai rumus kimia CCI2F2 (Dchloro Difluoro Methane). Refrigeran jenis ini dilarang digunakan pada saat ini karena tidak ramah lingkungan. R-12 mempunyai titik didih -21,6oF (-29,8.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15. O. C) pada tekanan 1 atm. Dulu refrigeran ini digunakan untuk melayani mesin AC. rumah tangga dan didalam pengkondisian udara kendaraan (otomotif). 2.1.3.5. Refrigeran-22 Refrigeran ini biasa dilambangkan R-22 dan mempunyai rumus kimia CHCIF2. R-22 mempunyai titik didih -40,8oC pada tekanan 1 atm. Refrigeran ini telah banyak digunakan untuk menggantikan R-12, tetapi pada saat ini penggunaan refrigerant jenis ini dilarang untuk digunakan karena kurang ramah lingkungan. 2.1.3.6. HFC (Hydro Fluoro Carbon) Refrigeran jenis ini yang saat ini paling sering digunakan karena memiliki sifat yang ramah lingkungan sehingga tidak merusak lapisan ozon. Pada saat ini jenis refrigeran yang aman dipergunakan dalam sistem pendingin, dan mesin AC mobil yang digunakan dan dipilih adalah refrigeran jenis HFC (Hydro Fluoro Carbon) atau R-134a. Freon 134a ataupun HFC-134a adalah refrigeran haloalkana yang tidak menyebabkan penipisan ozon dan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan R-12 (diklorodiflorometana).R134a mempunyai rumus molekul CH2FCF3 dan titik didih pada -96,6oC pada tekanan 101,321 kpa (1 atm). Secara khusus sifat dari refrigeran 134a adalah tidak mudah terbakar, tidak merusak lapisan ozon, tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau, relatif mudah diperoleh, memiliki kestabilan yang tinggi, dan umur hidup atmosfer pendek. 2.1.4. Siklus Kompresi Uap Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah evaporator, kompresor, kondensor dan katup ekspansi.Terdapat beberapa jenis refrigeran yang umum digunakan pada siklus kompresi uap adalah R-11, R-12, R-21, R-22, R-410 dan R-134a. Refrigeran saat ini yang sering digunakan adalah R-134a karena refrigeran jenis ini lebih ramah lingkungan. Komponen siklus kompresi uap terdiri dari beberapa proses, yaitu : (a) proses kompresi, yang berlangsung di kompresor, (b) proses pendidihan yang berlangsung di evaporator, (c) proses penurunan suhu dan kondensasi serta subcooling, yang berlangsung di kondensor dan (d) proses penurunan tekanan yang berlangsung di katup ekspansi. Gambar 2.11 Menunjukkan skema siklus kompresi uap..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. Gambar 2.11 Skema Siklus Kompresi Uap. 2.1.5. Proses-proses pada Siklus Kompresi Uap Untuk mengetahui proses-proses pada siklus kompresi uap pada AC mobil, digunakan diagram P-h. Dengan adanya diagram P-h, dapat diketahui prosesproses yang terjadi dalam suatu siklus kompresi uap. Komponen utama siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, kondensor, dan katup ekspansi. Skema rangkaian siklus kompresi uap tersaji pada Gambar 2.12 dan Gambar 2.13..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. Gambar 2.12 Diagram P-h Siklus Kompresi Uap. Gambar 2.13 Diagram T-s Siklus Kompresi Uap Dalam siklus kompresi uap standar, refrigeran mengalami beberapa proses, yaitu : a. Proses 1-2 merupakan proses kompresi isentropis Proses kompresi bertujuan untuk menaikkan tekanan refrigeran, dari tekanan rendah menuju tekanan tinggi. Proses ini berlangsung di kompresor dan berlangsung secara isentropis adiabatic (proses ideal). Fluida atau refrigeran masuk kompresor memiliki fase gas panas lanjut dan bertemperatur rendah. Kompresor dapat bekerja karena adanya aliran listrik yang diberikan. Tekanan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. hasil kompresor harus menghasilkan temperatur kerja kondensor seperti yang diinginkan (suhu kerja kondensor lebih tinggi daripada suhu lingkungan). Kompresor juga berfungsi untuk mensirkulasikan refrigeran di dalam siklus kompresi uap b. Proses Proses 2-2a (desuperheating) Proses ini adalah proses penurunan suhu dari gas panas lanjut ke gas jenuh. Proses ini berlangsung di kondensor dan pada tekanan yang tetap. Pada saat proses, kalor dari refrigeran dibuang keluar, sehingga suhunya turun. Perpindahan kalor dapat terjadi karena suhu refrigeran lebih tinggi dibandingkan dengan suhu udara di sekitar kondensor. c. Proses 2a-3 (Proses pengembunan refrigeran) Proses pengembunan refrigeran ini berlangsung di dalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi akan membuang kalor sehingga fasenya berubah dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Hal ini berarti bahwa di dalam kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya. Proses ini berlangsung pada tekanan dan suhu tetap, meskipun refrigeran mengeluarkan kalor. d. Proses 3-4 (Proses Penurunan Tekanan) Proses penurunan tekanan ini berlangsung di katup ekspansi. Pada proses ini tidak terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi penurunan tekanan dan temperatur. Katup ekspansi berfungsi untuk mengatur laju aliran refrigeran selain untuk menurunkan suhu dan tekanan. Pada proses ini, refrigeran mengalami perubahan fase dari fase cair menjadi campuran cair dan gas. e. Proses 4-1 (Proses penguapan atau evaporasi) Proses ini berlangsung di dalam evaporator. Kalor dari dalam ruangan akan diserap oleh cairan refrigeran bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fase dari campuran cair dan gas menjadi gas bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator dalam fase campuran cair dan gas. Proses pendidihan berlangsung pada tekanan konstan, dan suhu konstan. Selanjutnya, refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan bersirkulasi lagi. Begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. 2.1.6 Rumus-Rumus Perhitungan Karakteristik Mesin Kompresi Uap Dalam analisa unjuk kerja mesin siklus kompresi uap diperlukan beberapa rumusan perhitungan, antara lain seperti, kerja kompresor, kalor yang dilepas evaporator per satuan massa refrigeran, kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran, COP aktual , COP ideal, efisiensi dan laju alliran massa. a.. Kerja Kompresor (Win) Besar kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan. menggunakan Persamaan (2.1). Win=h2-h1. …(2.1). Pada Persamaan (2.1) : Win. : kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg). h1. : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg). h2. : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg). b.. Kalor yang dilepas kondensor (Qout) Besar kalor per satuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat. dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2). Qout= h2-h3. …(2.2). Pada Persamaan (2.2) : Qout. : besar kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor (kJ/kg). h2. : entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg). h3. : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg). c.. Kalor yang diserap evaporator (Qin) Besar kalor per satuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat. dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3). Qin= h1-h4. …(2.3). Pada Persamaan (2.3) : Qin. : besar kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator (kJ/kg). h1. : entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg). h4. : entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. d.. Coefficient Of Performance (COP aktual) COP dipergunakan untuk menyatakan Performance (unjuk kerja) dari siklus. refrigerasi. Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin pendingin maka akan semakin baik mesin pendingin tersebut. COP tidak mempunyai satuan karena merupakan perbandingan antara dampak refrigerasi (h1-h4) dengan kerja kompresor (h2-h1) dinyatakan dalam Persamaan (2.4). 𝑄. …(2.4). COPaktual= 𝑊𝑖𝑛. 𝑖𝑛. Pada Persamaan (2.4) : COP aktual. : koefisien prestasi mesin AC mobil actual. Qin. : energi kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, (kJ/kg).. Win. : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran, (kJ/kg). e.. COP ideal (Coefficient Of Performance) Besarnya koefisien yang menyatakan performance dalam posisi ideal pada. siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.5). 𝑇. 𝑒 COP ideal =𝑇 −𝑇 𝑐. 𝑒. …(2.5). Pada Persamaan (2.5) : COP ideal. : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.. Te. : Suhu mutlak evaporator (K). Tc. : suhu mutlak kondensor (K). f.. Efisiensi mesin AC mobil Besarnya efisiensi mesin AC mobil dapat dihitung dengan menggunakan. Persamaan (2.6). ƞ=. 𝐶𝑂𝑃 𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 𝐶𝑂𝑃 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙. 𝑥 100 %. Pada Persamaan (2.6) : COP ideal. : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.. COP aktual. : koefisien prestasi mesin AC mobil actual.. …(2.6).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. g.. Laju liran massa refrigeran Besarnya. laju. aliran. massa. refrigeran. dapat. dihitung. dengan. mempergunakan Persamaan (2.7). ṁ=. (𝑉 ×𝐼)/1000. …(2.7). 𝑊 𝑖𝑛. Pada Persamaan (2.7) : ṁ. : laju aliran massa refrigeran (kg/s). V. : voltase kompresor (v). I. : arus kompresor (ampere). Win. : kerja yang dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg) Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi, besaran yang penting seperti kerja. kompresor, kerja kondensor, kerja evaporator dan COP dalam siklus kompresi uap dapat diketahui. Dalam penggunaan diagram entalpi-tekanan tergantung jenis refrigeran yang dipakai. Untuk diagram tekanan-entalpi pada jenis refrigeran134a disajikan pada Gambar 2.14. Gambar 2.14. Grafik diagram P-h untuk refrigeran R134a Sumber : https://www.researchgate.net/figure/R245fa-Pressure-Enthalpydiagram_fig3_260791538.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. 2.1.7 Beban Pendinginan Beban pendinginan adalah beban yang diterima evaporator (unit pendingin). Pada AC mobil, beban pendinginan adalah besarnya aliran kalor yang dihisap evaporator. Unit pendingin selalu menerima beban pendinginan karena harus menjaga kondisi udara pada temperatur dan kelembaban tertentu yang umumnya berada di bawah temperatur dan kelembaban lingkungan di luarnya. Beban pendinginan biasanya berupa aliran energi berbentuk panas. Beban pendinginan dapat dibagi menjadi dua bagian khusus seperti. a. Beban Laten Beban laten adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu materi karena adanya perubahan wujud (fase). Sebagai contoh air yang sudah didinginkan sampai 0oC kemudian didinginkan lagi sampai menjadi es pada suhu 0oC. Pada proses ini tidak terjadi perubahan suhu melainkan perubahan wujud (fase). Beban pendinginan disini disebut beban laten dan panas yang diserap disebut panas laten.. b. Beban sensibel Beban sensibel adalah beban yang diterima atau dilepaskan suatu materi karena adanya perubahan suhu. Misalkan air dengan suhu 100oC didinginkan menjadi 0oC (masih dalam keadaan cair). Beban yang diterima untuk menurunkan suhu dari 100oC menjadi 0oC disebut panas sensible.. 2.1.8 Proses Perubahan Fase Secara umum proses perubahan fase dapat berlangsung karena adanya pengaruh temperatur. Perubahan fase banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari misalnya perubahan cair ke padat, gas ke cair, padat ke gas dan lain sebagainya. Namun dalam suatu sistem mesin pendingin hanya berlangsung dua perubahan fase yaitu pengembunan (gas ke cair) dan penguapan (cair ke gas)..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. a. Proses pengembunan (kondensasi) Proses pengembunan atau kondensasi adalah proses perubahan wujud dari zat gas (uap) menjadi zat cair. Proses pengembunan merupakan proses perubahan zat yang melepaskan kalor/panas (ekshotermik). Kondensasi terjadi ketika uap didinginkan menjadi cairan, tetapi dapat juga terjadi bila sebuah uap dikompresi (tekanan ditingkatkan) menjadi cairan, atau mengalami kombinasi dari pendinginan dan kompresi. Cairan yang telah terkondensasi dari uap disebut kondensat. Sebuah alat yang digunakan untuk mengkondensasi uap menjadi cairan disebut kondensor. Pada mesin AC mobil, proses pengembunan atau kondensasi berlangsung di kondensor. Pada kondensor uap panas lanjut diubah kondisinya menjadi cair jenuh. Kalor yang dilepas dari refrigeran dibuang keluar dari kondensor ke lingkungan sekitar. Pada umumnya lingkungan sekitar kondensor adalah udara. Karenanya udara di sekitar memiliki suhu yang lebih rendah dibandingkan suhu kondensor. b. Proses Penguapan (evaporasi) Proses penguapan adalah proses perubahan bentuk zat cair menjadi uap atau gas. Proses penguapan pada mesin pendingin terjadi di evaporator. Pada saat refrigeran mengalir melalui pipa-pia evaporator, refrigeran berubah fase dari cair menjadi gas. Proses penguapan memerlukan kalor. Kalor diambil dari lingkungan sekitar dimana evaporator itu ditempatkan. Pada mesin AC mobil, kalor diambil dari lingkungan sekitar evaporator. 2.1.9. Psychrometric Chart Psychrometric chart merupakan tampilan secara grafikal thermodinamik. udara yaitu suhu, kelembaban, enthalpi, kandungan uap air, dan volume spesifik. Dalam Psychrometric chart ini dapat langsung diketahui hubungan antara berbagai parameter udara secara cepat dan presisi. Untuk mengetahui nilai dari property m-properti ( Tdb, Twb, Tdp, W, RH, H, SpV ) bisa dilakukan apabila minimal dua buah parameter tersebut sudah diketahui. Contoh gambar dari Psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.15 :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. Gambar 2.15 Psychrometric chart Dari parameter-parameter udara Psychometric chart. : (a) Dry-bulb. Temperature (Tdb), (b) Wet-bulb Temperature (Twb), (c) Dew-point Temperature (Tdp), (d) Specific Humidity (W), (e) Relative Humidity (%RH), (f) Entalpi (H), (g) Volume Specific (SpV). Berikut ini penjelasan dari parameter-parameter udara dalam Psychometric chart yang digunakan sebagai acuan pada penelitian ini adalah Psychometric chart yang disusun Carrier yang mengacu pada kondisi atmosfer normal. a.. Dry-bulb Temperature (Tdb) Tdb adalah suhu udara ruang yang diperoleh dari pengukuran slink psikometer. pada termometer dengan bulb kering. Tdb diplotkan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak pada bagian bawah chart. Tdb ini merupakan ukuran panas sensible, perubahan Tdb menunjukkan adanya perubahan panas sensibel..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. b.. Wet-bulb Temperature (Twb) Twb adalah suhu udara yang diperoleh melalui pengukuran menggunakan. slink psikometer pada termometer dengan bulb basah. Twb diplotkan sebagai garis miring kebawah yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian samping kanan chart. Twb ini merupakan ukuran panas total (enthalpi), perubahan Twb menunjukkan adanya perubahan panas total. c.. Dew-point Temperature (Tdp) Tdp adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan pengembunan ketika. didinginkan. Tdp ditandai sebagai titik sepanjang saturasi. Pada saat udara ruang mengalami saturasi (jenuh) maka besarnya Tdp sama dengan Twb. Tdp merupakan ukuran dari panas laten yang diberikan dari sistem, adanya perubahan Tdp menunjukan adanya perubahan panas laten atau adanya perubahan kandungan uap air di udara. d.. Specific Humidity (W) Specific Humidity (W) adalah jumlah kandungan uap air di udara yang diukur. dalam satuan grains per pound udara. (7000 grains = 1 pound) dan diplotkan pada garis sumbu vertikal yang ada dibagian samping kanan chart. e.. Relative Humidity (%RH) RH merupakan perbandingan jumlahaktual dan jumlah maksimal (saturasi). dari uap air yang ada pada suatu ruang atau lokasi tertentu. 100% RH berarti saturasi dan diplotkan menurut garis saturasi. f.. Entalpi (H) Entalphi adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air di atas. titik nol. Dinyatakan dalam satuan BTU per pound udara. Harga entalphi dapat diperoleh sepanjang skala diatas garis saturasi. g.. Volume Specific (SpV) Volume Spesifik (SpV) adalah volume udara campuran dengan satuan meter. kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Gambar 2.16 Skematik Psychrometric chart Gambar 2.16 menyajikan cara mendapatkan kondisi-kondisi udara melalui psychrometric chart. Dengan telah diketahui 2 parameter pada udara (misalnya suhu udara bola kering dan suhu udara bola basah), maka parameter-parameter yang lain (seperti kelembaban spesifik, kelembaban relatif, titik embun, volume spesifik) dapat diketahui. Sedangkan pada Gambar 2.20 menyajikan gambar Psychrometric Chart untuk kondisi udara. Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychometric chart adalah sebagai berikut : (a) proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying), (b) preses pemanasan (heating), (c) proses pendinginan dan menaikkan kelembaban (cooling and humidfiying), (d) proses pendinginan (cooling), (e) proses humidifying, (f) proses dehumidifying, (g) proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying), (h) proses pemanasan dan menaikkan kelembaban (heating and humidifying). Proses-proses tersebut di tunjukkan pada Gambar 2.17..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Gambar 2.17 Proses yang terjadi pada psychrometric chart. a.. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban merupakan proses dimana. penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten ke udara. Pada proses ini terjadi penuruan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik. Sedangkan pada kelembaban relatif dapat mengalami peningkatan serta mengalami penurunan, tergantung pada prosesnya. Gambar 2.18 menunjukkan proses pendinginan dan penurunan kelembaban..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. Gambar 2.18 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban. b.. Proses pemanasan (heating) Proses pemanasan (heating) merupakan proses dimana terjadi penambahan. kalor sensibel ke udara. Pada proses ini terjadi peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan pada temperatur titik embun dan kelembaban spesifik bernilai tetap konstan. Namun pada kelembaban relatif mengalami penurunan. Gambar 2.19 menunjukkan proses pemanasan.. Gambar 2.19 Proses pemanasan. c.. Proses pendinginan dan menaikkan kelembaban (cooling and humidifying) Proses ini berfungsi untuk menurunkan temperatur serta menaikkan. kandungan uap air yang berada di udara. Proses ini dapat menyebabkan perubahan pada temperatur bola kering, temperatur bola basah, dan kelembaban spesifik. Pada proses pendinginan dan menaikkan kelembaban terjadi penurunan pada.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. temperatur bola kering dan volume spesifik, sedangkan pada temperatur bola basah, temperatur titik embun, kelembaban relatif serta kelembaban spesifik terjadi peningkatan. Gambar 2.20 menunjukkan proses pendinginan dan menaikkan kelembaban.. Gambar 2.20 Proses pendinginan dan menaikkan kelembaban. d.. Proses pendinginan (cooling) Proses ini merupakan proses pengambilan kalor sensibel dari udara sehingga. temperatur udara menjadi turun. Pada proses ini terjadi penurunan pada temperatur bola kering, temperatur bola basah dan volume spesifik, akan tetapi terjadi peningkatan pada kelembaban relatif. Pada kelembaban spesifik dan temperatur titik embun tidak terjadi perubahan (konstan). Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis horizontal ke arah kiri. Gambar 2.21 menyajikan proses pendinginan (cooling) pada psychrometric chart.. Gambar 2.21 Proses pendinginan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. e.. Proses humidifying Proses ini merupakan proses penambahan kandungan uap air ke udara tanpa. merubah temperatur bola kering, hal ini mengakibatkan terjadi kenaikkan pada temperatur bola basah, temperatur titik embun, kelembaban spesifik dan entalpi. Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis vertikal ke arah atas. Gambar 2.22 menunjukkan proses penambahan kandungan uap air.. Gambar 2.22 Proses penambahan kandungan uap air f.. Proses dehumidifying Proses ini merupakan proses dimana terjadi pengurangan kandungan uap air. yang terdapat pada udara tanpa merubah temperatur bola kering. Hal ini mengakibatkan terjadi penurunan pada tempeatur bola basah, temperatur titik embun, kelembaban spesifik, serta entalpi. Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis vertikal ke arah bawah. Gambar 2.23 menunjukkan proses pengurangan kandungan uap air.. Gambar 2.23 Proses pengurangan kandungan uap air.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. g.. Proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) Proses ini berfungsi untuk menaikkan temperatur bola kering serta. menurunkan kandungan uap air yang terdapat di udara. Proses ini mengakibatkan terjadinya peningkatan temperatur bola kering, selain itu proses ini juga mengakibatkan terjadinya penurunan temperatur bola basah, kelembaban spesifik, kelembaban relatif, serta entalpi. Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis ke arah serong kanan bawah. Gambar 2.24 menyajikan proses pemanasan dan penurunan kelembaban (heating and dehumidifying) pada psychrometric chart.. Gambar 2.24 Proses pemanasan dan penurunan kelembaban h.. Proses pemanasan dan menaikkan kelembaban (heating and humidifying) Pada proses pemanasan dan menaikkan kelembaban, udara dipanaskan. disertai penambahan uap air. Pada proses ini terjadi kenaikkan pada temperatur bola kering, temperatur bola basah, kelembaban spesifik dan entalpi. Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis ke arah serong kanan atas. Gambar 2.25 menyajikan proses pemanasan dan menaikkan kelembaban (heating and humidifying) pada psychrometric chart..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. Gambar 2.25 Proses pemanasan dan menaikkan kelembaban 2.1.10 Proses pengkondisian pada cabin mobil Gambar 2.26 menyajikan proses-proses pengkondisian udara mobil yang digambarkan pada psychrometric chart.. Gambar 2.26. Psychrometric chart Proses-proses pengkondisian udara kabin mobil pada psychrometric chart tersebut meliputi : a. Proses a-b : Proses pendinginan udara (cooling) Pada proses ini udara masuk ke evaporator. Udara yang masuk ke evaporator mengalami penurunan temperature karena suhu evaporator lebih rendah dari suhu udara. Penurunan suhu udara berlangsung sampai titik pengembunan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. b. Proses b-c : Proses pendinginan dan penurunan kelembaban udara (cooling and dehumidifying) Pada proses ini, setelah udara mencapai suhu pengembunan, udara mengalami proses pendinginan dan penurunan kelembaban. Udara mengalami penurunan kadar uap air karena udara mengalami penurunan temperature. Penurunan temperatur dapat terjadi karena suhu kerja evaporator yang sangat rendah. Pada proses ini menghasilkan udara kering bertemperatur rendah. c. Proses c-a : Proses pemanasan Pada proses ini udara bertemperatur rendah hasil dari pengkondisian evaporator masuk ke dalam ruang kabin. Udara mengalami kenaikkan temperatur karena adanya beban pendinginan yang berada di dalam ruang kabin.. 2.2 Tinjauan Pustaka Marindho (2014) telah melakukan pengujian kinerja HFC-134a refrigeran pada AC mobil sistem (percobaan statis) dengan variasi kecepatan motor. Pengujian untuk unjuk kerja AC mobil (static experiment). menggunakan. refrigeran HFC134a dengan variasi kecepatan motor, sistem pengkondisian udara yang digunakan saat ini pada mobil adalah sistem kompresi uap. Potensi pemanasan global yang tinggi dari HFC134a pada sistem AC mobil telah mendorong pengembangan mengenai teknologi alternatif untuk mengurangi pengaruh pemanasan global dari sistem tersebut. HFC134a merupakan salah satu refrigeran alternatif untuk sistem refrigerasi yang dapat mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan menguji HFC134a pada sistem AC mobil. Putaran kompresor dengan menggunakan variasi kecepatan motor pada 840 rpm, 1400 rpm, 1680 rpm, dan 1960 rpm. Hasil dari penelitian ini digunakan untuk memperoleh data unjuk kerja dari AC mobil. Berdasarkan analisa data dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut semakin tinggi putara kompresor maka COP akan mengalami penurunan, begitu juga sebaliknya. Pada putaran 840 rpm dapat menghasilkan COP aktual = 3,509, pada putaran 1400 rpm dapat menghasilkan COP aktual = 3,139 pada putaran 1680 rpm dapat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. menghasilkan COP aktual 2,803 pada putaran 1960 rpm dapat menghasilkan COP aktual = 2,635. Yuswandi (2007) telah melakukan penelitian tentang pengujian unjuk kerja sistem AC mobil statik eksperimen menggunakan refrigeran CFC-12 dan HFC-134a dengan variasi putaran kompresor terhadap unjuk kerja dari sistem AC mobil. Peneliti memakai alat peraga mesin AC mobil yang telah dilengkapi dengan sensor temperatur dan tekanan. Komponen utama sistem AC mobil terdiri: kompresor, kondensor, receiver drier, katup ekspansi, dan evaporator. Fluida kerja yang digunakan yaitu refrigeran CFC-12 dan HFC-134a. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan putaran kompresor, yaitu 1000 rpm, 1200 rpm, 1500 rpm, 1800 rpm, dan 2000 rpm. Hasil penelitian menunjukan semakin tinggi putara kompresor maka COP akan mengalami penurunan. CFC-12 mempunyai COP. carnot,. COP. standar,. COP. aktual. yang lebih tinggi dibandingkan dengan HFC-. 134a. kapasitas refrigerasi dan kerja kompresi HFC-134a mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan CFC-12. Effendy (2005) telah melakukan penelitian mengenai Pengaruh kecepatan udara pendingin kondensor terhadap koefisien prestasi air conditioning. Koefisien prestasi yang tinggi sangat diharapkan dalam daur refrigerasi. Dalam melakukan penelitian dirakit sistem pendingin AC yang terdiri dari kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Refrigeran yang dipergunakan adalah freon-12. Bagian kondensor dipasang kipas angin yang bisa diatur putarannya. Pengambilan data didapat dengan penggunaan alat ukur seperti orifice, manometer, dan termometer yang menyatu dengan sistem, sedangkan kecepatan udara yang dihisap diukur dengan anemometer. Kecepatan udara pendingin kondensor diatur dengan putaran motor listrik penggerak kipas. Variasi kecepatan udara pendingin antara 0,2 – 2,98 m/s yang dihasilkan dari putaran kipas 60-309 rpm. Penelitian menunjukkan semakin besar laju aliran udara untuk mendinginkan kondensor maka besarnya koefisien prestasi semakin meningkat. Pada kecepatan udara pendingin di atas 2,98 m/s pengaruh perubahan terhadap koefisien prestasi relatif kecil..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Objek Penelitian Mesin yang diteliti adalah AC mobil dengan siklus kompresi uap hasil rangkaian sendiri dengan komponen standar dari AC mobil yang tersedia di pasaran. Gambar 3.1 menyajikan mesin yang diteliti.. Gambar 3.1 Skematik mesin yang diteliti (AC Mobil) Keterangan gambar : A. Kompresor B. Kondensor C. Receiver dryer D. Katup ekspansi E. Evaporator F. Box cabin G. Kipas pembalik H. Kipas kondensor I. Motor listrik J. Kipas evaporator / blower. 35.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. 3.2 Pembuatan alat dan alat pendukung penelitian 3.2.1 Komponen-komponen mesin AC Mobil Komponen utama AC mobil yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah kompresor, evaporator, kondensor, katup ekspansi, filter receiver drier, dan fluida kerja refrigeran R134a. a. Kompresor Spesifikasi kompresor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:. Gambar 3.2 Kompresor jenis swash plate Jenis kompresor. : Swash plate. Voltase. : 220 Volt. b. Kondensor Spesifikasi kondensor yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Jenis. : Kondensor pipa bersirip. Bahan Pipa. : Besi,. Diameter. : 6 mm. Bahan sirip. : Besi,. Jarak antar sirip. : 3 mm. Banyak sirip : 1100 Ukuran. :pxlxt. = 50 cm x 40 cm x 3 cm.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Gambar 3.3 Kondensor jenis pipa bersirip c. Katup ekspansi Spesifikasi katup ekspansi yang dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Jenis katup ekspansi. : Katup ekspansi dengan sensor temperatur. Bahan katup ekspansi. : tembaga. Gambar 3.4 Katup ekspansi Sumber : http://www.omegaacmobil.com. d. Evaporator Spesifikasi evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Jenis evaporator. : Pipa bersirip. Bahan pipa evaporator. : tembaga, diameter. Bahan sirip evaporator. : alumunium. Ukuran evaporator. : p x l x t = 30 cm x 10 cm x 5 cm. : 6 mm. Gambar 3.5 Evaporator Sumber : http://www.doktermobil.com e. Filter / Receiver/Drier Filter dipergunakan untuk menyaring kotoran, Receiver dipergunakan untuk menampung refrigeran dan drier untuk menangkap uap air yang terjebak masuk pada sistem siklus kompresi uap. Spesifikasi Filter/Receiver/Drier yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Bahan tabung Receiver/Drier. : besi. Diameter. : 6 cm. Panjang (tinggi). : 25 cm. Gambar 3.6 Filter/Receiver/Drier.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. f. Refrigeran R134a Refrigeran R134a dipergunakan sebagai fluida kerja AC mobil yang dibuat. Dalam penelitian ini dipergunakan refrigeran R134a karena lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan jenis refrigeran lain yang tersedia di pasaran.. Gambar 3.7 Tabung berisi refrigeran R134a g. Kipas kondensor Kipas kondensor berfungsi untuk mengalirkan fluida udara melewati kondensor agar proses pelepasan kalor pada kondensor dapat dipercepat.. Gambar 3.8 Kipas Kondensor Sumber : https://www.tokopedia.com h. Blower Blower digunakan untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator keruang kabin mobil..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. Gambar 3.9 Blower Sumber : https://indonesian.alibaba.com 3.2.2 Peralatan pendukung pembuatan AC Mobil i. Alat pemotong pipa Alat yang mempunyai fungsi untuk memotong pipa, agar hasil potongan menjadi rapi.Untuk memotong pipa dengan alat pemotong pipa yaitu pipa dimasukkan diantara roller dan cutting wheel lalu tangkai dari alat pemotong pipa diputar 360°, seperti disajikan pada Gambar 3.7.. Gambar 3.10Pemotong pipa Sumber :http://www.pusathardware.com j. Pompa vakum Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengeluarkan udara dari dalam sistem mesin AC mobil sebelum diisi refrigeran sebagai fluida kerja AC mobil. Udara dikeluarkan agar sistem hanya terisi refrigeran saja. Jika ada udara didalam sistem, uap air yang ada di udara dapat membeku ketika melewati katup ekspansi, sehingga aliran refrigeran terhenti..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. Gambar 3.11Pompa vakum Sumber :https://fjb.kaskus.co.id k. Styrofoam Sterofoam mempunyai fungsi sebagai isolator, agar tidak terjadi kebocoran beban pendingin.. Gambar 3.12Sterofoam Sumber :http://aritunsa.com l. Adaptor Adaptor mempunyai fungsi sebagai sumber daya untuk menggerakkan motor listrik dari blower dan motor listrik dari kipas kondensor. Spesifikasi adaptor sebagai berikut: Arus. :5A. Voltase. : 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, 13,2 Volt.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. Gambar 3.13 Adaptor 3.2.3 Alat bantu ukur Proses penelitian AC mobil ini membutuhkan alat-alat yang dipergunakan untuk membantu dalam pengujian AC mobil tersebut. Alat-alat bantu tersebut seperti thermokopel dan alat penampilnya (APPA), pengukur tekanan (pressure Gauge), tang ampere, higrometer, P-h diagram. a. Thermokopel dan APPA Thermokopel mempunyai fungsi sebagai sensor suhu yang dipergunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan listrik. Alat penampil suhu secara digital, mempergunakan Tipe APPA-51. Prinsip kerjanya ujung kabel ditempelkan pada bagian yang akan diukur kemudian menghidupkan alat penampil suhu digital, °C / °F sensor akan secara otomatis bekerja dan hasilnya ditampilkan pada layar digital, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.14.. Gambar3.14 Termokopel dan alat penampil suhu digital.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. b. Pengukur Tekanan Pengukur tekanan mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan refrigeran. Pengukur tekanan berwarna merah untuk mengukur tekanan tinggi, sedangkan yang berwarna biru untuk mengukur tekanan rendah. Pressure Gauge tekanan rendah Satuan Besaran Tekanan Tekanan 2 kg/cm 0 –15 Psi 0–220 Pressure Gauge tekanan tinggi Satuan Besaran Tekanan Tekanan kg/cm2 0 – 35 Psi 0 – 500 Gambar 3.15 Presure gauge untuk mesin AC mobil c. Diagram P-h P-h diagram mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap mesin pendingin. Dengan P-h diagram, dapat diketahui nilai entalpi disetiap titikyang diteliti, (h1, h2, h3, h4) dan juga suhu kerja evaporator dan kondensor, seperti tersaji pada Gambar 3.16.. Gambar 3.16 Diagram P-h.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. d.. Higrometer Higrometer digunakan untuk mengukur kelembaban, suhu udara basah,dan. suhu udara kering pada saat pengujian.. Gambar 3.17 Higrometer. e.. Tang Ampere Tang ampere adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus. Jenis. alat ukur yang digunakan adalah VIP digital Tang Ampere kyoritsu model KEW 2117R. Prinsip kerjanya mencapit kabel pada motor listrik kemudian sensor secara otomatis akan bekerja dan hasilnya ditampilkan pada layar digital, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.18.. Gambar 3.18 Tang Ampere.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. 3.3 Persiapan Alat dan Bahan Persiapan komponen harus dilakukan sebelum memulai tahap proses pembuatan AC mobil. Komponen yang harus dipersiapkan berupa komponenkomponen utama AC mobil (Kompresor, Evaporator, katup ekspansi dan Kondensor) dan alat bantu yang diperlukan dalam pembuatan AC mobil. Hal ini sangat perlu dilakukan karena akan mempercepat dan mempermudah proses selanjutnya dalampembuatan AC mobil. Setelah semua komponen-komponen disiapkan, maka akan dilanjutkan pada proses penyambungan komponen-komponen AC mobil. 3.4 Langkah-langkah Pembuatan mesin AC mobil Langkah-langkah pembuatan mesin AC mobil dapat diketahui sebagai berikut ini : a.. Proses pembuatan rangka AC mobil dan kelistrikan. Pada proses ini, rangka dan komponen AC mobil sudah terpasang. Namun dalam halkelistrikan, terutama blower dan kipas kondensor tidak dapat digunakan, sehingga perlu adanya perbaikan sistem kelistrikan pada rangkaian tersebut. Dalam melakukan perbaikan, diperlukan adaptor untuk menggerakkan blower dan kipas kondensor. Adaptor dihubungkan ke blower dan kipas kondensor dengan menghubungkan kabel adaptor dengan kabel blower dan kipas kondensor.. Gambar 3.19 Skematik kelitrikan mesin AC mobil.