BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Pengkondisian Udara
Air conditioner atau yang biasa di sebut AC merupakan sebuah alat yang
mampu mengondisikan udara. Dengan kata lain, AC berfungsi sebagai penyejuk udara. Penggunaan AC dimaksudkan untuk memperoleh udara yang dingin dan
sejuk serta nyaman bagi tubuh kita, AC lebih banyak di gunakan di wilayah yang
beriklim tropis dengan kondisi temperature udara yang relative tinggi seperti di
Indonesia. AC bisa di golongkan dengan barang mewah karena harganya yang
cukup mahal dan daya listrik yang digunakan cukup besar. Namun, bagi sebagian
orang AC sudah tidak lagi lagi termasuk barang mewah karena manfaatnya untuk
mengatur siklus temperature udra yang memberi efek pada kenyaman tubuh.
Dalam penggunanya AC tidak hanya menyejukan udara tetapi bisamengatur
kebersihan dan kelembaban uduara di dalam ruangan sehingga tercipta kondisi
udara yang berkualitas,sehat,dan nyamn bagi tubuh.
Pengkondisian udara pada bangunan berukuran sedang atau besar
kebanyakan pengkodisian udara yang digunakan sebagai kenyamanan (comfort air
conditioning).Untuk menciptakan kondisi udara yang nyaman bagi orang yang
berada didalam suatu ruangan. System pendingin dimusim panas telah menjadi
suatu kebutuhan pokok bagi bangunan besar diseluruh dunia. Diwilayah yang
suhu panasnya tidak terlalu tinggi, bangunan besar perlu didinginkan untuk menyerap kalor yang dikeluarkan oleh orang,lampu-lampu, dan peralatan listrik
lainnya. Dengan berkembangnyainformasi dan teknologisekarang ini banyak
dijumpai mesin pendingin ruangan dengan menggunakan hidrokarbon atau
musicool yang ramah lingkungan dan tidak merusak lapisan ozon dibandingkan
refrigerant sintetik.
Refrigerasi mulai muncul pada awal abad keMechanics Journal oleh
penulis anonim. Paten pertama mesin refrigerasi tercatatnama Thomas Harris dan
merupakan kebalikan dari siklus carnot yang membutuhkan kerja untuk
memindahkan kalor dari memiliki temperatur lebih tinggi.
Sistem refrigerasi ini sering dimanfaatkan untuk mengkondisikan keadaan
udara dalamsuatu ruang tertentu, seperti ruang kantor, atau ruang penyimpanan
barang. Selain berfungsi sebagai pengkondisi udara manfaat lain bisa
dirasakan selama bertahun pada berbagai bidang industri seperti industri
manufaktur, industri perminyakan, industri kimia, dan industri pangan.
Sistem pengkondisian udara pada AC split yang umum dipakai terdiri dari
kompresor,kondensor,evaporator,katup ekspansidan serta refrigerant sebagai
fluida pendinginnya.Susunan atau rangkaian komponen untuk AC Split diletakkan
sedemikian rupa seperti terlihat pada gambar 2.1 dibawah berikut.
Gambar 2.1. Instalasi Air Conditioner Split
2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap
Siklus refrigerasi kompresi uap merupakan jenis mesin pendingin yang
paling sering digunakan saat ini. Mesin pendingin ini terdiri dari empat
komponen utama yaitu kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator.
Dalam siklus ini uap refrigeran bertekanan rendah akan ditekan oleh
kompresor sehingga menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi, dan kemudian uap
refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran
tersebut tekanannya diturunkan oleh katup ekspansi agar cairan refrigeran tekanan
rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran
tekanan rendah. Susunan keempat komponen tersebut secara skematik dapat
ditunjukkan pada gambar 2.1. Pada gambar 2.2 menunjukan P-h diagram Siklus
Kompresi Uap Standar.
Gambar 2.2 Skematik Sistem Pendingin Siklus Kompresi Uap Standar
Gambar 2.3 P-h Diagram Siklus Kompresi Uap Standar
Siklus Kompresi Uap Aktual
Pada kenyataannya siklus kompersi uap mengalami penyimpangan dari
kompresi uap standar, seperti ditunjukkan pada gambar 2.3. Perbedaan penting siklus kompresi siklus uap aktual dari siklus standar adalah :
2. Adanya proses dibawah dingin (sub cooling) cairan yang meninggalkan
kondensor sebelum memasuki katup ekspansi.
3. Pendinginan lanjut uap yang meninggalkan evaporator sebelum memasuki
kompresor.
4. Terjadi kenaikan entropi pada saat proses kompresi (kompresi tak
isentropik).
5. Proses ekspansi berlangsung non-adiabatik.
Walaupun siklus aktual tidak sama dengan siklus standar, tetapi proses
ideal dalam siklus standar sangat bermanfaat dan diperlukan untuk mempermudah
analisis secara teoritik.
Gambar 2.4 Siklus Kompresi Uap Aktual dan Siklus Standar
2.3 Sistem AC split
Prinsip kerja AC split maupun pada mesin pendingin model lainnya adalah
sama yaitu menyerap panas udara didalam ruangan yang inginkan, kemudian
melepaskan panas keluar ruangan. Jadi pengertian AC split adalah seperangkat
alat yang mampu mengkondisikan suhu ruangan menjadi lebih rendah suhunya
dibanding suhu lingkungan sekitarnya.
Pada Air Conditioner udara ruangan terhisap disirkulasikan secara
terus-menerus oleh blower (pada indoor unit) melalui sirip evaporator yang mempunyai
melewati evaporator, udara ruangan yang bertemperatur lebih tinggi dari
evaporator diserap panasnya oleh bahan pendingin/refrigeran (evaporator),
kemudian kalor yang diterima evaporator dilepaskan ke luar ruangan ketika aliran
refrigerant melewati condenser (unit outdoor).
Jadi, temperatur udara yang rendah atau dingin yang kita rasakan pada
ruangan sebenarnya adalah sirkulasi udara di dalam ruangan, bukan udara yang
dihasilkan oleh perangkat AC split. Unit AC hanyalah tempat bersirkulasinya udara ruangan yang sekaligus menangkap kalor (panas) pada udara ruangan yang
bersirkulasi melewati evaporator hingga mencapai temperatur yang diinginkan.
2.3.1 Komponen-komponen AC split dan Fungsinya 2.3.1.1Bagian Indoor
Gambar 2.6 Unit Indoor
Ket. : 1. Base 13. Face Plate
2. Cross Flow Fan Axletree 14. Step Motor
3. Cross Flow Fan 15. Armor Tubing
4. Cross Flow Fan Fixed Plate 16. Plate
5. Electric Heater 17. Motor Cabinet
6. Evaporator Assembly 18. Motor Platen
7. Room Temperature Sonde Frame 19. Motor
8. Louver 20. Electric Box Small
Coverplate
9. Outlet Part 21. Electric Box Cover
10. Screw Cover 22. Electric Control Plate
11. Middle Frame 23. Electric Box
Pada bagian outdoor AC split secara umum terdapat komponen utama, yaitu :
a. Evaporator
Pada mesin pendingin AC split evaporator terbuat dari pipa tembaga
dengan panjang dan diameter tertentu yang dibentuk berlekuk-lekuk agar
menghemat tempat dan lebih efektif menyerap panas dari udara ruangan yang
bersirkulasi melaluinya. Karena pipa evaporator menjadi rendah (dingin) dengan
kisaran suhu hingga mencapai 50C dengan begitu, suhu udara ruangan akan menjadi rendah (dingin) ketika melewati evaporator.
Gambar 2.7 Evaporator
b. Motor Blower dan Motor Pengatur Aliran Udara (motor stepper) Motor Blower berfungsi untuk mensirkulasikan udara dalam ruangan,
sehingga udara ruangan dapat bersirkulasi melewati evaporator, setelah udara
melewati evaporator aliran udara diarahkan ke ruangan oleh pengatur aliran udara
(motor stepper). Blower akan bekerja sampai temperature udara ruangan sesuai
keinginan. Dengan kata lain blower akan berhenti kerja (off) ketika temperature
udara ruangan mencapai suhu yang kita inginkan (setting suhu pada pengaturan
Gambar 2.8 Motor Stepper
c. Saringan (filter) Udara
Pada indoor AC Split Saringan (filter udara) berfungsi menyaring udara
yang melewati evaporator, sehingga udara yang bersirkulasi dalam ruangan
menjadi lebih bersih. Pada unit AC Split model baru juga dilengkapi dengan filter
anti bakteri atau anti racun untuk menangkal bibit penyakit dan menyaring polutan
berbahaya bagi tubuh manusia yang terbawa melalui udara ruangan.
Gambar 2.9 Saringan Udara
d. Kontrol Panel Electric, Remote Kontrol dan Sensor Suhu (Thermistor)
compressor, fan outdoor dan fungsi timer. Dan remote berfungsi untuk memberi
perintah ke modul, mengatur suhu sesuai keinginan, dll.
Gambar 2.10 Kontrol Panel Elektrik, Remote Kontrol dan Sensor Suhu (Thermistor)
e. Talang Air
Berfungsi sebagai penampung air yang dihasilkan dari kondensasi di
evaporator lalu dibuang melalui selang.
2.3.1.2Bagian Outdoor
Gambar 2.12 Unit Outdoor
Keterangan :
1.Front Grille Guard 12. Outdoor unit Top Panel
2. Grille Guard Clip 13. Outdoor unit Back Net
3. Grille Guard Face Panel 14. Electric Installation Board Assembly
4. Small Handle 15. Outdoor unit Large Handle
5. Outdoor unit Fan Blade 16. Outdoor unit Right Panel
6. Outdoor unit Motor 17. Low-Pressure Valve
7. Motor Support 18. High-Pressure Valve
8. Outdoor unit Base 19.Valve Installation Panel 9. Air conditioner Compresssor
10. Partition Board
11. Air conditioner Condenser
Pada bagian outdoor AC split secara umum terdapat komponen utama, yaitu :
a. Kondensor
Ketika refrigerant keluar melewati bagian indoor AC Split (evaporator),
Serupa dengan evaporator, kondensor terbuat dari pipa tembaga yang dibuat
berkelok-kelok dan dilengkapi sirip-sirip yang bertujuan untuk melepas kalor
udara berjalan dengan efektif dan kalor (panas) udara yang terbawa oleh
refrigerant (Freon) lebih cepat dilepaskan atau dibuang ke udara bebas (luar
ruangan).
Gambar 2.13 Kondensor
Untuk mencairkan uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur
tinggi (yang keluar dari kompresor) diperlukan usaha melepaskan kalor sebanyak
kalor laten pengembunan dengan cara mendinginkan uap refrigerant itu. Jumlah
kalor yang dilepaskan oleh uap refrigerant kepada air pendingin atau udara
pendingin di dalam kondensor sama dengan selisih entalpi uap refrigerant pada seksi masuk keluar kondensor. Jumlah kalor yang dilepaskan di dalam kondensor
sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh refrigerant di dalam evaporator dan kalor yang ekivalen dengan energi yang diperlukan untuk melakukan kerja
kompresor.
Pada waktu mesin refrigerasi mulai bekerja, temperature benda yang harus
didinginkan masih tinggi, sehingga temperature penguapannya juga tinggi.Oleh
karena itu kalor pengembunannya juga bertambah besar.Dengan demikian, dalam
perancangan kondensor hal tersebut sangat diperhitungkan.
Faktor penting yang menentukan kapasitas kondensor dengan pendingin udara
adalah
Perbedaan suhu antara bahan pendingin dengan udara luar. Sifat dan karateristik bahan pendingin yang dipakai.
Laju perpindahan kalor yang dibutuhkan didalam kondensor merupakan fungsi
dari kapasitas refrigerasi, suhu penguapan serta suhu pengembunan.Uap
refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada akhir kompresi dapat
dengan mudah dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin (atau
dengan udara pendingin pada sistem dengan pendinginan udara) yang ada pada temperature normal. Dengan kata lain, uap refrigerant menyerahkan panasnya
(kalor laten pengembunan) kepada air pendingin (atau udara pendingin) didalam
kondensor. Sehingga mengembun dan menjadi cair. Jadi, karena air (udara)
pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka ia akan menjadi panas waktu
keluar dari kondensor. Selama refrigerant mengalami perubahan dari fasa uap ke
fasa cair, dimana terdapat campuran refrigerant dalam fasa uap dan cair, tekanan
(tekanan pengembunan) dan temperaturenya (temperature pengembunan)
konstan.Oleh Karena itu temperaturnya dapat dicari dengan mengukur
tekanan.Table 2.1 menunjukkan hubungan antara temperature pengembunan
(kondensasi) dan tekanan pengembuanan (kondensasi).
Tabel 2. 1. Temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan dari
beberapa refrigerant.[4]
Temperatur Tekanan (Lebih) Pengembunan
Pengembunan (kg/cm)
(0C) R12 R22 R500 R502
30 6,55 11,23 7,94 14,04
35 7,60 12,92 9,19 15,93
40 8,74 14,76 12,06 17,99
b. Kompressor
Kompressor AC Split berfungsi mensirkulasikan aliran refrigerant. Dari
compressor refrigerant (Freon) akan dipompa dan dialirkan menuju komponen
utama AC Split yaitu kondenser, pipa kapiler, evaporator, dan kembali lagi ke
Berikut ini jenis kompresor beserta keterangannya :
1. Kompresor Bolak-Balik (Reciprocating Compressor )
Kompresor bolak-balik merupakan jenis yang banyak dipakai., Kompresor
ini dapat bersilinder tunggal atau ganda. Dinamakan kompresor bolak-balik
karena gerak toraknya maju mundur dalam silindernya.Panjang gerakan dari torak
tersebut disebut langkah (stroke) atau panjang langkah. Panjang langkah ini
biasanya sama dengan diameter silinder.
Kapasitas kompresor tergantung dari faktor-faktor, antara lain : jumlah
silinder, panjang langkah, jumlah putaran per menit dan lain-lain, Gerak dari torak
yang bolak-balik ini didapat dari poros engkol yang menerima gerakan dari motor
listrik Untuk cara kerjanya, perjalanan refrigerant dari dan masuk ke kompresor
diatur oleh katup pembuang (discharge) dan klep pengisap (suction). Refrigeran
keluar melalui katup pembuang dan masuk melalui katup penghisap.Apabila torak
bergerak menjauhi katup maka langkah ini disebut suction-stroke dan tekanan aka
berkurang.Oleh karena tekanan didalam kompresor lebih rendah dari tekanan
saluran hisap, maka uap refrigerant masuk kedalam kompresor.
Gambar 2. 14. Kompresor tipe torak
2. Kompresor Rotari (Rotary Compressor)
Baling-baling/vane bergerak maju mundur secara radial dalam slot rotor
mengikuti kontur dinding silinder saat rotor berputar. Sudu didorong oleh gaya
sentrifugal yang timbul saat rotor berputar sehingga selalu rapat dengan dinding
port terkompresi dan kemudian dikeluarkan melalui discharge port. Untuk
menjamin kerapatan antara sudu dengan dinding silinder dipasang pegas pada slot
rotor. Untuk menjaga air sudu tidak cepat aus, maka biasanya diujung sudu yang
bersinggungan dengan casing digunakan logam lain. Kapasitas kompresor untuk
ukuran rotor dan casing sama yang sama adalah fungsi jumlah sudu. Semakin
banyak sudunya, makin besar kapasitasnya tetapi perbandingan kompresinya lebih
rendah dan volume vane lebih besar.
Gambar 2. 15. Kompresor tipe rotary
c. Kapasitor Kompresor
Running kapasitor merupakan komponen yang sangat penting untuk
kompresor satu fase karena memiliki fungsi sebagai pembeda fase antara lilitan
utama dan lilitan bantu, selain itu running kapasitor juga berfungsi untuk
penempatan kapasitor). Running kapasitor banyak digunakan pada mesin
pendingin.Kapasitor juga dapat difungsikan sebagai starting kapaitor.
Gambar 2. 16. Kapasitor Kompresor
d. Kipas (Fan)
Pada bagian kondensor AC split juga dilengkapi dengan kipas (fan).
Fungsinya adalah membuang panas pada kondensor ke udara bebas.
Gambar 2.17 Kipas (fan)
e. Accumulator
Accumulator pada mesin pendingin berfungsi sebagai penampung
sementara refrigerant cair bertemperatur rendah dan campuran minyak pelumas
evaporator. Selain itu, accumulator berfungsi mengatur sirkulasi aliran bahan
mengkondisikan wujud refrigerant yang masuk ke compressor tetap dalam wujud
gas. Sebab, ketika wujud refrigerant berbentuk gas akan lebih mudh masuk ke
dalam kompressor dan tidak merusak bagian dalam kompressor.
Gambar 2.18 Accumulator
f. Pipa Kapiler
Pipa Kapiler/Katup ekspansi pada unit AC Split berfungsi menurunkan
tekanan refrigerant sehingga merubah wujud refrigerant cair menjadi uap ketika
zat pendingin meninggalkan katup ekspansi/Pipa kapiler dan memasuki
evaporator.
Gambar 2.19 Pipa Kapiler
2.4 Refrigeran
Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi)
atau mesin pengkondisian udara.Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari
benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke
Berdasarkan jenis senyawanya, refrigeran dapat dikelompokan menjadi 8
kelompok yaitu sebagai berikut:
1. Kelompok refrigeran senyawa halokarbon.
Kelompok refrigeran senyawa halokarbon diturunkan dari hidrokarbon
(HC) yaitu metana (CH4), etana (C2H6), atau dari propana (C3H8) dengan
mengganti atom-atom hidrogen dengan unsur-unsur halogen seperti khlor (Cl),
fluor (F), atau brom (Br). Jika seluruh atom hidrogen tergantikan oleh atom Cl dan F maka refrigeran yang dihasilkan akan terdiri dari atom khlor, fluor dan
karbon. Refrigeran ini disebut refrigeran chlorofluorocarbon (CFC).Jika hanya
sebagian saja atom hidrogen yang digantikan oleh Cl dan atau F maka refrigeran
yang terbentuk disebut hydrochlorofluorocarbon (HCFC).Refrigeran halokarbon
yang tidak mengandung atom khlor disebut hydrofluorocarbon (HFC).
2. Kelompok refrigeran senyawa organik cyclic.
Kelompok refrigeran ini diturunkan dari butana. Aturan penulisan nomor
refrigeran adalah sama dengan cara penulisan refrigeran halokarbon tetapi
ditambahkan huruf C sebelum nomor. Contoh dari kelompok refrigeran ini adalah:
a. R-C316 C4Cl2F6 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane
b. R-C317 C4ClF7 chloroheptafluorocyclobutane
c. R-318 C4F8 octafluorocyclobutane
3. Kelompok refrigeran campuran Zeotropik.
Kelompok refrigeran ini merupakan refrigeran campuran yang bisa terdiri
dari campuran refrigeran CFC, HCFC, HFC, dan HC. Refrigeran yang terbentuk merupakan campuran tak bereaksi yang masih dapat dipisahkan dengan cara
destilasi.
4. Kelompok refrigeran campuran Azeotropik.
Kelompok refrigeran Azeotropik adalah refrigeran campuran tak bereaksi
yang tidak dapat dipisahkan dengan cara destilasi. Refrigeran ini pada
konsentrasi, tekanan dan temperatur tertentu bersifat azeotropik, yaitu
refrigeran tunggal. Namun demikian pada kondisi (konsentrasi, temperatur atau
tekanan) yang lain refrigeran ini bisa saja menjadi bersifat zeotropik.
5. Kelompok refrigeran senyawa organik biasa
Kelompok refrigeran ini sebenarnya terdiri dari unsur C, H dan lainnya.
Namun demikian cara penulisan nomornya tidak dapat mengikuti cara
penomoran refrigeran halokarbon karena jumlah atom H nya jika ditambah dengan 1 lebih dari 10 sehingga angka kedua pada nomor refrigeran menjadi dua
digit. Sebagai contoh butana (C4H10), jika dipaksakan dituliskan sesuai dengan
cara penomoran refrigeran halokarbon, maka refrigeran ini akan bernomor
R-3110, sehingga akan menimbulkan kerancuan.
6. Kelompok refrigeran senyawa anorganik.
Kelompok refrigeran ini diberi nomor yang dimulai dengan angka 7 dan
digit selanjutnya menyatakan berat molekul dari senyawanya. Contoh dari
refrigeran ini adalah:
R-702 : hydrogen
R-704 : helium
R-717 : amonia
R-718 : air
R-744 : O2 R-764 : SO2
7. Kelompok refrigeran senyawa organik tak jenuh.
Kelompok refrigeran ini mempunyai nomor empat digit, dengan
menambahkan angka keempat yang menunjukkan jumlah ikatan rangkap didepan
Gambar 2. 20 Refrigeran R 22
2. 4. 1. Sampel Produk Refrigeran 1. Refrigeran Halocarbon (CFC)
Tabel 2. 2. Jenis-jenis refrigerant halocarbon (CFC) [5]
Refrigeran Titik didih
Jenis
Kompresor Temperatur Penguapan Temperatur
(0C) Pengembunan
R 11 23,8 Sentrifugal Tinggi Biasa
(Pendinginan udara) (Pendinginan air, udara
R 12 -298 Torak,Putar Tinggi-rendah Biasa
(Pembekuan,pendinginan (Pendinginan air, udara
ruangan)
R 13 -814 Torak,Putar
Temperatur sangat
rendaah Pendinginan biner
R 21 8,9 Torak,Putar Tinggi (Pendinginan) Tinggi ( pendinginan
udara
R 22 -408 Torak,Putar Tinggi-rendah Biasa (Pendinginan air,
(refrigerasi, pendinginan udara
R 113 47,6 Sentrifugal Tinggi (Pendinginan) Biasa (Pendinginan air,
udara
R 502 -456 Torak,putar Tinggi-rendah Biasa (Pendinginan air,
(refrigerasi, pendinginan udara
2. 4. 2 Aplikasi Refrigeran
Tabel 2. 3 Aplikasi Penggunaan refrigerant Halocarbon (CFC) [6]
Refrigeran Penggunaan
R 11 Pendinginan air sentrifugal
R 13 Refrigerasi temperatur sangat rendah
R 21 Pendingin kabin alat pengangkat
R 113 Pendingin air sentrifugal ukuran kecil
R 502 Unit temperatur rendah
2.5 Jenis-jenis Pemanas Air di Pasaran 2.5.1 Pemanas Air Listrik
Prinsip kerja pemanas air listrik adalah dengan cara mengalirkan air
dalam tangki berisolasi yang dilengkapi dengan elemen pemanas yang akan
memanaskan air karena adanya listrik. Pemanas air listrik dilengkapi dengan
adanya ther mosta t sehingga sistem dapat mati/hidup secara otomatis. Ketika
air panas ddigunakan, supply air akan masuk ke dalam tangki yang
menyebabkan turunnya temperatur air di tangki. Penurunan temperatur akan
mengaktifkan sistem pemanas sampai temperatur air panas tertentu tercapai.
Kekurangannya adalah dibutuhkan energi listrik yang besar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan.
2.5.2 Pemanas Air Berbahan Bakar Gas
Prinsip kerjanya adalah dengan melewatkan air melalui pipa-pipa kedalam
sebuah tangki yang diisolasi sekelilingnya, kemudian pada bagian bawah tangki
tersebut dibakar dengan menggunakan gas, untuk menghasilkan air panas. Untuk
memperluas bidang perpindahan panas diperlukan agar input energi lebih besar
sehingga temperatur yang diperoleh lebih tinggi. Selain itu digunakan pula
pipa-pipa tembaga untuk mempercepat perpindahan panas.
Gambar 2.22 Pemanas Air Berbahan Bakar Gas [8]
2.5.3 Pemanas Air Tenaga Surya
Tipe ini merupakan tipe ramah lingkungan karena menggunakan radiasi
panas matahari sebagai sumber energinya, tetapi untuk harga alat ini jauh lebih
mahal dibandingkan dengan tipe lainnya. Prinsip kerjanya adalah dengan
memanfaatkan energi radiasi matahari yang diserap oleh absorber, kemudian air
panas ditampung di dalam tangki yang diisolasi. Fluida mengalir dengan cara
pemanas telah dilengkapi dengan heater tambahan sehingga dapat memanaskan
air walaupun tidak ada sinar matahari. Pemanas air tenaga surya yang paling
umum adalah jenis pemanas air tenaga surya plat datar(flat plate solar water
heater). Kekuranganya adalah pemasangan yang lebih rumit (diletakkan di atas atap rumah) dan panas yang dihasilkan akan tegantung dari panas matahari yang
ada.Apabila panas matahari yang ddi butuhkan tidak cukup untuk memanaskan air
yang ada, maka pemanas listrik yang ada bekerja untuk memanaskan air. Jadi dibutuhkan energi listrik tambahan lagi.
Gambar 2.23 Prinsip Kerja Pemanas Air Tenaga Surya
2.5.4 Air Conditioning Water Heater
Air Conditioning Water Heater adalah sistem yang memanfaatkan pans
buang dari sistem pendinginan untuk memanaskan air. Sebagian kalor dari
refrigan yang sudah dikompresi oleh kompresor ddigunakan untuk memanaskan
air dengan bantuan alat penukar kalor. Penukar kalor inilah yang sangat
menentukan kinerja dari Air Conditioning Water Heater.
Gambar 2.25 Siklus Air Conditioning Water Heater
Prinsip kerja Air Conditioner Water Heater adalah [9]: Proses 1-2 :
Uap refrigerant dihisap kompresor kemudian ditekan sehingga tekanan dan
temperature refrigeran naik. Proses 2-2 :
Panas refrigerant ditransfer kepada air didalam penukar kalor sehingga
air mengalami kenaikan temperature sedangkan refrigeran mengalami
penurunan dan sebagian telah berubah fasa menjadi cairan. Proses 2-3 :
Refrigeran didinginkan pada konddensor seperti pada siklus pendinginan
Proses 3-4 :
Refrigeran keluar kondensor dan penukar kalor digabungkan sebelum diekspansi. Cairan refrigeran dengan tekanan dan temperatur tinggi
diekspansikan sehingga mengalami penurunan tekanan dan temperatur. Proses 4-1 :
Refrigeran di evaporator dalam keadaan temperatur rendah sehingga
dapat menyerap kalor ruangan. Cairan refrigeran menguap secara
berangsur-angsur karena menerima kalor sebanyak kalor laten
penguapan. Selama proses penguapan di dalam pipa terddapat campuran
refrigeran fase cair dan uap.
Secara teoritis dengan penggunaan Air Conditioner Water Heater dapat meningkatkan jumlah kalor yang dapat dibuang yang berarti dapat menambah
beban pendinginan (cooling load) yang dapat dipinddahkan dengan kerja kompresor yang sama. Namun perlu diperhatikan jika beban pendinginan tidak
ditambah, akan mengakibatkan refrigeran yang masuk ke dalam kompresor masih
berada dalam kubah uap (berfasa campuran antara liquid dan vapor) sehingga
dapat merusak kompressor.
Berdasarkan standar temperatur air panas untuk kepentingan mandi dan
mencuci tangan, maka temperatur yang harus dicapai oleh sistem
Split-AirCon-Water adalah 40–450C.
2.6 Perhitungan kinerja Sistem Refrigerasi
Dasar – dasar perhitungan perfomansi siklus kompresi uap standar
a) Kerja kompresi ( wc )
Untuk menghitung kerja kerja kompresi adalah sebagai berikut :
wc = h2 – h1... (2.1) Dimana :
wc = Kerja Kompresi (kJ/kg)
h1 = Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
h2 = Entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
b) Efek refrigerasi ( qr )
Untuk menghitung kerja kerja kompresi adalah sebagai berikut : qr = h1 – h4... (2.2)
Dimana :
qr = Besarnya panas yang diserap di evaporator (kJ/kg)
h1 = Entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)
h4 = Entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)
c) Koefisien prestasi ( COP )
COP disebut dengan koefisien prestasi dipergunakan untuk menyatakan
perfomansi dari siklus refrigeransi. Untuk mencari COP menggunakan Persamaan
sebagai berikut:
COP =
��... (2.3)
d) Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air
Kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan air dapat dihitung dengan
persamaan sebagai berikut :
Qwater = �x Cp x ∆T…....( 2.4 ) Dimana :
ρ = Massa air ( kg/m3 ) V = Volume air (m3) t = Waktu (s)
�p= Kalor spesifik air (J/kg.K)
Tawal = Temperatur air awal (˚C), Takhir= Temperatur air akhir (˚C)
Daya aktual kompresor
Daya aktual kompresor dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : P aktual = V . I . Cos θ….(2.5)
Dimana :
P = Daya aktual kompresor (watt) I = Arus Listrik ( Ampere ) V = Tegangan listrik ( Volt )