PENGARUH PUTARAN KIPAS UDARA BALIK TERHADAP UNJUK KERJA MESIN AC MOBIL...
Transcript of PENGARUH PUTARAN KIPAS UDARA BALIK TERHADAP UNJUK KERJA MESIN AC MOBIL...
i
PENGARUH PUTARAN KIPAS UDARA BALIK TERHADAP
UNJUK KERJA MESIN AC MOBIL BERDAYA 2 PK
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik di bidang Mesin
Oleh :
BRAMANTYO
NIM : 165214120
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FAN RETURN AIR EFFECT OF PERFORMANCE
CAR AIR CONDITIONER TWO PK POWER
FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the requirement
to obtained the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering
By
BRAMANTYO
Student Number : 165214120
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
2018
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat
karya yang pernah digunakan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya
atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang
secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 6 Juli 2018
Bramantyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Bramantyo
Nomor Mahasiswa : 165214120
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
Pengaruh Putaran Kipas Udara Balik Terhadap Unjuk Kerja Mesin AC
Mobil Berdaya 2 PK
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikan saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan
dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk
kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyatakan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 6 Juli 2018
Bramantyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
Pada zaman modern ini, alat pengkondisi udara (Air Conditioner) sudah
bukan merupakan sesuatu hal yang asing. Fungsi dari AC mobil adalah alat untuk
mengkondisikan udara di dalam ruangan agar mencapai kondisi udara ruangan
seperti yang di inginkan. Tujuan penelitian ini adalah (a) merancang dan merakit
mesin AC Mobil. (b) mengetahui dan memahami karakteristik AC mobil,
meliputi: kerja kompresor per satuan massa refrigeran, energi kalor yang diserap
evaporator per satuan massa refrigeran di dalam kabin, energi kalor yang
dilepaskan kondensor per satuan massa refrigeran, menentukan dan
, efisiensi AC mobil, menghitung laju aliran refrigeran.
Metode yang dilakukan adalah metode eksperimen yang dilakukan di
Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. AC Mobil
bekerja menggunakan siklus kompresi uap, Menggunakan refrigeran R-134a,
Dimensi kabin berukuran 0,9 m x 0,7 m x 0,9 m. Material kabin terbuat dari
acrylic dengan ketebalan 1,5 mm. AC Mobil ini menggunakan beberapa
komponen utama, yaitu: kompresor, kondesor, evaporator, filter receiver drier,
katup ekspansi. Daya penggerak mesin sebesar 2 PK. Proses pengambilan data
pada AC mobil meliputi , , , , V, I. Variasi penelitian dilakukan terhadap
besarnya putaran kipas udara balik dengan 3 kecepatan: (a) 1800 rpm, (b) 2200
rpm, (c) 2400 rpm.
Hasil penelitian memberikan kesimpulan : (a) Bahwa mesin AC mobil
yang dirancang dan dirakit dapat bekerja dengan baik sesuai fungsi dan unjuk
kerjanya. (b) sebesar 166,95 kJ/kg, sebesar 40,10 kJ/kg, sebesar
206,74 kJ/kg, sebesar 4,219, sebesar 5,101, Efisiensi sebesar 85,18%, ̇ sebesar 0,0413 kg/s.
Kata Kunci : Siklus Kompresi Uap, AC Mobil, COP
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
In this era, air conditioner is an ordinary thing. Car air conditioner has a
function as a tool to conditioning the air in some space to reach the air condition
as what person want. The purpose of this research are (a) designing and
assembling car air conditioner. (b) to find out and understand car air conditioner
characteristic, that comprise of: work of compressor per refrigerant mass unit,
heat energy that absorbed by evaporator per refrigerant mass unit, heat energy that
released by condenser per refrigerant mass unit, finding out , , car air conditioner efficiency, and calculate refrigerant mass transfer.
The method of this research is an experiment method that did on
Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Car air
conditioner work with vapor compression cycle, Used R-134a refrigerant, Cabin
dimension is 0,9 m x 0,7 m x 0,9 m. Cabin material is made from acrylic with 1,5
mm surface thickness. This car air conditioner used a few component, there are:
compressor, condensor, evaporator, filter receiver drier, expansion valve. The
motor has an 2 HP power. Taking data’s process in car air conditioner are
comprise of , , , , V, I. Research variety its get by fan return revolution
speed with 3 speed variety: (a) 1800 rpm, (b) 2200 rpm, (c) 2400 rpm.
The results of this research are make some conclusion, there are: (a) Car
air conditioner that has design and assemble could work properly correspond to
that function and performance. (b) in the amount of 166,95 kJ/kg, in the
amount of 40,10 kJ/kg, in the amount of 206,74 kJ/kg, in the
amount of 4,219, in the amount of 5,101, Efficiency in the amount of 85,18 %, ̇ in the amount of 0,0413 kg/s.
Key Words : Vapor Compression Cycle, Car Air Conditioner, COP
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
limpahan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik
dan tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib mahasiswa Program Studi
Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma,
Yogyakarta untuk memperoleh ijazah maupun gelar S1 Teknik Mesin.
Berkat bimbingan, nasihat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak,
akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan maksimal. Oleh
karena itu, dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan
sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.
3. Achilleus Hermawan Astyanto M.Eng. selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi,
Program Studi Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta yang
mengijinkan dan memfasilitasi dalam melakukan penelitian.
5. Sumudi Kartono dan Sri Subekti sebagai orang tua penulis yang selalu
memberi semangat dan dukungan, baik yang berupa materi maupun spiritual.
6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma, atas semua ilmu yang telah diberikan kepada
penulis selama perkuliahan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
7. Seluruh Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains
dan Teknologi, yang telah membantu penulis selama perkuliahan hingga
selesainya penulisan skripsi ini.
8. Yustin Verina Irmaputri yang telah memberi dukungan penulis dalam
penelitian dan hingga selesainya penulisan skripsi ini.
9. David Armando dan Yoannes Andhika sebagai rekan satu tim dalam penelitian
ini dan tentu semua teman-teman Teknik Mesin dan pihak yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan moril maupun
spiritual sehingga proses penyelesaian skripsi ini dapat berjalan dengan lancar.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah
sempurna. Sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
sangat diharapkan demi penyempurnaan skripsi ini di kemudian hari. Akhirnya,
besar harapan penulis agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Yogyakarta, 6 Juli 2018
Bramantyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
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 ............................................................................................ xiv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 2
1.4 Batasan Batasan dalam pembuatan Mesin AC Mobil ..................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI & 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
2.1.2.1 Kompresor ....................................................................... 6
2.1.2.2 Kondensor ....................................................................... 10
2.1.2.3 Evaporator ....................................................................... 11
2.1.2.4 Katup Ekspansi ............................................................... 11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.1.2.5 Filter Recivier Drier ....................................................... 12
2.1.2.6 Blower ............................................................................. 14
2.1.2.7 Kopling Magnet .............................................................. 14
2.1.2.8 Sistem Kelistrikan untuk AC Mobil ................................ 15
2.1.3 Refrigeran Siklus Kompresi Uap .................................................. 16
2.1.3.1 Udara ............................................................................ 17
2.1.3.2 Amoniak ( ) ............................................................... 17
2.1.3.3 Karbondioksida ( ) ..................................................... 17
2.1.3.4 Refrigerant-12 ................................................................. 17
2.1.3.5 Refrigerant-22 ................................................................. 18
2.1.3.6 HFC (Hydro Fluoro Carbon) .......................................... 18
2.1.4 Siklus Kompresi Uap .................................................................. 19
2.1.5 Tahapan Siklus Kompresi Uap .................................................... 19
2.1.6 Rumus Perhitungan Mesin Siklus Kompresi Uap AC Mobil ..... 22
2.1.7 Perpindahan Kalor ....................................................................... 27
2.1.8 Beban Pendinginan ...................................................................... 31
2.1.9 Proses Perubahan Fase ................................................................ 32
2.1.10 Psychrometric chart ................................................................... 33
2.1.10.1 Parameter-parameter pada psychrometric chart..................... 34
2.1.10.2 Proses pada psychrometric chart ............................................ 36
2.1.10.3 Proses pengkondisian udara dalam psychrometric chart. ...... 40
2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................. 42
BAB III METODE PENELITIAN................................................................... 46
3.1 Objek Penelitian ........................................................................... 46
3.2 Skematik AC mobil yang diteliti ................................................... 47
3.3 Pembuatan Alat dan Alat Pendukung Penelitian ........................... 48
3.3.1 Komponen – Komponen AC Mobil ......................................... 48
3.3.2 Peralatan Pendukung Pembuatan AC Mobil ............................ 53
3.3.3 Alat Bantu Ukur ....................................................................... 57
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
3.4 Variasi Penelitian .......................................................................... 59
3.5 Alur Penelitian ............................................................................... 60
3.6 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan ................................. 61
3.7 Cara Mengolah Data ...................................................................... 61
3.8 Cara Mendapatkan Kesimpulan .................................................... 62
BAB IV PEMBAHASAN ................................................................................ 63
4.1 Data Hasil Percobaan .................................................................... 63
4.2 Perhitungan dan Pengolahan Data................................................. 68
4.3 Hasil Perhitungan .......................................................................... 73
4.4 Pembahasan ................................................................................... 75
BAB V KESIMPULAN ................................................................................... 82
5.1 Kesimpulam .................................................................................. 82
5.2 Saran ............................................................................................. 83
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 84
LAMPIRAN ..................................................................................................... 85
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi kipas
pembalik OFF ............................................................................... 63
Tabel 4.2 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi kipas
pembalik 1800 rpm........................................................................ 64
Tabel 4.3 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi kipas
pembalik 2200 rpm........................................................................ 65
Tabel 4.4 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi kipas
pembalik 2400 rpm........................................................................ 67
Tabel 4.5 Nilai entalpi (h) dalam satuan kJ/kg .............................................. 69
Tabel 4.6 Hasil perhitungan karakteristik AC Mobil variasi kipas OFF ...... 74
Tabel 4.7 Hasil perhitungan karakteristik AC Mobil variasi kipas 1800 rpm 74
Tabel 4.8 Hasil perhitungan karakteristik AC Mobil variasi kipas 2200 rpm 74
Tabel 4.9 Hasil perhitungan karakteristik AC Mobil variasi kipas 2400 rpm 74
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 AC Mobil .................................................................................. 5
Gambar 2.2 Kompresor Resipro (Crank Shaft) ............................................ 7
Gambar 2.3 Kompresor Wooble Plate ......................................................... 8
Gambar 2.4 Kompresor jenis Swash Plate ................................................... 9
Gambar 2.5 Kondensor Pipa Bersirip........................................................... 10
Gambar 2.6 Evaporator Pipa Bersirip .......................................................... 11
Gambar 2.7 Katup Ekspansi ......................................................................... 12
Gambar 2.8 Filter Recivier Drier ................................................................. 13
Gambar 2.9 Blower....................................................................................... 14
Gambar 2.10 Kopling Magnet ........................................................................ 15
Gambar 2.11 Skematik Cara Kerja Kopling Magnet ..................................... 15
Gambar 2.12 Skematik Kelistrikan Alat ........................................................ 16
Gambar 2.13 Skema Siklus Kompresi Uap .................................................... 19
Gambar 2.14 Siklus Kompresi Uap dengan Pemanasan Lanjut dan Pendingian
Lanjut pada Diagram P-h.......................................................... 20
Gambar 2.15 Siklus Kompresi Uap dengan Pemanasan Lanjut dan Pendinginan
Lanjut pada Diagram T-s .......................................................... 20
Gambar 2.16. Grafik P-h untuk refrigerant R134a .......................................... 27
Gambar 2.17 Perpindahan Kalor Konduksi ................................................... 29
Gambar 2.18 Perpindahan Kalor Konveksi .................................................... 30
Gambar 2.19 Psychrometric chart ................................................................. 34
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 2.20 Parameter Psychrometric chart ................................................ 36
Gambar 2.21 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban ...................... 37
Gambar 2.22 Proses pemanasan ..................................................................... 38
Gambar 2.23 Proses pendinginan (cooling) ................................................... 39
Gambar 2.24 Proses penambahan uap air ...................................................... 39
Gambar 2.25 Proses pengurangan uap air ...................................................... 39
Gambar 2.26 Proses pemanasan dan penaikan kelembaban .......................... 40
Gambar 2.26 Titik Psychrometric pada alat ................................................... 40
Gambar 2.27 Proses pengkondisian udara mesin AC Mobil dalam Psychrometric
chart .......................................................................................... 41
Gambar 3.1 Mesin yang diteliti (AC Mobil) ................................................ 46
Gambar 3.2 Skematik mesin pendingin AC mobil yang diteliti .................. 47
Gambar 3.3 Kompresor jenis swash plate .................................................... 48
Gambar 3.4 Kondensor................................................................................. 49
Gambar 3.5 Katup Ekspansi ......................................................................... 50
Gambar 3.6 Evaporator ................................................................................ 51
Gambar 3.7 Filter receiver drier .................................................................. 52
Gambar 3.8 Tabung berisi refrigerant R134a .............................................. 52
Gambar 3.9 Pemotong Pipa .......................................................................... 53
Gambar 3.10 Pompa Vakum .......................................................................... 54
Gambar 3.11 Manifold Gauge ........................................................................ 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 3.13 Adaptor ..................................................................................... 56
Gambar 3.14 Kipas Kondensor ...................................................................... 56
Gambar 3.15 Blower....................................................................................... 57
Gambar 3.16 Termokopel dan alat penampil suhu digital ............................. 58
Gambar 3.17 Higrometer ................................................................................ 59
Gambar 3.18 Alur Penelitian .......................................................................... 60
Gambar 3.19 Titik pemasangan alat ukur ...................................................... 61
Gambar 4.1 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h R134a Untuk Data Variasi
Kipas Pembalik 1800 rpm ........................................................ 70
Gambar 4.2 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Win 76
Gambar 4.3 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan
COPideal ..................................................................................... 77
Gambar 4.4 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Qin 77
Gambar 4.5 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan
COPaktual .................................................................................... 78
Gambar 4.6 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Qout 79
Gambar 4.7 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan
Jumlah Ketukan Kerja Kompresor ........................................... 79
Gambar 4.8 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan
Efisiensi (η) .............................................................................. 80
Gambar 4.9 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Laju
Aliran Massa (ṁ) ...................................................................... 81
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman modern ini, alat pengkondisian udara atau Air Conditioner
(AC) sudah merupakan sesuatu hal yang tidak asing untuk ditemukan. Fungsi dari
AC adalah alat pengkondisian udara di dalam ruangan tertentu agar mencapai
kondisi udara ruangan seperti yang diinginkan. Kondisi udara meliputi: suhu
udara, kelembaban udara, kebersihan udara, distribusi udara dan kecukupan udara
segar. Aplikasi dari AC sendiri sangat beragam sekali, seperti untuk kamar, ruang
pertemuan, hall, hingga untuk otomotif seperti pada mobil. Fitur AC telah
menjadi bagian penting dalam sebuah kendaraan. Di daerah sub tropis pun
perangkat ini sangat diperlukan. Pada daerah tropis yang panas, perangkat AC
lebih berfungsi sebagai penyejuk udara ruangan.
Dengan menggunakan alat pengkondisian udara yang terdapat di dalam
mobil, pengendara dapat mendinginkan suhu udara yang berada di dalam kabin
sesuai yang dikehendaki. Dikota besar, dengan kondisi jalanan yang macet dan
suhu udara yang panas, AC diperlukan untuk mendapatkan kenyamanan
berkendara. Hal ini sangat penting, sebab kenyamanan berkendara akan
mempengaruhi perilaku di jalan. Selain memberi kenyamanan dalam berkendara,
pada saat hujan AC mobil juga membantu membuat kondisi kaca menjadi tidak
berembun sehingga kaca mobil tetap bening, karena pandangan mata tidak
terganggu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Pada saat mobil pertama kali dibuat, pengambilan oksigen dan sirkulasi
udara di dalam kabin mobil hanya mengandalkan bukaan pada jendela saja. Hal
tersebut menimbulkan ketidakpraktisan, dan ketidaknyamanan penumpang. Jika
jendela mobil dibuka, maka udara beserta polusi akan masuk kedalam kabin. Hal
tersebut menyebabkan kondisi udara di dalam kabin tidak sehat, Udara di dalam
kabin juga panas dan dapat menimbulkan masalah kesehatan bagi penumpangnya.
Oleh karena itu diterapkanlah sistem pengkondisian udara (AC) untuk mobil.
Aplikasi AC pada mobil, perkembangannya sungguh sangat pesat.
Berdasarkan hal di atas, penulis tertarik dan terpacu untuk membuat dan
meneliti AC yang digunakan untuk mobil. Dengan penelitian ini, diharapkan
penulis menjadi lebih mengetahui dan memahami sistem kerja AC untuk semua
AC yang dipergunakan di berbagai kendaraan. Selain juga memberikan kontribusi
yang berarti bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
1.2 Perumusan Masalah
Sebagian besar mobil saat ini terpasang AC, rumusan masalah dinyatakan
sebagai berikut :
a. Bagaimanakah cara merancang dan merakit mesin AC untuk mobil ?
b. Bagaimanakah pengaruh putaran kipas udara balik terhadap unjuk kerja AC
mobil ?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian tentang mesin AC mobil ini adalah :
a. Merancang dan merakit mesin AC untuk mobil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
b. Mengetahui pengaruh besarnya putaran kipas udara balik terhadap unjuk
kerja mesin AC mobil yang meliputi:
1. Kerja kompresor per satuan massa refrigeran ( )
2. Energi kalor yang diserap evaporator per satuan massa refrigeran ( )
3. Energi kalor yang dilepaskan kondensor per satuan massa refrigeran ( )
4. COP aktual dan COP ideal mesin siklus kompresi uap pada AC mobil
5. Efisiensi mesin siklus kompresi uap pada AC mobil
6. Menghitung laju aliran refrigeran yang mengalir pada mesin siklus kompresi
uap.
1.4 Batasan batasan dalam pembuatan mesin AC mobil
Adapun batasan batasan yang digunakan dalam pembuatan mesin AC
mobil ini adalah :
a. Refrigeran yang digunakan untuk AC mobil adalah R-134a
b. Siklus yang digunakan pada AC mobil yaitu siklus kompresi uap
c. Komponen utama AC mobil terdiri dari 4 bagian yaitu kompresor, katup
ekspansi, evaporator, dan kondensor menggunakan komponen standar yang ada
di pasaran.
d. Putaran kompresor adalah 1450 rpm
e. Dimensi kabin adalah 0,9 m x 0,7 m x 0,9 m, material kabin terbuat dari
acrylic dengan ketebalan 1,5 mm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
f. Penggerak kompresor, menggunakan motor listrik dengan daya 2 PK, sebagai
pengganti motor bakar, dengan alasan, lebih praktis, tidak berisik dan tidak
memberikan polusi udara.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian tentang unjuk kerja AC mobil adalah :
a. Bagi peneliti, dapat menambah wawasan dan ilmu pengetahuan tentang mesin
AC mobil.
b. Diperolehnya alat peraga mesin AC mobil dengan konstruksi sederhana yang
dapat memudahkan pemahaman tentang cara kerja AC mobil.
c. Diperolehnya teknologi tepat guna berupa mesin pengkondisian udara.
d. Hasil penelitian dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan yang dapat
ditempatkan di perpustakaan atau di publikasikan pada kalayak ramai.
e. Hasil penelitian dapat dijadikan referensi bagi para peneliti lain.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Definisi Mesin AC Mobil
AC mobil adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengkondisikan
udara di dalam kabin mobil (Yuswandi,2007). Pada umumnya mesin AC mobil
bekerja dengan menggunakan siklus kompresi uap dengan fluida kerja yang
dinamakan dengan refrigeran. Di dalam sistem AC mobil, massa refrigeran yang
digunakan adalah tetap, meskipun selama proses refrigerant selalu berubah
fasenya. Kondisi udara yang diciptakan di dalam kabin mobil meliputi suhu
udara, kelembaban udara kebersihan udara, distribusi udara dan udara segar.
Gambar 2.1 menyajikan letak pemasangan komponen – komponen utama AC
pada mobil.
Gambar 2.1 AC mobil
Sumber : https://www.google.co.id/search?q=spare+part+ac+mobil
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
kalor dari udara yang melewatinya. Kondensor berfungsi untuk membuang kalor
ke udara yang melewatinya (Bambang, 2005). Kompresor berfungsi untuk
menaikkan tekanan refrigeran yang masuk ke kompresor.
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 secara terus menerus. Pada
umumnya kompresor yang sering dipakai pada AC mobil adalah: swash plate,
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 memampatkan 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 ketitik mati bawah. Volume silinder
membesar sehingga tekanan di dalam ruang silinder turun atau terjadi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
kevakuman di dalam ruang silinder. Akibatnya katup hisap membuka dan
refigeran masuk ke dalam silinder. Proses ini berlangsung sampai torak
mencapai 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 akan membuka sehingga refrigeran akan
keluar dan mengalir ke kondensor.
Gambar 2.2 Kompresor Resipro (Crank shaft)
Kompresor Wobble Plate adalah kompresor yang mempunyai sistem
kerja sama dengan kompresor tipe swash plate. 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
Sumber : https://www.google.co.id/search?q=spare+part+ac+mobil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
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 massa refrigeran.
Gambar 2.3 Kompresor Wobble plate
Kompresor bekerja secara dinamis atau bergerak. Pergerakannya dengan
menghisap sekaligus memompa refrigeran sehingga terjadilah sirkulasi
(perputaran) udara yang mengalir dari pipa - pipa AC mobil. Fase refrigeran
ketika masuk bisa berupa, gas jenuh maupun gas panas lanjut dan ketika keluar
Sumber : http://edie666.blogspot.co.id/2012/05/compresor-
ac.htmlhttps://www.google.co.id/search?q=spare+part+ac+mobil&tbm=is
ch&tbs=simg:CAQSlQEJoc7h51iBXiwaiQELEKjU2AQaAggIDAsQsIyn
CBpiCmAIAxIotQSsBbYEtASoDIURwQ3DDd0Ewg2LM-
o86TzaPIkzzjygJtg8kDOsMxowXm2ASnGjDOVKGIoUw1kWqiXsozN
DwVmbGrWabVjLiXvWVs-
MuU8DuPrXzbSJAlQtIAQMCxCOrv4IGgoKCAgBEgS-
uFfGDA&sa=X&ved=0ahUKEwj-
y8qwkvbTAhUJsY8KHVOUBQgQwg4IIygA&biw=1366&bih=662#tbm
=isch&q=kompresor+wobble+plate+ac+mobil&imgrc=ndhHNOzAEFcne
M:https://www.google.co.id/search?q=spare+part+ac+mobil&tbm=isch
&tbs=simg:CAQSlQEJoc7h51iBXiwaiQELEKjU2AQaAggIDAsQsIynCBp
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
kompresor berupa gas panas lanjut. Komdisi gas keluar kompresor berupa uap
panas lanjut bertekanan tinggi. Suhu gas refrigeran 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 pada jarak tertentu dengan 6 atau
10 silinder. Ketika salah satu sisi pada torak melakukan langkah tekan, maka sisi
yang lainnya melakukan langkah isap. 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 Kompresor jenis swash plate
Sumber: https://www.toyotaindustries.com/company/business/automobile/comp
Shaft seal
Rear housing
Piston
Swash plate
Cylinder
Front housing
Shaft
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
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, dan proses pendinginan lanjut dari cair jenuh menjadi cair
lanjut. Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh ke cair jenuh
berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. Disaat ketiga proses
berlangsung, kondensor akan mengeluarkan kalor dari refrigeran ke udara
lingkungan. Kalor yang dilepaskan kondensor dibuang keluar dan diambil oleh
udara yang membatasinya. 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
adalah jenis pipa bersirip. Pada alat penelitian ini, kondensor yang digunakan
adalah kondensor pipa bersirip.
Gambar 2.5 Kondensor pipa bersirip
Sumber : http://www.acmobil.co.id/kondensor.html
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Sumber : http://autobild.co.id/Tips/Knowledge/bahaya-laten-evaporator-
ac
2.1.2.3. Evaporator
Evaporator berfungsi untuk merubah fase refrigeran dari campuran cair
dan gas menjadi gas (penguapan). Pada saat proses perubahan fase, diperlukan
energi kalor. Energi kalor diambil dari udara yang melintasi evaporator. Untuk
AC mobil, energi kalor diambil dari udara yang berasal dari kabin dan atau
udara yang berasal dari luar mobil. Besarnya energi yang diambil ini merupakan
besarnya beban pendinginan. Proses penguapan freon di evaporator berlangsung
pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang banyak digunakan pada
mesin AC mobil adalah jenis pipa bersirip.
Gambar 2.6 Evaporator pipa bersirip
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Sumber : http://www.omegaacmobil.com/expansion-valve.php
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 berlangsung pada
entalpi konstan atau sering disebut isoentalpi (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 Katup Ekspansi
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. Filter receiver drier
menerima cairan refrigeran bertekanan tinggi dari kondensor dan mengalirkan ke
katup ekspansi. Filter receiver drier mempunyai 3 fungsi, antara lain :
menyaring benda-benda asing dan uap air, menyimpan refrigeran, serta
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Sumber : https://www.aliexpress.com/w/wholesale-ford-ac-parts.html
memisahkan gelembung gas dengan cairan refrigeran sebelum dimasukan ke
katup ekspansi. Filter 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 akan keluar. Dengan demikian, komponen tidak rusak jika suhu
refrigeran masih dibawah 95oC dan solderan khusus tersebut akan meleleh jika
suhu refrigerant mencapai suhu 95oC sampai dengan 100
oC.
Gambar 2.8 Filter Receiver Drier
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Sumber : http://www.dutabayucitra.com
2.1.2.6. Blower
Blower adalah suatu alat yang berfungsi mensirkulasikan udara agar
melewati evaporator dan menuju ke ruang kabin. Umumnya, blower yang sering
digunakan adalah bertipe sirrocco. Blower pada kabin terdiri atas motor
penggerak dan blower/sudu-sudu yang digerakkan.
Gambar 2.9 Blower
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).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Sumber : http://otomotrip.com/cara-test-kerja-kopling-magnet-ac-
mobil.html
Sumber : http://danialmandala.blogspot.com
Gambar 2.10 Kopling Magnet
Gambar 2.11 Skematik Cara Kerja Kopling Magnet
2.1.2.8. Sistem Kelistrikan Untuk AC Mobil
Mesin AC mobil yang digunakan pada penelitian ini memiliki system
kelistrikan agar mesin dapat beroperasi, pada Gambar 2.12 akan terlihat
skematik dari system kelistrikan mesin AC mobil ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Gambar 2.12 Skematik Kelistrikan Alat
2.1.3. Refrigeran Siklus Kompresi Uap
Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan
pendingin yang mudah diubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya.
Bahan pendingin sering disebut refrigeran yang merupakan fluida kerja pada
siklus kompresi uap. Refrigeran berfungsi untuk menyerap panas melalui
perubahan fase dari cair ke gas (evaporasi) dan membuang panas melalui
perubahan fase dari gas ke cair (kondensasi). Ada banyak macam refrigeran,
seperti: udara, amoniak, karbondioksida, refrigeran R22, refrigeran R12 dan
HFC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
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. Siklus yang digunakan adalah siklus
bryton.
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). Refrigerant jenis ini dilarang digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
pada saat ini karena tidak ramah lingkungan. R-12 mempunyai titik didih -21,6
oF (-29,8
OC) pada tekanan 1 atm. Untuk melayani sistem pengkondisian pada
rumah tangga dan sistem pengkondisian udara pada 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 refrigeran
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 penelitian ini penulis menggunakan jenis refrigeran yang aman
dipergunakan dalam sistem pendingin, dan sesuai untuk sistem mesin AC mobil
yang digunakan yaitu dari kelompok HFC (Hydro Fluoro Carbon) yaitu 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
2.1.4. Siklus Kompresi Uap
Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah evaporator,
kompresor, kondensor dan katup ekspansi. Rangkaian komponen utama siklus
kompresi uap disajikan pada Gambar 2.11.
Gambar 2.13 Skema Siklus Kompresi Uap
2.1.5. Tahapan Siklus Kompresi Uap
Untuk mengetahui tahapan siklus kompresi uap pada AC mobil
digunakan diagram P-h. Dengan adanya diagram P-h, dapat diketahui proses-
proses yang terjadi dalam suatu siklus kompresi uap pada AC mobil. Siklus
kompresi uap disajikan pada Gambar 2.12.
2
1 4
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 2.14 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan
lanjut pada diagram P-h.
Gambar 2.15 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan
lanjut pada diagram T-s.
Keterangan proses-proses yang terjadi pada Gambar 2.14 dan Gambar 2.15
dapat dijelaskan sebagai berikut ini :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
a. Proses 1 - 2 (Proses kompresi)
Proses ini dilakukan oleh kompresor. Kondisi awal refrigeran pada saat
masuk ke dalam kompresor adalah uap panas lanjut (superheated) bertekanan
rendah, setelah megalami kompresi refrigeran akan menjadi uap panas lanjut
(superheated) bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik
(iso entropi atau entropi tetap), maka suhu keluar kompresor pun meningkat.
Dalam proses ini diperlukan tenaga dari luar untuk meggerakkan kompresor
(Win).
b. Proses 2 – 2a (Proses Penurunan Suhu Gas Panas Lanjut)
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 – 3a (Proses pengembunan)
Proses 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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
d. Proses 3a - 3 (Proses Pendinginan Lanjut)
Pada proses pendinginan lanjut terjadi penurunan suhu. Proses pendinginan
lanjut membuat refrigeran yang keluar dari kondensor benar-benar dalam
keadaan cair. Hal ini membuat refrrigeran lebih mudah mengalir melalui katup
ekspansi dalam sebuah sistem pendingin. Proses ini terjadi penurunan entalpi.
e. 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.
f. Proses 4 – 1a (Proses Pendidihan)
Proses ini berlangsung di dalam evaporator. Panas 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.
g. Proses 1a – 1 (Proses Pemanasan Lanjut)
Pada proses pemanasan lanjut terjadi kenaikan suhu. Proses berlangsung
pada tekanan konstan. Dengan adanya pemanasan lanjut, refrigeran yang akan
masuk ke dalam kompresor benar-benar dalam kondisi gas. Hal ini membuat
kompresor bekerja lebih ringan dan aman.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
2.1.6 Rumus Perhitungan Mesin Siklus Kompresi Uap Pada AC Mobil
Untuk mengetahui unjuk kerja mesin siklus kompresi uap pada AC mobil
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
aliran massa refrigeran.
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) :
o Win : Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (kJ/kg)
o h1 : Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
o 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) :
o Qout : Besar kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas
kondensor (kJ/kg)
o h2 : Entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
o h3 : Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
c. Kalor yang diserap evaporator
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) :
o Qin : Besar kalor persatuan massa refrigeran yang diserap
evaporator (kJ/kg)
o h1 : Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
o h4 : Entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)
d. Coefficient Of Performance (COPaktual)
COP dipergunakan untuk menyatakan unjuk kerja dari siklus kompresi uap.
Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin siklus kompresi uap maka
akan semakin baik mesin tersebut. COP tidak mempunyai satuan kerena
merupakan perbandingan antara kalor yang diserap evaporator (h1-h4) dengan
kerja kompresor (h2-h1), dinyatakan dalam Persamaan (2.4)
(2.4)
Pada Persamaan (2.4) :
o COP aktual : Unjuk kerja dari mesin siklus kompresi uap AC mobil
aktual
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
o h1 : Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)
o h2 : Entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)
o h4 : Entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)
e. COP ideal (Coefficient Of Performance)
Besarnya koefisien yang menyatakan unjuk kerja dalam posisi ideal pada
siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.5)
COP ideal = (2.5)
Pada Persamaan (2.5) :
o COP ideal : Unjuk kerja maksimum dari mesin siklus kompresi uap
AC mobil
o Te : Suhu mutlak evaporator (K)
o TC : Suhu mutlak kondensor (K)
f. Efisiensi mesin AC mobil
Besarnya efisiensi mesin siklus kompresi uap AC mobil dapat dihitung
dengan menggunakan Persamaan (2.6)
η = (2.6)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Pada Persamaan (2.6) :
o COP ideal : Unjuk kerja maksimum dari mesin siklus kompresi uap
AC mobil
o COP aktual : Unjuk kerja dari mesin siklus kompresi uap AC mobil
aktual
g. Laju aliran massa refrigerant.
Besarnya laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan
mempergunakan Persamaan (2.7)
ṁ = (2.7)
Pada Persamaan (2.7) :
o ṁ : Laju aliran massa refrigeran (kg/s)
o V : Voltase pada kompresor (volt)
o I : Arus listrk yang dipakai kompresor (ampere)
o P : Daya kompresor (kJ/s)
o Win : Kerja kompresor (kJ/kg)
Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi, nilai entalpi refrigeran di setiap
posisi dapat diketahui sehingga kerja kompreseor, kalor yang dilepas kondensor,
kalor yang diserap evaporator, COP, efisiensi dan laju aliran massa refrigeran
dalam siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut
dapat diketahui. Dalam penggunaan diagram entalpi-tekanan tergantung jenis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Sumber : http://www.kiveand.com/p/p-h-diagram-134a
refrigeran yang dipakai. Untuk diagram tekanan-entalpi jenis refrigeran 134a
disajikan pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16. Grafik P-h untuk refrigerant R134a
2.1.7. Perpindahan Kalor
Perpindahan kalor dapat terjadi karena adanya perbedaan temperatur
antara kedua medium. Energi yang berpindah biasanya disebut dengan istilah
kalor. Kalor akan selalu bergerak dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.
Proses ini akan berlangsung secara terus menerus sampai tidak ada perubahan
temperatur diantara kedua medium tersebut. Perpindahan kalor dapat terjadi
dengan berbagai cara seperti perpindahan kalor konduksi, konveksi dan radiasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
a. Perpindahan Kalor Konduksi
Perpindahan kalor konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai bagian-
bagian zat perantaranya. Perpindahan panas secara konduksi dapat berlangsung
pada benda padat, cair dan gas. Untuk zat cair dan gas, kondisi zat cair dan gas
harus dalam keadaan diam atau tidak bergerak. Contoh perpindahan kalor secara
konduksi dalam kehidupan sehari-hari misalkan sebatang besi yang ujungnya
dipanasi dengan api, sehingga ujung satunya akan ikut menjadi panas.
Perpindahan kalor secara konduksi dapat dirumuskan sebagai persamaan umum
atau sering dikenal dengan hukum fourier, seperti yang dinyatakan dengan
Persamaan (2.8)
(2.8)
Pada Persamaan (2.8)
o q : Laju perpindahan kalor konduksi (W)
o k : Konduktifitas termal bahan (W/moC)
o ΔT/ΔX : Gradien suhu perpindahan kalor (oC/m)
o ΔX : Tebal dinding (m)
o ΔT : Perubahan suhu (oC)
o T1 : Suhu dinding 1 (oC)
o T2 : Suhu dinding 2 (oC)
o A : Luas permukaan benda yang tegak lurus aliran kalor (m2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Pada persamaan (2.8) memperlihatkan bahwa laju perpindahan kalor bernilai
minus (-) karena kalor akan selalu berpindah ke temperatur yang lebih rendah.
Ilustrasi perpindahan kalor konduksi dapat dilihat pada Gambar 2.17
berikut.
Gambar 2.17 Perpindahan Kalor Konduksi
b. Perpindahan Kalor Konveksi
Perpindahan kalor konveksi adalah perpindahan kalor dengan disertai
perpindahan molekul-molekul atau zat perantaranya. Dengan kata lain,
perpindahan kalor konveksi membutuhkan media (fluida atau gas) untuk
mengalirkan kalor. Contoh perpindahan kalor secara konveksi dalam kehidupan
sehari-hari adalah saat proses merebus air. Perpindahan kalor konveksi dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.9)
q = hA(Ts-T∞) (2.9)
Pada Persamaan (2.9) :
o q : Laju perpindahan kalor konveksi (W)
o h : Koefisien perpindahan kalor konveksi (W/m2 oC)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
o A : Luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida (m2)
o TS : Temperatur permukaan (oC)
o T∞ : Temperatur fluida yang mengalir dekat permukaan (oC)
Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada udara atau fluida yang mengalir
(zat cair dan gas). Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada
benda padat. Perpindahan kalor secara konveksi ada dua macam yaitu konveksi
paksa dan konveksi bebas.
Ilustrasi perpindahan kalor konduksi dapat dilihat pada Gambar 2.18
berikut.
Gambar 2.18 Perpindahan Kalor Konveksi
1. Konveksi bebas / konveksi alamiah (free convection / natural convection)
Konveksi bebas adalah konveksi yang disebabkan oleh beda suhu dan
perbedaan massa jenis dan tanpa peralatan bantu penggerak dari luar yang
mendorongnya. Jadi aliran fluida atau udara pada konveksi bebas terjadi karena
adanya perbedaan kerapatan. Contoh: plat panas dibiarkan berada di udara
sekitar tanpa ada sumber gerakan dari luar yang menggerakkan udara.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
2. Konveksi paksa (forced convection)
Pada konveksi paksa perpindahan panas aliran gas atau fluida disebabkan
adanya tenaga atau peralatan bantu dari luar. Contoh: plat panas diberi aliran
udara yang gerakannya dibantu dengan blower.
2.1.8 Beban Pendinginan
Beban pendinginan adalah beban yang diterima evaporator (unit
pendingin). Pada AC mobil, beban pendinginan adalah besarnya aliran kalor
yang dihisap evaporator dari udara yang melintasinya. Evaporator 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 0
oC. Pada
proses ini tidak terjadi perubahan suhu melainkan perubahan wujud (fase).
Beban pendinginan pada kasus ini disebut beban laten dan panas yang diserap
disebut panas laten.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
b. Beban sensible
Beban sensible adalah beban yang diterima dan 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 0
oC disebut panas sensible.
2.1.9 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).
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
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/gas.
Proses penguapan pada mesin pendingin terjadi di evaporator. Pada saat
refrigeran mengalir melalui pipa-pipa 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
2.1.10 Psychrometric Chart
Psychrometric chart merupakan tampilan secara grafikal therodinamik
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
properti-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 2.19 :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 2.19 Psychrometric chart
Sumber : http://lehighcheme.files.wordpress.com/2012/11/psychart-carrier.gif
2.1.10.1 Parameter – parameter pada Psychrometric Chart
Parameter-parameter udara pada Psychrometric chart meliputi: (a)
Temperatur bola kering (Tdb), (b) Temperatur bola basah (Twb), (c) Temperatur
titik embun (Tdp), (d) Kelembaban spesifik (W), (e) Kelembaban relatif (%RH),
(f) Entalpi (H), (g) Volume spesifik (SpV). Psychometric chart yang digunakan
sebagai acuan pada penelitian ini adalah Psychometric chart yang disusun
Carrier yang mengacu pada kondisi atmosfer normal.
a. Temperatur bola kering (Tdb)
Tdb adalah suhu udara ruang yang diperoleh dari pengukuran termometer
dengan kondisi bulb dalam keadaan kering. Tdb diplotkan sebagai garis vertikal
yang berawal dari garis sumbu mendatar yang terletak pada bagian bawah chart.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Tdb ini merupakan ukuran panas sensible, perubahan Tdb menunjukkan adanya
perubahan panas sensible.
b. Temperatur bola basah (Twb)
Twb adalah suhu udara yang diperoleh dari pengukuran termometer kondisi
bulb dalam keadaan basah. Twb diplotkan sebagai garis miring ke bawah 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. Temperatur titik embun (Tdp)
Tdp adalah suhu dimana uap air di dalam udara mulai mengalami proses
pengembunan ketika didinginkan. Tdp ditandai sebagai titk sepanjang saturasi.
Pada saat udara ruang mengalami saturai (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. Kelembaban spesifik (W)
Kelembaban spesifik (W) adalah jumlah kandungan uap air yang ada di
udara dan diplotkan pada garis sumbu vertikal yang ada dibagian samping kanan
chart.
e. Kelembaban relatif (%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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
f. Entalpi (H)
Entalpi adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air diatas
titik nol. Dinyatakan dalam satuan BTU per pound udara. Harga entalphi dapat
diperoleh sepanjang skala diatas garis saturasi.
g. Volume Spesifik (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.
Gambar 2.20 Parameter Psychrometric chart
Sumber : https://i.ytimg.com/vi/K1zsP4R02fc/hqdefault.jpg
2.1.10.2 Proses - proses pada Psychrometric Chart
Proses – proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart adalah
sebagai berikut:
a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling and dehumidifying)
Proses ini merupakan proses penurunan kalor sensible dan penurunan kalor
laten ke udara. Pada proses ini terdapat juga beberapa penurunan-penurunan
seperti penurunan temperatur bola kering, temperature bola basah, entalpi,
volume spesifik, temperature titik embun, dan kelembaban spesifik. Sedangkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
pada kelembaban relatif dapat mengalami peningkatan atau dapat mengalami
penurunan tergantung pada prosesnya. Gambar 2.21 menyajikan proses
pendinginan dan penurunan kelembaban udara yang terjadi pada psychrometric
chart.
Gambar 2.21 Proses pendinginan dan penurunan kelembaban
b. Proses pemanasan (heating)
Proses pemanasan (heating) merupakan proses terjadinya 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 relative mengalami penurunan. Gambar 2.22 menyajikan proses
pemanasan udara yang terjadi pada psychrometric chart sebagai berikut.
Gambar 2.22 Proses pemanasan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
c. Proses pendinginan (cooling)
Proses pendinginan adalah proses pengambilan kalor sensibel dari udara
sehingga temperatur udara mengalami penurunan. Proses ini dapat menyebabkan
penurunan 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 atau konstan. Garis
proses pada psychrometric chart terdapat pada garis horizontal ke arah kiri.
Gambar 2.23 menyajikan proses pendinginan (cooling).
Gambar 2.23 Proses pendinginan (cooling)
d. Proses humidifying
Proses ini merupakan proses penambahan kandungan uap air ke udara tanpa
merubah temperatur bola kering, hal ini mengakibatkan terjadi kenaikan pada
temperature bola basah, temperature titik embun, kelmbaban spesifik dan
entalpi. Garis proses pada psychrometric chart terdapat pada garis vertikal
kearah atas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Gambar 2.24 Proses penambahan uap air
e. Proses dehumidifying
Proses ini merupakan proses pengurangan kandungan uap air pada udara
tanpa merubah temperatur bola kering, hal ini mengakibatkan terjadi penurunan
entalpi, suhu bola basah, titik embun dan kelembaban spesifik. Garis proses pada
psychrometric chart terdapat pada garis vertikal kearah bawah.
Gambar 2.25 Proses pengurangan uap air
f. Proses pemanasan dan menaikan kelembaban (heating and humidifying)
Proses ini merupakan proses udara yang dipanaskan disertai penambahan
uap air. Pada proses ini terjadi kenaikan suhu bola kering, suhu bola basah,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
entalpi, dan kelembaban spesifik. Garis proses pada psychrometric chart adalah
garis ke arah kanan atas.
Gambar 2.26 Proses pemanasan dan penaikan kelembaban
2.1.10.3 Proses Pengkondisian Udara Dalam Psychrometric Chart
Proses-proses yang terjadi pada udara di dalam sistem mesin AC mobil
adalah udara dikondisikan melalui proses pendinginan (cooling) guna
mendapatkan kondisi udara yang di kehendaki. Proses pendinginan terjadi ketika
udara masuk melalui evaporator, kemudian diteruskan untuk proses
(dehumidifying) untuk menurunkan kelembaban udara. Selanjutnya udara di
masukan ke ruang kabin menggunakan kipas udara balik.
Gambar 2.26 Titik psychrometric pada alat
A
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Keterangan Gambar 2.26 :
a. Titik A : Suhu udara di dalam ruang kabin
b. Titik B : Suhu udara pada evaporator
c. Titik C : Suhu udara saat keluar dari evaporator
d. Titik D : Suhu kerja dari evaporator
Pada Gambar 2.27 terlihat posisi suhu yang akan dibentuk menjadi
psychrometric chart untuk mesin siklus kompresi uap AC mobil. Proses
pengkondisian udara mesin AC mobil dalam psychrometric chart tersaji dalam
Gambar 2.27.
Gambar 2.27. Proses pengkondisian udara mesin AC mobil dalam
Psychrometric chart
Keterangan pada Gambar 2.23 :
a. Proses a-b adalah proses pendinginan udara yang dilakukan oleh
evaporator.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
b. Proses b-c adalah proses pendinginan udara dan pengembunan uap air
yang ada di udara yang dilakukan oleh evaporator.
c. Proses c-a adalah proses pemanasan udara dan penambahan uap air.
2.2 Tinjauan Pustaka
Tri Tjahjono (2014) telah melakukan penelitian untuk optimasi
kecepatan udara pada kondensor terhadap prestasi kerja AC mobil dengan fluida
kerja freon 12. Pengujian dilakukan dengan variasi kecepatan udara pada
kondensor, Penelitian ini dilakukan dengan cara eksperimental. Unjuk kerja
diukur dengan parameter kerja kompresi, laju aliran kondensasi, laju aliran kalor
evaporasi, dampak refrijerasi dan koefisien prestasi COP. Eksperimen dilakukan
dengan cara membuat alat mesin pendingin dan menggunakan beberapa alat
ukur untuk keperluan pengambilan data. Alat terdiri dari kabin dengan ukuran
50x50x50 (cm). Dari data dapat disimpulkan bahwa kecepatan udara yang
melewati kondensor dengan kecepatan 19 feet/s akan memberikan efek
pendinginan yang optimal dari pada kecepatan udara dibawah itu. Pada
kecepatan tersebut AC mampu memberikan efek pendinginan pada rentang
temperatur 15,5-16˚C.
Adi Purnawan (2010) telah melakukan penelitian terkait analisa
performansi sistem air conditioning mobil tipe ET 450 dengan variasi tekanan
kerja kompresor. Sistem diuji dalam ruang laboratorium, analisis menggunakan
siklus kompresi uap standar/ideal dan kondisi aktual yang dicari hanya pada
kondisi keluaran kompresor dimana kondisi lain diasumsikan ideal. Tekanan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
kerja kompresor (suction) sangat berperan pada performansi sistem air
conditioning yang akan berdampak bagi kerja kompresor, daya kompresor,
dampak refrigerasi, efficiency isentropis dan coefficient of performance (COP)
dari sistem AC dengan variasi tekanan kerja kompresor (suction) 2,8 bar, 3 bar,
3,2 bar, 3,4 bar, 3,6 bar dan 3,8 bar. Data yang diambil adalah tekanan keluaran
kompresor (P2), temperatur masing-masing titik (T1, T2, T3, T4), putaran
kompresor (n), kuat arus listrik (I), dan laju aliran volumetrik. Dari hasil
penelitian didapat bahwa Coefficient of performance (COP) sistem yang
dihasilkan lebih besar dari COP aktual, COP optimal terjadi pada tekanan kerja
kompresor (suction) 441,325 kPa, COP aktual sebesar 3,513177 dan COP
teoritis sebesar 3,632062.
Anang Subardi (2015) telah melakukan penelitian mengenai Pengaruh
perubahan putaran kompresor serta massa refrigrant terhadap COP mesin
pendingin kompresi uap. Dalam penelitian ini digunakan alat uji sebuah mesin
pendingin AC sederhana yang terdiri kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan
evaporator dengan menggunakan refrigeran R-134a. Untuk membuat variasi
putaran kompresor dilakukan dengan melakukan beberapa perubahan ukuran
diameter puli motor listrik yang menggerakkan kompresor. Variasi diameter puli
motor listrik yang digunakan adalah d = 80 mm, d = 100 mm, dan d = 120 mm.
Dengan bertambahnya diameter puli motor listrik maka kecepatan putar poros
kompresor yang dihasilkan akan semakin besar. Namun penambahan masssa
refrigerant akan menambah beban dari kompresor, sehingga menurunkan
putarannya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Marwan Effendy (2005) telah melakukan penelitian mengenai
Pengaruh kecepatan putar poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin
pendingin AC. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi
putaran poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin pendingin. Untuk
membuat variasi putaran poros kompresor dilakukan dengan perubahan ukuran
diameter puli motor listrik yang menggerakkan kompresor. Variasi diameter puli
motor listrik yang digunakan adalah d = 62 mm, d = 77 mm, d = 91 dan d = 103
mm. Sistem tersebut kemudian diujikan pada ruangan yang memiliki beban
lampu 200 watt dengan beban panas Q = 680 Btu/hr dan beban ruangan secara
keseluruhan sebesar 1249,55 Btu/hr. Dari penelitian menunjukkan bahwa
semakin kecil putaran poros kompresor maka kerja yang dilakukan akan
semakin kecil, koefisien prestasi yang dihasilkan akan meningkat. Pada n =
727,3 rpm; 871,8 rpm; 1058 rpm dan 1184 rpm secara berurutan COP yang
dihasilkan sebesar 9,21; 8,53; 7,44 dan 6,92.
Azis Yuswandi (2007) telah melakukan penelitian mengenai pengujian
unjuk kerja sistem AC mobil static eksperimen menggunakan refrigerant CFC-
12 dan HFC-314A dengan variasi putaran (RPM) kompresor. Penelitian
memakai alat peraga mesin AC mobil yang telah dilengkapi dengan sensor
temperatur dan tekanan. Komponen utama sistem AC mobil terdiri dari :
kompresor, kondensor, receiver dryer, 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 menunjukkan semakin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
tinggi putaran kompresor maka COP akan mengalami penurunan. CFC-12
mempunyai COPcarnot, COPstandar, dan COPaktual yang lebih tinggi dibandingkan
dengan HFC-134a. Kapasitas refrigerasi dan kerja kompresi HFC-134a
mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan CFC-12.
Lucki Setyawan Candela (2014) telah melakukan penelitian mengenai
peningkatan COP dengan menggunakan air kondensasi ini merupakan penelitian
eksperimen yang dilakukan dengan lima tahap proses. Langkah pertama, yaitu
memasang thermocouple pada pipa saluran keluar kondensor yang menuju katup
ekspansi, pipa saluran keluar evaporator yang menuju kompresor, dan pipa
saluran yang keluar kompresor menuju ke kondensor. Langkah kedua
pengambilan data pada saat mobil dinyalakan, AC mobil juga dinyalakan dan
mobil diam di dalam ruangan. Langkah ketiga pengambilan data pada saat mobil
dinyalakan, mobil diam di dalam ruangan namun AC mobil tidak dinyalakan.
Hal ini dilakukan untuk mendapat perbedaan hasil yang diperoleh dengan dan
tanpa injektor plastik. Terakhir membandingkan hasil pengamatan nilai COP
sistem AC dengan menyemprotkan air kondensasi ke kondensor dengan sistem
AC tanpa menyemprotkan air kondensasi ke kondensor. Setelah melakukan
penelitian ini,penulis dapat memberikan informasi tentang desain alat alternative
injector plastik untuk membantu mendinginkan temperatur refrigerant pada
kondensor. Dan peningkatan nilai COP refrigerant jenis R-134a setelah
menggunakan air kondensasi yang disemprotkan oleh alat injektor plastik pada
kondensor mengalami peningkatan sebesar 2,118 dari yang sebelumnya nilai
COP tanpa dipengaruhi oleh alat injektor plastik pada kondensor sebesar 1,714.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
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. AC mobil yang dirangkai bekerja dengan siklus kompresi uap, dengan
putaran kompresor 1450 rpm. Proses pendinginan yang terjadi dalam AC mobil
ini dilakukan dengan cara menghembuskan udara melewati evaporator. Udara
dingin yang dihasilkan kemudian dialirkan ke ruang kabin mobil. Gambar 3.1
menyajikan skematik mesin AC mobil yang diteliti.
Gambar 3.1 Mesin yang diteliti (AC Mobil)
Keterangan pada Gambar 3.1 :
a. Kompresor
b. Kondensor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
c. Katup Ekspansi
d. Filter Reciever Dryer
e. Evaporator
f. Kipas Udara Balik
3.2 Skematik AC mobil yang diteliti
Gambar 3.2 menyajikan skematik dari mesin pendingin yang diteliti.
Dalam skematik ini terlihat bagian-bagian inti dari mesin siklus kompresi uap AC
mobil yang dilengkapi dengan kipas udara balik diatas kabin dan juga telah
ditentukan posisi titik-titik yang dipasangi thermokopel dan alat ukur tekanan
(manifold gauge) pada AC mobil yang bisa dilihat pada titik 1,2, dan 3.
Gambar 3.2 Skema mesin pendingin AC mobil yang diteliti
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
3.3 Pembuatan alat dan alat pendukung penelitian
3.3.1 Komponen-komponen mesin AC Mobil
Komponen utama AC mobil yang dipergunakan dalam penelitian ini
adalah 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 3.3 Kompresor jenis swash plate
Jenis kompresor : Swash plate
Voltase : 220 Volt
Sumber : http://cupax1.blogspot.co.id/2015/08/mengenal-ac.html
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
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 : p x l x t : 50 cm x 40 cm x 3 cm
Gambar 3.4 Kondensor
Sumber : http://cupax1.blogspot.co.id/2015/08/mengenal-ac.html
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
c. Katup ekspansi
Spesifikasi katup ekspansi yang dipergunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
Jenis katup ekspansi : Tipe sensor panas
Bahan katup ekspansi : Tembaga
Gambar 3.5 Katup ekspansi
Sumber : http://cupax1.blogspot.co.id/2015/08/mengenal-ac.html
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
d. Evaporator
Spesifikasi evaporator yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai
berikut:
Jenis evaporator : Pipa bersirip
Bahan pipa evaporator : Tembaga, diameter : 6 mm
Bahan sirip evaporator : Alumunium
Ukuran evaporator : p x l x t : 30 cm x 10 cm x 5 cm
Gambar 3.6 Evaporator
Sumber : http://dendyalza.weebly.com/uploads/3387013.jpg
e. Filter receiver drier
Spesifikasi Filter receiver drier yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
Bahan tabung : Besi
Diameter : 6 cm
Panjang (tinggi) : 25 cm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Sumber : https://jualacmobil.wordpress.com/
Sumber : https://sites.google.com/site/buyr134arefrigerantrgh/ r134
Gambar 3.7 Filter Receiver Drier
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 3.8 Tabung berisi refrigerant R134a
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Sumber : http://www.pusathardware.com/hand-tools/alat-potong-pipa
3.3.2 Peralatan pendukung pembuatan AC mobil
a. Alat pemotong pipa
Alat pemotong pipa adalah alat yang mempunyai fungsi untuk memotong
pipa, agar hasil potongan menjadi rapi. Selain ini juga mudah untuk dipergunakan,
pipa tidak bengkok dan tidak menghasilkan tatal.
Gambar 3.9 Pemotong pipa
b. Pompa vakum
Pompa vakum adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengeluarkan
udara dari dalam sistem mesin AC mobil sebelum diisi freon sebagai fluida kerja
AC mobil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Sumber : https://fjb.kaskus.co.id/product/5280938f1f0bc3fe3b000009
Sumber : https://www.amazon.com/Mountain-8205-R-134a-Manifold
Gambar 3.10 Pompa vakum
c. Manifold gauge
Manifold gauge adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengukur
tekanan refrigeran pada saat pengisian freon maupun pada saat AC mobil bekerja.
Yang berwarna biru untuk tekanan rendah dan berwarna merah untuk tekanan
tinggi.
Gambar 3.11 Manifold gauge
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Sumber : http://aritunsa.com/bahaya-stereofoam-pembungkus-makanan/
d. Styrofoam
Styrofoam mempunyai fungsi sebagai isolator, agar tidak terjadi kebocoran
beban pendingin.
Gambar 3.12 Styrofoam
e. Adaptor
Adaptor mempunyai fungsi untuk menggerakkan blower dan kipas
kondensor. Spesifikasi adaptor sebagai berikut:
Arus : 7,5 A
Voltase : 7,5 Volt, 9 Volt, 12 Volt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Sumber : http://cupax1.blogspot.co.id/2015/08/mengenal-ac.html
Gambar 3.13 Adaptor
Sumber : https://www.channypicture.com/pic
f. Kipas kondensor
Kipas kondensor berfungsi untuk mengalirkan fluida udara melewati
kondensor agar proses pelepasan kalor pada kondensor dapat dipercepat.
Gambar 3.14 Kipas Kondensor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Sumber : http://cupax1.blogspot.co.id/2015/08/mengenal-ac.html
g. Blower
Blower digunakan untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator ke
ruang kabin mobil.
Gambar 3.15 Blower
3.3.3 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, P-h diagram.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Sumber : https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1tivdJFXXXXcoXXXXq6xXFXXX
a. Thermokopel dan APPA
Thermokopel mempunyai fungsi sebagai sensor suhu yang dipergunakan
untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan listrik. Alat
penampil suhu digital mempunyai fungsi sebagai alat yang memperlihatkan nilai
suhu yang diukur.
Gambar 3.16 Termokopel dan alat penampil suhu digital
b. Higrometer
Higrometer mempunyai fungsi sebagai alat yang dipergunakan untuk
mengengetahui perbedaan suhu bola kering dan bola basah dalam kabn dan diluar
kabin. Data temperature yang didapatkan dari hygrometer nantinya dapat
digambarkan pada psikrometrik chart yang menggambarkan proses-proses
terjadinya siklus kompresi uap pada masing-masing jenisnya dalam
psychrometric.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Gambar 3.17 Higrometer
Sumber : https://ecs7.tokopedia.net/img/cache/700/product
3.4 Variasi penelitian
Pada penelitian ini penulis mengambil tiga perbandingan variasi
penelitian oleh kecepatan putar kipas pembalik yaitu 1800, 2200, dan 2400 rpm.
Variasi penelitian ini akan menghasilkan karakteristik dan COP yang berbeda-
beda. Hasil yang berbeda tersebut dapat digunakan sebagai komparasi data
manakah yang lebih efesien yang dapat diaplikasikan ke mesin AC mobil untuk
pendinginannya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Gambar 3.18 Alur Penelitian
3.5 Alur Penelitian
Alur penelitian mengikuti alur seperti tersaji pada Gambar 3.18.
Tidak
Ya
Mulai
Persiapan alat dan bahan
- Pembuatan mesin AC mobil
- Pembuatan kabin AC mobil dan saluran
pembaliknya
- Pemasangan kelistrikan
- Pengisian refrigeran
-
Uji
Coba
Pengambilan data : P1, P2, T1, T3, I, V, t
- Menggambar siklus kompresi uap pada P-h
diagram
- Mencari nilai h1, h2, h3, h4, Tc, Te
- Perhitungan Qin, Qout, COPaktual, COPideal,
efisiensi, laju aliran massa
Kesimpulan dan saran
Selesai
Tidak baik
Penentuan Variasi Kecepatan Putar Kipas :
a) 1800 rpm ; b) 2200 rpm ; c) 2400 rpm
Melanjutkan Variasi?
Baik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
3.6 Cara mendapatkan data suhu dan tekanan
Untuk mendapatkan data-data hasil penelitian dipergunakan alat ukur
thermokopel dan alat ukur tekanan. Gambar 3.19 menunjukan titik-titik
pemasangan alat ukur untuk data suhu dan tekanan.
Gambar 3.19 Titik pemasangan alat ukur
Keterangan pada Gambar 3.19 :
a. Titik 1 : Tempat pemasangan termokopel 1 (T1) dan alat ukur tekanan (P1)
b. Titik 2 : Tempat pemasangan alat ukur tekanan P2
c. Titik 3 : Tempat pemasangan termokopel T3
3.7 Cara mengolah data
Prosedur pengolahan data :
a. Setelah semua data suhu (T1 dan T3 ) dan tekanan (P1 dan P2) pada setiap
titik diperoleh maka langkah selanjutnya adalah menggambar proses siklus
kompresi uap pada P-h diagram dapat diketahui nilai entalpi (h1, h2, h3, h4),
suhu kondensor, suhu evaporator dan suhu refrigeran keluar kondensor.
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
b. Data nilai-nilai entalpi yang sudah didapat kemudian digunakan untuk
menghitung besarnya energi kalor persatuan massa yang dilepas
kondensor, menghitung kerja kompresor, menghitung besarnya energi
kalor persatuan massa yang diserap evaporator, nilai COPideal, nilai
COPaktual AC mobil dan efisiensi, serta laju aliran massa refrigeran.
c. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan-persamaan yang
ada seperti Persamaan (2.1) untuk menghitung kerja kompresor,
Persamaan (2.2) untuk menghitung energi kalor yang dilepas kondensor,
Persamaan (2.3) untuk menghitung kalor yang diserap evaporator,
Persamaan (2.4) untuk menghitung COPaktual, Persamaan (2.5) untuk
menghitung COP ideal, Persamaan (2.6) untuk menghitung efisiensi AC
mobil dan Persamaan (2.7) untuk menghitung laju aliran massa refrigeran
d. Hasil-hasil perhitungan (Qin, Qout, Win, COPaktual, COPideal, Efisiensi, Laju
aliran massa) kemudian digambarkan dalam bentuk grafik agar
memudahkan pembahasan. Dalam proses pembahasan harus
mepertimbangkan hasil-hasil penelitian sebelumnya dan juga tidak lepas
dari tujuan penelitian.
3.8 Cara mendapatkan kesimpulan
Kesimpulan diperoleh dari hasil pembahasan yang telah dilakukan,
kesimpulan merupakan inti dari pembahasan. Kesimpulan harus menjawab tujuan
dari penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
BAB 4
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data hasil percobaan
Data hasil percobaan untuk nilai tekanan refrigerant saat masuk kompresor
dan tekanan refrigerant saat keluar kompresor (P1 & P2) dan suhu refrigerant saat
masuk kompresor dan suhu refrigerant saat masuk katup ekspansi (T1 & T3) pada
titik-titik yang telah ditentukan pada waktu tertentu, disajikan pada tabel-tabel
berikut untuk setiap variasi.
Tabel 4.1 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi
kipas pembalik OFF
Data ke- Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
0 0 0 20 178 18,0 32,0 7,22
1 117 24 20 178 17,6 41,7 7,22
2 33 22 20 178 17,6 41,5 7,22
3 28 21 20 178 18,3 40,1 7,22
4 29 20 20 178 18,1 40,6 7,22
5 30 20 20 178 18,2 40,2 7,22
6 28 21 20 178 18,0 40,3 7,22
7 26 21 20 178 18,0 40,0 7,22
8 25 22 20 178 17,5 40,7 7,46
9 25 21 20 178 18,2 40,5 7,47
10 24 20 20 178 18,1 40,2 7,45
11 24 19 20 178 18,1 40,0 7,40
12 25 19 20 178 18,1 40,2 7,42
13 24 18 20 178 17,3 40,3 7,45
14 27 18 20 178 18,3 40,1 7,49
15 26 17 20 178 18,3 40,4 7,22
16 25 19 20 178 18,0 40,2 7,22
17 25 20 20 178 18,3 42,4 7,22
18 25 21 20 178 18,1 40,6 7,22
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Tabel 4.2 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi
kipas pembalik 1800 rpm
Data ke- Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
19 24 21 20 178 18,0 40,4 7,22
20 25 20 20 178 18,2 40,2 7,22
21 26 19 20 178 18,3 40,2 7,22
22 24 18 20 178 18,3 40,1 7,22
23 25 19 20 178 18,4 40,1 7,52
24 24 20 20 178 18,3 40,1 7,60
25 25 21 20 178 18,2 40,6 7,55
26 27 21 20 178 18,2 40,4 7,22
27 25 20 20 178 18,1 40,1 7,22
28 27 21 20 178 18,3 40,7 7,22
29 25 19 20 178 18,3 40,4 7,22
30 26 19 20 178 18,1 40,7 7,22
31 27 18 20 178 18,2 40,0 7,22
32 26 19 20 178 18,1 40,4 7,22
33 27 20 20 178 18,1 40,0 7,22
34 25 20 20 178 18,1 40,4 7,22
35 26 21 20 178 18,2 40,4 7,22
Rata-rata 27,8 20,1 20 178 18,1 40,4 7,22
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
0 0 0 22 180 38,5 30,8 7,35
1 48 46 22 180 18,3 43,8 7,35
2 30 40 22 180 18,2 42,0 7,35
3 30 42 22 180 19,1 41,7 7,36
4 26 43 22 180 18,7 41,4 7,34
5 28 43 22 180 18,3 41,6 7,34
6 27 42 22 180 18,5 40,7 7,28
7 28 40 22 180 18,2 41,0 7,22
8 27 41 22 180 18,1 41,2 7,10
9 23 46 22 180 18,7 40,8 7,75
10 26 41 22 180 18,2 40,6 7,35
11 27 41 22 180 18,0 40,4 7,35
12 27 40 22 180 18,8 40,4 7,35
13 26 39 22 180 18,4 40,2 7,35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Tabel 4.3 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi
kipas pembalik 2200 rpm
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 180 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) 180 (oC) (
oC) (A)
14 24 40 22 180 18,3 40,9 7,35
15 27 41 22 180 18,1 41,3 7,35
16 28 42 22 180 18,6 40,7 7,35
17 27 43 22 180 18,3 41,1 7,35
18 27 39 22 180 18,1 41,0 7,35
19 26 36 22 180 18,0 40,8 7,35
20 28 35 22 180 18,0 41,9 7,35
21 26 34 22 180 18,2 41,1 7,35
22 24 34 22 180 18,3 40,7 7,35
23 26 34 22 180 18,3 41,8 7,35
24 27 34 22 180 18,1 41,9 7,07
25 26 34 22 180 18,2 41,1 7,10
26 26 33 22 180 18,1 40,7 7,35
27 27 34 22 180 18,3 40,9 7,35
28 26 34 22 180 18,3 41,2 7,35
29 23 33 22 180 18,2 41,7 7,35
30 26 34 22 180 18,3 40,8 7,35
31 28 32 22 180 18,3 42,3 7,35
32 29 33 22 180 18,2 41,7 7,35
33 24 33 22 180 18,3 41,6 7,35
34 26 34 22 180 18,2 40,9 7,35
35 27 34 22 180 18,3 41,5 7,35
36 22 36 22 180 18,3 41,5 7,12
37 27 35 22 180 18,3 41,4 7,12
Rata-rata 26,3 36,7 22 180 18,3 41,3 7,35
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
0 0 0 24 185 34,9 37,8 7,45
1 48 52 24 185 18,9 44,3 7,45
2 26 51 24 185 19,2 42,4 7,27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
3 26 50 24 185 19,2 41,5 7,25
4 25 51 24 185 18,8 41,8 7,45
5 25 51 24 185 18,9 41,7 7,45
6 26 52 24 185 18,9 42,2 7,45
7 24 51 24 185 18,7 42,1 7,45
8 25 51 24 185 18,9 42,1 7,23
9 26 56 24 185 19,1 41,8 7,25
10 26 54 24 185 19,7 41,8 7,45
11 25 55 24 185 19,0 41,8 7,45
12 26 56 24 185 19,2 41,9 7,45
13 26 51 24 185 19,2 41,2 7,45
14 27 51 24 185 18,9 42,0 7,45
15 28 51 24 185 19,3 42,1 7,45
16 27 51 24 185 19,1 42,6 7,45
17 26 50 24 185 19,3 41,9 7,45
18 27 50 24 185 19,2 41,3 7,26
19 27 50 24 185 19,3 41,9 7,25
20 26 50 24 185 19,1 42,2 7,31
21 26 51 24 185 19,3 43,1 7,28
22 27 52 24 185 19,4 42,4 7,34
23 23 50 24 185 19,3 42,4 7,30
24 26 50 24 185 19,3 42,4 7,45
25 25 51 24 185 19,6 41,8 7,45
26 25 51 24 185 19,3 42,3 7,45
27 25 52 24 185 19,4 42,9 7,45
28 22 50 24 185 19,6 42,2 7,45
29 25 50 24 185 19,3 42,8 7,45
30 24 50 24 185 19,4 42,8 7,45
31 23 52 24 185 19,3 43,3 7,45
32 25 52 24 185 19,9 42,7 7,45
33 25 50 24 185 18,9 43,1 7,45
34 26 51 24 185 19,3 42,7 7,45
35 26 51 24 185 19,0 42,8 7,45
36 26 52 24 185 19,8 42,7 7,45
37 28 56 24 185 19,4 43,5 7,45
38 26 52 24 185 19,7 42,5 7,45
39 26 51 24 185 19,6 42,6 7,45
Rata-rata 26,1 51,4 24 185 19,7 42,3 7,45
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tabel 4.4 Hasil pengukuran tekanan (P1 & P2) dan suhu (T1 & T3) variasi
kipas pembalik 2400 rpm
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
0 0 0 26 191 32,3 37,8 7,53
1 48 50 26 191 17,7 47,1 7,53
2 31 56 26 191 18,9 45,0 7,53
3 27 57 26 191 18,8 45,1 7,60
4 26 58 26 191 19,0 44,3 7,51
5 25 60 26 191 19,1 43,4 7,50
6 24 61 26 191 19,4 43,9 7,51
7 23 62 26 191 19,3 43,7 7,50
8 25 60 26 191 19,5 43,0 7,48
9 26 61 26 191 19,4 42,6 7,53
10 23 62 26 191 19,8 43,2 7,53
11 26 60 26 191 19,7 42,9 7,53
12 25 61 26 191 19,3 42,8 7,53
13 26 60 26 191 20,0 42,8 7,53
14 25 62 26 191 19,8 42,4 7,53
15 25 63 26 191 19,8 43,4 7,53
16 25 64 26 191 19,9 42,8 7,53
17 26 62 26 191 19,9 43,7 7,53
18 24 62 26 191 20,3 43,2 7,53
19 20 62 26 191 20,0 43,2 7,53
20 26 61 26 191 20,5 43,1 7,53
21 24 60 26 191 20,2 43,4 7,53
22 24 60 26 191 19,6 44,3 7,53
23 24 60 26 191 20,3 42,7 7,53
24 24 60 26 191 20,0 43,5 7,53
25 25 61 26 191 20,4 43,3 7,53
26 24 61 26 191 20,0 43,5 7,53
27 26 62 26 191 20,2 43,9 7,53
28 27 62 26 191 20,1 42,4 7,53
29 25 63 26 191 19,8 43,3 7,14
30 25 62 26 191 19,8 43,4 7,53
31 25 60 26 191 19,8 43,0 7,53
32 24 60 26 191 19,8 43,9 7,53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Keterangan Tabel :
a. Δt1 : Waktu kompresor bekerja (detik)
b. Δt2 : Waktu kompresor mati (detik)
c. P1 : Tekanan refrigeran saat masuk kompresor (Psia)
d. P2 : Tekanan refrigeran saat keluar kompresor (Psia)
e. T1 : Suhu refrigeran saat masuk kompresor (oC)
f. T3 : Suhu refrigeran saat masuk katup ekspansi (oC)
g. I : Arus listrik (A)
Tegangan listrik yang tersedia pada mesin siklus kompresi uap AC mobil untuk
setiap variasi sebesar: 220 Volt.
4.2 Perhitungan dan Pengolahan Data
Dari data suhu dan tekanan yang diperoleh dan dengan menggambarkannya
pada diagram P-h dapat ditentukan besarnya entalpi (h). Pada penelitian ini
Data
ke-
Δt1 Δt2 P1 P2 T1 T3 I
(Detik) (Detik) (Psig) (Psig) (oC) (
oC) (A)
33 25 60 26 191 19,7 44,9 7,53
34 25 61 26 191 19,7 43,6 7,15
35 24 61 26 191 19,6 44,0 7,53
36 24 61 26 191 20,0 43,0 7,53
37 23 62 26 191 20,0 42,9 7,53
38 23 62 26 191 20,0 43,7 7,11
39 25 61 26 191 20,2 42,8 7,10
40 24 61 26 191 20,3 43,6 7,53
41 25 61 26 191 19,7 42,9 7,53
42 25 61 26 191 19,8 43,4 7,53
Rerata 25,3 60,6 26 191 20,0 43,5 7,53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
digunakan diagram P-h R134a. Besar nilai entalpi (h) disetiap titik 1,2,3,4 untuk
masing-masing variasi kipas pembalik disajikan dalam Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Nilai entalpi (h) dalam satuan kJ/kg
Variasi
Kipas (rpm)
h1
(kJ/kg)
h2
(kJ/kg)
h3
(kJ/kg)
h4
(kJ/kg)
0 421,91 461,70 254,96 254,96
1800 423,13 463,01 255,50 255,50
2200 424,64 464,64 256,07 256,07
2400 425,74 465,84 256,55 256,55
Contoh untuk menentukan besaran nilai-nilai entalpi dapat dilihat dari
diagram tekanan-entalpi pada jenis R-134a. Dari Tabel 4.2 dapat dilihat nilai
tekanan P1 & P2 pada variasi kipas 0 rpm atau tanpa kipas adalah (34,7 Psia &
192,7 Psia) jika diubah kedalam bar maka masing-masing dikali (0,0689 untuk
konversi dari Psia ke bar) sehingga mendapatkan hasil P1 : 2,39 bar & P2 : 13,27
bar. Maka, P-h diagram dapat digambar dengan dilengkapi masing-masing
besaran suhu T1 & T3. Gambar 4.1 menunjukan bentuk dari siklus kompresi uap
yang ada pada mesin AC mobil yang digambarkan pada P-h diagram untuk
refrigeran R134a yang akan menunjukan data-data Win, Qout, Qin, COPideal,
COPaktual, Efisiensi dan laju aliran massa yang telah dihitung setelah data entalpi
(h1, h2, h3 dan h4) sudah diketahui terlebih dahulu untuk variasi tanpa kipas udara
balik pada mesin AC mobil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Gambar 4.1 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h R134a Untuk Data
Variasi Kipas Pembalik 0 rpm
1. Kerja Kompresor persatuan massa refrigeran (Win)
Untuk mendapatkan kerja kompresor persatuan massa refrigeran yang
dihasilkan oleh AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.1) :
Win = h2 – h1
= 461,70 kJ/kg – 421,91 kJ/kg
= 39,79 kJ/kg
maka kerja kompresor persatuan massa refrigeran adalah 39,79 kJ/kg pada variasi
tanpa kipas pembalik.
2. Kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas Kondensor (Qout)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Untuk mendapatkan nilai kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas
kondensor pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.2) :
Qout = h2 – h3
= 461,70 kJ/kg – 254,96 kJ/kg
= 206,74 kJ/kg
maka kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor adalah 206,74
kJ/kg pada variasi tanpa kipas pembalik.
3. Kalor yang diserap Evaporator (Qin)
Untuk mendapatkan nilai kalor persatuan massa refrigeran yang diserap
evaporator pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.3) :
Qin = h1 – h4
= 421,91 kJ/kg – 254,96 kJ/kg
= 166,95 kJ/kg
maka kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator adalah 166,95
kJ/kg pada variasi tanpa kipas pembalik.
4. COPaktual
COPaktual digunakan untuk menyatakan performance (unjuk kerja) dari mesin
AC mobil yang bekerja dengan siklus kompresi uap, dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan (2.4) :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
=
= 4,196
maka COPaktual AC mobil sebesar 4,196 kJ/kg pada variasi tanpa kipas pembalik.
5. COPideal
COPideal digunakan untuk menyatakan performance (unjuk kerja) ideal dari
mesin AC mobil yang bekerja dengan siklus kompresi uap, dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan (2.5) :
COP ideal =
=
= 5,101
maka COPideal AC mobil sebesar 5,101 pada variasi tanpa kipas pembalik.
6. Efisiensi (η)
Untuk mendapatkan efisiensi AC mobil yang bekerja dengan menggunakan
siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan (2.6) :
η =
=
= 82,25 %
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
maka efisiensi AC mobil sebesar 82,25 % pada saat tidak menggunakan kipas
pembalik.
7. Laju aliran massa (ṁ)
Untuk mendapatkan besarnya laju aliran massa refrigeran (ṁ) dapat dihitung
dengan menggunakan Persamaan (2.7) :
ṁ =
=
= 0,039 kg/s = 39,91 g/s
maka laju aliran massa refrigeran pada AC mobil sebesar 0,039 kg/s = 39,91 g/s
pada saat menggunakan variasi tanpa kipas pembalik.
4.3 Hasil perhitungan
Hasil perhitungan secara keseluruhan dari variasi kipas pembalik 1800,
2200, dan 2400 rpm untuk nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win),
kalor persatuan massa rerfrigeran yang dilepas kondensor (Qout), kalor persatuan
massa rerfrigeran yang diserap evaporator (Qin), COPaktual, COPideal, efisiensi (η),
laju aliran massa (ṁ) dari AC mobil disajikan dalam beberapa Tabel berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Win 40,10 kJ/Kg
Qout 209,29 kJ/Kg
Qin 169,19 kJ/Kg
COPaktual 4,219
COPideal 4,953
η 85,18 %
ṁ 0,0413 kg/s
Variasi Kipas 2400 rpm
Tabel 4.6 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil variasi kipas OFF
Tabel 4.7 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil variasi kipas 1800 rpm
Tabel 4.8 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil variasi kipas 2200 rpm
Tabel 4.9 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil variasi kipas 2400 rpm
Win 39,79 kJ/Kg
Qout 206,74 kJ/Kg
Qin 166,95 kJ/Kg
COPaktual 4,196
COPideal 5,101
η 82,25 %
ṁ 0,0399 kg/s
Variasi Kipas OFF
Win 39,88 kJ/Kg
Qout 207,51 kJ/Kg
Qin 167,63 kJ/Kg
COPaktual 4,203
COPideal 5,041
η 83,37 %
ṁ 0,0405 kg/s
Variasi Kipas 1800 rpm
Win 40,00 kJ/Kg
Qout 208,57 kJ/Kg
Qin 168,57 kJ/Kg
COPaktual 4,214
COPideal 4,997
η 84,33 %
ṁ 0,0410 kg/s
Variasi Kipas 2200 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
4.4 Pembahasan
Dari hasil penelitian, dapat diperoleh informasi bahwa mesin AC mobil
dapat bekerja dengan baik dan dalam kondisi yang baik (kompresor tidak bocor,
kondensor dapat berfungsi dengan baik, kipas kondensor berfungsi dengan baik,
katup ekspansi dapat bekerja dengan baik, evaporator berfungsi dengan baik,
blower bekerja dengan baik) dan mampu menghasilkan data yang baik. Hasil dari
pengambilan data dapat digambarkan pada diagram P-h dan membentuk siklus
kompresi uap dengan proses pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut. Suhu kerja
kondensor pada setiap variasi, menghasilkan suhu yang lebih tinggi dari suhu
lingkungan. Untuk variasi kipas pembalik OFF yaitu sekitar 46,7 oC, 48,6
oC
untuk variasi kipas pembalik 1800 rpm, 50,6 o
C untuk variasi kipas pembalik
2200 rpm, 52,5 oC untuk variasi kipas pembalik 2400 rpm dan suhu kerja
evaporator lebih rendah dari suhu udara ruangan di dalam ruang kabin mobil,
masing-masing besarnya -5,7 oC untuk variasi kipas pembalik OFF, -4,7
oC untuk
variasi kipas pembalik 1800 rpm, -3,4 oC untuk variasi kipas pembalik 2200 rpm
dan -2,2 oC untuk variasi kipas pembalik 2400 rpm.
Dari hasil penelitian, diperoleh informasi bahwa pada siklus kompresi uap
yang dihasilkan terdapat proses pemanasan lanjut dan proses pendinginan lanjut.
Kondisi ini memberikan keuntungan. Karena dengan adanya proses tersebut,
kedua proses ini dapat menaikan nilai COP dan efisiensi dari mesin AC mobil.
Demikian juga kondisi refrigeran ketika masuk kompresor benar-benar dalam
keadaan gas, sehingga proses kompresi dapat berjalan ideal dan tidak merusak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
kompresor. Kondisi refrigeran ketika masuk katup ekspansi juga dalam keadaan
benar-benar cair, sehingga proses masuknya refrigeran ke katup ekspansi mudah.
Dari hasil perhitungan diperoleh informasi bahwa masing-masing besar Win,
Qout, Qin, COPaktual, COPideal, efisiensi (η), dan laju aliran massa (ṁ) dari mesin AC
mobil dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut dari setiap variasi kipas
pembalik memberi data yang berbeda. Gambar grafik hasil perhitungan secara
keseluruhan disajikan pada beberapa Gambar berikut :
Gambar 4.2 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Win
Pada Gambar 4.2 memperlihatkan kerja kompresor persatuan massa
refrigeran pada setiap variasi kipas pembalik. Nilai kerja kompresor persatuan
massa refrigeran terendah didapat pada variasi kipas OFF dengan nilai 39,79
kJ/kg, nilai kerja kompresor persaruan massa refrigeran terus mengalami
peningkatan. Untuk nilai Win tertinggi diperoleh variasi kipas pembalik dengan
kecepatan 2400 rpm dengan nilai sebesar 40,10 kJ/kg yang ditandai dengan grafik
yang meningkat paling tinggi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Gambar 4.3 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan COPideal
Pada Gambar 4.3 memperlihatkan nilai unjuk kerja ideal mesin AC mobil
yang bekerja dengan siklus kompresi uap, terjadi penurunan performance pada
mesin AC mobil yang diteliti kali ini, hal ini ditunjukan dengan nilai COPideal
yang menurun mulai dari variasi kecepatan kipas pembalik 1800 rpm, 2200 rpm
dan 2400 rpm nilai masing-masing COP ideal adalah 5,089 sampai 4,953.
Sedangkan nilai tertinggi didapatkan pada saat variasi kipas pembalik OFF.
Gambar 4.4 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Qin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Pada Gambar 4.4 memperlihatkan nilai kalor yang diserap persatuan
massa refrigeran oleh evaporator pada tiap variasi. Nilai Qin mengalami
peningkatan mulai pada saat variasi kipas pembalik OFF hingga variasi kipas
pembalik dengan kecepatan 2400 rpm dimana nilainya menjadi 169,19 kJ/kg yang
mula-mulanya adalah 166,95 kJ/kg. Peningkatan nilai Qin dimulai dari harga
167,63 kJ/kg untuk variasi kipas pembalik dengan kecepatan putar 1800 rpm dan
meningkat kembali diangka 168,37 kJ/kg untuk variasi kecepatan putar 2200 rpm.
Gambar 4.5 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan COPaktual
Pada Gambar 4.5 memperlihatkan nilai COPaktual yang didapat pada mesin
siklus kompresi uap AC mobil dengan menggunakan kipas pembalik, terlihat
peningkatan dari variasi kipas pembalik OFF hingga variasi dengan kecepatan
putar kipas pembalik 2400 rpm, pada saat kecepatan putar kipas pembalik 2400
rpm nilai tertinggi COPaktual tercapai hingga angka tertinggi 4,219 untuk COPaktual
pada mesin siklus kompresi uap AC mobil dari mulanya sebelum ada kipas
pembalik udara nilai COPaktual yang didapat hanya 4,196.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
Gambar 4.6 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Qout
Pada Gambar 4.6 memperlihatkan hubungan nilai variasi kecepatan kipas
pembalik dengan kalor yang dilepas persatuan massa refrigeran oleh kondensor
(Qout). Pada Gambar tersebut terlihat bahwa kerja kondensor dalam melepas kalor
untuk variasi kipas OFF sampai variasi kecepatan sebesar 2400 rpm memiliki
nilai yang terus meningkat hingga nilai tersebut tertinggi dicapai pada angka
209,29 kJ/kg untuk variasi kipas dengan kecepatan 2400 rpm.
Gambar 4.8 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Efisiensi
Pada Gambar 4.8 memperlihatkan pengaruh kipas pembalik yang ada pada
mesin siklus kompresi uap AC mobil yang diteliti, membawa pengaruh
meningkatnya efisiensi kerja dari mesin AC mobil itu sendiri. Mesin siklus
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
kompresi uap AC mobil mampu meningkat efisiensinya hingga angka 85,18 %
dari mula mesin siklus kompresi uap AC mobil pada saat kondisi kipas pembalik
OFF hanya 82,25 %. Nilai efisiensi tersebut meningkat pada saat kipas pembalik
diaktifkan dengan kecepatan 1800 rpm yang menghasilkan efisiensi sebesar 83,37
%. Kemudian efisiensi terus meningkat pada saat kecepatan kipas pembalik 2200
rpm hingga angka 84,33 % sampai nilai tertinggi 85,18 % pada kecepatan 2400
rpm.
Gambar 4.9 Grafik hubungan Variasi Kecepatan Kipas Pembalik dengan Laju
Aliran Massa (ṁ)
Pada Gambar 4.9 memperlihatkan hubungan antara variasi kipas pembalik
dengan Laju aliran massa refrigeran. Nilai laju aliran massa terendah adalah
0,0399 kg/s yang didapat oleh variasi tanpa kipas pembalik (OFF) hal ini
disebabkan karena evaporator tertutup oleh butiran air yang membeku, akibatnya
laju aliran massa menurun sesuai dengan kerja kompresor yang terjadi. Kemudian
nilai laju aliran massa tertinggi adalah 0,0413 kg/s yang didapat oleh variasi kipas
pembalik dengan kecepatan tertinggi 2400 rpm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari pengujian mesin AC mobil, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai
berikut :
a. Mesin AC mobil yang dirancang dan dirakit dapat bekerja dengan baik sesuai
fungsi dan rancangan AC mobil pada struktur yang dibuat. Adanya kipas
udara balik juga membuktikan beberapa pengaruh pada unjuk kerja dan
efisiensi dari mesin AC mobil ini sendiri.
b. Mesin AC mobil yang dibuat dapat bekerja dengan siklus kompresi uap secara
baik dengan suhu kerja kondensor tertinggi 52,5 oC (Tc) dan suhu evaporator
terendah -5,7 oC (Te). Kerja kompresor per satuan massa refrigerant (Win)
terendah sebesar 39,79 kJ/kg dan tertinggi sebesar 40,10 kJ/kg. Rata-rata
sebesar 39,94 kJ/kg. Kalor per satuan massa refrigeran yang diserap
evaporator (Qin) terendah sebesar 166,95 kJ/kg dan tertinggi sebesar 169,19
kJ/kg. Rata-rata sebesar 168,08 kJ/kg. Kalor per satuan massa refrigeran yang
dilepas kondensor (Qout) terendah sebesar 206,74 kJ/kg dan tertinggi sebesar
209,29 kJ/kg. Rata-rata sebesar 208,03 kJ/kg. COPaktual terendah pada mesin
AC mobil ini adalah 4,196 sedangkan yang tertinggi adalah 4,219. COPaktual
rata-rata adalah 4,208. COPideal terendah pada mesin AC mobil ini adalah
4,953 sedangkan yang tertinggi adalah 5,089. COPideal rata-rata adalah 5,020.
Efisiensi mesin AC mobil (η) terendah adalah 82,25% sedangkan yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
tertinggi adalah 85,18 %. Efisiensi rata-rata mesin AC mobil ini adalah 83,78
%. Laju aliran massa mesin AC mobil (ṁ) terendah adalah 0,0399 kg/s
sedangkan yang tertinggi adalah 0,0413 kg/s. Laju aliran massa rata-rata
mesin AC mobil ini adalah 0,04 kg/s.
5.2 Saran
Beberapa saran yang bisa disampaikan terkait dengan penelitian ini :
a. Pengambilan data dengan arduino sangat disarankan agar data yang didapat
lebih teliti.
b. Perhatikan situasi dan kondisi lingkungan sekitar pada saat pengambilan data,
diusahakan setiap variasi diselesaikan dalam hari yang sama untuk
menghindari situasi cuaca pada saat pengambilan data.
c. Penempatan posisi thermostat saat berpengaruh untuk kerja otomatis dari
kopling magnet, hindari perubahan posisi thermostat saat pengambilan data
pertama hingga akhir.
d. Pengambilan data sedikitnya dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-
masing variasi untuk menghindari kesalahan pembacaan.
e. Pastikan mesin sudah dipanaskan terlebih dahulu kurang lebih selama 60
menit agar pada saat pengambilan data sudah dalam kondisi yang stabil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
DAFTAR PUSTAKA
Cengel, Y.A., Boles M.A. 1989. “Thermodynamics: An Engineering
Approach”. Mc Graw-Hill
Stoecker, W.F., Jerold W. Jones, Supratman Hara. 1996, “Refrigerasi dan
Pengkondisian Udara Edisi Kedua”, Jakarta: Penerbit Erlangga.
Yuswandi, A., 2007, “Pengujian Unjuk Kerja Sistem AC Mobil Statik
Eksperimen Menggunakan Refrigeran CFC-12 dan HFC-134a
Dengan Variasi Putaran (RPM) Kompresor”, Surakarta.
Yunianto, Bambang. 2005. “Pengaruh Perubahan Temperatur Evaporator
Terhadap Prestasi Air Cooled Chiller Dengan Refrigeran R-134a,
Pada Temperatur Kondensor Tetap”. Semarang: Universitas
Diponegoro.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
LAMPIRAN
1. P-h Diagram variasi kipas OFF
2. P-h Diagram variasi kipas 1800 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
3. P-h Diagram variasi kipas 2200 rpm
4. P-h Diagram variasi kipas 2400 rpm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI