PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat
Post on 08-Nov-2020
20 Views
Preview:
Transcript
PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN
VARIASI BEBAN PENDINGINAN
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
Oleh :
RICHARDUS GEDE BRAMANTYA
NIM : 155214010
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN
VARIASI BEBAN PENDINGINAN
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
Oleh :
RICHARDUS GEDE BRAMANTYA
NIM : 155214010
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
WORK PERFORMANCE OF CAR AC ENGINE WITH
VARIATION IN COOLING LOAD
As partial fullfilment of the requirement
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering
by :
RICHARDUS GEDE BRAMANTYA
Student Number : 155214010
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat dilupakan. Tujuan penelitian ini adalah : (a) Merancang dan merakit mesin AC mobil. (b) Mengetahui prestasi kerja mesin AC mobil, meliputi : energi kalor yang diserap evaporator, mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor, menentukan energi yang diperlukan untuk menggerakan kompresor, mengetahui COPaktual, dan COPideal, efisiensi AC mobil, menghitung laju aliran refrigeran. (c) mengetahui kondisi suhu udara yang dihasilkan dari AC mobil.
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilakukan
di Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. AC Mobil bekerja menggunakan siklus kompresi uap, menggunakan refrigeran R-134a, dengan ukuran kabin 150 cm, lebar 100 cm, tinggi 100 cm. Matrial kabin terbuat dari triplek. AC Mobil ini menggunakan beberapa komponen utama yaitu : kompresor, evaporator, filter receiver drier, katup ekspans. Daya penggerak motor bakar 5,5 PK. Proses pengambilan data pada AC mobil meliputi P1, P2, T. Variasi penelitian dilakukan terhadap besarnya beban pendinginan (a) tanpa lampu, (b) dengan lampu 100 watt, (c) dengan lampu 200 watt, (d) dengan lampu 300 watt.
Hasil penelitian memberi kesimpulan : (a) Bahwa mesin AC mobil yang
dirancang dan dirakit dapat bekerja dengan baik dan sesuai fungsi dan unjuk kerjannya. (b) Qin sebesar 130 kJ/kg, Win sebesar 40 kJ/kg, Qout sebesar 170 kJ/kg, COPaktual sebesar 3,25, COPideal sebesar 5,06, Efisiensi sebesar 64,22%, ṁ sebesar 3045 kg/s.
Kata kunci : AC mobil dan siklus kompresi uap.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRAK
The need for AC engines in cars today is a necessity that cannot be forgotten. The objectives of this study are: (a) Designing and assembling car air conditioning machines. (b) Knowing the work performance of car air conditioning machines, including: heat energy absorbed by the evaporator, knowing heat energy released by the condenser, determining the energy needed to drive the compressor, knowing COPactual, and COPide, car air conditioning efficiency, calculating the flow rate of refrigerant. (c) knowing the air temperature conditions generated from car air conditioners. The research method used was an experimental method conducted at the Mechanical Engineering Laboratory, Sanata Dharma University, Yogyakarta. AC Cars work using a vapor compression cycle, using R-134a refrigerant, with a cabin size of 150 cm, a width of 100 cm, a height of 100 cm. Matrial cabin is made of plywood. AC This car uses several main components, namely: compressor, evaporator, filter drier receiver, expansion valve. The driving force of the motor is 5.5 PK. The process of collecting data on car air conditioners includes P1, P2, T. Variations in the study were carried out on the magnitude of the cooling load (a) without lights, (b) with 100 watt lights, (c) with 200 watt lights, (d) with 300 watt lights. he results of the study conclude: (a) That car air conditioning machines designed and assembled can work well and according to their functions and performance. (b) Qin is 130 kJ / kg, Win is 40 kJ / kg, Qout is 170 kJ / kg, COPactual is 3.25, COPideal is 5.06, Efficiency is 64.22%, ṁ is 3045 kg / s. Keywords: car air conditioning and vapor compression cycle.
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 ini dengan
baik dan tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib bagi setiap mahasiswa
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata
Dharma, untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di bidang Teknik Mesin.
Berkat bimbingan, nasehat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak,
akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Oleh karena itu,
dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih
sebesar-besarnya 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. Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Energi Teknik
Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
5. Bambang W dan RA. Endang T sebagai orang tua saya yang selalu memberi
semangat dan dorongan baik berupa materi maupun spiritual.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
TITLE PAGE .................................................................................................. ii
LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................ v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ...................... vi
ABSTRAK ..................................................................................................... vii
ABSTRAC ....................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. 2
1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................... 2
1.4. Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin ........................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA .............................. 5
2.1. Dasar Teori ......................................................................................... 5
2.1.1. Komponen – Komponen AC mobil .............................................. 7
1. Kompresor ...................................................................................... 7
2. Kondensor ...................................................................................... 11
3. Katup Ekspansi ............................................................................... 11
4. Evaporator ...................................................................................... 12
1. Filter Receiver Dryer. .................................................................... 13
2. Blower. ........................................................................................... 13
3. Kopling Magnet .............................................................................. 14
4. Sistem Kelistrikan untuk AC Mobil ............................................... 15
2.1.2 Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 17
2.1.3. Rumus – rumus Perhitungan Karakteristik. .................................. 21
2.2. Tinjauan Pustaka ................................................................................ 25
BAB III METEOLOGI PENELITIAN ........................................................ 29
3.1. Objeck Penelitian ................................................................................ 29
3.2. Pembuatan Alat dan Alat bantu penelitian ........................................... 30
3.2.1 Komponen – komponen Mesin AC Mobil. .................................... 30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
3.2.2. Peralatan Pendukung. ..................................................................... 35
3.3. Metode Penelitian dan Variasi Penelitian ............................................ 39
3.4. Alur Penelitian ..................................................................................... 40
3.5. Pengambiladn data Penelitian .............................................................. 41
3.5.1 Alat Bantu Penelitian. ..................................................................... 42
3.6. Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan. ....................................... 44
3.7. Cara Membuat Kesimpulan dan Saran. ............................................... 44
BAB IV PEMBAHASAN. ............................................................................. 45
4.1. Data Hasil Pencobaan. .......................................................................... 45
4.2. Perhitungan dan Pengolahan Data. ....................................................... 54
4.3. Hasil Perhitungan. ................................................................................. 58
4.4. Pembahasan. ......................................................................................... 60
BAB V KESIMPULAN. ................................................................................ 65
5.1. Kesimpulan. .......................................................................................... 65
5.2. Saran. .................................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA. ................................................................................... 67
LAMPIRAN. .................................................................................................. 68
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Tabel untuk hasil pengukuran P1, P2, TKabin, I, dan V ................. 44
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian tanpa
beban............................................................................................ 46
Tabel 4.2 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian dengan
beban lampu 100 watt....... .................................................... ..... 48
Tabel 4.3 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian dengan
beban lampu 200 watt ........................................................... ..... 50
Tabel 4.4 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 15 psi hasil penelitian dengan
beban lampu 300 watt. .................................................................. 52
Tabel 4.5 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil .............................. ..... 59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skematik rangkaian komponen AC mobil ............................ 6
Gambar 2.2 Mesin AC yang terpasang pada mobil .................................. 6
Gambar 2.3 Komponen tipe resipro (Crank Shaft) ................................... 8
Gambar 2.4 Langkah penghisapan dan penekanan refrigeran .................. 9
Gambar 2.5 Kompresor tipe swash palte .................................................. 9
Gambar 2.6 Kompresor tipe wobble plate ................................................ 10
Gambar 2.7 Kondensor ............................................................................. 11
Gambar 2.8 Katup ekspansi jenis pipa orifice .......................................... 11
Gambar 2.9 Evaoporator ........................................................................... 12
Gambar 2.10 Skematik receiver .................................................................. 13
Gambar 2.11 Kipas extra fan ...................................................................... 14
Gambar 2.12 Komponen kopling magnet ................................................... 15
Gambar 2.13 Kelistirkan AC mobil ............................................................ 17
Gambar 2.14 Skema aliran energi pada siklus kompresi uap mesin
AC mobil .............................................................................. 18
Gambar 2.15 Siklus kompresi uap pada diagram P-h ................................. 19
Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram T-s ................................. 19
Gambar 2.17 Diagram P-h untuk R-134a .................................................. 25
Gambar 3.1a Pandangan atas skematik AC mobil .................................... 29
Gambar 3.1b Pandangan samping skematik AC mobil dengan penggerak motor
bakar ....................................................................................... 30
Gambar 3.2 Kompresor ............................................................................. 31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 3.3 Kondesor ............................................................................... 31
Gambar 3.4 Evaporator ............................................................................. 32
Gambar 3.5 Katup ekspansi ...................................................................... 32
Gambar 3.6 Receiver dryer ....................................................................... 33
Gambar 3.7 Refigeran R-134a .................................................................. 33
Gambar 3.8 Motor bakar ........................................................................... 34
Gambar 3.9 Altenator .................................................................................. 34
Gambar 3.10 Mesin Las .............................................................................. 35
Gambar 3.11 Mesin gerinda tangan ............................................................ 35
Gambar 3.12 Bor listrik............................................................................... 36
Gambar 3.13 Meteran.................................................................................. 36
Gambar 3.14 Pengaris siku ......................................................................... 37
Gambar 3.15 Amplas .................................................................................. 37
Gambar 3.16 Styrofom ................................................................................ 37
Gambar 3.17 Baut dan Mur ......................................................................... 38
Gambar 3.18 Kabin ..................................................................................... 38
Gambar 3.19 Kipas Kondensor ................................................................... 39
Gambar 3.20 Diagram alur penelitian ......................................................... 40
Gambar 3.21 Posisi alat ukur. ..................................................................... 41
Gambar 3.22 Termo Kopel ......................................................................... 42
Gambar 3.23 Pengukuran Tekanan. ............................................................ 43
Gambar 3.24 Higrometer. ........................................................................... 43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 4.1 Siklus Kompresi Uap pada diagram P-h R134a, udara balik tidak
dicampur dengan udara segar luar, tanpa beban lampu........... 55
Gambar 4.2 Perbandingan nilai Win ...................................................... ..... 60
Gambar 4.3 Perbandingan nilai Qout. .................................................... ..... 61
Gambar 4.4 Perbandingan Qin. .............................................................. ..... 62
Gambar 4.5 Perbandingan nilai COPaktual. ............................................ ..... 62
Gambar 4.6 Perbandingan nilai COPideal. .............................................. ..... 63
Gambar 4.7 Perbandingan nilai Efisiensi (η). ...................................... ..... 64
Gambar 4.8 Perbandingan nilai Laju Aliran Massa (ṁ)............................... 64
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman moderen AC mobil saat ini sangatlah penting bagi manusia, alat
pengondisian udara ini atau Air Conditioner (AC) merupakan sesuatu hal yang tidak
asing untuk ditemukan. Fungsi dari AC yaitu alat pengondisian udara di dalam
ruang tertentu agar mencapai kondisi udara ruang seperti yang diinginkan. Kondisi
udara meliputi : suhu udara, kelembapan udara, kebersihan udara, distribusi udara
dan kecukupan udara segar. Aplikasi dari AC ini sangatlah beragam sekali, seperti
untuk kamar, ruang pertemuan, hingga untuk otomotif seperti pada mobil. Fitur
dalam AC sendiri sangatlah menjadi bagian penting dalam sebuah kendaraan. Di
daerah sub tropis pun perangkat ini sangatlah diperlukan. Pada daerah tropis yang
panas, perangkat AC lebih berfungsi sebagai penyejuk ruangan.
Dengan menggunakan alat pengondisian udara yang terdapat didalam mobil,
pengendara dapat mendinginkan suhu udara yang berada dalam kabin sesuang yang
diinginkan. Dikota besar, dengan kondisi jalanan yang macet dan suhu udara yang
panas, AC ini diperlukan untuk mendapat kenyamanan dalam berkendara. Hal ini
sangatlah penting, sebab kenyamanan berkendara akan mempengaruhi dalam
mengemudi. Selain memberi kenyamanan mengemudi, pada saat hujan AC mobil
juga membantu membuat kondisi kaca tidak berembun sehingga kaca mobil tetap
bening, karena pandangan mata tidak akan terganggu.
Pertama kali mobil dibuat, pengambilan oksigen dan sirkulasi uadara dalam
kabin mobil bukan hanya mengandalkan pada jendela mobil. Hal tersebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
menimbukan ketidakpraktisan, dan ketidaknyamanan penumpang. Jika jendela
mobil dibuka, maka udara beserta polusi akan masuk kedalam kabin. Hal tersebut
menyebakan kondisi udara di dalam kabin tidak sehat, udara di dalam kabin juga
akan panas dan menimbulkan masalah kesehatan bagi penumpangnya. Oleh
karenanya diterapkanlah sistem pengondisian udara (AC) untuk mobil. Aplikasi AC
pada mobil, perkembangannya sunggu sangat pesat.
Berdasarkan hal di atas, penulis tertarik dan terpacu untuk membuat dan
meneliti AC yang digunakan untuk mobil. Dengan penelitian ini, penulis menjadi
lebih mengetahui dan memahami sistem kerja AC untuk semua AC yang digunakan
diberbagai kendaraan. Selain juga memberikan kontribusi yang berarti bagi
perkembangan ilmu pengetahuan.
1.2 Rumusan Masalah
Pada kenyataannya mobil yang dipasarkan tidak terdapat informasi tentang
karakteristik dari mesin AC-nya seperti COP dan efisiensi AC mobil, padahal
informasi itu sangatlah penting bagi konsumen untuk dapat menentukan pilihan
mesin AC-nya. Rumusan masalah dinyatakan :
a. Bagaimanakah merancang dan merakit mesin AC mobil?
b. Bagaimanakah prestasi kerja mesin AC mobil yang telah dibuat?
c. Bagaimanakah kondisi suhu udara yang dihasilkan mesin AC mobil?
1.3 Tujuan Masalah
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
a. Merancang dan merakit sistem AC mobil.
b. Mengetahui prestasi kerja mesin AC mobil yang telah dibuat meliputi:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1. Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin).
2. Mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran
(Qout).
3. Menentukan energi yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor
persatuan massa refrigeran (Win).
4. Mengetahui nilai COPaktual dan COPideal, dari mesin siklus kompresi uap yang
dipergunakan mesin AC mobil.
5. Mengetahui nilai efisiensi mesin siklus kompresi uap yang dipergunakan
pada AC mobil.
6. Mengetahui laju aliran massa refrigeran yang mengalir di dalam mesin siklus
kompresi uap yang dipergunakan AC mobil.
c. Mengetahui kondisi suhu udara yang dihasilkan dari AC mobil.
1.4 Batasan – batasan
Batasan – batasan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah :
a. AC mobil umtuk bekerja menggunakan mesin dengan siklus kompresi uap.
b. Komponen dari AC mobil adalah motor bakar, kompresor, altenator, ACCU,
freon, blower, kondensor, evaporator, katup ekspansi.
c. Daya yang digunakan motor bakar 5,5 PK, agar motor bakar bisa menyesuaikan
dengan daya kompresornya.
d. Komponen – komponen yang digunakan pada AC mobil menggunakan
komponen standar yang ada di pasaran.
e. Beban pendingin berupa lampu untuk menggantikan beban manusia yang ada di
dalam kabin mobil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.5 Manfaat Penelitan
Manfaat dari penelitian ini adalah :
a. Memberikan wawasan bagi penulis dan memberikan pengalaman dalam
pembuatan mesin AC mobil dengan penggerak utama motor bakar.
b. Hasil dari penelitian dapat dijadikan referensi bagi peneliti lain yang
membutuhkannya.
c. Diperolehnya teknologi tepat berupa mesin AC mobil dengan penggerak utama
motor bakar yang lebih bermanfaat.
d. Menambah kasanah ilmu pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan
atau dipublikkasikan pada kalayak ramai.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
Mesin AC mobil ini berfungsi sebagai pengondisian udara di dalam ruang
ruang kabin seperti suhu udara dalam ruangan, kelembapan udara, kebersihan
udara, dan kebutuhan udara segar dalam ruang kabin. Tujuan pengondisian ini agar
orang yang berada di dalam mobil merasa nyaman. Kebersihan udara disebabkan
karena adanya filter yang ditempatkan sebelum masuk ke sistem AC mobil. AC
mobil bekerja dengan sistem kompresi uap dan menggunakan refrigerant sebagai
fluida kerjanya. Jenis refrigerant yang digunakan AC mobil ini pada umumnya
mempunyai sifat yang ramah lingkungan. Siklus kompreisi uap AC mobil ini terdiri
dari komponen – komponen yang memiliki fungsi sendiri. Komponen ini terdiri
dari kompresor, kondensor, filter dryer, katup ekspansi, evaporator, fan, dan
kopling mangnet.
Adanya AC mobil ini, menyebabkan pengendara yang mengendarai mobilnya
dapat lebih konsentrasi serta lebih nyaman. Pengendara menjadi tidak berkeringat,
tidak kepanasan, tidak mudah capek dalam berkendara. Bila terjadi hujan, tidak
repot untuk menghilangkan embun yang terjadi pada kaca. Penumpang juga dapat
merasakan perjalannanya dengan lebih nyaman. Udara yang masuk ke dalam mobil
juga relative bersih, terhindar dari bau udara luar dan gas buang mobil yang ada di
jalan raya karena pintu mobil yang selalu tertutup dan adamya filter saat udara
masuk mobil. Gambar 2.1 menyajikan sekematik rangkaian komponen utama dari
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
mesin AC mobil, sedangkan Gambar 2.2 menyajikan AC mobil yang sudah
terpasang di mobil.
Gambar 2.1 Skematik rangkaian komponen utama mesin AC mobil (Sumber: http://www.servisacmobil.com/2011/09/skema-dan-cara-kerja-ac-
mobil.html)
Gambar 2.2 Mesin AC yang terpasang pada mobil (Sumber: http://dunia-otomotif-mobil.blogspot.com/2013/04/sistem-ac- air-
conditioner-mobil.html)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
2.1.1 Komponen – Komponen AC mobil
a. Komponen Utama
Komponen utama AC mobil terdiri dari kompresor, kondensor, katup
ekspansi, dan evaporator. Gambar 2.1 menunjukkan bahwa rangkaian komponen
utama AC mobil yang terpasang pada mobil. Rangkaian ini dapat menghasilkan
proses – proses yang dinamakan dengan siklus kompresi uap.
1. Kompresor
Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk menaikan tekanan
refrigerant dalam sistem kompresi uap. Cara kerja kompresor yaitu menghisap
refrigerant dari evaporator kemudian menekan refrigerant menuju kondensor.
Fungsi dari kompresor ini dapat dianalogikan sebagai jantung manusia dan
refrigerant berfungsi sebagai darah. Kompresor ini memiliki dua saluran yaitu
hisap (suction) dan buang (discharge). Saluran hisap dihubungkan dengan
evaporator yang merupakan sisi tekanan rendah. Sedangkan saluran buang
dihubungkan dengan kondensor yang merupakan sisi tekanan tinggi. Tipe dari
kompresor ini ada tiga jenis yaitu tipe resipro (crankshaft), tipe (swash plaet), dan
tipe (wooble plaet).
a. Kompresor tipe resipro (Crank Shaft)
Kompresor tipe ini bekerja dengan memanfaatkan gerak putar dari mesin
yang diterima oleh crank shaft kompresor. Di dalam kompresor gerak putar dari
crank shaft diubah menjadi 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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
dari titik mati atas ke titik mati bawah, volume silinder mengembang sehingga
tekanan di dalam silinder turun atau terjadi kevakuman di dalam silinder. Akibatnya
katup hisap membuka dan refrigeran 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 membuka sehingga
refrigeran keluar dan mengalir ke kondensor. Gambar 2.3 memperlihatkan contoh
dari kompresor torak. Gambar 2.4 memperlihatkan langkah penghisapan dan
penekanan refrigeran.
Gambar 2.3 Kompresor tipe resipro (Crank Shaft) (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/kompresor-tipe-resipro-crank-shaft.php)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Gambar 2.4 Langkah penghisapan dan penekanan refrigeran (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/tag/kompresor-ac-sanden/page/2)
b. Kompresor tipe Swash Plate
Pada kompresor 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 hisap. Pada dasarnya,
proses kompresi pada tipe ini sama dengan proses kompresi pada kompresor tipe
crank shaft. Perbedaannya terletak pada adanya tekanan oleh katup hisap dan katup
tekan. Selain itu, perpindahan gaya pada tipe swash plate tidak melalui batang
penghubung (connecting rod), sehingga getarannya lebih kecil. Gambar dibawah ini
memperlihatkan bagian-bagian dari kompresor tipe swash plate.
Gambar 2.5 Kompresor tipe swash plate (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/tag/kompresor-ac-sanden/page/2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
c. Kompresor tipe Wobble Plate
Sistem kerja kompresor tipe ini sama dengan kompresor tipe swash plate.
Namun dibandingkan dengan kompresor tipe swash plate, penggunaan kompresor
tipe wobble plate lebih menguntungkan, diantaranya adalah kapasitas kompresor
dapat diatur secara otomatis sesuai dengan kebutuhan beban pendinginan. Selain
itu, pengaturan kapasitas yang bervariasi akan mengurangi kejutan yang disebabkan
oleh kopling magnetik (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 di atas mempunyai cara kerja dan
konstruksi yang berbeda, namun pada prinsipnya sama, yaitu menekan refrigerant
dan menghasilkan laju aliran massa refrigeran. Sebenarnya masih ada tipe
kompresor lainnya, yaitu kompresor tipe rotary vane dan tipe scroll, namun jarang
digunakan. Gambar 2.6 memperlihatkan kompresor tipe wobble plate.
Gambar 2.6 Kompresor tipe wobble plate (Sumber:
http://www.acherryautocool.com/index.php?tipe=berita&kodeberita=NW-05130006)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
2. Kondensor
Kondensor sebagai alat penukar kalor yang berfungsi memindahkan kalor
dari refrigeran ke udara lingkungan dengan bantuan ekstra fan. Kontruksi
kondensor sama dengan kontruksi radiator, terdiri dari susunan pipa persegi dan
sirip – sirip yang berfungsi untuk memperbesar laju perpindahan kalor. Kondensor
ditempatkan didepan radiator agar memperoleh aliran udara maksimal.
Gambar 2.7 Kondensor (Sumber : http://www.omegaacmobil.com/kondensor-ac-mobil.php)
3. Katup Ekspansi
Katup ekspansi berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur
refrigerant, sehingga timbul efek dingin pada evaporator. Ada 2 jenis katup
ekspansi yang biasa digunakan dalam sistem AC mobil, yaitu katup ekspansi jenis
termostatik dan katup ekspansi jenis pipa orifice.
Gambar 2.8. Katup ekspansi jenis pipa orifice (Sumber : https://acmobilbagussurabaya.files.wordpress.com/2017/01/expansion-
valve-ac-mobil-kapiler.jpg?w=640)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
4. Evaporator
Evaporator sebagai alat penukar kalor yang berfungsi untuk memindahkan
kalor dari udara yang dikondisikan ke refrigeran. Seperti kondensor, evaporator
tersusun dari pipa – pipa dan sirip – sirip dalam jumlah yang banyak. Refrigeran
masuk dalam evaporator berbentuk campuran gas dan cair pada tekanan dan
temperatur rendah. Udara kabin dihembuskan oleh blower melewati kisi – kisi
evaporator. Udara yang memiliki suhu yang lebih tinggi dari refrigeran yang
mengalir di dalam evaporator, akan melepas kalor dan diserap refrigeran.
Temperatur udara akan turun menjadi lebih dingin yang selanjutnya akan
mendinginkan udara dalam kabin. Refrigeran keluar dari evaporator dalam fase
uap.
Gambar 2.9 Evaporator
(Sumber : http://www.bisaotomotif.com/2015/10/fungsi-evaporator-pada-ac-mobil.html)
b. Komponen Pendukung
komponen pendukung dalam system AC mobil terdiri dari receiver (filter
dryer), accumulator, minyak pelumas (oli kompresor), shaft seal, pipa refrigeran,
idle up, pulley dan belt, ekstra fan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
1. Receiver (Filter Dryer)
Komponen ini biasanya sering digunakan dalam AC mobil yang
menggunakan katup ekspansi termostatik untuk menurunkan tekanan refrigeran.
Komponen ini terletak di bagian kondensor dan evaporator sebelum katup ekspansi.
Di dalam receiver terdapat saringan pengering yang fungsinya menyerap kotoran
dan air yang terbawa bersilkulasi dengan refrigeran. Filter tersebut terpasang di
bagian saluran keluar receiver bagian dalam. Filter ini terbuat dari kasa tembaga
dan berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak masuk ke katup ekspansi. Pada
bagian atas receiver terdapat sight glass untuk mengetahui kondisi refrigeran dalam
system AC. Di dalam dryer berisi desiccsnt (zat dapat menyerap uap air) yang
berupa silicagel untuk penggunaan R-12 dan zeloit untuk penggunaan R-134a.
Reciever merupakan tempat penyimpanan sementara refrigeran setelah dicairkan
oleh kondensor dan sebelum masuk katup ekspansi.
Gambar 2.10 Skematik Reciever
(Sumber : http://doktermobil.indoneka.com/fungsi-dryer-ac-mobil/)
2. Kipas (Extre Fan)
Ekstra fan ini berfungsi untuk mensirkulasikan udara di dalam dan di luar
kabin. Motor blower terdapat pada kabin, sedangkan fan (extra fan) terletak di luar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
kabin. Blower pada kabin ini terdiri atas motor penggerak, dan blower / sudu – sudu
yang digerakkan. Extra fan yang terdapat di luar kabin (pada kondensor) juga terdiri
dari motor penggerak fan yang digerakkan. Jenis fan yang umumnya sering
digunakan adalah jenis axial flow. Extra fan berfungsi untuk menyalurkan udara
yang dipergunakan untuk mendinginkan kondensor.
Gambar 2.11 Kipas extra fan
(Sumber : http://pamungkasaryasepa.blogspot.co.id/2011/05/koling-magnet-kondensor-dan-filter.html)
3. Kopling magnet (Magnetic Clutch)
Kopling mangnet ini berfungsi untuk memutus dan menghubungkan
kompresor dengan pully penggeraknya. Pada saat mesin AC mobil bekerja, pully
berputar karena terhubung oleh mesin denga belt yang terhubung. Pada saat ini
kompresor belum bekerja. Ketika AC dihidupkan, ACCU memberikan arus listrik
ke koil stator sehingga timbul medan electromagnet yang akan menarik pressure
plate dan menekan permukaan pully. Hal ini mengakibatkan pressure plate berputar
mengikuti putaran pully sehingga kompresor akan berputar. Kopling magnet
memiliki tiga bagian utama sebagai berikut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Gambar 2.12 Kopling magnet (magnetic clutch)
(Sumber : https://www.bisaotomotif.com/2015/10/cara-kerja-kopling-magnet-pada.html)
a. Stator
Stator merupakan gulungan magnet (magnet coil) yang terpasang pada rumah
kompresor.
b. Rotor
Rotor merupakan bagian yang berputar yang terhubung dengan poros mesin
melalui belt. Diantara permukaan bagian dalam dari rotor dan front housing dari
kompresor terpasang bantalan.
4. Sistem Kelistrikan Untuk AC Mobil
Pada sistem kelistrikan AC mobil berhubungan erat dengan sistem pemipaan,
di mana sistem kelistrikan sebagai kontrol dari sistem pemipaan. Selain itu, sistem
kelistrikan merupakan suatu komponen yang sangat penting, karena AC mobil
menyala atau mati tergantung pada kelistrikan. Ada beberapa komponen kelistrikan
yang sering ditemukan dalam instalasi AC mobil. Secara umum cara kerja sistem
kelistrikan AC mobil dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Pertama kali kunci kontak dinyalakan dan mobil telah hidup, relay pertama akan
menyala, yaitu menghubungkan terminal normaly open menjadi menutup.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
2. Pada waktu relay bekerja, arus listrik dari baterai atau accu mengalir melalui fuse
atau sekring pengaman. Arus listrik sudah stand by di ujung kabel saklar AC.
3. Ketika saklar AC dinyalakan pada posisi 1, maka komponen yang akan menyala
adalah thermostat, relay kedua, kipas kondenser, magnetic clutch (kopling
magnet) dan kipas evaporator.
4. Pada waktu saklar AC dinyalakan pada posisi 1, maka kipas evaporator akan
bekerja dengan putaran rendah, kerena arus listriknya melalui dua buah tahanan
(R1 dan R2), untuk mendapatkan putaran kipas yang lebih kencang saklar
diputar pada posisi 2 dan untuk putaran maksimum pada posisi 3. Fungsi fan
evaporator yaitu untuk mensirkulasikan udara dingin ke seluruh kabin mobil.
5. Pada waktu yang bersamaan, ketika saklar AC dinyalakan, thermostat akan
bekerja sesuai dengan seting yang telah ditetapkan. Thermostat dapat diseting
dengan memutar atau menggeser saklarnya yang ada di dashboard dekat dengan
saklar AC. Thermostat akan memutuskan arus listrik pada magnetic clutch,
ketika seting temperatur ruangan kabin telah tercapai. Dan akan menghubungkan
kembali jika temperatur ruangan kabin kembali naik. Setelah dari thermostat,
arus listrik akan mengalir pula pada relay kedua untuk menyalakan magnetic
clutch (kopling magnet) kompresor sehingga kompresor bekerja dan motor fan
kondenser bekerja pula. Fan kondenser berfungsi untuk mempercepat proses
kondensasi, yaitu mengubah wujud refrijeran dari uap menjadi cairan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Gambar 2.13 Kelistrikan AC mobil
Keterangan :
1. Batterai / ACCU 5. Resistor
2. Swith kontak 6. Rellay
3. Swith AC 7. Kompresor
4. Termostat 8. Motor Blower
2.1.2 Siklus Kompresi Uap
Dari sekian banyak mesin refrigeran sebagian besar menggunakan siklus
kompresi uap. AC mobil merupakan salah satu mesin refrigeran yang menggunakan
siklus kompresi uap. Sistem refrigeran mempunyai empat komponen utama yang
terdiri dari kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator, Gambar 2.12
menyajikan sekematik aliran energi pada siklus siklus kompresi uap pada mesin AC
mobil.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Gambar 2.14 Skema aliran energi pada siklus kompresi uap AC mobil.
Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap adalah refrigerant menyerap
kalor dari lingkungan karena suhu refrigerant lebih rendah dari udara lingkungan.
Kalor dipergunakan untuk menguapnya refrigerant sehingga refrigerant berubah
dari campuran gas dan cair menjadi gas seluruhnya. Refrigerant yang telah berubah
fase menjadi gas dikompresikan oleh kompresor menuju kondensor dengan kondisi
gas bertekanan dan bersuhu tinggi. Di dalam kondensor, refrigerant akan
mengalami proses kondensasi dan pendinginan lanjut. Refrigerant membuang
panas ke lingkungan sehingga refrigerant berubah fase dari gas panas lanjut
menjadi gas jenuh, dari gas jenuh ke cair jenuh dan cair jenuh ke cair lanjut. Dari
kondensor kemudian refrigerant menuju katup ekspansi. Sesuai dengan fungsinya,
katup ekspansi akan menurunkan tekanan refrigerant, katup ekspansi juga merubah
fase dari cair jenuh menjadi cmpuran cair gas, sehingga pada saat refrigerant masuk
ke dalam evaporator sudah dalam bentuk campuran cair dan gas. Di evaporator
sendiri terjadi perubahan fase dari campuran cair dan gas menjadi gas atau menjadi
panas lanjut yang di sertai dengan peningkatan suhu sebelum dihisap kembali oleh
kompresor. Proses ini akan berlangsung secara berulang – ulang.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Siklus kompresi uap pada diagram p-h disajikan pada Gambar 2.15
Gambar 2.15 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h dengan Pemanasan Lanjut dan Pendinginan Lanjut.
Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram T-s dengan Pemanasan Lanjut dan Pendinginan Lanjut
Proses dari kompresi uap tersusun ada beberapa proses. (a) proses kompresi
(b) proses desuperheating (c) proses kondensasi (d) proses pendinginan lanjut (sub
cooling) (e) proses ekspansi (f) proses penguapan (g) proses pemanasan lanjut
(super heating).
a. Proses (1-2) Proses Kompresi
Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik
adiabatik. Dalam proses ini diperlukan tenaga dari luar untuk menggerakkan
kompresor (Win). Kondisi awal refrigerant pada saat masuk ke dalam kompresor
adalah uap panas lanjut bertekanan rendah, setelah mengalami kompresi refrigerant
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
akan menjadi uap panas lanjut bertekanan dan bersuhu tinggi. Karena proses ini
berlangsung secara insentropic (iso entropi atau entropi tetap), maka temperatur ke
luar kompresor pun meningkat.
b. Proses (2-2a) Proses Penurunan Suhu Gas Panas Lanjut (desuperheating)
Proses desuperheating ini adalah proses penurunan suhu dari gas panas lanjut
ke gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap. Pada saat proses, kalor
dari refrigerant dibuang keluar sehingga suhu turun. Perpindahan kalor yang terjadi
karena suhu refrigerant lebih tinggi dibanding dengan suhu udara di sekitar
kondensor.
c. Proses (2a-3a) Proses Pengembunan (kondensasi)
Proses ini terjadi secar langsung pada kondensor. Refrigerant bertemperatur
tinggi masuk dalam kondensor utuk melepaskan kalor karena suhu refrigerant yang
lebih tinggi dari pada suhu lingkungan sekitar. Dalam proses ini terjadi perubahan
fase refrigerant yaitu dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Hal ini berarti bahwa di
dalam kondensor terjadi penukaran kalor terhadap refrigerant dengan
lingkungannya. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap.
d. Prose (3a-3) Proses Pendinginan Lanjut (sub cooling)
Pada proses pendinginan lanjut ini terjadi penurunan suhu. Proses
pendinginan lanjut membuat refrigeran yang keluar dari kondensor benar – benar
dalam keadaan cair. Hal ini memudahkan refrigerant masuk ke katup ekspansi
proses sub cooling juga mampu meningkatkan COP.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
e. Proses (3-4) Proses Penurunan Tekanan
Proses penurunan tekanan ini berlangsung di katup ekspansi. Pada proses ini
tidak terjadi perubahan entalpi tetap terjadi penurunan tekanan dan temperatur.
Katup ekspansi ini selain berfungsi sebagai pernurun tekanan dan suhu, berfungsi
untuk mengatur laju aliran refrigeran. Pada proses ini, refrigeran mengalami
perubahan fase dari fase cari menjadi campuran cair dan gas.
f. Proses (4-1a) Proses Pendidihan atau Penguapan (evaporative)
Proses pendidihan ini berlangsung secara isobar isotermal (tekanan konstan,
temperatur konstan) didalam evaporator. Kalor dari lingkungan akan diserap oleh
cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fase dari
campuran cair dan gas menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat
masuk evaporator dalam fase campuran cair dan gas. Proses pendidiha berlangsung
pada tekan konstan, dan suhu konstan.
g. Proses (1a-1) Proses Pemanasan Lanjut (superheating)
Pada proses pemanasan lanjut terjadi kenaikan suhu. Proses berlangung 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. Proses super heating juga mampu meningkatkan
nilai COP mesin.
2.1.3 Rumus – rumus Perhitungan Karakteristik
Untuk menentukan hasil unjuk kerja dari mesin pendingin diperlukan rumus
– rumus perhitungan seperti, kerja kompresor, kalor yang dilepas evaporator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
persatuan massa refrigeran, kalor yang diserap evaporator, persatuan massa
refrigeran, COPaktual, COPideal, efisiensi dan laju aliran massa.
a. Kerja Kompresor
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
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 : kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor, kJ/kg
o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg
o h3 : entalpi refrigeran saat masuk katup ekspansi, kJ/kg
c. Kalor yang diserap evaporator
Besar kalor per satuan massa refrigerator yang diserap evaporator dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3)
Qin = (h1 – h4)................................................................................................ (2.3)
Pada Persamaan (2.3) :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
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 performance (untuk kerja) dari siklus
refrijerasi. Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin pendingin maka
akan semakin baik mesin pendingin tersebut. COP tidak mempunyai satuan karena
merupakan perbandingan antara dampak refrigeran atau Qin (h1-h4) dengan kerja
kompresor (h2-h1) dinyatakan dalam Persamaan (2.4)
COPaktual = (h1 – h4) / (h2– h1)............................................................... (2.4)
Pada Persamaan (2.4) :
o COPaktual : unjuk kerja dari mesiin siklus kompresi uap AC mobil aktual.
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. COPideal (Cofficient Of Performance)
Besarrnya COP yang menyatakan kinerja ideal dari siklus kompresi uap dapat
dihitung dengan Persamaan (2.5)
COPideal = Te / (Tc – Te)............................................................................ (2.5)
Pada Persamaan (2.5) :
o COPideal : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.
o Te : suhu evaporator.
o Tc : suhu kondensor.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
f. Efisiensi mesin siklus kompresi uap AC mobil.
Besarnya efisiensi mesin siklus kompresi uap ac mobil dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan (2.6)
Efisiensi = (COPaktual × 100%) / COPideal................................................... (2.6)
Pada Persamaan (2.6) :
o COPideal : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.
o COPaktual : koefisien prestasi aktual mesin AC mobil.
g. Laju aliran massa refrigeran
Besarnya laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan mempergunakan
Persamaan (2.7)
ṁ= [(V.I)/(Win x 1000)]
Catatan :
1 watt = 1 J/s
Pada Persamaan (2.7) :
o ṁ : laju aliran massa refrigeran, kg/detik
o V : Voltase kompresor, volt
o I : Arus kompresor, ampere
o P : Daya kompresor, watt
o Win : Kerja kompresor, kJ/kg
Untuk mengetahui nilai entalpi dari setiap proses yang bekerja dalam siklus
kompresi uap, dapat menggunakan p-h diagram. Dengan bantuan diagram tekanan
entalpi, besaran yang penting seperti kerja kompresor, kerja kondensor, kerja
evaporator, diagram P-h dan COP dalam siklus kompresi uap dengan pemanasan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
lanjut dan pendinginan lanjut dapat diketahui. Dalam diagram entalpi tekanan
tergantung jenis bahan pendingin (refrigeran) yang dipakai untuk. Untuk diagram
tekanan entalpi pada jenis refrigeran 134a disajikan pada Gambar 2.13.
Gambar 2.17 Siklus kompresi uap diagram p-h untuk R134a
2.2 TINJAUAN PUSTAKA
Kanif Setiyawan, Bambang Sugiantoro, (2016), meneliti pengaruh variasi
beban waktu pendinginan dan temperatur ruang terhadap performasi mesin
pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh terhadap waktu
pendinginan dan temperatur di dalam ruang instalasi uji dengan menggunakan AC
split kapasitas ½ PK, untuk mengetahui beban manakah yang
menghasilkan laju aliran massa refrigeran, efek refrigerasi, daya kompressor, dan
Coefficient of performance yang paling tinggi dari variasi beban lampu. Variabel
dalam penelitian ini adalah lampu 100 watt, 200 watt, 300 watt, 400 watt,
500 watt. Sedangkan variabel terkaitnya adalah putaran tetap pada kompressor,
jenis refrigerant 22, dinding ruang instalasi uji terbuat dari triplek. Data hasil grafik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Penurunan temperatur didalam ruang instalasi uji menjadi lebih
lambat, karena bertambahnya beban pendingin, disebabkan karena beban lampu
yang lebih besar akan melepaskan panas yang lebih besar ke udara. Laju aliran
massa refrigerant tertinggi pada beban lampu 500 watt yaitu 0,060556 kg/s, dalam
waktu 8 menit. Refrigerasi tertinggi pada beban lampu 100 watt yaitu 202,702
kJ/kg, dalam waktu 20 menit. Daya yang dihasilkan kompressor tertinggi pada
beban lampu 500 watt yaitu 0,701 kW dalam waktu 8 menit. Coefficient of
performance tertinggi pada beban lampu 300 watt yaitu 18,279 kW dalam waktu 4
menit.
Khairil Anwar, (2010), Meneliti tentang efek beban pendingin terhadap
performa sistem mesin pendingin. Efek beban pendingin terhadap kinerja sistem
mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu
pendinginan. Metode yang digunakan adalah metode eksperimentasi dengan variasi
beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200,
300, dan 400 watt didalam ruang pendingin. Data langsung dilakukan pada unit
pengujian mesin pendingin hrp fokus model 802. Secara teoritis berdasarkan data
diatas eksperimen dengan menentukan kondisi refigerant pada setiap titik siklus.
Kapasitas refrigerant dan COP sistem. Performa optimum pada pengujian selama
30 menit pada bola lampu 200 watt COP sebesar 2,64, sedangkan waktu
pendinginan diperoleh paling lama pada beban pendingin yang tinggi (bola lampu
400 watt).
Marwan Effendy, (2005), Meneliti pengaruh kecepatan putaran poros
terhadap prestasi kerja mesin pendingin, penelitian ini untuk mengetahui pengaruh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
variasi putaran poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin pendingin. Intinya
apakah bertambahnya kecepatan putar poros akan meningkatkan koefisien prestasi
atau sebaliknya. Dalam penelitian ini alat uji mesin AC sederhana yang terdiri
komoresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator dengan menggunakan
refrigeran R-134a. Membuat variasi putaran poros dilakukan dengan perubahan
ukuran diameter puli motor listrik yang menggerakan kompresor. Dengan variasi
diameter puli yang digunakan adalah d = 62 mm, d = 77 mm, d = 91 mm, dan d =
103 mm. Sistem tersebut diujikan di ruangan yang memiliki beban lampu 200 watt
dengan beban panas Q = 680 Btu/hr beban ruangan secara keseluruhan sebesar
1249,55 Btu/hr. Dengan kecilnya kerja dilakukan kompresor, 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.
Namun waktu yang dibtuhkan proses pendinginan ruang sampai temperatur tertentu
semakin bertambah.
Rifqi (2015) telah melakukan penelitian dengan metode eksperimental
tentang rekayasa trainer system AC mobil untuk memvariasikan kapasitas
pendinginan (COP). Coefficient Of Performance (COP) merupakan salah satu
indikator pada suatu sistem refrigerasi yang sangat menentukan kerja dari sistem
itu sendiri. Dengan melihat nilai dari COP pada sistem refrigerasi dapat diketahui
kerja dari sistem tersebut apakah sistem bekerja sebagai mana mestinya atau tidak.
Karena kerja kompresor pada sistem refrigerasi sangat tergantung dari nilai COP
tersebut, sedang kompresor dalam sistem refrigerasi merupakan jantung dari sistem
tersebut, jika nilai COP dari suatu sistem refrigerasi sangat tinggi maka sistem
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
tersebut bekerja sebagaimana mestinya sesuai dengan kerja ideal, namun apabila
nilai COP kecil berarti kompresor bekerja pada kondisi yang tidak ideal.
Memvariasikan kapasitas pendinginan (COP) dengan cara mengatur jarak fan
terhadap kondensor, penelitian ini diharapkan mendapatkan pendinginan yang
optimal, yaitu dengan cara menambah sensor temperatur pada trainer untuk
mengetahui temperatur pada input kondensor, output kondensor, input evaporator
dan output evaporator supaya mempermudah pembacaan pada waktu pengambilan
data, setelah temperatur diketahui selanjutnya mengetahui entalpi untuk
mengetahui COP pada sistem AC mobil. Hasil akhir dari pengujian yang
didapatkan dengan parameter speed blower 1, 2 dan 3 pada speed blower 1 jarak
yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 3,884, pada speed blower 2
jarak yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 3,703 dan pada speed
blower 3 jarak yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 4,320.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
BAB III
PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Objek Penelitian
Pada penelitian ini, objek yang telah diteliti adalah mesin AC mobil yang
bekerja dengan siklus kompresi uap dengan sistem udara tertutup. Alat yang
digunakan ini memiliki ukuran panjang 150 cm, lebar 100 cm, dan tinggi 100 cm,
dengan putaran kompresor 1800 rpm. Sebagai pengganti motor bakar mobil,
penggerak kompresor diganti dengan motor bakar yang dijual dipasaran yang tidak
dipergunakan pada mobil. 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 3.1a, dan
Gambar 3.1b. menyajikan skematik mesin yang diteliti. Dari ruang kabin mobil
udara kemudian dikembalikan ke evaporator kemudian kembali lagi ke kabin. Pada
proses ini tidak ada udara luar yang dicampur dengan udara balik.
Gambar 3.1a Pandangan atas skematik AC mobil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 3.1b. Pandangan samping skematik AC mobil dengan penggerak motor bakar.
Keterangan pada Gambar 3.1 :
a. Kompresor f. Motor bakar
b. Kondensor g. Kopling magnet
c. Filter receiver dryer h. Puli dan belt
d. Katup Ekspansi i. Aki
e. Evaporator
3.2 Pembuatan Alat dan Alat bantu penelitian
3.2.1 Komponen – komponen Mesin AC Mobil
Komponen utama dalam AC mobil yang digunakan dalam penelitian meliputi
kompresor, kondensor, evaporator, katup ekspansi, filter receiver dryer dan
refrigeran R-134a.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
a. Kompresor
Kompresor yang digunakan untuk penelitian ini menggunakan kompresor
swash plate seperti pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Kompresor swash plate
Jenis kompresor : swash plate (standart yang ada di pasaran)
Voltase : 220 V
b. Kondensor pipa bersirip
Kondensor pipa bersirip yang digunakan untuk penelitian ini disajikan seperti
pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Kondensor pipa bersirip
Jenis kondensor : Kondensor Pipa Bersirip
Ukuran : p x l x t = 45 cm x 2,7 cm x 31 cm
Bahan Pipa : Besi diameter pipa : 0,4 mm
Bahan Sirip : Alumunium, jarak antar sirip : 2 mm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
c. Evaporator pipa tembaga
Evaporator pipa tembaga yang digunakan dalam penelitian ini disajikan
seperti pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Evaporator pipa tembaga
Bahan Pipa Evaporator : Tembaga, diameter pipa : 8,2 mm
Bahan Sirip : Alumunium
Ukuran Evaporator : p x l x t = 30 cm x 10 cm x 5 cm
d. Katup Ekspansi
Gambar 3.5. menyajikan gambar katup ekspansi yang dipakai pada penelitian
ini.
Gambar 3.5. Katup ekspansi
Jenis Katup Ekspansi : Termostatik, standar yang ada di pasaran
Bahan : Tembaga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
e. Receiver dryer
Receiver dryer yang digunakan dalam penelitian ini disajikan seperti pada
Gambar 3.6. Receiver dryer memiliki diameter : 6 cm, dan tinggi 19,5 cm.
Gambar 3.6. Receiver dryer
f. Refrigeran R-134a
Dalam penelitian menggunakan fluida kerja yang dimasukan dengan
refrigeran R-134a karena lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan jenis
refrigeran lain yang beredar di pasaran. Tabung refrigeran R-134a disajikan pada
Gambar 3.7.
Gambar 3.7. Tabung refrigeran R-134a
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
g. Motor bakar
Motor bakar ini berfungsi sebagai penggerak mula yang memutar kompresor
dan altenator agar sistem AC dapat berjalan. Spesifikasi dari motor bakar ini
memiliki daya mesin 5,5 HP, langkah kerja 232 (8,2) l/menit, RPM 2000. Gambar
3.8. adalah gambar motor bakar.
Gambar 3.8. Motor Bakar
h. Alternator
Alternator berfungsi untuk mengisi listrik aki dan mensuplai kebutuhan
tenaga listrik yang cara kerjanya mengubah energi mekanik atau gerak menjadi
energi listrik. (Gambar 3.9.)
Gambar 3.9. Alternator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
3.2.2. Peralatan pendukung
a. Mesin las
Mesin las yang digunakan adalah mesin las listrik yang digunakan untuk
menyambung / menyatukan / merangkai alat. Disajikan pada Gambar 3.10
Gambar 3.10. Mesin Las
b. Mesin gerinda tangan
Mesin gerinda tangan digunakan untuk memotong besi siku L, untuk
pembuatan rangka alat dan meratakan sebagian yang terkena las agar aman dan
menjadi rata. Gambar 3.11.
Gambar 3.11. Mesin gerinda tangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
c. Bor listrik
Bor listrik digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang pada rangka
yang telah dibuat Bor listrik yang digunakan seperti tersaji pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12. Bor listrik
d. Meteran
Meteran yang digunakan memiliki panjang 10 meter, dan digunakan sebagai
alat bantu untuk mengukur panjang yang diinginkan, mengukur panjang besi pada
pembuatan rangka alat. Gambar 3.13 menyajikan contoh gambar meteran.
Gambar 3.13. Meteran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
e. Penggaris siku
Penggaris siku digunakan untuk membuat alat, agar sudut garis diperoleh
hasil yang siku. Gambar 3.14 menyajikan suatu gambar penggaris siku.
Gambar 3.14. Pengaris siku
f. Amplas
Amplas digunakan untuk memperhalus permukaan rangka alat sebelum di
cat. Gambar 3.15 menyajikan suatu gambar amplas.
Gambar 3.15. Amplas
g. Styrofoam
Berfungsi sebagai isolator agar tidak terjadi kebocoran kalor di dalam sistem
AC mobil. (Gambar 3.16)
Gambar 3.16. Styrofoam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
h. Baut dan mur
Fungsinya untuk menyatukan benda yang satu dengan benda yang lain agar
benda satu dengan benda yang lain bisa menyatu, dan sesuai yang diinginkan.
(Gambar 3.17)
Gambar 3.17. Baut dan Mur
i. Kabin
Kabin berfungsi sebagai ruang yang dikondisikan dari AC mobil, yang
terbuat dari triplek, kayu yang dicat di dalamnya, dan dilapisi styrofoam. Kabin ini
memiliki ukuran panjang 150 cm, lebar 100 cm, tinggi 100 cm.
Gambar 3.18. Kabin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
j. Kipas kondensor
Kipas kondensor berfungsi untuk mengalirkan udara melewati kondensor
agar pelepasan kalor pada kondensor menjadi lebih cepat. Gambar 3.19.
menyajikan kipas kondensor yang dipakai.
Gambar 3.19. Kipas kondensor
Diameter kipas : 25 cm
Voltase kipas : 12 V
Arus kipas : DC
Daya kipas : 80 W
3.3 Metode Penelitian dan Variasi Penelitian
Metode penelitian ini dilakukan secara eksperimen di laboratorium
Perpindahan Kalor, Teknik Mesin, FST, USD. Pada penelitian ini variasi penelitian
dilakukan terhadap beban pendinginan dengan mempergunakan lampu. Dipilih 4
variasi pembebanan lampu dalam kabin yaitu :
a. Tanpa beban.
b. Dengan beban lampu 100 watt.
c. Dengan beban lampu 200 watt.
d. Dengan beban lampu 300 watt.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
3.4 Alur Penelitian
Penelitian mesin AC mobil dengan penggerak mula motor bakar ini mengikuti
alur penelitian seperti pada Gambar 3.20.
Tidak baik
baik
belum
ya
Gambar 3.20. Diagram alur penelitian
Mulai
Persiapan komponen dan alat ukur : Motor bakar, kompresor, kondensor, evaporator, katup ekspansi, adaptor, kipas kondensor, blower, alat ukur,
evaporator, dan ruang kabin
Perakitan terhadap komponen – komponen AC mobil
Pengambilan variasi penelitian (a) Tanpa beban (b) Beban lampu 100 watt (c) Beban
lampu 200 watt (d) Beban lampu 300 watt
Penggambaran siklus kompresi uap pada P-h diagram untuk memperoleh h1, h2, h3, h4, Te, dan Tc
Pengolahan data Qin, Qout, Win, COPaktual, COPideal, efisiensi, dan laju aliran massa
Pembahasan, kesimpulan, dan saran
Selesai
Pengambilan data P1, P2, T1, T3, Tkabin, I, dan V
Selesai variasi?
Uji coba, baik?
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
3.5 Pengambilan data penelitian
Data – data penelitian diperoleh dengan 2 cara : dengan mempergunakan alat
ukur, dengan mempergunakan p-h diagram. Posisi alat ukur diletakan sesuai dengan
yang tersaji pada Gambar 3.21.
Gambar 3.21. Posisi alat ukur
Keterangan Gambar 3.21. :
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).
d. Titik 4 : tempat pemasangan alat ukur arus yang dikeluarkan oleh aki (I).
e. Titik 5 : tempat alat ukur voltage pada aki (V).
Langkah – langkah yang harus dilakukan untuk mendapatkan data sebagai berikut:
a. Penelitian ini diambil pada tempat terbuka. Perubahan suhu sekitar dan
kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar kelembabannya
selalu berubah – ubah sesuai dengan cuaca yang terjadi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
b. Menyiapkan alat termo kopel yang sudah dikalibrasi pada tempat yang telah
ditentukan.
c. Menyalakan mesin yang sudah dipersiapkan dengan siklus kompresi uap.
d. Memeriksa mesin motor bakar dan lampu infrared dengan baik serta kabel –
kabel yang dapat mengakibatkan aliran listrik tidak masuk.
e. Menghidupkan mesin AC motor bakar, dan menyalakan saklar agar AC mobil
menyala.
3.5.1 Alat Bantu Penelitian
Proses penelitian AC mobil membutuhkan alat-alat yang digunakan untuk
membantu dalam pengujian AC mobil tersebut. Alat-alat tersebut seperti
termokopel dan alat menampilnya, pengukur tekanan, pengukur arus, pengukur
tegangan, dan P-H diagram.
1. Termokopel dan alat penampil suhu digital
Termokopel dan alat penampil suhu digital memiliki fungsi untuk mengetahui
suhu dari udara yang diukurnya. Gambar 3.22 alat penampil suhu digital
mempunyai fungsi sebagai alat menampilkan nilai suhu yang diukur.
Gambar 3.22 Termo kopel dan alat penampil suhu digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
2. Pengukur tekanan
Pengukur tekanan mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan
refrigerant (Gambar 3.23). Pengukur tekanan berwarna merah untuk mengukur
tekanan tinggi, (tekanan keluar kompresor) sedangkan yang berwarna biru untuk
mengukur tekanan rendah.
Gambar 3.23. Pengukur tekanan
3. Higrometer
Higrometer mempunnyai fungsi untuk mengetahui suhu udara bola kering
dan suhu udara bola basah dalam kabin. Dari suhu udara basah dan suhu udara
kering maka, dapat diketahui kelembaban udara saat itu.
Gambar 3.24. Higrometer
Satuan Kisaran
psi 0 s/d 500
MPa 0 s/d 3400
kg / cm2 0 s/d 35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
4. Diagram p-h
Diagram p-h mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap
mesin pendingin. Dari penggambaran siklus kompresi uap tersebut dapat diketahui
nilai entalpi di setiap titik yang diteliti, suhu kerja kondensor (Tc), suhu kerja
evaporator (Te), suhu masuk dan suhu keluar kondensor, dari kompresor.
5. Stopwatch
Stopwatch berfungsi untuk mengukur waktu yang diperlukan dalam
pengambilan data agar tepat pada waktu yang ditentukan.
3.6 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan pada Setiap Titik yang Sudah
Ditentukan
Untuk mendapatkan data-data hasil penelitian digunakan alat ukur
termokopel dan alat ukur tekanan. Pengukuran suhu dan tekanan dilakukan pada
saat mesin bekerja.
Tabel 3.1 Tabel untuk hasil pengukuran P1, P2, TKabin, I, dan V.
3.7 Cara Membuat Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan merupakan inti dari pembahasan dari hasil analisi penelitian dan
kesimpulan harus mejawab tujuan dari penelitian, saran agar penelitian dilakukan
kembali, agar dapat diperoleh hasil yang lebih baik.
Nyala Mati Nyala123
P2
(psig)Tkabin
(°C)I
(A)Volt (V)
NoWaktu Δt1 Δt2
P1
(psig)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data hasil penelitian
Data hasil penelitian adalah tekanan refrigerant saat masuk kompresor dan
tekanan refrigerant saat keluar kompresor (P1 dan P2), besarnya arus yang masuk
ke kompresor (I) besarnya tegangan listrik yang diperlukan kompresor (V), suhu
udara ruang kabin, lamanya kompresor mati, dan lamanya kompresor hidup. Hasil
penelitian disajikan pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.4 berikut untuk setiap
variasi. Kompresor menyala ditentukan pada saat suhu udara dalam ruang kabin
tercapai pada suhu 20oC, dan kompresor mati ditentukan pada saat suhu udara
dalam ruang kabin mencapai 15oC.
Untuk perhitungan, diasumsikan pada siklus kompresi uap tidak terjadi
proses subcooling dan superheating. Dengan menggunakan tekanan refrigerant (P1
dan P2) maka proses – proses pada siklus kompresi uap dapat digambarkan pada
diagram p-h R134a. Dengan bantuan Tabel sifat – sifat refrigeran R134a, nilai –
nilai entalpi, suhu kerja evaporator, dapat diketahui.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabe
l 4.1
Has
il pe
nelit
ian
untu
k ko
ndis
i tan
pa b
eban
No
Wak
tu
Δt1
Δ
t2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A)
Vol
t
(V)
Nya
la
Mat
i N
yala
1
00:0
0 00
:00
00:0
0 00
00
81
85
28
.5
00
00
2 00
:00
05:1
9 05
:33
00
19
14
170
16,9
10
,4
12
3 05
:33
05:5
1 06
:00
33
51
14
170
16,8
10
,2
12
4 06
:00
06:2
8 06
:43
00
28
14
170
16,5
10
,1
12
5 06
:43
07:0
3 07
:19
43
03
14
170
16,7
10
,2
12
6 07
:19
07:3
8 07
:56
19
38
14
170
16,4
10
,0
12
7 07
:56
08:1
5 08
:37
56
15
14
170
16,5
10
,2
12
8 08
:37
08:5
1 09
:11
37
51
14
170
16,4
10
,1
12
9 09
:11
09:2
9 09
:47
11
29
14
170
16,2
10
,2
12
10
09:4
7 10
:06
10:2
5 47
06
14
17
0 16
,2
10,1
12
11
10
:25
10:4
4 11
:03
25
44
14
170
16,2
10
,2
12
12
11:0
3 11
:21
11:4
0 03
21
14
17
0 16
,2
10,2
12
13
11
:40
11:5
8 12
:18
40
58
14
170
16,5
10
,1
12
14
12:1
8 12
:36
12:5
7 18
36
14
17
0 16
,3
10,2
12
15
12
:57
13:1
5 13
:36
57
15
14
170
16,3
10
,1
12
16
13:3
6 13
:55
14:1
5 36
55
14
17
0 16
,4
10,1
12
17
14
:15
14:3
4 14
:55
15
34
14
170
16,3
10
,2
12
18
14:5
5 15
:13
15:3
4 55
13
14
17
0 16
,0
10,1
12
19
15
:34
15:5
2 16
:14
34
52
14
170
16,0
10
,2
12
46
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
No
Wak
tu
Δt1
Δ
t2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
20
16:1
4 16
:32
16:5
3 14
32
14
17
0 16
,1
10,2
12
21
16
:53
17:1
1 17
:35
53
11
14
170
16,1
10
,2
12
22
17:3
5 17
:51
18:1
4 35
51
14
17
0 15
,9
10,2
12
23
18
:14
18:3
1 18
:54
14
31
14
170
15,9
10
,2
12
24
18:5
4 19
:12
19:3
5 54
12
14
17
0 16
,2
10,1
12
25
19
:35
19:5
2 20
:16
35
52
14
170
16,2
10
,1
12
26
20:1
6 20
:34
20:5
7 16
34
14
17
0 16
,2
10,2
12
27
20
:57
21:0
7 21
:37
57
07
14
170
16,1
10
,2
12
28
21:3
7 21
:54
22:1
8 37
54
14
17
0 16
,2
10,1
12
29
22
:18
22:3
6 23
:01
18
36
14
170
15,9
10
,1
12
30
23:0
1 23
:17
23:4
2 01
17
14
17
0 16
,0
10,1
12
31
23
:42
23:5
9 24
:22
42
59
14
170
16,2
10
,2
12
32
24:2
2 24
:40
25:0
4 22
40
14
17
0 15
,9
10,1
12
33
25
:04
25:2
2 25
:46
04
22
14
170
15,6
10
,2
12
34
25:4
6 26
:04
26:2
8 46
04
14
17
0 15
,7
10,2
12
35
26
:28
26:4
5 27
:09
28
45
14
170
16,0
10
,1
12
36
27:0
9 27
:27
27:5
3 09
27
14
17
0 15
,8
10,2
12
37
27
:53
28:0
9 28
:34
53
28
14
170
16,0
10
,1
12
38
28:3
4 28
:52
29:1
6 34
52
14
17
0 16
,0
10,1
12
39
29
:16
29:3
4 29
:58
16
34
14
170
16,0
10
,1
12
40
29:5
8 30
:16
34:0
0 58
16
14
17
0 15
,8
10,1
12
R
ata
- rat
a 35
,11
34,3
7 14
17
0 15
,99
10,1
5 12
47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabe
l 4.2
Has
il pe
nelit
ian
deng
an b
eban
lam
pu 1
00 w
att
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
1 00
:00
00:0
0 00
:00
00
00
85
85
29,9
00
00
2
00:0
0 04
:48
04:5
9 00
48
14
17
5 18
,6
10,2
9 12
3
04:5
9 05
:23
05:3
7 59
23
14
17
5 18
,7
10,2
1 12
4
05:3
7 06
:00
06:1
5 37
00
14
17
5 18
,6
10,1
6 12
5
06:1
5 06
:38
06:5
5 15
38
14
17
5 18
,5
10,1
9 12
6
06:5
5 07
:16
07:3
1 55
16
14
17
5 18
,0
10,1
5 12
7
07:3
1 07
:52
08:1
0 31
52
14
17
5 18
,0
10,1
3 12
8
08:1
0 08
:30
08:4
7 10
30
14
17
5 18
,0
10,1
8 12
9
08:4
7 09
:07
09:2
4 47
07
14
17
5 18
,1
10,1
7 12
10
09
:24
09:4
6 10
:04
24
46
14
175
17,8
10
,13
12
11
10:0
4 10
:25
10:4
2 04
25
14
17
5 17
,8
10,2
1 12
12
10
:42
11:0
3 11
:21
42
30
14
175
17,7
10
,11
12
13
11:2
1 11
:42
11:5
9 21
42
14
17
5 18
,1
10,2
3 12
14
11
:59
12:2
0 12
:37
59
20
14
175
17,9
10
,11
12
15
12:3
7 12
:58
13:1
6 37
58
14
17
5 17
,8
10,1
1 12
16
13
:16
13:3
7 13
:55
16
37
14
175
17,8
10
,08
12
17
13:5
5 14
:16
14:3
4 55
16
14
17
5 17
,6
10,0
3 12
18
14
:34
14:5
4 15
:12
34
54
14
175
17,4
10
,08
12
19
15:1
2 15
:33
15:5
2 12
33
14
17
5 17
,5
10,1
8 12
48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A)
Vol
t
(V)
Nya
la
Mat
i N
yala
20
15
:52
16:1
3 16
:31
52
13
14
175
17,5
10
,16
12
21
16:3
1 15
:51
17:0
9 31
51
14
17
5 17
,8
10,1
2 12
22
17
:09
17:3
1 17
:49
09
31
14
175
17,7
10
,12
12
23
17:4
9 18
:11
18:2
8 49
11
14
17
5 17
,7
10,0
4 12
24
18
:28
18:5
0 19
:08
28
50
14
175
17,5
10
,04
12
25
19:0
8 19
:29
19:4
8 08
29
14
17
5 17
,7
10,0
7 12
26
19
:48
20:0
7 20
:26
48
07
14
175
17,5
10
,12
12
27
20:2
6 20
:46
21:0
6 26
46
14
17
5 17
,5
10,1
3 12
28
21
:06
21:2
5 21
:45
06
25
14
175
17,7
10
,04
12
29
21:4
5 22
:04
22:2
4 45
04
14
17
5 17
,6
10,0
9 12
30
22
:24
22:4
4 23
:03
24
44
14
175
17,5
10
,16
12
31
23:0
3 23
:23
23:4
2 03
23
14
17
5 17
,4
10,1
0 12
32
23
:42
24:0
3 24
:22
42
30
14
175
17,4
10
,11
12
33
24:2
2 24
:43
25:0
2 22
43
14
17
5 17
,3
10,0
3 12
34
25
:02
25:2
2 25
:41
02
22
14
175
17,2
10
,02
12
35
25:4
1 26
:01
26:2
2 41
01
14
17
5 17
,5
10,1
0 12
36
26
:22
26:4
1 27
:00
22
41
14
175
17,1
10
,11
12
37
27:0
0 27
:20
27:3
9 00
20
14
17
5 17
,2
10,1
1 12
38
27
:39
28:0
1 28
:21
39
01
14
175
17,1
10
,08
12
39
28:2
1 28
:41
29:0
0 21
41
14
17
5 17
,2
10,1
0 12
40
29
:00
29:2
0 29
:40
00
20
14
175
17,1
10
,13
12
41
29:4
0 29
:59
30:1
9 40
59
14
17
5 17
,2
9,99
12
R
ata
- rat
a 32
,746
33
,332
4 14
17
5 17
,68
10,1
12
49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabe
l 4.3
Has
il pe
nelit
ian
deng
an b
eban
lam
pu 2
00 w
att
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
1 00
:00
00:0
0 00
:00
00
00
85
85
29,8
00
00
2
00:0
0 05
:37
05:4
7 00
37
15
17
5 18
,8
10,1
5 12
3
05:4
7 06
:24
06:3
7 47
24
15
17
5 18
,8
10,0
7 12
4
06:3
7 07
:12
07:2
5 37
12
15
17
5 18
,4
10,0
5 12
5
07:2
5 07
:56
08:0
9 25
56
15
17
5 18
,6
10,1
4 12
6
08:0
9 08
:36
08:5
1 09
36
15
17
5 18
,6
10,1
2 12
7
08:5
1 09
:18
09:3
2 51
18
15
17
5 18
,9
10,1
3 12
8
09:3
2 09
:57
10:1
2 32
57
15
17
5 18
,7
10,1
1 12
9
10:1
2 10
:37
10:5
3 12
37
15
17
5 18
,1
10,1
3 12
10
10
:53
11:1
8 11
:33
53
18
15
175
18,5
10
,12
12
11
11:3
3 11
:58
12:1
4 33
58
15
17
5 18
,2
10,1
7 12
12
12
:14
12:3
8 12
:53
14
38
15
175
18,6
10
,12
12
13
12:5
3 13
:18
13:3
2 53
18
15
17
5 18
,7
10,1
7 12
14
13
:32
13:5
6 14
:12
32
56
15
175
18,1
10
,14
12
15
14:1
2 14
:38
14:5
3 12
38
15
17
5 18
,6
10,0
1 12
16
14
:53
15:1
6 15
:32
53
16
15
175
18,1
10
,13
12
17
15:3
2 15
:54
16:1
0 32
54
15
17
5 18
,4
10,0
5 12
18
16
:10
16:3
4 16
:50
10
34
15
175
18,2
10
,10
12
19
16:5
0 17
:13
17:2
9 50
13
15
17
5 18
,6
10,0
6 12
50
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
20
17:2
9 17
:52
18:0
8 29
52
15
17
5 18
,3
10,0
3 12
21
18
:08
18:3
3 18
:49
08
33
15
175
18,2
10
,08
12
22
18:4
9 19
:11
19:2
7 49
11
15
17
5 18
,5
10,0
9 12
23
19
:27
19:5
1 20
:05
27
51
15
175
18,0
10
,05
12
24
20:0
5 20
:27
20:4
5 05
27
15
17
5 18
,3
10,0
6 12
25
20
:45
21:0
8 21
:25
45
08
15
175
18,5
10
,03
12
26
21:2
5 21
:48
22:0
5 25
48
15
17
5 18
,3
10,0
9 12
27
22
:05
22:2
8 22
:44
05
28
15
175
18,4
10
,04
12
28
22:4
4 23
:05
23:2
3 44
05
15
17
5 18
,0
10,0
4 12
29
23
:23
23:4
4 24
:02
23
44
15
175
18,0
10
,06
12
30
24:0
2 24
:23
24:4
2 02
23
15
17
5 17
,8
10,0
8 12
31
24
:42
25:0
1 25
:19
42
01
15
175
17,8
10
,00
12
32
25:1
9 25
:40
28:5
8 19
40
15
17
5 18
,1
10,0
4 12
33
28
:58
26:1
9 26
:36
58
19
15
175
18,1
10
,11
12
34
26:3
6 26
:59
27:1
6 36
59
15
17
5 18
,0
9,98
12
35
27
:16
27:3
8 27
:56
16
38
15
175
18,2
9,
85
12
36
27:5
6 28
:17
28:3
5 56
17
15
17
5 18
,0
10,0
3 12
37
28
:35
28:5
8 29
:15
35
58
15
175
18,2
10
,02
12
38
29:1
5 29
:37
29:5
4 15
37
15
17
5 18
,0
10,0
1 12
39
29
:54
30:1
6 30
:33
54
16
15
175
18,0
10
,03
12
Rat
a - r
ata
35,6
3 35
,2
15
175
18,3
1 10
,07
12
51
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabe
l 4.4
Has
il pe
nelit
ian
deng
an b
eban
lam
pu 3
00 w
att
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
1 00
:00
00:0
0 00
:00
00
00
82
95
29,8
00
00
2
00:0
0 07
:12
07:2
3 0
12
15
180
20,2
10
,51
12
3 07
:23
07:5
4 08
:07
23
54
15
180
20,0
10
,08
12
4 08
:07
08:3
8 08
:52
07
38
15
180
19,1
10
,06
12
5 08
:52
09:1
7 09
:31
52
17
15
180
19,9
10
,04
12
6 09
:31
09:5
8 10
:12
31
58
15
180
19,5
10
,07
12
7 10
:12
10:3
8 10
:52
12
38
15
180
20,2
10
,06
12
8 10
:52
11:1
8 11
:33
52
18
15
180
19,4
10
,04
12
9 11
:33
11:5
7 12
:13
33
57
15
180
20,0
10
,17
12
10
12:1
3 12
:38
12:5
2 13
38
15
18
0 20
,3
10,1
7 12
11
12
:52
13:1
8 13
:33
52
18
15
180
20,3
10
,05
12
12
13:3
3 14
:00
14:1
4 33
00
15
18
0 20
,1
10,0
3 12
13
14
:14
14:4
3 14
:57
14
43
15
180
20,1
09
,99
12
14
14:5
7 15
:22
15:3
7 57
22
15
18
0 20
,0
09,9
6 12
15
15
:37
16:0
4 16
:19
37
04
15
180
20,0
10
,03
12
16
16:1
9 16
:45
17:0
0 19
45
15
18
0 20
,2
09,9
5 12
17
17
:00
17:2
9 17
:42
00
29
15
180
20,0
10
,04
12
18
17:4
2 18
:11
18:2
4 42
11
15
18
0 19
,9
10,0
1 12
19
18
:24
18:5
2 19
:07
24
52
15
180
20,0
09
,96
12
52
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
No
Wak
tu
Δt1
Δt2
P 1
(psi
g)
P 2
(psi
g)
T kab
in
(°C
) I
(A
) V
olt
(V
) N
yala
M
ati
Nya
la
20
19:0
7 19
:32
19:4
7 07
32
15
18
0 20
,1
10,0
0 12
21
19
:47
20:1
6 20
:29
47
16
15
180
20,1
09
,97
12
22
20:2
9 20
:51
21:0
6 29
51
15
18
0 20
,2
10,0
3 12
23
21
:06
21:3
2 21
:47
06
32
15
180
19,6
09
,96
12
24
21:4
7 22
:12
22:2
8 47
12
15
18
0 20
,1
10,0
8 12
25
22
:28
22:4
9 23
:06
28
49
15
180
20,0
10
,08
12
26
23:0
6 23
:28
23:4
4 06
28
15
18
0 20
,1
10,0
6 12
27
23
:44
24:0
5 24
:24
44
05
15
180
20,3
10
,11
12
28
24:2
4 24
:42
24:5
9 24
42
15
18
0 20
,2
10,0
8 12
29
24
:59
25:2
3 25
:39
59
23
15
180
20,1
10
,02
12
30
25:3
9 26
:00
26:1
7 39
00
15
18
0 20
,1
10,0
2 12
31
26
:17
26:3
7 26
:54
17
37
15
180
20,3
10
,08
12
32
26:5
4 27
:15
27:3
2 54
15
15
18
0 20
,0
10,1
3 12
33
27
:32
27:5
3 28
:10
32
53
15
180
20,3
10
,11
12
34
28:1
0 28
:30
28:4
8 10
30
15
18
0 19
,7
10,0
9 12
35
28
:48
29:0
9 29
:26
48
09
15
180
20,3
10
,05
12
36
29:2
6 29
:48
30:0
5 26
48
15
18
0 20
,8
10,0
7 12
37
30
:05
30:2
4 30
:41
05
24
15
180
20,1
10
,01
12
Rat
a - r
ata
35,6
1 33
,02
15
180
20
10,0
8 12
53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Keterangan :
- Δt1 : Selang waktu kompresor hidup (detik)
- Δt2 : Selang waktu kompresor mati (detik)
- P1 : Tekanan refrigeran saat masuk kompresor (Psig)
- P2 : Tekanan refrigeran saat keluar kompresor (Psig)
- Tkabin : Suhu udara di ruang kabin (oC)
- I : Arus listrik yang digunakan kompresor (Ampere)
- V : Tegangan listrik yang digunakan kompresor (Volt)
4.2 Perhitungan dan pengolahan data
Dari data – data pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.4 dapat digambarkan
siklus kompresi uap pada p-h dan dengan bantuan Tabel sifat – sifat refrigerant
R134a dapat diketahui nilai entalpinya secara tepat. Pada penelitian ini digunakan
diagram p-h untuk R134a.
Pada penelitian tanpa beban lampu, diperoleh hasil tekanan P1 dan P2, sebagai
berikut :
P1 = Pabs = Ppengukuran + Pudara luar
= 14 psi + 14,7 psi = 28,7 psi = 0,2 MPa
P2 = Pabs = Ppengukuran + Pudara luar
= 170 psi + 14,7 psi = 184,7 psi = 1,2 MPa
Catatan :
1 psi = 0,006895 MPa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Gambar 4.1 Siklus Kompresi uap pada diagram P-h R134a, udara balik tidak dicampur dengan udara segar luar, tanpa beban lampu.
Dengan melihat Gambar 4.1 dan Tabel sifat refrigerant R134a dapat diperoleh :
Te : -10 oC, (Suhu kerja evaporator)
Tc : 41,6 oC, (Suhu kerja kondensor)
h1 : 395,29 kJ/kg (entalpi refrigerant masuk kompresor)
h2 : 430,70 kJ/kg (entalpi refrigerant keluar kompresor)
h3 : 269,76 kJ/kg (entalpi refrigerant masuk katup ekspansi)
h4 : 269,76 kJ/kg (entalpi refrigerant keluar katup ekspansi)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
a. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)
Untuk mendapatkan kerja kompresor persatuan massa refrigerant yang
dihasilkan oleh AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.1) :
Win = h2– h1
= 430,70 kJ/kg – 395,29 kJ/kg
= 35,41 kJ/kg
Maka kerja kompresor persatuan massa refrigerant sebesar 35,41 kJ/kg
b. Kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout)
Untuk mendapatkan nilai kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas
kondensor pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.2) :
Qout = h2 – h3
= 430,70 kJ/kg – 269,76 kJ/kg
= 160,94 kJ/kg
Maka kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor sebesar 160,94
kJ/kg
c. Kalor yang diserap evaporator (Qin)
Untuk mendapatkan kalor persatuan massa refrigerant yang diserap
evaporator pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.4) :
Qin = h1 – h4
= 395,29 kJ/kg – 269,76 kJ/kg
= 125,53 kJ/kg
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Maka kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator sebesar 125,53
kJ/kg
d. COPaktual
COPaktual dipergunakan untuk menyatakan performance (unjuk kerja) dari
mesin siklus kompresi uap pada AC mobil, dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan (2.5) :
COPaktual = (h1 – h4) / (h2– h1)
= ( 395,29 – 269,76) / (430,70 – 395,29)
= 3,545
Maka COPaktual AC mobil sebesar 3,545
e. COPideal
Untuk menghitung COPideal pada mesin siklus kompresi uap pada AC mobil,
dapat menggunakan Persamaan (2.6) :
COPideal = ��
�����
= �����,��
( �,���,��)�(�����,��)
= 5,099
Maka COPideal AC mobil sebesar 5,099
f. Efisiensi (η)
Untuk mendapatkan efisiensi mesin siklus kompresi uap pada AC mobil dapat
dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7) :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
η = (COPactual × 100%) / COPideal
= (3,545 × 100%) / 5,099
= 69,52%
Maka efisiensi mesin siklus kompresi uap AC mobil sebesar 69,52%
g. Laju aliran massa refrigerant (ṁ)
Untuk mendapatkan laju aliran massa refrigerant dapat dihitung dengan
Persamaan (2.8) :
ṁ = [(VI)/ (Win x1000)]
= [(12.10,15) / (35,41 x1000) ]
= 0,00343 kg/s = 3,43 g/s
Maka laju aliran massa AC mobil sebesar 0,00343 kg/s = 3,43 g/s
4.3 Hasil perhitungan
Hasil perhitungan secara keseluruhan dari variasi pembebanan lampu yang
meliputi : tanpa lampu, dengan beban lampu 100 watt, dengan beban lampu 200
watt, dengan beban lampu 300 watt, untuk nilai kerja kompresor persatuan massa
refrigerant (Win), kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout),
kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator (Qin), COPaktual, COPideal,
efisiensi (η), laju aliran massa (ṁ) dari AC mobil disajikan dalam Tabel 4.5.
Perhitungan dilakukan dengan cara sama.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabe
l 4.5
Has
il pe
rhitu
ngan
kar
akte
ristik
AC
mob
il
Tanp
a
Beb
an L
ampu
B
eban
La
mpu
100
wat
t B
eban
Lam
pu 2
00 w
att
Beb
an
Lam
pu 3
00 w
att
Satu
an
Win
35
,41
37,7
2 41
,43
42,6
3 kJ
/kg
Qou
t 16
0,94
16
1,62
16
3,25
16
2,63
kJ
/kg
Qin
12
5,53
12
3,90
12
1,82
12
0,00
kJ
/kg
CO
P akt
ual
3,54
5 3,
284
2,96
1 2,
814
CO
P ide
al
5,09
9 5,
002
4,90
9 4,
819
η 69
,52
65,6
5 60
,31
58,3
9 %
ṁ
0,
0034
3 0,
0032
1 0,
0029
1 0,
0028
3 kg
/s
Δt1
35,0
9 35
34
,97
33,2
7 de
tik
Δt2
34,6
3 34
,3
34,9
33
,61
detik
T on
15
15
15
15
o C
T off
20
20
20
20
o C
T kab
in
16
17,4
18
,1
20,2
o C
T eva
pora
tor
-10
-10
-10
-10
o C
T kon
dens
or
41,6
42
,6
43,6
44
,6
o C
59
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
4.4 Pembahasan
Dari hasil penelitian, diperoleh bahwa mesin AC mobil dapat bekerja dengan
baik. Dari penelitian yang telah dilakukan dihasilkan suhu kondensor yang lebih
tinggi dari suhu lingkungan AC mobil sehingga pelepasan kalor dikondensor
berjalan dengan baik, suhu kerja rata – rata kondensor sekitar 43,1 oC. Sedangkan
evaporator juga menghasilkan suhu rata – rata yang lebih rendah dari suhu ruang
kabin mobil, yaitu sekitar -10 oC.
Gambar 4.2 Perbandingan nilai Win
Gambar 4.2 menyajikan perbandingan Win tiap variasi, nilai Win terendah
terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 35,41 kJ/kg. Sedangkan nilai
Win tertinggi pada variasi pembebanan lampu 300 watt sebesar 42,63 kJ/kg.
Semakin besar pembebanan lampu atau semakin besar beban pendinginan yang
terjadi pada ruang kabin, ternyata semakin besar kerja yang dilakukan kompresor.
Dengan kata lain, kerja kompresor semakin berat.
-
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
Variasi beban lampu
Win
(kg/
kJ)
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Gambar 4.3 Perbandingan nilai Qout
Gambar 4.3 menyajikan perbandingan Qout tiap variasi, nilai Qout terendah
terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 160,94 kJ/kg. Sedangkan nilai
Qout tertinggi dengan pembebanan lampu 200 watt sebesar 163,25 kJ/kg. Nilai kalor
persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor berubah pada setiap menit. Hal
ini sesuai dengan perubahan yang terjadi pada tekanan dan temperatur kompresor
dan evaporator. Karena kalor yang dilepas kondensor merupakan jumlah energi
atau kerja yang dilakukan kompresor ditambah dengan besarnya energi kalor yang
diserap evaporator persatuan massa refrigerant.
Gambar 4.4 menyajikan perbandingan Qin tiap variasi, nilai Qin tertinggi
terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 125,53 kJ/kg. Sedangkan
terjadi pada pembebanan lampu 300 watt sebesar 120,00 kJ/kg. Semakin besar nilai
Qin berarti besarnya kalor yang diserap evaporator persatuaan massa refrigerant
dari udara dalam kabin semakin besar. Nilai Qin mengalami penurunan dengan
meningkatnya beban pendinginan. Kalor yang diserap evaporator meliputi kalor
159.50
160.00
160.50
161.00
161.50
162.00
162.50
163.00
163.50
Variasi beban lampu
Qou
t(kg
/kJ)
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
sensibel. Kalor sensibel berasa dari penurunan suhu udara yang ada dalam ruang
kabin, dari masuknya kalor sensibel yang melalui dinding – dinding kabin.
Gambar 4.4 Perbandingan nilai Qin
Gambar 4.5 Perbandingan nilai COPaktual
Gambar 4.5 memperlihatkan perbandingan COPaktual tiap variasi, nilai
COPaktual terendah terjadi pada variasi pembebanan lampu 300 watt sebesar 2,814.
Sedangkan nilai COPaktua tertinggi terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu
117.00
118.00
119.00
120.00
121.00
122.00
123.00
124.00
125.00
126.00
Variasi beban lampu
Qin
(kg/
kJ)
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
CO
P akt
ual
Variasi beban lampu
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
sebesar 3,545. Semakin rendah beban pendinginan didalam ruang kabin semakin
tinggi nilai COPaktual yang dihasilkan
Gambar 4.6 Perbandingan nilai COPideal
Gambar 4.6 memperlihatkan perbandingan nilai COPideal tiap variasi, nilai
COPideal terendah terjadi pada variasi lampu 300 watt sebesar 4,819, sedangkan nilai
COPideal tertinggi terjadi pada pembebanan tanpa lampu sebesar 5,099. Semakin
besar beban pendinginan didalam ruang kabin semakin rendah COPideal yang
dihasilkan.
Gambar 4.7 memperlihatkan perbandingan efisinsi tiap variasi. Nilai efisiensi
terendah terjadi pada pembebanan lampu 300 watt sebesar 58,39%. Sedangkan nilai
efisiensi tertinggi terjadi pada pembebanan tanpa lampu sebesar 69,52%. Semakin
besar besar pendinginan ternyata mengakibatkan nilai efisiensi semakin rendah.
4.65
4.7
4.75
4.8
4.85
4.9
4.95
5
5.05
5.1
5.15
Variasi beban lampu
CO
P ide
al
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Gambar 4.7 Perbandingan nilai Efisiensi (η)
Gambar 4.8 Perbandingan nilai Laju Aliran Massa (ṁ)
Gambar 4.8 menyajikan perbandingan nilai laju aliran massa tiap variasi. Nilai laju
aliran massa terendah terjadi pada variasi pembebanan lampu 300 watt, yaitu
sebesar 0,00283 kg/s. Sedangkan nilai laju aliran massa tertinggi terjadi pada variasi
tanpa pembebanan lampu, yaitu sebesar 0,00343 kg/s. Semakin besar beban
pendinginan dalam ruang kabin, ternyata memberikan penurunan terhadap besarnya
massa laju aliran refrigeran.
52.00
54.00
56.00
58.00
60.00
62.00
64.00
66.00
68.00
70.00
72.00
Variasi beban lampu
Efis
iens
i, η,
%
Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
0.003
0.0035
0.004
Variasi
ṁ, l
aju
alira
n m
assa
kg/
detik Tanpa Beban
LampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian mesin AC mobil, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai
berkut :
a. Mesin AC mobil berhasil dirancang dan dirakit, mesin AC mobil juga bekerja
dengan baik.
b. Mesin AC Mobil bekerja dengan siklus kompresi uap telah bekerja dengan baik,
dengan suhu kerja kondensor sekitar 43,1 0C dan suhu kerja evaporator -10 0C.
1. Kerja kompresor persatuan massa refrigerant (Win) terendah sebesar 35,41
kJ/kg dan tertinggi sebesar 42,63 kJ/kg.
2. Kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout) terendah
sebesar 160,94 kJ/kg dan tertinggi sebesar 163,25 kJ/kg.
3. Kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator (Qin) terendah
sebesar 120,00 kJ/kg dan tertinggi sebesar 125,53 kJ/kg.
4. COPaktual mesin AC mobil yang dibuat mempunyai nilai terendah sebesar
2,814 dan tertinggi sebesar 3,545.
5. COPideal mesin AC mobil yang dibuat mempunyai nilai terendah sebesar
4,819 dan tertinggi sebesar 5,099.
6. Efisiensi yang dihasilkan mesin AC mobil terendah sebesar 58,39% dan
tertinggi sebesar 69,52%.
7. Laju aliran massa (ṁ) yang dihasilkan mesin AC mobil terendah sebesar
0,00283 kg/s dan tertinggi sebesar 0,00343 kg/s.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
5.2 Saran
Beberapa saran yang dapat disampaikan pada penelitian ini :
a. Pengambilan data sebaiknya dilakukan tidak terlalu lama dikarenakan dalam
keadaan stabil tidak membutuhkan waktu yang lama.
b. Waktu ingin melakukan penelitian kelistrikan sebaiknya melakukan pengecekan
berkala pada setiap komponen.
c. Penataan terhadap rangkaian kelistrikan sebainya menempel dengan rangka agar
terlihat rapi dan tidak mengganggu pada saat pengambilan data.
d. Pada saat melakukan pemasangan termokopel harus benar – benar sesuai dengan
aturan jika salah akan merubah nilai suhu.
e. Pengambilan data sebainya dilakukan sesuai dengan keadaan mobil yang
digunakan supaya data benar – benar falid.
f. Perhatikan situasi dan kondisi lingkungan skitar pada saat pengambilan data,
diusahan setiap variasi diselesaikan dalam hari yang sama untuk menghindari
situasi cuaca pada saat pengambilan data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
DAFTAR PUSTAKA
Kanif Setiyawan, Bambang Sugiantoro, (2016), Meneliti pengaruh variasi beban
waktu pendinginan dan temperatur ruang terhadap performasi mesin
pendingin.
Khairil Anwa, (2010), Meneliti tentang efek beban pendingin terhadap performa
sistem mesin pendingin.
Marwan Effendy, (2005), Meneliti pengaruh kecepatan putaran poros terhadap
prestasi kerja mesin pendingin, penelitian ini untuk mengetahui
pengaruh variasi putaran poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin
pendingin.
Rifqi, H., 2015, Rekayasa Trainer Sistem Ac Mobil Untuk Memvariasikan
Kapasitas Pendinginan (Cop)
http://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jurnal-rekayasa-
mesin/article/view/11481 Diakses Pada Tanggal 17 Januari 2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
top related