Laporan Praktikum Mesin Pendingin40Kelompok 19
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangMesin pendingin merupakan suatu bagian yang
tidak dapat dilepaskan dari kemajuanteknologi saat ini.Mesin
pendingin merupakan suatu bagian dari penerapan ilmu-ilmu
termodinamika yang digunakan dalam berbagai bidang. Tidak hanya
dalam kehidupan sehari-hari tetapi juga dalam berbagai industri,
seperti refrigerator (kulkas), pendingin air ataupun pendingin
udara dalam mobil.Bagi seorang mahasiswa teknik Mesin sangat perlu
untuk mempelajari masalah yang berkenaan dengan mesin pendingin
khususnya mengenai prinsip kerja mesin pendingin, macam macam mesin
pendingin, beban pendinginan, kapasitas pendinginan dan menghitung
Coeficient of Performance (COP) mesin pendingin.Untuk membantu
mahasiswa mempelajarisistem pendingin dan pengondisian udara,maka
buku panduan ini disusun sebagai pedoman bagi mahasiswa untuk
melakukan praktikum mesin pendingin (Air Conditioning Test
Bench)pada laboratorium Mesin Pendingin. Dengan pelaksanaan
praktikum akan dapat memahami aplikasi ilmu yang telah dipelajari
diperkuliahan.
1.2 Rumusan MasalahPada laporan ini rumusan masalah yang akan
dibahas adalah :a. Berapa besar kapasitas mesin pendingin,
kapasitas kondensor, beban evaporator, daya kompresor dan
Coeficient of Performance (COP).b. Berapa besar losses yang terjadi
selama proses percobaan. Seperti faktor lingkungan sekitar, faktor
mesin, dll.
1.3 Batasan MasalahPengambilan dan perhitungan data praktikum
dilakukan pada peralatan AC Bench dimana pengaruh konduksi,
konveksi dan radiasi udara diabaikan. Mesin pendingin ini
diasumsikan berjalan normal dan aliran diasumsikan steady.
1.4 Maksud dan Tujuan Praktikuma. Dari Air Flow Duct, dengan
prinsipprinsip psychrometri dan keseimbangan energi dapat
ditentukan :1. Perubahan sifatsifat udara sepanjang duct dalarn
diagram psychrometri2. Coeficient of Performance (COP) total dari
seluruh instalasi mesin pendingin.3. Energi yang hilang dari setiap
potongan duct.4. Efisiensi ketel sebagai komponen pelengkap
instalasi P.A. HILTON.b. Dari siklus refrigerant didapat:1. Siklus
refrigerasi R22 yang aktual.2. Kapasitas pendinginan (refrigerating
capacity).3. COP berdasarkan siklus refrigerant.4. Gabungan data
dari Air FlowDucts dapat mengetahui efisiensi evaporator yang
merupakan kornponen utama dalam proses Heat Exchanger.
1.5 Manfaat PraktikumDengan melaksanakan praktikum mesin
pendingin ini, akan dapat memahami dan mengenal proses serta
siklus-siklus termodinamika yang terjadi dan dapat mengetahui
komponen yang terlibat di dalamnya sehingga praktikan dapat
mengetahui pengaruh-pengaruhnya dalam unjuk kerja mesin.
BAB IIDASAR TEORI
2.1 Definisi Mesin PendinginMesin pendingin adalah mesin
konversi energi yang dipakai untuk memindahkan kalor dari reservoir
panas bertemperatur tinggi menuju reservoir panas bertemperatur
lebih tinggi dengan menambahkan kerja kalor dari luar.
2.2 Mesin Pendingin2.2.1 Sejarah Mesin PendinginPerkembangan
siklus refrigerant dan mesin pendingin merintis jalan bagi
pertambahan dan penggunaan mesin penyegar udara (air conditioning).
Teknologi ini dimulai oleh Cagnicered De La Tour (1832) kemudian
dilanjutkan oleh Hurprey Day dan asistennya M.Faraday (1824) lalu
Josep M.C.Credy (1887) yang pertama membuat instalasi mesin
pendingin yang dinamakan mesin pencuci udara (air washer) yaitu
sistem pendingin yang menggunakan gerakan air, sedangkan Willis
Houlan Carrier (1906) membuat alat pengukur temperatur dengan
kelembapan udara yang kemudian dipatenkan pada tahun 1911.Pada
peralihan abad 19 20, kompresor digerakkan oleh uap dengan
kecepatan maksimal serpid. Industri refrigerasi di tahun 1990
kental diwarnai peralihan dari konsumsi es alami ke es buatan dan
persaingan antara kedua produk tersebut sekitar 15 tahun.Air
conditioning dengan kapasitas 450 ton untuk pertama kalinya
dipasang di New York Exchange dan sistem yang sama pada waktu yang
hampir sama dipasang di sebuah gedung teater di Jerman. Tahun1905
Garder T Forness mempatenkan kompresor temuannya dimana gas
refrigerant dari 2 buah evaporator dengan tekanan berbeda bisa
ditarik dan ditekan dalam satu silinder tunggal. Menariknya,
penemuan itu baru dikembangkan 40 tahun kemudian. Memasuki tahun
1911 kecepatan kompresor meningkat menjadi 100-300 rpm dan pada
tahun 1915 untuk pertama kalinya kompresor dua tingkat
dioperasikan. Sistem ini masih belum bisa sempurna dan dipakai pada
tahun 1940. Setelah perang dunia pertama biro standar Amerika
membuat rumusan yang akurat untuk panas laten es sehingga sistem
perancangan jet mulai digunakan pada industri minyak.2.2.2 Macam
Mesin Pendingina. Mesin pendingin dengan siklus kompresi uapMesin
ini menggunakan kompresor untuk menaikkan tekanan uap zat pendingin
dari evaporator kemudian mendorongnya ke dalam kondensor agar mudah
diembunkan. Siklus pada mesin ini hampir menggunakan kebalikan dari
siklus rankine, perbandingannya adalah siklus ini menggunakan klep
yang menghasilkan penurunan tekanan secara isoenthalpy.
Gambar 2.1 Sistem pendinginan kompresi uapSumber : Stoecker
(1996:187)
b. Mesin pendingin dengan siklus pendinginan absorbsiMesin
pendingin ini menggunakan dua jenis refrigerant yaitu refrigerant
primer sebagai zat pendingin danrefrigerant sekunder sebagai zat
pengikat kalor / yang membawa refrigerant primer sampai di
generator. Untuk siklusnya bisa dilihat pada gambar 2.2.Siklusnya
dimulai dari evaporator yang menyerap panas dari sistem dan
ditangkap oleh refrigerant primer berbentuk uap bertekanan rendah.
Selanjutnya refrigerant primer diserap ke absorber yang di dalamnya
sudah ada refrigerant sekunder yang memiliki viskositas lebih, ini
bertujuan untuk mengikat refrigerant primer yang berfase uap agar
dapat dialirkan oleh pompa ke generator. Pada generator
menghasilkan energi untuk menghidupkan komponen pemanas (seperti
heater) agar menghasilkan panas yang digunakan untuk melepas
refrigerant primer dengan refrigerant sekunder. Refrigerant primer
dapat terlepas dari refrigerant sekunder karena sifat dari
refrigerant primer yang mudah menguap, selanjutnya refrigerant
primer melanjutkan siklusnya ke kondensor melepaskan kalornya ke
lingkungan. Selepas dari kondensor fase cair dari refrigerant
melewati katup ekspansi, disini refrigerant diturunkan tekanan dan
temperaturnya hingga mencapai temperatur dan tekanan evaporasi
dengan cara dikabutkan.Sedangkan pada refrigerant sekunder yang
memiliki viskositas yang lebih dibanding refrigerant primer setelah
dari generator turun bersikulasi ke katup trotel yang kemudian
kembali ke absorber.Pada absorber refrigerant sekunder masih
memiliki temperatur yang tinggi. Di dalam absorber terdapat proses
pelepasan kalor yang berfungsi untuk menyerap uap refrigerant
primer yang keluar dari evaporator karena adanya perbedaan tekanan
yang mana di absorber lebih rendah dari tekanan evaporator.
Gambar 2.2 Sistem pendinginan absorbsiSumber : Stoecker
(1996:309)
2.2.3 Fungsi Mesin PendinginFungsi utama mesin pendingin adalah
menyerap kalor dari sistem bertemperatur rendah ke lingkungan
bertemperatur tinggi guna mencapai efek pendinginan. Fungsinya
dibagi menjadi :
1. Air Conditioner (AC)AC digunakan untuk mempertahankan
kelembaban relatif di dalam suatu ruangan sehingga diperoleh
kenyamanan. Mesin ini banyak digunakan di kantor, kendaraan, dan
lain-lain.
Gambar 2.3 Air ConditionerSumber : Anonymous 1 (2015)
2. FreezerBerfungsi untuk mendapatkan temperatur yang sangat
rendah dan biasanya mencapai 0oC (32oF). Digunakan pada pembuatan
es, pengawetan daging, dan lain-lain.
Gambar 2.4 FreezerSumber : Anonymous 2 (2015)
3. Cold StorageBerfungsi untuk menstabilkan temperatur nisbi
sehingga sering digunakan untuk menyimpan alat-alat
kedokteran.Gambar 2.5 Cold StorageSumber : Anonymous 3 (2015)
2.2.4 Bagian Utama Mesin Pendingin Kompresi Uap1. Kompresor
Fungsi kompresor : berfungsi menekan refrigeran hingga terjadi
kenaikan tekanan di kondensor dan berfungsi mensirkulasikan
refrigeran dalam sistem. Jenis kompresor berdasarkan cara kerja
kompresi, yaitu:a. Kompresor torak (Reciprocating)bekerja secara
resiprokasi (piston selalu bergerak bolak-balik dari titik mati
atas ke titik mati bawah setiap saat). Kompresor ini cocok untuk
menangani siklusrefrigerantdimana refrigerant yang digunakan
mempunyai berat jenis tinggi sehingga menyebabkan tekanan
kondensingnya juga tinggi, misalnyaR12, R22 dan R500.
Gambar 2.6 Kompresor torak (Reciprocating)Sumber : Anonymous 4
(2015)
b. Kompresor putar (Rotary)Rotor adalah bagian yang berputar di
dalam stator. Rotor terdiri dari dua baling baling. Langkah hisap
terjadi saat pintu masuk mulai terbuka dan berakhir setelah pintu
masuk tertutup. Pada waktu pintu masuk sudah tertutup dimulai
langkah tekan, sampai katup pengeluaran membuka, sedangkan pada
pintu masuk secara bersamaan sudah terjadi langkah hisap, demikan
seterusnya
Gambar 2.7 Kompresor putar (Rotary)Sumber : Anonymous 5
(2015)
c. Kompresor heliks atau sekrup (helix or screw)Merupakan
kompresorrotary positive displacementyang mana dua buahintermeshing
rotorsdengan struktur heliks mengompresi dan memindahkan sejumlah
gas. Untuk pertimbangan dalam pemilihan tipe kompresor akan dibahas
pada bagian selanjutnya.
Gambar 2.8 Kompresor heliks atau sekrup (helix or screw)Sumber :
Anonymous 6 (2015)
d. Kompresor skrol (Scroll)Prinsip dasar kompresi kompresor
scroll adalah interaksi antara fixed scroll (scroll yg tdk
bergerak) dengan orbiting scroll (scroll yg bergerak). Kedua scroll
ini saling bersinggungan identik satu sama lain tetapi berbeda
sudut 180 derajat. Orbit dari scroll yg bergerak akan mengikuti
path/jalur yg dibentuk oleh scroll yg tdk bergerak. Keduanya
bersinggungan berdasarkan gaya sentrifugal. Ruang kompresi
terbentuk dari mulai bagian luar sampai ke bagian dalam dimana
volume ruang kompresi semakin diperkecil, akibatnya tekanan menjadi
naik dan pada akhir kompresi, refrigerant keluar dari bagian tengah
kedua scroll tersebut.
Gambar 2.9 Kompresor SkrolSumber : Anonymous 7 (2015)
e. Kompresor sentrifugal (centrifugal).Kompresor sentrifugal
adalah suatu mesin dinamik dengan satu atau beberaparotating
impellers.Impellerstersebut berputar meningkatkan kecepatan gas
secara radial kemudian diubah menjadi tekanan dengan adanya
strukturcasingdan diffuser.
Gambar 2.10 Kompresor SentrifugalSumber : Anonymous 8 (2015)
2. Evaporator Fungsi evaporator : Tempat perpindahan kalor
antara refrigeran dan ruang atau bahan yang akan didinginkan dan
refrigeran akan mengalami perubahan fasa dari cair menjadi uap.
Jenis evaporator berdasarkan konstruksinya, yaitu:a. Evaporator
Tabung dan CoilEvaporator tabung dan koil terdapat koil pipa
tunggal atau koil pipa ganda di dalam sebuah pipa silinder.
Refrigerant mengalir di dalam koil pipa untuk mendingin air atau
larutan garam yang ada di bagian luar koil.Evaporator tabung dan
koil dapat dibuat dengan mudah, sebab tidak memerlukan pelat pipa
untuk memasang ujung dan pangkal pipa, seperti yang terdapat pada
kondensor tabung dan pipaGambar 2.11 Evaporator Tabung dan
KoilSumber : Anonymous 9 (2015)
b. Evaporator Tabung dan Pipa Jenis Ekspansi KeringEvaporator
tabung dan pipa jenis expansi kering menggunakan banyak pipa yang
dipasang di dalam tabungGambar 2.12 Evaporator Tabung dan Pipa
Jenis Ekspansi KeringSumber : Anonymous 10 (2015)
c. Evaporator Kecil Dengan Pendingin UdaraEvaporator jenis ini
hanya digunkan pada sitem pendinginan berskala kecil, misalnya pada
AC mobilGambar 2.13 Evaporator Kecil Dengan Pendingin UdaraSumber :
Anonymous 11 (2015)
3. Katup Ekspansi Fungsi katup ekspansi : Menurunkan dan menjaga
beda tekanan refrigerant cair antara sisi tekanan tinggi dan sisi
tekanan rendah dengan cara dikabutkan, sehingga terjaga tekanan
yang diinginkan. Jenis katup ekspansi, yaitu :a. Katup Ekspansi
Otomatik Termostatik Jenis PengamanPada katup ini, refrigeran
mengalir masuk melalui lubang masuk dan keluar melalui lubang
keluar melaui katup jarum Ruang luar dari diafragma dihubungkan
dengan lubang keluar dari evaporator melalui pipa penyama tekanan.
Oleh karena diafragma diisolasikan dari lubang keluar oleh paking
internal, maka diafragma menerima tekanan seksi keluar dari
evaporator.Gambar 2.14 Katup Ekspansi Otomatik Termostatik Jenis
PengamanSumber : Anonymous 12 (2015)
b. Katup Ekspansi ManualKatup expansi manual adalah katup
expansi dengan trotel yang diatur secara manual, yaitu menggunakan
katup jarum yang berbeda dari katup stop yang biasa. Pada katup
tersebut refigeran masuk melalui lubang masuk dan keluar melalui
katup jarum. Fiting dihubungkan dengan batang pengatur, sehingga
katup jarum tersebut dapat dibuka dan ditutup dengan memutar knob
pengatur. Kebocoran refrigeran dapat dicegah dengan menggunakan
bellow
Gambar 2.15 Katup Ekspansi ManualSumber : Anonymous 13
(2015)
c. Katup Ekspansi Tekanan KonstanKatup expansi tekanan konstan
adalah katup expansi, dimana katup digerakkan oleh tekanan di dalam
evaporator, untuk mepertahankan supaya tekanan di dalam evaporator
konstan. Pada jenis katup ini, below dan katup jarum dihubungkan
oleh batang penunjang . Bagian bawah dari below berhubungan dengan
lubang keluar sehingga menerima tekanan evaporator. Sebuah pegas
dipasang pada bagian atas dari below. Gaya pegas dapat diatur
dengan memutar knob pengatur. Pipa cairan refrigeran dihubungkan
dengan katup expansi pada bagian lubang masuk dari katup
expansi.
Gambar 2.16 Katup Ekspansi Tekanan KonstanSumber : Anonymous 14
(2015)
4. Kondensor Fungsi kondensor : Melepaskan kalor dari
refrigeran, sehingga refrigerant berubah fasa dari uap menjadi
cair. Kalor dilepas di kondensor berasal dari kalor yang diserap di
evaporator dan kalor akibat kerja kompresi. Jenis kondensor,
yaitu:a. Kondensor tabung dan pipa horizontalKondensor tabung pipa
banyak dipergunakan pada unit kondensor berukuran kecil sampai
besar. Unit pendingin dan penyegar udara paket baik untuk amonia
maupun freon. Didalam kondensor tabung dan pipa terdapat banyak
pipa pendingin, dimana air pendingin mengalir didalam pipa-pipa
tersebut. Ujung dan pangkal pipa pendingin terikat pada pelat pipa,
sedangkan diantara pelat pipa dan tutup tabung dipasang
sekat-sekat, untuk membagi aliran air yang melewati pipa-pipa
tersebut tetapi juga mengatur agar kecepatannya cukup tinggi. Air
pendingin masuk kedalam kondensor dari bagian bawah, kemudian masuk
kedalam pipa-pipa pendingin dan keluar pada bagian atas.
Gambar 2.17 Kondensor Tabung dan Pipa HorizontalSumber :
Anonymous 15 (2015)
b. Kondensor tabung dan pipa coilKondensor dan koil banyak
dipergunakan pada unit dengan freon sebagai refrigeran berkapasitas
relatif kecil. Pada kondensor tabung dan koil, air mengalir didalam
koil dan pipa pendingin
Gambar 2.18 Kondensor tabung dan pipa coilSumber : Anonymous 16
(2015)
c. Kondensor jenis pipa gandaKondensor jenis pipa ganda
merupakan susunan dari dua pipa aksial, dimana refrigeran mengalir
melalui saluran yang terbentuk antara pipa dalam dan pipa luar,
dari atas dan bawah. Sedangkan air pendingin mengalir didalam pipa
dalam arah berlawanan dengan arah aliran refrigerant
Gambar 2.19 Kondensor Jenis Pipa Ganda Sumber : Anonymous 17
(2015)
d. Kondensor Pendingin Udara Koil Bersirip Pelat Kondensor
pendingin udara terdiri dari koil pipa pendingin bersirip pelat.
Udara mengalir dengan arah tegak lurus terhadap bidang pendingin.
Gas refrigeran yang bertemperatur tinggi masuk ke bagian atas koil
dan secara berangsur-angsur mencair dalam alirannya kedalam bagian
bawah koil.
Gambar 2.20 Kondensor Pendingin Udara Koil Bersirip PelatSumber
: Anonymous 18 (2015)
2.2.5 Siklus Mesin PendinginSiklus thermodinamika mesin
pendingin yang ideal adalah siklus mesin carnot terbalik, tetapi
siklus ini sulit untuk dicapai karena siklus carnot terdapat atau
terdiri dari proses-proses reversibel yang menjadikan efisiensinya
lebih tinggi dari pada yang dapat dicapai oleh siklus secara
aktual. Siklus refrigerasi carnot dapat dilihat pada gambar 2.3.
Dan refrigerasi bermanfaat dan kerja bersih siklus carnot dapat
dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.21 Siklus Refrigerasi CarnotSumber : Stoecker
(1996:215)
Keterangan :1 2: Proses kompresi adiabatis reversibel2 3: Proses
pelepasan panas pada suhu dan tekanan konstan3 4: Proses isentropik
ekspansi secara isentropik4 1: Proses pemasukan panas pada suhu dan
tekanan konstan
Gambar 2.22 Refrigerasi bermanfaat dan kerja bersih siklus
carnotSumber : Stoecker (1996:255)
Daerah yang ada di bawah garis reversibel pada diagram
suhu-enthropi menyatakan perpindahan kalor. Daerah-daerah yang
digambarkan dalam gambar 2.4 dapat menyatakan jumlah refrigerasi
bermanfaat (useful refrigeration) dan kerja bersih (net work).
Refrigerasi bermanfaat sama dengan perpindahan kalor pada proses 4
1 atau daerah di bawah garis 4 1. Daerah di bawah garis 2 3
menyatakan kalor yang dikeluarkan dari daur, perbedaan antara kalor
yang dikeluarkan dari daur dan kalor yang ditambahkan ke dalam daur
adalah kalor bersih (net heat).Siklus carnot bias diperbaiki atau
ditingkatkan prestasi kerjanya yaitu dengan cara memberikan
tambahan kerja agar tercapai kompresi kering, hal ini dilakukan
dengan memberikan super heating yaitu pemanasan lanjut sebelum
refrigerant memasuki kompresor. Hal ini akan mengakibatkan kinerja
kompresor menjadi lebih ringan sehingga lifetime komponen kompresor
menjadi lebih panjang. Skema perbaikan daur refrigerasi carnot
dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.23 Perbaikan Daur Refrigerasi CarnotSumber : Stoecker
(1996:115)
Selain hal di atas, secara aktual diagram T-S secara aktual pada
siklus 3 -4 tidak ideal terjadi secara isentropis, nyatanya pada
sikuls 3 4 pada katup ekspansi setelah adanya proses pelepasan
kalor pada kondensor, katup ekspansi menurunkan lagi temperatur
refrigerant cair secara mendadak hal ini mengakibatkan adanya
proses secara konduksi maupun konveksi yang meliputi pipa katup
ekspansi sehingga siklus ideal 3 4 secara isentropis, secara
aktualnya akan bergeser dan tidak terjadi secara isentropis lagi.
Skema daur kompresi uap standar dapat dilihat pada gambar 2.6 dan
2.7.
Gambar 2.24 Daur Kompresi Uap StandarSumber : Stoecker
(1996:115)
Keterangan :1 2: Proses Kompresi uap refrigerant2 3: Proses
merubah uap refrigerant menjadi cair3 4: Proses penurunan tekanan4
1: Proses pengambilan kalor oleh uap refrigerant
Gambar 2.25 Daur Kompresi Uap StandarSumber : Stoecker
(1996:116)
Keterangan :1 2: Proses kompresi adiabatik reversibel di
kompresor2 3: Proses pelepasan panas pada tekanan konstan3 4:
Proses ekspansi pada ekspantion valve secara isoentalphi4 1: Proses
penyerapan panas secara isobaris dan penguapan refrigerant
Siklus dimulai dari titik 4 1 dimana kalor dari sistem diserap
oleh refrigerant yang ada pada evaporator. Refrigerant lalu berubah
wujud menjadi fase uap kering lalu dialirkan ke kompresor. Di
kompresor terjadi proses kompresi pada refrigerant untuk
meningkatkan tekanan refrigerant sehingga refrigerant bias mencapai
tekanan dan temperature kondensasi, selanjutnya dialikan ke
kondensor. Prinsip kerja utama dari kondensor adalah melepas kalor
refrigerant, hal ini dilakukan dengan cara mendinginkan refrigerant
hingga berubah wujud mencajid cair, kalor yang dilepas oleh
refrigerant dibuang ke lingkungan.Setelah melewati kondensor
refrigerant yang telah berbentuk cair dialirkan ke katup ekspansi,
di katup ekspansi terjadi proses penurunan tekanan refrigerant
dengan cara dikabutkan. Proses ini bertujuan untuk mendapatkan
refrigerant yang berwujud uap jenuh sebelum memasuki evaporator
untuk menjalani siklus kembali.
Tabel 2.1 Proses Terjadinya Siklus
RefrigerasiProsesAlatPTShEfekPerubahan Fase
QW
1-2 (KompresiIsentropik)Kompresorc0h1-h2UJK UPL
2-3 (Pembuangan Kalor Isobarik)Kondensorch3-h20UPL cair
3-4 (EkspansiIsoentalpi)Katup Ekspansic00Cair UJ
4-1 (Penyerapan Kalor)Evaporatorcch4-h10UJ UJK
Pada komponen-komponen mesin pendingin terjadi
perubahan-perubahan, yaitu :1. Pada kompresor (1 2) Entalphi,
tekanan, dan termperatur naik Entrophi konstan Perubahan fase dari
uap kering ke uap panas lanjut butuh kerja dari luar2. Pada
kondensor (2 3) Entalphi dan temperatur turun Tekanan konstan
Perubahan fase dari uap panas lanjut ke fase cair Terjadi pelepasan
kalor3. Pada expantion valve (3 4) Entalphi konstan Tekanan dan
temperatur turun Entrophi naik Perubahan fase dari cair ke uap
jenuh4. Pada evaporator (4 1) Tekanan dan temperatur konstan
Entalphi dan entrophi naik Perubahan fase dari uap jenuh menjadi
uap kering
Gambar 2.26 Gambar daur kompresi uap nyata dibanding daur
standarSumber : Stoecker (1996:117)
Pada siklus aktualnya yang ditunjukkan pada gambar 2.8, terjadi
modifikasi pada siklus ideal siklus kompresi uap antara lain
:a.Sub-Cooling, kondisi dimana refrigerant cair lebih dingin dari
suhu minimum idealnya, sub-cooling bertujuan memaksimalkan
preubahan fase embun ke cair pada kondensor agar kerja kondensor
menjadi lebih ringan. Sub-cooling bermanfaat karena kerja kondensor
lebih ringan. Sub-cooling dapat dilakukan dengan penambahan coil
ganda pada pipa kondensor yang berisi air pendingin sehingga
didapat efek sub-cooling.b.Super Heating, tujuan super heating
memaksimalkan penguapan agar fase refrigerasi seluruhnya berfase
uap ketika memasuki kompresor. Super heating merupakan hal yang
positif pada siklus kompresi uap karena meringankan kerja
kompresor. Super heating dilakukan dengan cara menambahkan heater
pada pipa dari evaporator ke kompresor.c. Pressure Drop, terjadi
karena uap refrigerant memasuki penampang yang berubah-ubah pada
pipa sehingga menimbulkan losses akibat gesekan fluida dengan
dinding pipa, belokan dan kebocoran pada saluran sehingga proses
tidak isobarik.
2.2.6 AC CentralAC Central adalah Sistem pendinginan ruangan
yang dikontrol dari satu titik atau tempat dan didistribusikan
secara terpusat ke seluruh isi gedung dengan kapasitas yang sesuai
dengan ukuran ruangan dan isinya dengan menggunakan saluran
udara/ducting AC. Skema AC central dapat dilihat pada gambar
2.9
Gambar 2.27 Skema instalasi AC centralSumber : Modul Praktikum
Mesin Pendingin 2014/2015
Secara garis besar sistem AC central terbagi atas beberapa
komponen, yaitu :1.ChillerPada unit pendingin atau chiller yang
menggunakan sistem kompresi uap, komponennya terdiri dari
kompresor, kondensor, alat ekspansi, dan evaporator. Pada chiller
biasanya tipe kondensornya adalah water-cooled kondensor. Air untuk
mendinginkan kondensor dialirkan melalui pipa yang kemudian
outputnya didinginkan kembali secara evaporative cooling pada
cooling tower.Pada komponen evaporator, jika sistemnya indirect
cooling maka fluida yang didinginkan tidak langsung udara melainkan
air yang dialirkan melalui sistem pemipaan. Air yang mengalami
pendinginan pada evaporator dialirkan menuju sistem penanganan
udara (AHU) menuju koil pendingin.2.AHU (Air Handling Unit)Prinsip
kerja secara sederhana pada unit penanganan udara ini adalah
menyedot udara dari ruangan (return air) yang kemudian dicampur
dengan udara segar dari lingkungan (fresh air) dengan komposisi
yang bisa diubah-ubah sesuai keinginan. Campuran udara tersebut
masuk menuju AHU melewati filter, fan sentrifugal dan koil
pendingin. Setelah itu udara yang telah mengalami penurunan
temperatur didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati
saluran udara (ducting) yang telah dirancang terlebih dahulu
sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa terjangkau.AHU memiliki
beberapa komponen yang ada di dalamnya antara lain :a.
FilterPenyaring udara dari kotoran, debu, atau partikel-patikel
lainnya sehingga diharapkan udara yang dihasilkan lebih bersih.b.
Centrifugal FanBerfungsi untuk mendistribusikan udara melewati
ducting menuju ruangan-ruangan.c. Koil PendinginBerfungsi untuk
menurunkan temperatur udara.Beberapa kelemahan dari sistem ini
adalah jika satu komponen mengalami kerusakan dan sistem AC central
tidak bekerja, maka semua ruangan tidak akan merasakan udara sejuk.
Selain itu jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka
pengaturannya harus pada termostat di koil pendingin pada komponen
AHU.
3.Cooling TowerFungsi utamanya untuk mendinginkan air panas dari
kondensor dengan cara dikontakkan langsung dengan udara secara
konveksi paksa menggunakan fan/kipas. Konstruksi cooling water
terdiri dari sistem pemipaan dengan banyak nozzle, fan/blower, bak
penampung dan casing.Proses yang terjadi pada chiller atau unit
pendingin untuk sistem AC central dengan sistem kompresi uap
terdiri dari proses kompresi, kondensasi, ekspansi, dan evaporasi.
Proses ini terjadi dalam satu siklus tertutup yang menggunakan
fluida kerja berupa refrigerant yang mengalir dalam sistem pemipaan
yang terhubung dari satu komponen ke komponen lainnya. Kondensor
pada chiller biasanya berbentuk water-cooled condenser yang
menggunakan air untuk proses pendinginan refrigerant. Secara umum
bentuk konstruksinya berupa shell & tube dimana air memasuki
shell/tabung dan uap refrigerantsuperheat mengalir dalam pipa yang
berada di dalam tabung sehingga terjadi proses pertukaran kalor.
Uap refrigerantsuperheat berubah fase menjadi cair yang memiliki
tekanan tinggi mengalir menuju alat ekspansi, sementara air yang
keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi karena air ini akan
digunakan lagi untuk proses pendinginan kondensor maka tentu saja
temperaturnya harus diturunkan kembali atau didinginkan pada
cooling tower.Langkah pertama adalah memompa air panas tersebut
menuju cooling water/cooling tower melalui sistem pemipaan yang
pada ujungnya memiliki banyak nozzle untuk tahap spraying atau
semburan. Air panas yang keluar dari nozzle secara langsung
sementara itu udara atmosfer dialirkan melalui atau berlawanan
dengan arah jatuhnya air panas karena pengaruh fan/blower yang
terpasang pada cooling tower. Untuk menguapkan 1 kg air diperlukan
kira-kira 600 kcl dengan mengeluarkan kalor laten dengan
mengungkapkan sebagian dari air maka sebagian besar air pendingin
dapat didinginkan, misalnya 1% dari air dapat diuapkan, air dapat
diturunkan temperaturnya sebanyak 6C dengan menara pendingin.Sistem
ini sangat efektif dalam proses pendinginan air karena suhu
kondensasinya sangat rendah mendekati suhu wet bulb udara. Air yang
sudah mengalami penurunan temperatur ditampung dalam bak untuk
kemudian dipompa kembali menuju kondensor yang berada di dalam
chiller. Pada cooling tower juga dipasang katup yang dihubungkan ke
sumber air terdekat untuk menambah kapasitas air pendingin jika
terjadi kehilangan air ketika proses evaporasi cooling
tersebut.Prestasi menara pendingin biasanya dinyatakan dalam range
dan approach dimana range adalah penurunan suhu air yang melewati
cooling tower dan approach adalah selisih antara suhu udara
wet-bulb dan suhu air yang keluar. Perpindahan kalor yang terjadi
pada cooling tower berlangsung dari air ke udara tak jenuh. Ada 2
penyebab terjadinya perpindahan kalor yaitu perbedaan suhu dan
perbedaan tekanan parsial antara air dan udara. Suhu pengembunan
yang rendah pada cooling tower membuat sistem ini lebih hemat
energi jika digunakan untuk sistem refrigerasi pada skala besar
seperti chiller. Salah satu kekurangannya adalah bahwa sistem ini
tidak praktis karena jarak yang jauh antara chiller dan cooling
tower sehingga memerlukan sistem pemipaan yang relatif panjang.
Selain itu juga biaya perawatan cooling tower cukup tinggi
dibandingkan sistem lainnya.4.Pompa Sirkulasi Berfungsi untuk
menaikkan tekanan dan menyirkulasi udara/fluida ke tempat lain
dalam sistem pemipaan.5.Ducting/saluranMedia penghubung antara AHU
dengan ruangan yang dikondisikan udaranya, fungsi utama ducting
adalah meneruskan udara yang didinginkan oleh AHU untuk kemudian
didistribusikan ke masing-masing ruangan.Kelebihan dan kekurangan
sistem AC central, yaitu:Kelebihan-Kebisingan dan getaran mesin
pendingin hampir tidak mempengaruhi ruangan-Perbaikan dan
pemeliharaan lebih mudah-Seluruh beban pendingin semua ruangan
dalam bangunan dapat dilayani oleh suatu sistem (unit)
saja-Kelembapan udara dapat diaturKekurangan-Harga pembuatan awal
dangat mahal-Biaya operasional mahal-Unit central tidak dapat
dipakai untuk rumah sakit, karena dapat menyebarkan kuman/bakteri
pasien dari suatu ruangan ke ruangan lain-Jika salah satu komponen
mengalami kerusakan dan sistem ac central tidak dapa
beroperasi-Jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka
pengaturannya harus pada termostat di koil pendingin pada komponen
AHU
2.2.7 Beban PendinginanBeban pendinginan adalah jumlah panas
yang dipindahkan oleh sistem pengkondisian udara. Beban pendinginan
terdiri atas panas yang berasal dari ruangan dan tambahan panas.
Tambahan panas adalah jumlah panas setiap saat yang masuk kedalam
ruangan secara radiasi maupun dinding karena perbedaan
temperatur.Dasar perhitungan beban pendinginan dilakukan dengan dua
cara, yaitu: Perhitungan besar kalor puncak untuk menetapkan
besarnya instalasi Perhitungan beban kalor sesaat untuk mengetahui
biaya operasi untuk mengetahui karakteristik dinamik instalasi yang
bersangkutan Yang mempengaruhi beban pendinginan antara lain:1.
Internala. Produk (orang)Beban pendinginan yang diakibatkan adanya
sejumlah kalor yang dilepas dari produk (orang) yang berada didalam
ruang pendingin itu:q1 = m.h.ClfKeterangan :q1 = beban pendinginan
akibat kalor yang dilepas oleh produk didalam ruang pendingin
(I/s)m = banyaknya produk (orang) yang didinginkanh = laju kalor
yang dilepaskan oleh produk (wall)-benda ; h = F (jenis
benda)-orang ; h = F (aktivitas)Clf = factor beban pendinginan
(cooling load factor)b. PeralatanBeban pendinginan yang diakibatkan
adanya sejumlah kalor yang dilepas dari peralatan peralatan yang
berada diruang pendingin tersebut :qz= P x BF x CLFKeterangan:qz =
beban pendinginan akibat kalor yang dilepas oleh peralatan
peralatan didalamruang pendinginan (joule/detik) P = power /daya
(peralatan) (wall)BF = factor bullast (lampu Tu =1,25 ; lampu pijar
: 1,0CLF = factor beban pendinginan2. Eksternal a. VentilasiBeban
pendinginan yang diakibatkan adanya pertukaran udara luar ruangan
tetapi terkendali untuk memenuhi kebutuhan akan udara yang
dibutuhkan oleh tiap produk (orang) :
Keterangan :qb = beban pendinginan akibat pertukaran udara
dengan udara luar terkendali (suhu/detik)n = banyaknya produk
(orang)
= kebutuhan udara tiap orang perdetik (kg/detik)h = kandungan
kalor (beda entalpi udara luar dan dalam)(joule/kg)CLF = factor
beban pendinginanb. InfiltrasiBeban pendinginan yang diakibatkan
adanya pertukaran udara pendinginan dengan udara luar tanpa kendali
:
Keterangan :qA = beban pendinginan akibat pertukaran udara
dingin udara luar tanpa kendali (joule/s)
= laju Infiltrasi (kg/h)h = beda entalpi udara luar dan dalam
(joule/kg)CLF = factor beban pendinginan
c. RadiasiBeban pendingian yang disebabkan adanya kalor yang
berasal dari luar ruangan berupa radiasi matahari (beban panas
matahari melalui permukaan tembus cahaya).
qb = . . AKeterangan :qb = beban pendinginan akibat pertukaran
udara dengan udara luar = bilangan balleman = emisitas permukaan A
= luas panas (m)T1 = temperatur Absolute luar (K)d. Perpindahan
PanasBeban pendinginan yang berasal karena perpindahan panas dari
lingkungan yang tidak diinginkanQs = U.A.T Keterangan;Qs = beban
pendinginan akibat perpindahan panas dari lingkungan yang tidak
diinginkan U = koefisien perpindahan panas total (joule/cmok)Y =
1/RT ; RT = R1 + Ra + Rs +RaA = luas panas (m) T = beda temperatur
(K)
2.2.8 RefrigerantRefrigerant adalah zat pendingin atau media
pembawa kalor yang mudah diubah bentuknya dari cair menjadi gas
atau atau sebaliknya dengan menyerap atau melepas kalor yang
digunakan dalam sirkulasi mesin pendingin.
2.2.8.1 Macam macam RefrigerantBerdasarkan penggunaan
refrigerant dibagi menjadi 2 yaitu :a. RefrigerantPrimerRefrigerant
yang digunakan pada sistem kompresi uap (R-22, R-134).b.
Refrigerant SekunderCairan-cairan yang digunakan untuk membawa
energi kalor bersuhu rendah dari suatu lokasi ke lokasi lain.
Berdasarkan komponen penyusuna. Senyawa HolocarbonMempunyai satu
atau lebih atom dari salah satu halogen (klorin, flourin,
bromin)
Tabel 2.2 Beberapa refrigerant holocarbonNomor RefrigerantNama
KimiaRumus Kimia
11TrikloromonofluorometanaCCl3F
12DiklorodifluorometanaCCl2F2
13TriklorotriplorometanaCClF3
22MonoklorodifluorometanaCHClF2
40Metil kloridaCH3Cl
113TriklorotrifluoroetanaCCl2FCClF2
114DiklorotetrafluoroetanaCClF2CClF2
Sumber : Stoecker (1992:279)
b. AnorganikMerupakan refrigerantterdahulu yang masih digunakan
pada saat ini, contoh : amonia (NH3), air (H2O), udara, CO2,
SO2.
Tabel 2.3 Beberapa refrigerant anorganikNomor RefrigerantNama
KimiaRumus Kimia
717AmoniaNH3
718AirH2O
729Udara
744KarbondioksidaCO2
764Sulfur dioksidaCO2
Sumber : Stoecker (1992:280)
c. HidrocarbonBanyak senyawa hidrocarbon yang digunakan sebagai
refrigerant, khususnya untuk dipakai pada industri perminyakan dan
petrokimia. Diantaranya adalah metana (CH4), propana (C3H8) dan
etana (C2H6).
Tabel 2.4 Refrigerant hidrokarbonNomor RefrigerantNama
KimiaRumus Kimia
50MetanaCH4
170EtanaC2H6
290PropanaC3H8
Sumber : Stoecker (1992:280)
d. AzeotropSuatu senyawa azeotrop dua substansi adalah campuran
yang dapat dipisahkan komponen-komponennya secara destilasi.
Azeotrop menguap dan mengembun sehingga suatu substansi tunggal
yang sifat-sifatnya berbeda dengan unsur pembentuknya. Misal :
refrigerant502 yang merupakan campuran 48,8% R-22 dengan 51,2%
R-115.
2.2.8.2 Syarat syarat Refrigerant1. Tekanan penguapan harus
tinggiSebaiknya refrigerant memiliki temperatur penguapan pada
tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan
terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik
karena naiknya perbandingan kompresi.2. Tekanan pengembunan yang
tidak terlampau tinggiApabila tekanan pengembunannya rendah, maka
perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah sehingga penurunan
prestasi kompresor dapat dihindari. Mesin dapat bekerja lebih
aman.3. Kalor laten penguapan harus tinggiKarena menguntungkan
untuk kapasitas refrigerasi yang sama jumlah refrigerant
bersirkulasi menjadi lebih kecil.
4. Volume spesifik (terutama dalam fase gas)Memungkinkan
penguapan kompresor dengan volume langkah torak yang lebih kecil.5.
Koefisien prestasi harus tinggi.6. Konduktivitas termal yang
tinggi.7. Viskositas yang rendah dalam fase cair maupun gas8.
Refrigerant harus stabil dan tidak bereaksi pada material
2.2.9 Kelebihan dan Kekurangan Refrigerant Hydrocarbon dan
Holocarbona. Refrigerant HolocarbonKelebihan1. Kemudahan mengalir
yang tinggi keadaan cair2. Tidak menyebabkan ledakan3. Tidak
membawa aliran listrik4. Tekanan kondensasi dan suhu keluar yang
tinggi dalam mesin refrigerantKekurangan1. Dapat menyebabkan
kerusakan lapisan ozon dan pemanasan global2. Jenis refrigerasi
yang kurang aman untuk digunakan dalam proses refrigerantb.
Refrigerant hydrocarbonKelebihan:1. Ramah lingkungan yang
ditunjukkan dengan nilai ozon depleting potensial2. Properti
termofisika dan karakteristik perpindahan yang baik3. Kerapatan
fase uap yang rendah4. Kelarutan yang baik5. Dapat menurunkan
konsumsi tenaga listrik 15 25%Kekurangan:1. Sifatnya mudah
terbakar
2.2.10 Istilah - istilah Mesin Pendingin1. Panas LatenJumlah
panas yang diambil atau diberikan kepada suatu zat dimana akan
menyebabkan terjadinya perubahan fase/wujud dari zat yang
bersangkutan tanpa mengalami perubahan temperatur.2. Panas
SensibleJumlah panas yang diambil atau diberikan kepada suatu zat
dimana akan menyebabkan terjadinya perubahan temperatur tanpa
mengalami perubahan fase/wujud dari zat yang bersangkutan.3. Panas
SpesifikJumlah panas/kalor yang diperlukan setiap kilogram massa
zat untuk menaikkan temperaturnya sebesar satu derajat Celcius.4.
Wet Bulb TemperaturTemperatur udara yang tidak memperhitungkan
pengaruh radiasi, konduksi, dan konveksi. 5. Dry Bulb
TemperaturTemperatur udara yang memperhitungkan.pengaruh radiasi,
konduksi, dan konveksi.6. Kelembaban AbsolutPerbandingan antara
massa uap air dengan massa udara kering dalam suatu volume
campuran.7. Kelembaban RelatifPerbandingan antara tekanan parsial
uap air dalam suatu campuran tehadap tekanan jenuhnya pada
temperatur yang sama. 8. Refrigerant effectKemampuan suatu
refrigerant (zat pendingin) untuk menyerap panas/kalor agar berubah
fase/wujudnya berubah dari cair menjadi uap.9. EnthalpyJumlah kalor
yang dikandung oleh setiap kilogram zat pada tekanan dan temperatur
tertentu ditambah dengan kerja yang bekerja pada zat tersebut yang
merupakan perkalian antara tekanan yang bekerja pada zat tersebut
dengan volume spesifiknya.10. Coeficient of Performance
(COP)Perbandingan antara panas yang diserap oleh refrigerant (zat
pandingan) dengan kerja kompresor.
11. Beban PendinginanKalor yang diambil tiap detik dari produk
yang diinginkan (kJ/detik). Manfaatnya untuk meramalkan kalor yang
mampu diserap tiap detik oleh instalasi mesin pendingin.12.
Kapasitas PendinginanJumlah kalor yang diserap oleh refrigerant
dari benda atau fluida yang hendak didinginkan. 13. Tor
refrigerantLaju aliran kapasitas refrigerant digunakan untuk
menyerap panas yang ada di dalam sistem tiap satuan waktu. Jadi tor
refrigerant merupakan satuan daya dalam British (Btu/jam).
2.2.11 Rumus - Rumus yang Digunakan1. Antara penampang C-D pada
Air Flow Duct
Gambar 2.28 Penampang C-DSumber : Modul Praktikum Mesin
Pendingin Mesin FT-UB (2014)
a. Keseimbangan Energimchc maha = - -PH2 + HLC-Db. Kekekalan
massa aliran fluida:mc = ma m0 ; m0 = massa alir
udara lewat oriface pada ujung duct
c. Kalor sensibelPH2= mD . CP . TDimana :Z = tinggi skala pada
inclined manometer ( mmH2O )VD= volume spesifik udara pada
penampang di C-D, bisa dicari dari diagram psycometryhC= enthalpy
udara di penampang ChD= enthalpy udara di penampang DPH2= Daya
reheaterHLC-D= kerugian energi pada daerah C-DCp= panas jenis udara
antara C-Dd. Didapat : Dengan mengabaikan losses, panas jenis Cp
adalah :
Kalor hilang Antara C-D ; HL C-D dalam satuan kJ/s2. Kondisi
penampang B C
Gambar 2.29 Penampang B CSumber : Modul Praktikum Mesin
Pendingin Mesin FT-UB (2014)
a. Kesetimbangan energi:
b. Kekekalan massa
B - C = Con B = C+Conc. Didapat Beban pendinginan evaporator
Qref, sehingga dapat dihitung.
Losses of energyHLB-C dalam [kJ/s]
Dimana : Wcomp= daya sebenarnya kompresor, bisa dilihatdari
spesifikasi peralatanatau voltmeter danamperemeterh1=
enthalpyrefrigerant sesudah keluar evaporatorh2=
enthalpyrefrigerant sebelum keluarevaporatorhcon= enthalpy air
kondensasimcon= laju alir massa air kondensasimref= laju alir massa
refrigeranth1B-C= kerugian energi pada daerah B-ChB & hC=
enthalpy udara di B dan C dicari dari diagram psycometry3. Kondisi
Pada penampang A-B
Gambar 2.30 Penampang A BSumber :Modul Praktikum Mesin Pendingin
Mesin FT-UB (2014)
a. Keseimbangan energi
A . hA + B . hB= Pm-s . hs + Pp+ HL A-Bb. Kekekalan massa
B = A + Sc. Didapat: Kerugian Energi (HL A-B) Dengan mengabaikan
losses yang dapat dihitung efisiensi Boiler :
Dimana:PM = daya motor penggerak blower yang besarnya sebanding
dengan posisi regavolt [%] dan spesifikasi motor penggeraknyams =
laju alir massa uap yang disuplai bolierHs =enthalpy uapPp = daya
pemanas preheaterPk = daya pemanas boliermA = laju alir massa udara
luar yang dihisap blowerH 1A-B = kerugian energi pada daerah
A-B
Untuk COPaktual dapat dicari dengan persamaan :
Dimana :Q1 = Qref untuk COPaktual= mBhB (mChC +
mconhcon)Sedangkan COPideal dapat dicari dengan persamaan
Dimana harga h1,h2 dan h4 bisa dilihat pada diagram (P-h)
2.3Dasar Pengkodisian Udara2.3.1 PsikometriPsikometri merupakan
kajian tentang sifat-sifat campuran udara dan uap air. Psikometrik
mempunyai arti penting dalam pengkondisian udara atau penyegaran
udara karena atmosfer merupakan campuran antara udara dan uap air.
Psikometri digunakan untuk mengetahui sifat-sifat termodinamika
udara dan mengidentifikasi proses fisik yang terjadi di
lingkungan.
Gambar 2.31 PsikometriSumber : Cengel(2006:996)
2.3.2Temperatur Bola Basah (Wet Bulb) dan Temperatur Bola Kering
(Dry Bulb)a.Temperatur bola basahSensor pada termometer dibalut
kain basah untuk menghilangkan efek radiasi panas.b.Temperatur bola
keringTemperatur dapat dibaca dengan sensor kering dan terbuka
namun tidak tetap karena pengaruh radiasi panas, kecuali memperoleh
ventilasi cukup baik.
2.3.3Dew PointTemperatur dew point adalah temperatur dimana
embun mulai terbentuk. Artinya udara mulai berubah menjadi embun
setelah mengalami proses pendinginan pada tekanan konstan.
2.3.4Absolute Humidity dan Relative HumidityApabila atmosfer
tanpa kandungan uap air, maka campuran gas dikenakan denagn udara
kering (dry air). Apabila uap air ada dalam gas tersebut dikenal
dengan udara basah (wet air). Jumlah uap air ruang kurang dari
tekanan jenuh temperatur tertentu mengandung uap air maka penguapan
akan berlangsung terus sampai tekanannya menjadi tekanan jenuh
untuk temperatur tersebut. Relative humidity digunakan untuk
menyatakan perbandingan antara tekanan parsial uap air suatu
campuran terhadap tekanan jenuhnya pada temperatur yang sama.
2.4Teknologi pengkondisian udara terbaru Teknologi ECO Patrol
adalah teknologi terbaru yang di kembangkan pada mesin pendingin
dengan memanfaatkan Automatic Control System (ACS). Sistem ini
berfungsi untuk mendeteksi keberadaan manusia secara otomatis.
Skema kerjanya adalah sebagai berikut :
Gambar 2.32 Skema Kerja ECO PatrolSumber : M. Nurul Huda,
2010
Saat di ruangan ada manusia:1.Sensor Eco-Patrolmengeluarkan
gelombang mikro pendeteksi suhu manusia di dalam
ruangan.2.Gelombang mikro (kurva berwarna biru) mendeteksi suhu
apakah ada manusia atau tidak di ruangan dengan memancar ke segala
penjuru ruangan.3.Ketika gelombang mendeteksi suhu yang berarti
keberadaan aktivitas manusia di dalam ruangan, gelombang mikro
tersebut terpantul (kurvaberwarna kuning) kembali menujusensor
.4.Sensor menerima gelombang pantul yang berisi informasi
keberadaan dan aktivitas manusia tersebut dan memproses sistem
untuk menyemburkan udara dingin dari AC yang suhunya juga
disesuaikan dengan jumlah orangyang ada dalam ruangan.
Bila tidak ada manusia :
Gambar 2.33 Skema Kerja ECO PatrolSumber : M. Nurul Huda,
2010
1.SensorEco-Patrolmengeluarkan gelombang mikro pendeteksi suhu
manusia di dalam ruangan.2.Gelombang mikro(kurva berwarna biru)
mendeteksi suhu apakah adamanusia atau tidak di ruangan dengan
memancar ke segala penjuru ruangan.3.Ketikagelombangmendeteksi
tidak adasuhumanusia di dalam ruangan,gelombang mikro tersebut
terpantul kembali menuju sensor .4.Sensor menerima gelombang pantul
yang berisi informasi tidak adanyakeberadaan manusia tersebut dan
memproses sistem untuk meminimalisirsemburan udara dingin dari AC
sehingga AC mengkonsumsi daya listrikyang sedikit pada waktu
itu.
Kemampuan teknologi Eco-Patrol ini memang dirancang secara
otomatis untukhemat energi dalam penggunaannya. Teknologi ramah
lingkungan ini kedepannya akan dikembangkan lagi dengan teknologi
Automatic Control System (ACS) terintegrasi hingga memiliki
kemampuan Auto-Off System. Yang artinya saat keberadaan manusia
tidak terdeteksi di dalam ruangan, maka AC akan mati
secaraotomatis.
BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM
3.1 1.1 1.2 3.1 Peralatan praktikuma. Alat yang digunakan :1.
Manometer.Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada
audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang
berlawanan. Jenis manometer tertua adalah manometer kolom cairan.
Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa Uyang
diisi cairan setengahnya biasanya berisi minyak, air atau air
raksa, dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara
tekanan yang mungkin terjadi karena atmosfir diterapkan pada tabung
yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairan memperlihatkan tekanan
yang terukurGambar 3.1 ManometerSumber : Anonymous 19 (2015)
2. Termometer.Termometeradalah alat yang digunakan untuk
mengukursuhu(temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah
termometer berasal daribahasa Latinthermoyang
berartipanasdanmeteryang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja
termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah
termometerair raksa.Gambar 3.2 TermometerSumber : Anonymous 20
(2015)
3. RegavoltSebagai tranformator aliran listrik.Gambar 3.3
RegavoltSumber : Anonymous 21 (2015)
4. Load Control Panel.Berfungsi untuk mengontrol beban yang akan
di berikan
Gambar 3.4 Load Control PanelSumber : Anonymous 22 (2015)
5. Gelas pengukur air kondensat.Berfungsi untuk mengukur volume
air kondensat
Gambar 3.5 Gelas PengukurSumber : Anonymous 23 (2015)
6. Pengukur waktu setiap periode.Berfungsi untuk mengetahui
waktu tertentu saat pengambilan data
Gambar 3.6 Stop WatchSumber : Anonymous 24 (2015)
b. Fluida yang dilayani :1. Laju alir massa udara pada Air Flow
Duct.2. Laju massa air kondensasi yang terbentuk.3. Uap air dari
Boiler untuk proses Humidifikasi.4. Refrigerant R-22 yang
bersirkulasi.c. Produk 1. Udara dengan temperatur, kelembaban, dan
kapasitas tertentu.
3.2 Spesifikasi Peralatana. Tipe : A-573/91159 vapour
compression refrigeration unitsb. Produk : udara lewat air flow
ducts dengan parameter yang bervariasic. Refrigeran : Freon, R-22,
laju alir massa d. Kompresor : Panasonic 222 225 BUAe. 1120 watt,
220watt, 50hz
Gambar 3.7 Instalasi Mesin Pendingin dan Pengkondisisn
UdaraSumber: Manual Book Mesin AC BENCH PA HILTON A572
3.3 Prosedur Pelaksanaan Percobaan Air Conditioninga. Persiapan
PercobaanInstalasi telah disiapkan untuk melaksanakan percobaan dan
pengambilan datab. Menjalankan Instalasi1. Saklar dipasang pada
posisi (I) dengan regavolt 02. Regavolt diatur supaya ada aliran
udara melalui evaporator denggan tujuan membebani evaporator dengan
mengatur posisi regavolt sesuai varian data untuk masing-masing
kelompok.3. Kompresor dijalankan sehingga terjadi siklus
refrigeran. Instalasi dibiarkan beropersi sampai terbentuk air
kondensasi pada evaporator dan ditampung pada gelas ukur yang sudah
dipasang termometer.4. Akhiri pembebanan air flow duct dengan
menggunakan semua saklar dari komponen pelengkap (boiler,
preheater, reheater, regavolt) posisinya disesuaikan dengan
kombinasi dan variasi duct yang telah ditentukan untuk setiap
kelompok praktikan.c. Menghentikan Operasia) Semua saklar dari
semua komponen pelengkap dimatikanb) Kompresor dimatikanc) Regavolt
diturunkan posisinya secara perlahan sampai posisi 0d) Matikan
saklar induke) Cabut steker dan power supply
3.4 Pengambilan Dataa. Pengambilan data baru boleh dimulai
setelah ada air kondesat yang terbentuk pada evaporator (terlihat
pada jatuhnya tetes air pada gelas ukur penampung air kondensat).b.
Setiap kombinasi parameter diambil data sebanyak 3x.c. Data-data
dianggap valid jika pencatatan dilakukan setelah kondisi
betul-betul dalam keadaan steady.
Laporan Praktikum Mesin Pendingin Semester Genap 2014/2015