Laporan Praktikum TU (Autosaved)

UJI PERFORMA SPLIT TYPE AIR CONDITIONING SANYO SAP-C97654

PADA WORKSHOP PENDINGIN DAN TATA UDARA

Laporan Praktikum

disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Teknik Refrigerasi

(RT441)dengan dosen pengampu mata kuliah Ega Taqwali Berman, S. Pd.,

M.Eng.

Disusun oleh:

Bagiawati Rahayu P.

Muhammad Miftakhudin

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2014

I. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini diantaranya :

1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja dari mesin pendingin AC.

2. Mahasiswa dapat mengoperasikan mesin tata udara (Air Conditioning)

dengan baik.

3. Mahasiswa dapat menguji performa mesin pendingin AC dengan

menggunakan sebuah ruang ruang uji berukuran 80 X 80 X 120.

4. Mahasiswa dapat menganalisis hasil uji performa dari data-data yang

didapat saat pengujian.

II. Landasan Teori

Seperti pada umumnya sistem pengkodisian udara menggunakan sistem

kompresi uap sederhana yang memiliki 4 komponen utama dan beberapa

komponen pembantu. Pengkondisian udara adalah perpindahan kalor dari suatu

tempat ke tempat lain yang lebih rendah temperaturnya melalui perubahan phasa

dan biasanya temperatur dalam pengkondisian udara di atas 0o atau dari 15oC -

27oC.

Prinsip kerja siklus pengkondisian udara sama dengan siklus refigerasi,

dimana cairan refrigeran yang mengalir di evaporator menyerap kalor dari

ruangan sehingga cairan tersebut berubah fasa menjadi uap. Setelah itu uap

refrigeran dihisap oleh kompresor yang kemudian uap refrigeran dimampatkan

agar diperoleh uap refrigeran yang memiliki kalor dan tekanan yang tinggi. Lalu

uap refrigeran bertekanan tinggi tersebut melalui kondeser untuk membuang kalor

dari ruangan. Keluar dari kondenser kalor dan tekanan dari refrigeran berkurang.

Ketika kondenser membuang kalor, refrigeran uap berubah fasa menjadi cairan

kembali tetapi tekanannya tetap tinggi. Kemudian refrigeran cair dialirkan ke

katup ekspansi. Ketika cairan refrigeran mengalir melalui katup ekspansi,

tekanannya berubah menjadi turun. Tekanan refrigeran cair turun, diikuti oleh

turunnya temperatur, sehingga refrigeran itu siap kembali menerima panas.

1

Komponen utama sebuah siklus pengkondisian udara yaitu kompresor,

kondesor, katup ekspansi dan evaporator. Komponen pembantu dalam sistem

pengkondisian udara adalah akumulator, thermostat atau thermistor, fan motor,

blower, thermometer digital, refrigeran dan komponen kelistrikan ac split seperti

PCB kontrol dan kapasitor fan motor.

Pengkondisian udara jenis split adalah merupakan pengkondisian udara di

mana condesing unit dan fan coil unitnya ditempatkan secara terpisah sehingga

kedua unit ini dihubungkan dengan menggunakan pipa refrigeran dan rangkaian

kontrol listrik. Mesin pengkondisian udara jenis split terdiri atas berbagai macam

tipe, namun yang banyak digunakan adalah tipe dinding (wall mounted).

Komponen fan coil unit atau sering disebut indoor unit terdiri dari evaporator

dengan sirip, blower, saringan udara, thermostat ruangan, thermostat pipa dan

PCB kontrol yang terletak dalam satu unit (casing). Dan komponen condesing

unit atau outdoor unit terdiri dari kompresor, pipa kondensor dengan sirip-sirip,

fan kondensor, akumulator, OMP, kapasitor kompresor, kapasitor fan dan

komponen listrik lainnya.

A. KOMPONEN UTAMA

1. Kompresor

Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin

(refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor

itu sendiri selain memompa baham pendingin adalah untuk menaikan

tekanan dari uap refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi

dari evaporator yang menyebabkan pepindahan kalor dapat terjadi.

Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka

waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem

pengkondisian udara kompresi uap. Suatu mesin pengkondisian udara

tergantung pada kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas

refrigeran yang perlu disirkulasikan.

Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem pengkondisian udara dan sitem refrigerasi

2

kompresi uap, yaitu: kompresor torak (reciprocating compressor), kompresor rotari (rotary compressor), kompresor sentrifugal (centrifugal compressor), kompresor screw, dan kompresor scroll. Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem pengkondisian udara dan sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu: kompresor hermetik, kompresor semi hermetik, dan kompresor open type.

Di dalam sistem pengkondisian udara dengan AC split seperti pada praktek ini, kompresor yang sering digunakan adalah kompresor pada gambar 1 yang berjenis hermetic compressr, karena selain harganya murah, kompresor jenis ini juga tidak membutuhkan tempat yang besar dalam hal pemasangan. Kompresor pada AC split ini berdasarkan cara kompresinya menggunakan kompresor torak dan berdasarkan konstruksinya yaitu tipe hermetic.

Dalam kompresor terdapat 2 kumparan, yaitu kumparan utama dan kumparan pembantu, kedua kumparan ini memiliki fungsi yang berbeda. Apabila kumparan pembantu memiliki fungsi yaitu untuk membantu start motor listrik, sedangkan kumparan utama terus menggerakan rotor dari start sampai motor listrik tidak dialiri arus listrik. Kompresor pada rumahnya memiliki 3 buah terminal, yaitu terminal C,S, dan R. Dari hubungan kabel dan kerja alat listrik, kompresor dapat dijalankan karena dibantu komponen listrik yang menyatu pada luar rumah kompresor. Komponen-komponennya antara lain: Start relai, merupakan suatu alat listrik yang berfungsi untuk mengatur

motor listrik pada waktu mula-mula start.

3

Gambar 1. Kompresor hermetic(sumber: dokumen pribadi)

Overload, fungsinya sebagai sekering otomatis atau pengendali agar

arus listrik tak berlebih dan juga menjaga kompresor dari panas yang

berlebih di kompresor.

Start kapasitor, merupakan suatu alat listrik yang dapat menyimpan

arus untuk dipakai dalam start kompresor.

2. Kondensor

Kondensor adalah alat di mana refrigeran didinginkan sehingga

mengembun. Prinsip kerjanya sangat sederhana, yaitu panas pengembunan

dibuang ke udara sekeliling secara alami karena adanya perbedaan

temperatur refrigeran dengan udara sekeliling. Jenis kondensor yang

digunakan pada mesin pengkondisian udara dan umumnya rumah tangga

atau komersial adalah jenis pipa dengan sirip-sirip (tube and fins

condenser).

Di kondensor uap refrigeran bertekanan tinggi didinginkan pada

temperatur kondensasi dengan melepaskan kalor sensibel. Kalor yang

dilepaskan itu pada kalor latennya akan menyebabkan uap refrigeran

mengembun jadi cairan.

Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser

dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:

Kondensor berpendingin air (water cooled condenser). Kondensor

berpendingin air dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu kondensor

yang air pendinginnya langsung dibuang dan kondensor yang air

pendinginnya disirkulasikan kembali. Sesuai dengan namanya, kondensor

yang air pendinginnya langsung dibuang, maka air yang berasal dari suplai

air dilewatkan ke kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di

suatu tempat dan tidak digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air

pendinginnya digunakan kembali, maka air yang keluar dari kondensor

dilewatkan melalui menara pendingin (cooling tower) agar temperaturnya

turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke dalam kondensor, demikian

seterusnya secara berulang-ulang.

4

Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser). Ada dua

metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah dan

konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah

mempunyai laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah,

karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu.

Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil

seperti kulkas, freezer untuk keperluan rumah tangga, dll. Kondensor

berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam

mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor

berpendingin udara konveksi paksa. Dalam AC Split pada gambar 2 ini

kondensor yang digunakan adalah kondensor berpendingin udara dengan

metode mengalirkan udara dengan paksa. Bentuk atau konstruksi dari

kondeser dengan pendingin udara ada tiga macam, yaitu: Pipa dengan jari-

jari penguat, pipa dengan pelat besi, pipa dengan sirip-sirip. Dalam AC

split menggunakan kondensor dengan pipa sirip-sirip.

Kondenser berpendingin air dan udara (campuran). Bekerjanya

sama dengan kondensor jenis penguapan air. Hanya saja disini air diatur

oleh suatu klep dan hanya bekerja dengan adanya ketidakmampuan dari

udara pendinginan untuk mencapai suhu pendinginan yang dikehendaki.

3. Katup Ekspansi

Alat kontrol refrigeran yang dipakai dalam AC split pada gambar 3

yaitu alat kontrol thermal expansion valve (TXV). Tabung kontrol, pipa

5

Gambar 2. Kondenser AC Split(sumber: dokumen pribadi)

kapiler dan ruangan di atas membran diisi dengan cairan khusus yang

sensitif terhadap perubahan temperatur, tabung kontrol dan pipa kapiler ini

didempetkan dengan pipa keluar evaporator.

Bila temperatur evaporator rendah, tekanan cairan di atas membran

tidak mampu melawan tekanan pegas, katup jarum menutup saluran masuk

ke evaporator, penguapan zat pendingin terhenti temperatur evaporator

naik kembali.

Sebaliknya pada saat temperatur evaporator naik, tekanan cairan di

atas membran akan naik pula, sampai melebihi tekanan pegas, katup

terdorong ke bawah, sehingga saluran terbuka.

4. Evaporator

Evaporator adalah suatu alat dimana terjadi proses penguapan pada

refrigeran. Evaporator menyerap kalor dan dibuang di kondensor. Fungsi

dari evaporator adalah menyerap kalor dari udara sekeliling di dalam

ruangan yang dikondisikan. Karena kalornya diserap maka temperatur di

sekelilingnya menjadi dingin. Sedangkan refrigeran yang menyerap kalor

akan berubah phasa dari cairan manjadi gas (menguap) bertekanan rendah.

Panas yang diperlukan untuk penguapan diperoleh dari benda atau media

yang akan didinginkan. Proses penyerapan kalor ini menyebabkan

penurunan temperatur pada benda atau media yang akan didinginkan.

6

Gambar 3. Thermal Expansion Valve AC Split(sumber: dokumen pribadi)

Berdasarkan prinsip kerjanya evaporator dibagi menjadi dua, yaitu

evaporator banjir dan evaporator kering. Sistem pengkondisian udara jenis

split banyak digunanakan evaporator kering pada gambar 4 dengan jenis

kontruksi pipa menggunakan sirip-sirip. Selain evaporator kering dengan

kontruksi jenis pipa menggunakan sirip-sirip terdapat juga jenis evaporator

permukaan datar dan jenis pipa polos.

B. KOMPONEN TAMBAHAN

Komponen tambahan pada AC split ini, yaitu:

1. Blower

Kipas sentrifugal atau blower pada gambar 5 diletakkan di dalam

ruangan. Fungsi blower adalah meniup udara dingin di dalam ruangan.

Sama seperti fan motor, blower pun mempunyai motor listrik yang

berfungsi memutarkan blower tersebut.

7

Gambar 5. Blower AC Split(sumber: dokumen pribadi)

Gambar 4. Evaporator AC Split(sumber: dokumen pribadi)

2. Fan Motors

Fan motor pada bambar 6 terdiri dari motor listrik yang salah satu

ujung porosnya menonjol ke luar. Pada poros tersebut dapat ditambahkan

daun kipas. Gunanya untuk membuat sirkulasi udara di dalam atau

mendorong udara melalui kondensoer. Untuk mendapat aliran udara yang

efisien, kondensor harus diberi rumah atau penutup, agar udara tidak

mengalir dari samping kondensor.

Fan motor pada umumnya mempunyai empat buah kutub.

Diameter porosnya untuk daun kipas ¼ inci dan berulir. Daun kipas dibuat

dari alumunium atau plastik dengan diameter 6-10 inci. Jumlah daun kipas

2-5 buah. Daun kipas harus dibuat yang seimbang, agar pada waktu

berputar tidak boleh menimbulkan suara. Pada setiap fan motor pasti

terdapat start kapasitor, yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik yang

nantinya digunakan untuk membantu start motor listrik pada fan motor.

3. Akumulator

Suatu tabung pengumpul bahan pendingin dari evaporator dimana

refrigeran berphasa cairan dan gas dipisahkan.. Akumulator (gambar 7)

dapat memisahkan atau mengumpulkan bahan pendingin cair pada bagian

bawah. Dari akumulator hanya bahan pendingin gas yang dapat mengalir

melalui saluran hisap ke kompresor.

8

Gambar 6. Fan Motor Kondenser AC Split(sumber: dokumen pribadi)

4. Refrigeran

Refrigeran yang dipakai dalam sistem ini yaitu R-22 (gambar 8),

dimana spesifikasi R-22, yaitu: Titik didih -41,4 oF (-40,8 oC) pada 1 atm.

Tekanan penguapan 28,3 psig pada 5oF dan tekanan kondesasi 158,2 psig

pada 86oF. Kalor laten uap 100,6 Btu/lb pada titik didih.

5. Strainer

Strainer atau disebut juga saringan dalam sistem air conditioning

gunanya untuk menyaring kotoran di dalam sistem, agar tidak masuk ke

dalam pipa kapiler dan kompresor. Saringan harus menyaring semua

kotoran pada sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan

atau membuat sistem menjadi buntu.

9

Gambar 7. Akumulator AC Split(sumber: dokumen pribadi)

Gambar 8. Refrigeran AC Split(sumber: dokumen pribadi)

Pengolahan data yang diperoleh dapat di ketahui performa dari sistem yang

dianalisis dengan rumus-rumus yang dapat digunakan berdasarkan diagram ph

sebagai berikut:

1. Efek Refrigerasi (RE)

RE = h2 – h1

2. Kerja Kompresi (Wk)

Wk = h3 – h2

3. Panas yang dibuang kondensor (Qc)

Qc = h3 – h5

4. Koefisien unjuk kerja (COP)

COP = ℜ

Wk

5. Berat refrigeran yang dialirkan (m)

m = 200ℜ

6. Daya teoritis (Hp)

Hp = (m xWk)

42,42

7. Volume uap yang dikompresi (Vuap)

Vuap = m x Vuap

8. Panas kompresi

Q2 = m x Wk

9. Jumlah panas yang dilepas kondensor

Q3 = m x Q

10

III. Alat dan bahan.

Alat dan bahan yang perlukan dalam pengujian ini diantaranya :

A. Alat :

1. Manifold gauge

2. Test pen

3. Kunci Pas

4. Kunci L

5. Obeng +

6. Obeng -

7. Thermometer infrared

8. Terminal listrik

9. Timer/stopwatch

10. Thermometer digital

11. Humidifier

12. Ampere meter

13. Remote AC Split

14. Vacuum pump

15. Flaring and swaging tool

B. Bahan :

1. Refrigerant R-22

2. Thermalflex

3. Duct Tape

4. Service Valve

5. Cabel NYM

11

IV. Langkah Kerja

UNTUK LANGKAH KERJA

MISAH BAG.

TAPI HALAMAN NYA TETAP

DICANTUMKAN.

YG INI JANGAN DI PRINT.

PRINT YANG JOB SHEET AJA.

OK???

12

V. Data Hasil Percobaan

Data yang diperoleh saat praktikum, yaitu:

No Parameter Waktu Uji (Menit ke-)

4 9 14 19 24 29 34 39

1 Ps (psia) 74,7 75,7 75,7 76,7 76,7 76,7 75,7 75,7

2 Pd (psia) 182,7 179,7 177,7 177,7 177,7 174,7 174,7 172,7

3 T evap (oC) 24 19 17 17 16 16 15 14

4 Arus (A) 3.8 3.8 3.8 3.7 3.7 3.8 3.6 3.7

Keterangan :

Waktu = waktu dihitung dari awal drain

Ps = tekanan suction (tekanan rendah)

Pd = tekanan discharge (tekanan tinggi)

T evap = suhu yang dicapai evaporator

Arus = arus yang mengalir ke sistem

23

VI. Analisis Data

WaktuMenit ke-

hA=hB

BTU/lbhC

BTU/lbhD

BTU/lbRE

BTU/lbWK

BTU/lbM

lb/minhp COP

4 75 112,5 127 37,5 14,5 5,33 1,82 2,59

9 72,5 112 126,5 39,5 14,5 5,06 1,73 2,72

14 70,5 112 126 41,5 14 4,82 1,59 2,96

19 70,5 111,5 125 41 13,5 4,88 1,55 3,04

24 70,5 111,5 125 41 13,5 4,88 1,55 3,04

29 70 111,5 127 41,5 15,5 4,82 1,76 2,68

34 70 112 126 42 14 4,76 1,57 3

39 69 112 125,5 43 13,5 4,65 1,48 3,19

4 9 14 19 24 29 34 390

5

10

15

20

25

30

Hubungan Temperatur Evaporator dengan Waktu

T evaporator

Waktu (menit ke-)

Tem

pera

tur (

oC)

24

4 9 14 19 24 29 34 393435363738394041424344

Hubungan Efek Refrigerasi dengan Waktu

RE (BTU/lb)

Waktu (menit ke-)

RE (B

TU/l

b)

4 9 14 19 24 29 34 3913

13.2

13.4

13.6

13.8

14

14.2

14.4

14.6

Hubungan Kerja Kompresi dengan Waktu

WK (BTU/lb)

Waktu (menit ke-)

WK

(BTU

/lb)

25

4 9 14 19 24 29 34 394.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

5.4

Hubungan Massa Refrigeran yang disirku-lasikan dengan Waktu

m (lb/min)

Waktu (menit ke-)

Mas

sa (l

b/m

in)

4 9 14 19 24 29 34 390

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

Hubungan Daya dengan Waktu

HP

Waktu (menit ke-)

Daya

26

4 9 14 19 24 29 34 390

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

COP

COP

Waktu (menit ke-)

COP

(%)

27

VII. Temuan Praktikum

28

VIII. Simpulan

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

bahwa semakin kecil temperatur yang di setting maka waktu yang dibutuhkan

untuk penurunan setiap 1 0C akan semakin lama. Selain itu, semakin kecil

temperatur untuk mencapai temperatur yang di setting kondisinya semakin

positif akan tetapi kompresor akan semakin berat bekerjanya sehingga

overload harus mematikan kerja kompresor untuk menjaga komresor agar tidak

rusak.

IX. Saran

Beberapa saran yang dapat kami berikan selama praktek refrigerasi dasar

adalah sebagai berikut:

1. Mahasiswa harus solid saat praktek sehingga waktu yang tersedia tidak

terbuang percuma dan membuat mahasiswa memiliki pengalaman saat

praktek.

2. Perencanaan sebelum memulai praktek harus baik sehingga tidak terjadi

hambatan saat praktek

3. Pengambilan data minimal 2x agar data yang didapat lebih akurat.

29

X. Referensi

Berman, T. Ega & Gunawan, R. ( - ). Bahan Ajar AC Room. Bandung: Tidak

diterbitkan.

Hasan, Syamsuri, dkk. (2008). Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 2.

Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.

30