Tugas Skripsi Mesin Pendingin II

Mesin Pendingin dan PemanasTUGAS IIIMODIFIKASI AC WINDOW

Nama: AlfinNIM: 121032071

INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Tujuan dan manfaata) Tujuan Mewujudkan AC window menjadi AC portable yang sangat sederhana, murah, dan mudah dibawa kemana-mana (didalam rumah) Membantu masyarakat memaksimalkan AC window yang sudah ada dimodifikasi menjadi AC yang praktisb) Manfaat Bagi mahasiswaMengembabngkan ide rancangan (model) dalam merancang AC window menjadi AC portable yang sederhana dan praktis Bagi masyarakatMemberikan kemudahan bagi masyarakat untuk menggunakan AC portable ini secara berpindah-pindah (didalam rumah)

1.2. Tinjauan masalahDalam melaksanakan penelitian ini, menggunakan beberapa literature antara lain:a. Survei lapanganb. Buku-buku literature

1.3. Batasan masalahDalam merancang dan memodifikasi AC window ini menjadi AC portable, dibatasi dengan beberapa permasalahan antara lain: Konstruksi rangkaHasil penelitian dilapangan, yaitu tinggi dari rangka AC portable tidak lebih dari 2 meter, karena pada dasarnya pintu yang akan dilewati AC tersebut sebagian besar masyarakat mempunyai tinggi pintu 2 meter. Poros dan roda gigiDesain dengan menggunakan poros dan roda gigi bertujuan agar memudahkan pengguna untuk menaikkan dan menurunkan ac sesuai dengan udara yang dibutuhkan.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Penyegar UdaraPenyegaran udara adalah suatu proses mendinginkan udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu. Selain itu, mengatur aliran udara dan kebersihannya. Sistem penyegar udara pada umumnya dibagi menjadi 2 golongan utama, yaitu: Penyegar udara untuk kenyamanan Penyegaran udara untuk industri

2.2. Siklus dari Mesin RefrigerasiSiklus refrigerasi untuk pendinginan yang banyak dipakai adalah siklus refrigerasi kompresi uap dan siklus refrigerasi absorpsi.2.2.1. Siklus Refrigerasi Kompresi UapCara kerja mesin refrigerasi adalah menggunakan refrigerasi yang terdiri dari proses penguapan, kompresi, pengembunan dan ekspansi. Untuk melaksanakan proses-proses tersebut dibutuhkan komponen-komponen didalam refrigerator yaitu evaporator, kompresor, kondensor, dan katup ekspansi.a. KompresorKompresor berfungsi menaikan tekanan dan temperature pada refrigeran. Kompresor dapat dibagi dalam 2 jenis utama, yaitu kompresor positip, dimana gas diisap masuk ke dalam silinder dan dikompresikan, dan jenis non positip, dimana gas yang dihisap masuk dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetic untuk menaikkan tekanan. Kompresor torakBiasanya digunakan untuk kecepatan tinggi, akan tetapi pada kompresor torak yang konvensional kecepatan putar tersebut ada batasnya. Hal ini disebabkan karena terbatasnya kekuatan material dan terjadinya getaran yang disebabkan oleh bagian mesin yang bergerak bolak-balik.

Gambar 2.1 Konstruksi kompresor torak (silinder ganda) kecepatan tinggi Kompresor putarKompresor putar dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu jenis daun berputar dan daun stasioner (diam). Pada jenis pertama daun terletak pada rotor yang berputar tetapi dapat bergerak dalam arah radial. Jenis ini banyak dipakai pada penyegar udara berkapasitas rendah. Sedangkan pada jenis daun stasioner, daun terletak menempel pada permukaan rotor yang berputar ( torak berputar). Kompresor sekrupSemula dirancang untuk memperoleh kompresor udara tanpa minyak pelumas , memiliki dua buah rotor yang berpasangan, berturut-turut dengan gigi jantan dan gigi betina. Kompresor sekrup memiliki beberapa keuntungan, yaitu lebih sedikit jumlah bagian yang bergesekan, perbandingan kompresi yang tinggi dalam satu tingkat, relative stabil terhadap pengaruh cairan (kotoran).

Gambar 2.2 Mekanisme Kompresor Sekrup Kompresor semi hermatikListrik dibuat menjadi satu dengan kompresor. Jadi, rotor motor listrik tersebut berada di dalam perpanjangan engkol dari kompresor tersebut.

Gambar 2.3 Penampang Kompresor Semi Hermatik

Kompresor hermatikHampir sama dengan kompresor semi hermatik. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyambungan rumah (baja) kompresor dengan stator motor penggerak.

Gambar 2.4 Kompresor Putar Hermatik

b. KondensorKondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk melepas kalor refrigerant akibat dari hasi pengompresian refrigerant tersebut.Kondensor dibagi menjadi beberapa jenis yaitu: Kondensor tabung dank oil Kondensor jenis pipa ganda Kondensor pendingin udara

c. Katup ekspansiKatup ekspansi dipergunakan untuk megekspansikan secara adiabatic cairan refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah. Jadi, melaksanakan proses throttle atau proses ekspansi entalpi konstan. Selain itu, katup ekspansi mengatur supaya evaporator dapat selalu bekerja sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigerasi yang maksimal.Adapun jenis dari katup ekspansi yaitu: Katup ekspansi otomatik termostatik Katup ekspansi manual Katup ekspansi tekanan konstan Katup ekspansi kapilard. EvaporatorEvaporator digunakan untuk penguapan dan pengembunan. Tekanan cairan refrigeran yang diturunkan pada katup ekspansi, didistribusikan secara merata ke dalam pipa evaporator oleh distributor refrigeran.Evaporator dapat dibagi menjadi beberapa jenis yaitu: Evaporator jenis ekspansi kering Evaporator jenis setengah basah Evaporator jenis basah

BAB IIIPERANCANGAN KONSTRUKSI3.1. Konstruksi Mesin PendinginDari gambar pendingin ruang jenis jendela. Menunjukkan konstruksi penyegar udara jendela dengan kompresor torak atau kompresor putar. Kipas udara daun banyak dipasang didalam kamar (didalam bagian evaporator), sedangkan kipas udara propeler dipasang didalam kamar (dibagian kondensor), motor listrik menggerakkan kedua kipas udara tersebut. Koil udara pendingin (evaporator) terdiri dari pipa-pipa eririp alumunium. Pengaturan temperatur kamar dapat dilakukan dengan jalan menjalankan dan memberhentikan kerja kompesor, berdasarkan pengukuran temperatur masuk. Pengerap udara ruang biasanya berukuran kecil, mudah dipasang dan dijalankan, disamping itu kapasitas pendinginnya cukup besar. Jenis ini biasa digunakan dirumah maupun didalam gedung. Untuk keperluan pemanasan, mesin ini dilengkapi dengan pemanas listrik dan koil udara dengan uap atau air panas sebagai fluida kerjanya3.2. Konstruksi Rangka Mesin PendinginDesain konstruksi rangka menyerupa dengan konstruksi menara, bahan yang digunakan adalah plat besi bersiku dengan lebar siku-siku plat 40 mm dengan tebal plat 4 mm. Pengelasan yang digunakan adalah jenis las listrik.3.3. Roda Gigi TransmisiDigunakan dua jenis roda gigi, yaitu roda gigi bulat dan roda gigi as. Roda gigi as ini terpasang di bagian tengah-tengah dari rangka dengan arah horinzontal dan juga sekalian as dari poros. Dudukan dari roda gigi as ini terletak senter dibagian bawah dari AC. Sedangkan roda gigi bulat dipasang dibagian tengah arah vertikal dan berhubungan dengan engkol pemutar3.4. Konstruksi TambahanMerupakan konstruksi corong dari udara panas yang dihasilkan oleh refrigeran melalui kondensor. Disini dirancang bentuk menyerupai corong segi empat dan dibagian ujung yang mengecil dari corong tersebut dipasang selang. Tujuan pemasangan selang adalah sebagai saluran udara hangat yang dihasilkan kondensor.3.5. Penyelesaian/Finishing.Dalam penyelesaian finishing adalah pengamplasan semua bagian dari rangka agar karat-karat yang menempel pada permukaan besi dapat terangkat semuanya. Setelah pengamplasan dilakukan pengecatan. Setelah semua selesai barulah dilakukan uji coba tahap akhir untuk mengetahui apakah benda yang dirancang bekerja dengan baik atau pun tidak.

BAB IVPERHITUNGAN

4.1. Perhitungan Roda GigiRoda gigi berfungsi sebagai transmisi untuk menaikkan dan menurunkan AC. Roda gigi yang digunakan adalah roda gigi lurus, selain itu juga digunakan reduser yaitu alat transmisi roda gigi yang berfungsi untuk memperlambat putaran.Diketahui data-data sebagai berikut : Daya motor penggerak puli 75 watt dan putaran motor 1400 rpm Diameter roda gigi (N1) 120 mm Diameter roda gigi (N2) 60 mm Diameter puli (D1) 200 mm Diameter puli (D2) 80 mm Kecepatan reduser 10:1

a. Putaran masing-masing dari komponen dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada)=Maka kecepatan puli (N2) adalah :N2=Disini menggunakan reduser dengan perbandingan kecepatan yaitu input 10 dan output 1Maka, N1= = 56 Rpm

b. Untuk kecepatan roda gigi dapat dihitung dengan rumus (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada)=N2 = c. Untuk mengetahui jarak dan waktu yang dibutuhkan dalam menaikkan dan menurunkan AC (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada)N= Jumlah putaran akhir/Final gearH= Jarak/panjang langkah yang ditempuhD1= Diameter ulir ASD2= Diameter ulir murT= Waktu

N = x H

d. Beban PendinginBeban pendingin adalah jumlah beban yang dapat mempengaruhi besarnya pendingin yang terjadi di dalam ruangan.Beban pendingin tersebut meliputi beban pendingin berasal dari dinding, pintu, lantai, manusia, dan lampu.Beban pendingin (Stoeker, 1994;63)Q = U x A x (- )U =

Q = Beban pendinginU = Koefisien perpindahan panasA = Luas Alasto = Temperatur luart1= Temperatur dalam

e. Beban pendingin lampuQ = Jumlah lampu x Daya lampu x Kalor sensible x Lama menyala x Q = ( Q tot x 10% ) x Q tot

f. Coeficient of Performance (COP) = =

BAB VCARA KERJA DAN PERAWATAN AC PORTABLE

5.1. Cara Kerja AC PortablePada dasarnya cara kerja system pendingin adalah sama. Tapi disini didesain dudukan atau rangka dari mesin pendingin tersebut agar dapat dipindah tempatkan dari suatu ruangan ke ruangan yang lain. Disini digunakan AC window yang seharusnya AC itu tidak dapat dipindahkan.5.2. PerawatanAdapun jenis perawatan sebagai berikut: Perawatan preventifPerawatan dilakukan secara harian yaitu sebelum dan sesudah peralatan beroperasi. Tujuannya untuk mencegah penurunan kemampuan peralatan secara keseluruhan yang dialami oleh bagian-bagian komponen tertentu. Perawatan korektifPerawatan yang dilakukan secara berkala secara periode-periode tertentu untuk melakukan pemeriksaan bagian komponen-komponen yang sebelumnya diperkirakan memiliki data-data yang sudah ada. Perawatan testoratifDisebut juga perawatan tingkat tiga atau perawatan berat, karena dilakukan pada periode tertentu setelah komponen-komponen yang diperkirakan sebelumnya memiliki data-data yang sudah ada.Beberapa hal yang harus diperhatikan sebgai langkah-langkah perawatan yang tepat dan efektif untuk mencegah dan mengatasi kerusakan mesin refrigerant Kemampuan dan instalasi mencegah kebocoran pada tekanan yang rendah (diabawah tekanan atmosfir) Mencegah udara agar tidak masuk kedalam sistem Instalasi hendaknya cukup kuat untuk menahan tekanan gas serta tahan terhadap korosi Sistem refrigerasi harus bebas dari uap air Harus bebas dari debu dan kotoran Mempertahankan kualitas yang digunakan sebagai media pendingin untuk mencegah timbulnya kerak Penggunaan minyak pelumas yang sesuai untuk mencegah terjadinya kerak dan reaksi refrigerant yang digunakan.

BAB VIKESIMPULAN DAN SARAN

6.1. KesimpulanSetelah rancangan selesai dikerjakan hingga selesai, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:a. Refrigerator jenis window ini selain diletakkan diatas jendela dapat pula dimodifikasi menurut keinginan kitab. Refrigerator ini dapat dipindahkan tempatnya sesuai yang kita butuhkanc. Refrigerator yang cukup simple dan sederhana juga praktis dalam penggunaannyad. Refrigerator ini memiliki tempertur pendingin yang ideal antara 15-25 C sesuai dengan udara segar yang kita butuhkane. Udara hangat dari kondensor juga bisa dimanfaatkan sebagai penghangat bila diperlukan modifikasi tambahanf. Udara tidak mempengaruhi system reffrigerasi, yang berpengaruh adalah kalor yang ada didalam udara tersebutg. Bila tidak digunakan, refrigerator dapat disimpan digudang atau ditempat yang tidak membutuhkan pendinginan.

6.2. Sarana. Refrigerator memerlukan perawata secara kontinyu, maka diharapkan adanya maintenance secara rutin untuk menajaga umur ekonomis refrigerator tersebutb. Pada bagian filter harus sering dibersihkan agar tidak menghambat sirkulasi udarac. Pengoperasian yang tepat, guna menjaga refrigerator dapat berfungsi secara optimal dan maksimald. Perawatan secara keseluruhan, seperti pemberian minyak pelumas pada bagian bantal dan poros-poros, serta pada bagian roda gigi.

DAFTAR PUSTAKA

Stoecker FW & Jones WJ, 1987, Refrigerasi dan Pengondisian Udara, Erlangga Jakarta.

William C Reunold & Henry C Perkins, 1983, Thermodinamika Teknik, edisi kedua, Erlangga Jakarta.

Wilber F Stoecker, Jerald W Jones, Ir Supratman Hara, Refrigerasi dan Pengondisian Udara, edisi kedua, Erlangga Jakarta.