Prisip Kerja AC Mobil Spesifikasi Peralatan 1 Peralatan AC

commit to user 18

BAB III PERANCANGAN ALAT

3.1. Prisip Kerja AC Mobil

Prinsip kerja dari system pengkondisian udara adalah sebagai berikut : 1. Di dalam kompresor, refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan rendah dikompresikan sehingga mempunyai temperatur dan tekanan tinggi. Kemudian dari kompresor, refrigerant yang telah berbentuk uap ini masuk ke dalam kondensor melalui pompa tekan discharge line. 2. Di dalam kondensor, uap refrigerant yang bertemperatur dan tekanan tinggi didinginkan oleh udara sehingga berkondensasi menjadi cairan refrigerant. Di dalam kondensor ini, energi kalor yang dibawa oleh uap refrigerant dilepaskan dan diterima oleh medium pendinginnya. 3. Selanjutnya, refrigerant cair dari kondensor akan diterima oleh receiver tank untuk kemudian dialirkan pada pipa kapiler yang berfungsi sebagai alat ekspansi. Pada pipa kapiler, tekanan refrigerant yang akan masuk evaporator diturunkan. Penurunan tekanan ini disesuaikan dengan kondisi yang diinginkan sehingga refrigerant dapat menyerap cukup banyak kalor di dalam evaporator. 4. Refrigerant yang bertekanan rendah akan menguap di dalam pipa-pipa evaporator . Penguapan ini membutuhkan energi kalor yang diserap dari sekelilingnya, sehingga ruangan menjadi dingin karena temperaturnya turun. Uap refrigerant dari evaporator, seterusnya akan masuk ke pipa hisap suction line menuju kompresor lagi. commit to user 19 T in = 31 o C Instalasi dari sistem pengkodisian udara pada mobil berbahan bakar etanol yaitu berupa kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator V ud low = 2,5 ms, T low = 17.6 o C, RH low = 90.9 V ud med = 2,8 ms, T med = 17.4 o C, RH med = 93 V ud hi = 3 ms, T hi = 17.6 o C, RH hi = 94 Gambar 3.1 Skema Instalasi Peralatan Pengujian 3.2. Spesifikasi Peralatan 3.2.1 Peralatan AC Peralatan pengkondisan udara pada mobil berbahan etanol dengan kapasitas mesin penggerak 1100 cc dan menghasilkan daya 65hp, maka dibutuhkan kompresor berdaya kurang dari 3hp, agar tidak membebani daya poros yang dihasilkan oleh mesin penggerak. RH in = 67,5 , T o =31 o C P suction = 0,18 MPa Sign Glass P discharge = 1,4 MPa T out = 37,6 Kompresor tipe Through Vane commit to user 20 a. Kompresor tipe Through Vane tipe TV Dua buah sudut through vane diletakkan saling membentuk sudut diantara rotor dan dinding silinder. Gerakan tersebut akan menghisap dan menekan refrigerant. Gambar kontruksi kompresor ini diperlihatkan pada gambar 3.2 dan mekanisme kerjanya diperlihatkan pada gambar 3.3 . Gambar 3.2 Kompresor Tipe TV Saat sistem MAC beroperasi, sebagian pelumas yang tercampur dengan refrigerant akan terbawa keluar kompresor, sehingga sejumlah pelumas akan ditemukan di kondensor, evaporator, receiverdrier dan komponen lainnya. Namun, sejumlah tertentu pelumas harus bersirkulasi bersama-sama refrigerant untuk melumasi bagian yang memerlukan. Jumlah pelumas didalam kompresor tidak boleh terlalu banyak atau terlalu sedikit. Jika pelumas terlalu banyak, maka pelumas akan menempel pada dinding pipa kondensor dan evaporator dan menghalangi perpindahan panas. Akibatnya kapasitas pendinginan akan menurun. Kandungan pelumas dalam refrigerant yang mencapai 10 dapat menurunkan kapasitas pendinginan 8. Jika pelumas dalam kompresor terlalu sedikit maka akan menyebabkan temperatur kompresor meningkat, komponen cepat aus dan rusak akibat temperatur tinggi. Dalam menangani pelumas untuk R 134a perlu diperhatikan agar pelumas ini commit to user 21 tidak terkena udara terlalu lama karena sifatnya yang sangat higroskopik dan iritasi. Dengan beberapa plastik dan cat pelumas ini bereaksi. Gambar 3.3 Mekanisme kerja kompresor TV b. Kondensor Kondensor digunakan untuk mendinginkan refrigerant bertekanan dan bertemperatur tinggi dan mengubahnya menjadi cairan. Proses pendinginan ini disebut dengan proses kondensasi dimana sejumlah besar panas dilepaskan dari kondensor ke udara pendingin. Untuk memperoleh aliran udara pendinginan yang cukup, kondensor ditempatkan didepan radiator. Pada kendaraan dengan mesin didepan seperti sedan, kondensor akan memperoleh pendinginan yang lebih baik karena udara dapat mengalir dengan baik. Aliran udara akan bertambah besar pada saat kendaraan bergerak. Lain halnya dengan kendaraan jenis minibus dimana mesin ditempatkan dibawah tempat duduk depan. Kondensor pada minibus dimana mesin ditempatkan dibawah tempat duduk depan. Kondensor pada minibus tidak memperoleh aliran udara sebaik pada pada kendaraan dengan mesin didepan karena aliran udara terhalang oleh bagian depan kendaraan. Agar kondensor memperoleh commit to user 22 aliran udara yang cukup, perlu diperhatikan kemampuan kipas fan kondensor udara yang cocok sehingga panas yang harus dibuang keudara dapat dialirkan seluruhnya. Untuk memperbaiki kapasitas pendinginan dan mengurangi berat dan ukuran kondensor, beberapa tipe baru kondensor telah dikembangkan, diantaranya : Tipe Laluan Tunggal single pass Jenis kondensor ini diilustrasikan pada gambar 3.4, refrigerant mengalir melewati satu laluan. Kelemahan tipe ini adalah penurunan tekanan yang besar karena kecepatan refrigerant didalam pipa kondensor tinggi. Gambar 3.4 Kondensor laluan tunggal a. Evaporator Proses yang terjadi dalam evaporator adalah proses evaporasi, yaitu penguapan refrigerant fasa cair menjadi fasa uap. Kegunaan evaporator berlawanan dengan kondensor, yaitu untuk menyerap panas dari ruangan yang diinginkan. Panas yang diserap ini digunakan untuk menguapkan refrigerant. commit to user 23 Penyerapan panas terjadi ketika udara dilewatkan melalui bagian luar evaporator yang dilengkapi dengan sirip-sirip dari alumunium. Evaporator terdiri dari tiga tipe, yaitu: 1. Tipe Plate Fin 2. Tipe Serpentine Fin 3. Tipe Drawn Cup Kontuksi berbagai tipe evaporator dapat dilihat pada gambar-gambar dibawah ini. Gambar 3.5 Berbagai tipe evaporator b. Katup Ekspansi Setelah melewati receiver, cairan refrigerant dialirkan ke katup ekspansi yang mengakibatkan penurunan tekanan yang juga diikuti oleh penurunan temperatur. Refrigerant pada tekanan dan temperatur rendah ini berada dalam keadaan dua fasa, cair dan uap. Terdapat dua jenis katup ekspansi, yaitu tipe tekanan tetap constant pressure dan tipe sensor panas commit to user 24 thermal= thermostatic. Katup ekspansi tipe thermal yang banyak digunakan pada sistem AC mobil. Perlu dijelaskan bahwa hampir seluruh AC mobil menggunakan katup ekspansi sebagai alat untuk menurunkan tekanan. Belum ada AC mobil yang menggunakan pipa kapiler. Pertimbangan penggunaan katup ekspansi adalah kondisi operasi kendaraan yang berubah-ubah. Salah satu perubahan kondisi operasi kendaraan adalah kecepatan putar mesin yang bervariasi. Pada sistem AC mobil dengan kompresor yang digerakkan langsung oleh mesin melalui kopling magnetik, perubahan pitaran mesin akan mengakibatkan putaran kompresor. Jika digunakan pipa kapiler, perubahan laju aliran refrigerant akibat perubahan putaran kompresor tersebut tidak dapat dikontrol sehingga kondisi refrigerant keluar evaporator tidak dapat dikontrol. Lain halnya jika digunakan katup ekspansi yang dilengkapi dengan sensing bulb dimana laju aliran refrigerant dapat dikontrol sehingga kondisi refrigerant selalu dalam keadaan super panas. Dengan demikian penggunaan katup ekspansi dapat mencegah terjadinya kerusakan kompresor akibat masuknya refrigerant cair. Katup ekspansi akan mengatur jumlah refrigerant yang mengalir didalam sistem. Jumlah aliran refrigerant disesuaikan dengan beban panas evaporator . Pengaturan aliran ini dilakukan dengan cara mengatur bukaan celah katup sesuai dengan temperatur refrigerant keluat evaporator. Pada beban pendinginan tinggi temperatur pada ruangan tinggi, tekanan uap pada keluaran evaporator tinggi. Akibatnya temperatur dan tekanan pada sensing bulb juga tinggi. Selanjutnya uap bertekanan tinggi didalam sensing bulb akan menekan katup kebawah sehingga katup terbuka lebar, memungkinkan refrigerant mengalir lebih banyak. Sebaliknya ketika beban pendinginan rendah, katup akan membuka sedikit sehingga aliran refrigerant kecil. commit to user 25 Gambar 3.6 Katup ekspansi

3.2.2 Peralatan yang digunakan

a. Termometer Termometer yang digunakan dalam perancangan ini adalah termometer digital, yang berfungsi untuk mengukur temperatur. Gambar 3.7 Termometer b. Manifold gauge , berfungsi untuk mengetahui tekanan dan mengatur aliran refrigerant serta memvakum dan mengisi refrigerant. Gambar 3.8 Manifold gauge commit to user 26 c. Flaring and seaging , untuk memperbesar diameter ujung pipa. Gambar 3.9 Flaring and seaging d. Leak detector , untuk mengetahui kebocoran pipa. Gambar 3.10 Leak Detector e. Pembengkok pipa, untuk membengkokkan pipa. Gambar 3.11 Pembengkok Pipa f. Kunci inggris, untuk mengunci atau membuka baut atau nut pipa Gambar 3.12 Kunci Inggris g. Tube cutter , untuk memotong pipa Gambar 3.13 Tube cutter commit to user 27 h. Kunci pentil, untuk memutar pentil agar lebih erat tidak bocor serta membuka pentil. i. Pompa vakum, digunakan untuk mengosongkan refrigerant dari sistem sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara dan uap air. Gambar 3.14 Pompa vakum 3.3 Pengosongan dan Pengisian Refrigerant 3.3.1 Garis Besar Kerja