AC Mobil menggunakan Siklus Kompresi Uap

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 wobble plate mempunyai cara kerja dan konstruksi yang berbeda, namun pada prinsipnya sama, yaitu menekan refrigerant dan menghasilkan laju aliran massa refrigerant. Gambar 2.5 Kompresor wobble plate Sumber : https:otogembel.files.wordpress.com201209bagian-bagian- kompresor-tipe-wobble-plate.png Kompresor bekerja secara dinamis atau bergerak. Pergerakanya dengan menghisap sekaligus memompa udara sehingga terjadilah sirkulasi perputaran udara yang mengalir dari pipa ‐pipa AC mobil. Fase refrigerant ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas keluar kompresor berupa uap panas lanjut. Suhu gas refigerant keluar dari kompresor lebih tinggi dari suhu kerja kondensor. 2.1.2.2. Kondensor Kondensor adalah alat yang befungsi sebagai tempat kondensasi atau pengembunan freon. Pada kondensor berlangsung tiga proses utama yaitu proses penurunan suhu refigerant dari gas panas lanjut ke gas jenuh, proses dari gas jenuh ke cair jenuh, dan proses pendinginan lanjut. Proses pengembunan refrigerant dari kondisi gas jenuh ke cair jenuh berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. Saat ketiga proses berlangsung, kondensor mengeluarkan kalor dari refrigerant ke udara lingkungan. Kalor yang dilepaskan kondensor dibuang keluar dan diambil oleh udara sekitar. Berdasarkan media pendinginannya, kondensor dibagi menjadi 3 macam, yaitu kondensor berpendingin air, kondensor berpendingin udara dan kondensor berpendingin air serta udara. Kondensor yang sering dipakai pada mesin pendingin kapasitas kecil adalah jenis pipa dengan jari-jari penguat, pipa dengan pelat besi dan pipa dengan bersirip. Pada umumnya jenis kondensor yang sering dipakai pada AC mobil adalah jenis pipa bersirip. Pada penelitian ini, kondensor yang digunakan adalah kondensor pipa bersirip. Gambar 2.6 Kondensor pipa bersirip Sumber : http:www.carid.comreplacea-c-condenser-mpn- cnddpi4011.html 2.1.2.3. Evaporator Evaporator adalah tempat terjadinya perubahan fase refrigerant dari cair menjadi gas penguapan. Pada saat proses perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor diambil dari lingkungan evaporator. Untuk AC mobil, energi kalor diambil dari beban pendinginan di ruangan kabin mobil. Proses penguapan freon di evaporator berlangsung pada tekanan dan suhu tetap. Jenis evaporator yang banyak digunakan pada AC mobil adalah pipa bersirip. Gambar 2.7 Evaporator pipa bersirip Sumber : http:www.carid.comauto7ac-evaporator-core.html 2.1.2.4. Katup ekspansi Katup ekspansi adalah salah satu alat ekspansi. Alat ekspansi ini mempunyai dua kegunaan yaitu untuk menurunkan tekanan refrigerant dan untuk mengatur aliran refigerant ke evaporator. Katup ekspansi merupakan suatu pipa dan katup yang mempunyai diameter yang paling kecil jika dibandingkan dengan pipa ‐pipa lainnya. Penurunan tekanan refrigerant dikarenakan adanya gesekan dengan bagian dalam katup ekspansi. Proses penurunan tekanan dalam katup ekspansi diasumsikan berlangsung pada entalpi konstan atau sering disebut isoenthalpy proses yang ideal . Pada saat refrigerant masuk ke dalam katup ekspansi, refrigerant berada dalam fase cair penuh, tetapi ketika masuk evaporator fase refrigerant berupa campuran fase cair dan gas. Gambar 2.8 Katup Ekspansi Sumber : http:www.asia.ruenProductInfo931301.html 2.1.2.5. ReceiverDrier Receiverdrier merupakan tabung penyimpan refrigerant cair, berisikan fiber dan desiccant bahan pengering untuk menyaring benda-benda asing dan uap air yang terikat pada sirkulasi refigerant. ReceiverDrier menerima cairan refrigerant bertekanan tinggi dari kondensor dan mengalirkan ke katup ekspansi katup ekspansi. Filter Reciever drier mempunyai 3 fungsi , yaitu : menyimpan refigerant, menyaring benda-benda asing dan uap air dan memisahkan gelembung gas dengan cairan refrigerant sebelum dimasukkan ke katup ekspansi. Receiver drier dilengkapi dengan filter, desiccant, sight glass dan fusible plug. Filter berfungsi membersihkan kotoran yang ada dalam refrigerant. Jika refrigerant kotor akan menyebabkan karat pada komponen-komponen pada sistem AC. Desiccant berfungsi untuk mencegah terjadinya pembekuan kotoran di dalam lubang katup ekspansi dan evaporator. Kotoran yang membeku tersebut menghambat aliran refrigerant, fusible plug berfungsi sebagai alat sebagai alat pengaman . Jika kondensor rusak atau beban pendinginan berlebihan, maka tekanan akan merusak komponen, dalam keadaan ini solderan khusus pada fusible plug meleleh sehingga refigerant dapat keluar. Dengan demikian, komponen tidak rusak dan solderan khusus tersebut meleleh pada suhu 95 C sampai dengan 100 C. Gambar 2.9 ReceiverDrier Sumber : http:www.autoatlanta.comporsche- partsaccessories.php?sec=Bodymodel=944201982-85subsec=AC-and- Climate-Control 2.1.2.6. Blower Blower adalah alat yang berfungsi mensirkulasikan udara di dalam dan di luar kabin. Umumnya, blower yang sering digunakan adalah bertipe sirrocco. Blower pada kabin terdiri atas motor penggerak dan blower sudu-sudu yang digerakkan. Blower berfungsi untuk memasukkan udara segar dan mensirkulasikan udara hasil pengkondisian ke dalam kabin. Gambar 2.10 Blower 2.1.2.7. Kopling Magnet Kopling magnet adalah alat yang berfungsi menghubungkan dan memutus kompresor dengan motor penggeraknya. Cara kerja kopling magnet : bila sakelar dihubungkan, magnet listrik akan menarik plat penekan sampai berhubungan dengan roda pulley dan poros kompresor terputar. Pada waktu sakelar diputuskan pegas plat pengembali akan menarik plat penekan sehingga putaran motor penggerak terputus dari poros kompresor putaran mesin hanya memutar puli saja. Gambar 2.11 Kopling Magnet Sumber : http :m- edukasi.kemdikbud.go.idonline2008sistemackomponen.html

2.1.3. Bahan Pendingin Refrigerant

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah diubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Bahan pendingin ini disebut refrigerant. Refrigerant yaitu fluida atau zat pendingin yang memegang peranan penting dalam sistem pendingin. Refrigerant digunakan untuk menyerap panas melalui perubahan fase dari cair ke gas evaporasi dan membuang panas melalui perubahan fase dari gas ke cair kondensasi. Refrigerant dapat dikatakan sebagai pemindah panas dalam sistem pendingin. Refrigerant mengalami beberapa proses atau perubahan fase cair dan uap, yaitu refigerant yang mula-mula pada keadaan awal cair setelah melalui beberapa proses akan kembali ke keadaan awalnya. Berikut beberapa contoh refrigerant yang ada di lapangan. 2.1.3.1. Udara Penggunaan udara sebagai refrigerant umumnya dipergunakan dipesawat terbang, sistem pendingin menggunakan refrigerant udara menghasilkan COP yang rendah tetapi aman. 2.1.3.2. Amoniak NH3 Amoniak adalah satu-satunya refrigerant selain kelompok fluorocarbon yang masih digunakan sampai saat ini. Walaupun amoniak NH3 beracun dan kadang-kadang mudah terbakar atau meledak pada kondisi tertentu, namun amoniak NH3 biasa digunakan pada instalasi-instalasi suhu rendah pada industri besar. 2.1.3.3. Karbondioksida CO 2 Karbondioksida merupakan refrigerant pertama dipakai seperti halnya amoniak. Refrigerant ini kadang-kadang digunakan untuk pembekuan dengan cara sentuhan langsung dengan bahan makanan. Tekanan pengembunannya yang tinggi membatasi penggunaannya hanya pada bagian suhu rendah, untuk suhu tinggi digunakan refrigerant lain. Pada mobil produksi baru, beberapa jenis mobil menggunakan CO 2 untuk refrigerant mesin pendingin udaranya. 2.1.3.4. Refrigerant-12 Refrigerant ini biasa dilambangkan R-12 dan mempunyai rumus kimia CCl 2 F 2 Dichloro Difluoro Methane. Refigerant jenis ini dilarang digunakan pada saat ini karena tidak ramah lingkungan. R-12 mempunyai titik didih -21,6 o F -29,8 o C pada tekanan 1 atm. Untuk melayani refrijerasi rumah tangga dan didalam pengkondisian udara kendaraan otomotif. 2.1.3.5. Refrigerant -22 Refrigerant ini biasa dilambangkan R-22 dan mempunyai rumus kimia CHClF 2 . R-22 mempunyai titik didih -40,8 o C pada tekanan 1 atm. Refrigerant ini telah banyak digunakan untuk menggantikan R-12, tetapi pada saat ini penggunaan refigerant jenis ini dilarang untuk digunakan karena kurang ramah lingkungan. 2.1.3.6. HFC Hydro Fluoro Carbon Refrigerant jenis ini yang saat ini paling sering digunakan karena memiliki sifat yang ramah lingkungan sehingga tidak merusak lapizan ozon. Pada saat ini penulis memilih menggunakan jenis refigerant yang aman dipergunakan dalam sistem pendingin. Maka refigerant yang dipilih adalah refigerant jenis HFC hydro fluoro carbon atau R-134a. Freon 134a ataupun HFC-134a adalah refrigerant haloalkana yang tidak menyebabkan penipisan ozon dan memiliki sifat-sifat yang mirip dengan R-12 diklorodiflorometana. R134a mempunyai rumus molekul CH 2 FCF 3 dan titik didih pada−96,6 °C pada tekanan 101,321 kPa 1 atm. Secara khusus sifat dari refigerant 134a adalah tidak mudah terbakar, tidak merusak lapisan ozon, tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau, relatif mudah diperoleh, memiliki kestabilan yang tinggi, dan umur hidup atmosfer pendek.

2.1.4. Siklus Kompresi Uap

Komponen utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, kondensor dan katup ekspansi. Gambar 2.12. adalah skema susunan komponen utama dari kompresi uap. Gambar 2.12 Skema siklus kompresi uap

2.1.5. Tahapan Siklus Kompresi Uap

Untuk mengetahui tahapan siklus kompresi uap pada AC mobil, digunakan diagram P-h. Dengan adanya diagram P-h, dapat diketahui proses-proses yang terjadi dalam suatu siklus kompresi uap pada AC mobil. Siklus kompresi uap disajikan pada Gambar 2.13. Gambar 2.13 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut pada diagram P-h. Gambar 2.14 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut pada diagram T-s. Keterangan proses-proses pada Gambar 2.13 dan Gambar 2.14 adalah sebagai berikut :  Proses 1-2 Proses Kompresi