Tabel 5.3 Nilai entalpi h dalam satuan kJkg lanjutan No Waktu t
Menit h
1
kJkg h
2
kJkg h
3
kJkg h
4
kJkg 37
180 265,16
320,99 93,04
93,04 38
189 262,84
320,99 90,71
90,71 39
192 262,84
323,31 93,04
93,04 40
201 262,84
320,99 88,39
88,39 41
204 262,84
323,31 88,39
88,39 42
213 262,84
323,31 93,04
93,04 43
216 260,51
323,31 90,71
90,71 44
225 260,51
323,31 90,71
90,71 45
228 260,51
323,31 88,39
88,39 46
237 260,51
323,31 86,06
86,06 47
240 262,84
323,31 88,39
88,39
Contoh untuk menentukan besaran nilai nilai entalpi dapat dilihat dari diagram tekanan-entalpi pada jenis refrigerant R-134a. Dari diagram dapat dilihat
nilai h
2
saat t menit ke-141 adalah 139
Btulb. Dalam perhitungan satuan h dinyatakan dalam kJkg jadi nilai h
2
= 139
Btulb = 323,31 kJkg 139
Btulb x 2,326 kJkg.
Keterangan dari diagram P-h pada Gambar 5.1 : h
1
= 260,51 kJkg h
3
= 90,71 kJkg h
2
= 323,31 kJkg h
4
= 90,71 kJkg
Gambar 5.1 Siklus Kompresi Uap pada diagram P-h refrigerant R 134a diambil dari t menit ke-141.
1 Kerja Kompresor persatuan massa refrigerant W
in
Untuk mendapatkan kerja kompresor persatuan massa refrigerant yang dihasilkan oleh AC mobil, dapat menggunakan Persamaan 2.1 :
W
in
= h
2
-h
1
= 323,31 kJkg – 260,51 kJkg
= 62,80 kJkg Maka kerja kompresor persatuan massa refrigerant sebesar 62,80 kJkg pada saat
t = 141 menit 2
Kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas Kondensor Q
out
Untuk mendapatkan nilai kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan 2.2 :
Q
out
= h
2
-h
3
= 323,31 kJkg – 90,71 kJkg
= 232,60 kJkg Maka kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor sebesar 232,60
kJkg pada saat t = 141 menit 3
Kalor yang diserap evaporator Q
in
Untuk mendapatkan kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan 2.3 :
Q
in
= h
1
-h
4
= 260,51 kJkg – 90,71 kJkg
= 169,80 kJkg Maka kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator sebesar 169,80
kJkg pada saat t = 141 menit 4
COP
aktual
COP
aktual
dipergunakan untuk menyatakan perfomance unjuk kerja dari mesin AC mobil yang bekerja dengan siklus kompresi uap, dapat dihitung dengan
menggunakan Persamaan 2.4 :
COP
aktual
=
=
=
= 2,70 Maka COP
aktual
AC mobil sebesar 2,70 pada saat t = 141 menit 5
COP
ideal
Untuk menghitung performance ideal pada AC mobil yang bekerja dengan siklus kompresi uap, dapat menggunakan Persamaan 2.5
COP
ideal
=
=
= 5,40 Maka COP
ideal
AC mobil sebesar 5,40 pada saat t = 141 menit 6
Efisiensi η
Untuk mendapatkan efisiensi AC mobil dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6
Efisiensi η =
x 100
η = x 100
η = 50
Maka efisiensi η AC mobil sebesar 50 pada saat t = 141 menit
7 Laju aliran massa refrigerant ṁ
Untuk mendapatkan besarnya laju aliran massa refrigerant dapat dihitung dengan Persamaan 2.7
ṁ =
= = 0,018 kgs
Maka laju aliran massa AC mobil sebesar 0,01 kgs pada saat t = 141 menit
5.3. Hasil Perhitungan
Hasil perhitungan secara keseluruhan dari waktu t 0 menit sampai t 240 menit untuk nilai kerja kompresor persatuan massa refrigerant W
in
, kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor Q
out
, kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator Q
in
, COP
aktual
, COP
ideal
, efisiensi dan laju aliran massa dari AC mobil disajikan pada Tabel 5.5 dan Tabel 5.6
Tabel 5.4 Hasil perhitungan P
1,
P
2
, T
1,
T
3
, T
e
, dan T
c
No Menit t
menit P
1
Psia P
2
Psia T
1
˚C T
3
˚C T
e
˚C T
c
˚C 1
3 34,45
160,70 34,48
44,10 -6,67
42,78 2
6 34,70
159,95 33,95
44,90 -6,67
42,78 3
15 35,20
163,45 35,28
44,58 -6,11
43,33 4
18 35,20
163,70 33,68
45,48 -6,11
43,33 5
27 34,95
162,95 36,08
45,13 -6,67
43,33 6
30 34,70
164,45 35,60
45,58 -6,67
43,33 7
39 34,70
164,70 35,35
43,93 -6,67
43,33 8
42 34,70
166,58 34,53
44,45 -6,67
43,33 9
45 34,70
167,20 34,78
45,08 -6,67
43,89 10
51 34,70
168,45 34,88
42,58 -6,67
44,44 11
54 34,70
169,08 34,73
44,85 -6,67
44,44 12
57 34,70
169,70 35,13
44,15 -6,67
44,44 13
63 34,95
168,45 35,08
43,48 -6,67
43,89 14
66 34,95
167,20 35,23
44,55 -6,67
43,33 15
72 34,70
168,45 35,15
42,88 -6,67
43,33 16
75 34,70
169,70 33,95
43,55 -6,67
44,44 17
81 35,20
168,45 36,48
45,55 -6,11
43,33 18
84 35,20
167,20 34,43
45,40 -6,11
42,78 19
87 35,20
168,45 35,95
45,73 -6,11
43,33 20
93 35,20
169,70 35,50
45,83 -6,11
44,44 21
96 35,20
168,45 34,78
45,43 -6,11
43,33 22
99 35,20
170,95 35,48
45,95 -6,11
46,11
Tabel 5.4 hasil perhitungan P
1,
P
2
, T
1,
T
3
, T
e
, dan T
c
lanjutan No
Menit t menit
P
1
Psia P
2
Psia T
1
˚C T
3
˚C T
e
˚C T
c
˚C 23
105 35,45
169,70 35,18
45,33 -6,11
44,44 24
108 35,95
167,20 35,73
45,55 -6,11
42,78 25
117 35,70
165,95 35,15
45,35 -6,11
42,78 26
120 35,70
165,95 34,93
45,03 -6,11
42,78 27
126 35,45
168,45 36,53
46,03 -6,11
43,33 28
129 35,45
165,20 36,78
46,70 -6,11
43,33 29
132 35,45
168,45 36,68
46,18 -6,11
43,33 30
141 35,45
168,45 35,73
45,30 -6,11
43,33 31
144 35,45
168,45 35,78
45,25 -6,11
43,33 32
153 35,20
167,20 36,13
45,95 -6,11
42,78 33
156 35,20
168,45 34,73
44,43 -6,11
43,33 34
165 35,45
162,83 35,18
44,85 -6,11
42,78 35
168 35,95
165,95 35,93
45,63 -6,11
42,78 36
177 35,70
165,95 37,83
45,80 -6,11
42,78 37
180 35,70
160,45 38,53
47,40 -6,11
42,78 38
189 36,20
165,95 36,70
47,00 -6,11
42,78 39
192 36,20
167,20 36,68
46,15 -6,11
42,78 40
201 34,70
163,45 35,20
44,23 -6,67
42,78 41
204 34,70
168,45 35,00
44,68 -6,67
43,33 42
213 35,70
168,45 36,43
47,35 -6,11
43,33 43
216 35,70
169,45 35,53
47,40 -6,11
44,44 44
225 35,70
167,20 34,55
44,03 -6,11
43,33 45
228 34,95
167,20 34,43
44,83 -6,67
43,33 46
237 34,95
169,70 35,08
45,58 -6,67
44,44 47
240 35,95
169,70 35,93
45,25 -6,11
44,44
Tabel 5.5.Hasil perhitungan Karakteristik AC mobil No
Waktu t Menit
W
in
kJkg Q
in
kJkg Q
out
kJkg COP
aktual
1 3
60,48 172,12
232,60 2,85
2 6
62,80 169,80
232,60 2,70
3 15
62,80 169,80
232,60 2,70
4 18
62,80 169,80
232,60 2,70
Tabel 5.5.Hasil perhitungan Karakteristik AC mobil lanjutan No
Waktu t Menit
W
in
kJkg Q
in
kJkg Q
out
kJkg COP
aktual
5 27
60,48 172,12
232,60 2,85
6 30
62,80 167,47
230,27 2,67
7 39
62,80 172,12
234,93 2,74
8 42
62,80 167,47
23,27 2,67
9 45
62,80 169,80
23,60 2,70
10 51
65,13 172,12
23,25 2,64
11 54
62,80 172,12
23,93 2,74
12 57
62,80 174,45
23,25 2,78
13 63
62,80 174,45
23,25 2,78
14 66
60,48 174,45
23,93 2,88
15 72
60,48 176,78
23,25 2,92
16 75
62,80 172,12
234,93 2,74
17 81
60,48 172,12
232,60 2,85
18 84
60,48 174,45
234,93 2,88
19 87
60,48 172,12
232,60 2,85
20 93
60,48 172,12
232,60 2,85
21 96
60,48 172,12
232,60 2,85
22 99
60,48 172,12
232,60 2,85
23 105
60,48 169,80
230,27 2,81
24 108
58,15 172,12
230,27 2,96
25 117
62,80 169,80
232,60 2,70
26 120
62,80 169,80
232,60 2,70
27 126
62,80 169,80
232,60 2,70
28 129
58,15 169,80
227,95 2,92
29 132
60,48 169,80
230,27 2,81
30 141
62,80 169,80
232,60 2,70
31 144
62,80 169,80
232,60 2,70
32 153
60,48 172,12
232,60 2,85
33 156
65,13 169,80
234,93 2,61
34 165
62,80 174,45
237,25 2,78
35 168
60,48 169,80
230,27 2,81
36 177
55,82 174,45
230,27 3,13
37 180
55,82 172,12
227,95 3,08
38 189
58,15 172,12
230,27 2,96
39 192
60,48 169,80
23027 2,81
40 201
58,15 174,45
232,60 3,00
Tabel 5.5.Hasil perhitungan Karakteristik AC mobil lanjutan No
Waktu t Menit
W
in
kJkg Q
in
kJkg Q
out
kJkg COP
aktual
40 201
58,15 174,45
232,60 3,00
41 204
60,48 174,45
234,93 2,88
42 213
60,48 169,80
230,27 2,81
43 216
62,80 169,80
232,60 2,70
44 225
62,80 169,80
232,60 2,70
45 228
62,80 172,12
234,93 2,74
46 237
62,80 174,45
237,25 2,78
47 240
60,48 174,45
234,93 2,88
Tabel 5.6. Hasil perhitungan Karakteristik AC mobil No
Waktu t Menit
COP
ideal
Efisiensi laju aliran massa ṁ kgs
1 3
5.39 52.81
0.019 2
6 5.39
50.17 0.019
3 15
5.40 50.06
0.008 4
18 5.40
50.06 0.008
5 27
5.33 53.40
0.019 6
30 5.33
50.03 0.018
7 39
5.33 51.42
0.008 8
42 5.33
50.03 0.008
9 45
5.27 51.29
0.018 10
51 5.21
50.69 0.017
11 54
5.21 52.57
0.008 12
57 5.21
53.28 0.008
13 63
5.27 52.70
0.018 14
66 5.33
54.12 0.019
15 72
5.33 54.85
0.019 16
75 5.21
52.57 0.008
17 81
5.40 52.70
0.019 18
84 5.46
52.81 0.019
19 87
5.40 52.70
0.019 20
93 5.28
53.88 0.009
21 96
5.40 52.70
0.019
Tabel 5.6. Hasil perhitungan Karakteristik AC mobil lanjutan No
Waktu t Menit
COP
ideal
Efisiensi laju aliran massa ṁ kgs
22 99
5.11 55.66
0.019 23
105 5.28
53.15 0.009
24 108
5.46 54.19
0.020 25
117 5.46
49.50 0.018
26 120
5.46 49.50
0.008 27
126 5.40
50.06 0.018
28 129
5.40 54.07
0.020 29
132 5.40
51.99 0.019
30 141
5.40 50.06
0.008 31
144 5.40
50.06 0.018
32 153
5.46 52.11
0.019 33
156 5.40
48.27 0.018
34 165
5.46 50.85
0.008 35
168 5.46
51.40 0.019
36 177
5.46 57.21
0.021 37
180 5.46
56.45 0.009
38 189
5.46 54.19
0.009 39
192 5.46
51.40 0.019
40 201
5.39 55.66
0.020 41
204 5.33
54.12 0.008
42 213
5.40 51.99
0.019 43
216 5.28
51.19 0.018
44 225
5.40 50.06
0.018 45
228 5.33
51.42 0.008
46 237
5.21 53.28
0.008 47
240 5.28
54.61 0.019
5.4. Pembahasan
Dari hasil penelitian, diperoleh informasi bahwa mesin AC mobil dapat bekerja dengan baik dan komponen-komponen AC mobil juga dapat bekerja
dengan baik kompresor tidak bocor, kondensor berfungsi dengan baik, kipas kondensor berfungsi dengan baik, katup ekspansi bekerja dengan baik, evaporator
berfungsi dengan baik, blower bekerja dengan baik sehingga dapat menghasilkan data yang baik. Hasil dari pengambilan data yang dilakukan pada mesin AC mobil
dapat digambarkan pada P-h diagram dan membentuk siklus kompresi uap dengan proses pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut. Dari penelitian yang sudah
dilakukan, kerja kondensor dapat menghasilkan suhu lebih tinggi dari suhu lingkungan sekitar sehinngga proses pelepasan kalor dapat bejalan dengan baik.
Suhu kerja kondensor yang dihasilkan yaitu sekitar 43,46
o
C. Begitu juga suhu
yang dihasilkan oleh kerja evaporator lebih rendah dari suhu udara yang berada ruangan di dalam ruang kabin mobil, suhu kerja evaporator yang dihasilkan yaitu
sekitar -6,32 ˚C.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat diperoleh informasi bahwa pada siklus kompresi uap yang dihasilkan terdapat proses pemanasan lanjut
dan proses pendinginan lanjut. Kondisi ini memberikan keuntungan pada mesin AC mobil. Karena dengan adanya proses pemanasan lanjut dan proses
pendinginan lanjut, maka akan dapat menaikkan nilai COP dan efisiensi dari mesin AC mobil. Begitu juga kondisi refrigerant pada saat akan masuk kompresor
sudah benar-benar berubah fase menjadi gas, sehingga proses kompresi dapat berjalan ideal dan tidak merusak kompresor. Kondisi refrigerant ketika masuk
katup ekspansi juga dalam keadaan benar-benar cair, sehingga proses masuknya refrigerant ke katup ekspansi mudah.
