Filter receiver drier Kipas Fan atau Blower Tinjauan Pustaka

d. Evaporator

Zat pendingin cair dari receiver drier dan kondensor harus dirubah kembali menjadi gas dalam evaporator, dengan demikian evaporator harus menyerap panas, agar penyerapan panas ini dapat berlangsung dengan sempurna, pipa –pipa evaporator juga diperluas permukaannya dengan memberi kisi –kisi elemen dan kipas listrik blower, supaya udara dingin juga dapat dihembus ke dalam ruangan. Rumah evaporator bagian bawah dibuat saluranpipa untuk keluarnya air yang mengumpul disekitar evaporator akibat udara yang lembab. Air ini juga akan membersihkan kotoran –kotoran yang menempel pada kisi–kisi evaporator, karena kotoran itu akan turun bersama air. Gambar 2.8 Evaporator

e. Filter receiver drier

Receiver drier merupakan tabung penyimpan refrigeran cair, dan ia juga berisikan fiber dan desiccant bahan pengering untuk menyaring benda-benda asing dan uap air dari sirkulasi refrigerant. Receiver-drier menerima cairan refrigeran bertekanan tinggi dari kondensor dan disalurkan ke katup ekspansi katup ekspansi. Receiver drier terdiri dari main body filter, desiccant, pipe, dan side glass . Cairan refrigeran dialirkan ke dalam pipa untuk disalurkan ke katup ekspansi melalui outlet pipe yang ditempatkan pada bagian bawah main body setelah tersaringnya uap air dan benda asing oleh filter dan desiccant. Gambar 2.7 Gambar 2.9 Receiver Drier

f. Kipas Fan atau Blower

Pada komponen AC, Blower terletak di bagian indoor yang berfungsi menghembuskan udara dingin yang di hasilkan evaporator. Fan atau kipas terletak pada bagian outdoor yang berfungsi mendinginkan refrigeran pada kondensor serta untuk membantu pelepasan panas pada kondensor Gambar 2.10 Kipas kondensor Gambar 2.11 Kipas evaporator

g. 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 2.12 Kopling Magnet

2.1.2 Dasar Kerja AC Mobil

AC mobil pada kendaraan terdiri dari kompresor, kondensor, receiver, katup ekspansi dan evaporator. Gambar 2.10 menyajikan skemati AC mobil, Gambar 2.11 menyajikan siklus kompresi uap pada P-h diagram dan Gambar 2.12 Menyajikan siklus kompresi uap pada T-S diagram. Gambar 2.13 Skematik AC mobil Dalam sebuah pendinginan di sebuah AC mobil juga terjadi siklus kompresi uap. Gambar 2.14 Siklus kompresi uap pada diagram P-h Gambar 2.15 Siklus kompresi uap dengan pemanasan lanjut dan pendinginan lanjut pada diagram T-s a. Proses kompresi 1-2 Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan refrigeran mengalami fasa superheated gas panas lanjut. b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut 2-2a Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan. c. Proses kondensasi 2a-2b Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan. d. Proses pendinginan lanjut 2b-3 Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar- benar dalam fase cair e. Proses penurunan tekanan 3-4 Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3-4 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke katup ekspansi dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fasa refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase campuran : cair dan gas. f. Proses evaporasi 4-4a Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan di dinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap. g. Proses pemanasan lanjut 4a-1 Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada saat refrigeran meninggalkan evaporator refrigeran kemudian mengalami proses pemanasan lanjut. Dengan adanya proses pemanasan lanjut fase refrigeran berubah dari fase gas jenuh menjadi gas panas lanjut. Dengan demikian refrigeran sebelum masuk kompresor benar – benar dalam fase gas. Proses berlangsung pada tekanan konstan. Berikut adalah proses dari siklus kompresi uang yang terjadi dalam p-h diangram diatas.

2.1.3 Proses Pengembunan Kondensasi

Proses pengembunan atau kondensasi ini merupakan proses perubahan fase dari gas menjadi cair. Proses kondensasi berlangsung pada tekanan dan suhu yang tetap. Pada proses kondensasi kalor dilepaskan dari kondensor ke lingkungan sekitar kondensor. Dalam proses pelepasan kalor biasanya di bantu fan untuk mempercepat proses pelepasan kalor.

2.1.4 Proses Pendidihan Evaporasi

Dalam proses pendinginan proses pendidikan atau proses evaporasi adalah proses dimana refrigerant berubah fase dari fase cair menjadi fase gas. Dalam proses pendidihan diperlukan kalor dari lingkungan di sekitar. Pada AC mobil proses pendidihan refrigerant berlangsung di evaporator. Kalor untuk proses pendidihn di ambil dari udara ruangan yang di lewatkan evaporator.

2.1.5 Beban Pendinginan

Beban pendinginan pada AC mobil adalah energy kalor yang diserap oleh evaporator dari mesin AC. Kalor yang diserap evaporator adalah kalor yang berasal dari ruang kabin yang berada dalam ruang yang didinginkan. Jenis beban pendingin dibagi menjadi 2, yaitu: a. Beban sensible sensible heat Beban sensible adalah beban yang diterima udara di dalam mobil yang dapat berdampak pada perubahan suhu tanpa di sertai perubahan fase. Contoh beban sensible adalah kalor yang di lepas orang atau penumpang di dalam mobil, kalor konduksi dari luar mobil yang masuk melewati dinding-dinding mobil, kalor radiasi yang ,asuk melalui dinding-dinding kaca mobil, udara luar yang msuk ke dalam mobil. b. Beban laten latent heat Beban laten adalah beban yang diterima udara di dalam mobil akibat adanya perubahan fase. Contohnya adalah perubahna air atau keringat menjadi uap dan pengembunan udara luar yang masuk ke dalam mobil..

2.1.6 Perhitungan Karakteristik Mesin AC

Untuk mengetahui unjuk kerja mesin AC mobil yang meliputi: kerja kompresor, kalor yang di lepas kondensor, kalor yang di serap evaporator, COP aktual, COP ideal, efisiensi dan laju aliran kalor, di perlukan persamaan-persamaan yang di perlukan untuk menghitungnya. 1. Kerja kompresor Besarnya kerja kompresor pada AC mobil persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan persamaan 2.1: � � = ℎ − ℎ 2.1 Pada Persamaan 2.1 ℎ = Enthalpy saat masuk kompresor ℎ = Enthalpy saat keluar kompresor W in = Kerja kompresor persatuan massa refrigeran 2. Kalor yang dilepas kondensor Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan persamaan 2.2: � = ℎ − ℎ 2.2 Pada Persamaan 2.2 ℎ = Enthalpy saat keluar kondensor ℎ = Enthalpy saat keluar kondensor � = Kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran 3. Kalor yang diserap evaporator Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran dapat dihitung dengan Persamaan 2.3: � � = ℎ − ℎ 2.3 Pada Persamaan 2.3 ℎ = Enthalpy saat keluar evaporator ℎ = Enthalpy saat masuk evaporator � � = Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran 4. Coefficient of Performance COP aktual COP dipergunakan untuk menyatakan perfomance unjuk kerja dari siklus refrijerasi. Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin pendingin maka akan semakin baik mesin pendingin tersebut. COP tidak mempunyai satuan karena merupakan perbandingan antara dampak refrigerasi h 1 -h 4 dengan kerja kompresor h 2 - h 1 dinyatakan dalam Persamaan 2.4 COP aktual = ℎ −ℎ4 ℎ −ℎ 2.4 Pada Persamaan 2.4 : o COP aktual : koefisien prestasi mesin AC mobil aktual o h 1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor kJkg o h 2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor kJkg o h 4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator kJkg 5. COP ideal Coefficient of Performance. Besarnya koefisien yang menyatakan performance dalam posisi ideal pada siklus kompresi uap dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 COP ideal = � � −� 2.5 Pada Persamaan 2.5 : o COP ideal :koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil, o T e :suhu evaporator K o T c :suhu kondensor K 6. Efisiensi mesin AC mobil Besarnya efisiensi mesin AC mobil dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.6 h = � � � � � � � 2.6 Pada Persamaan 2.6 : o COP ideal : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil o COP aktual : koefisien prestasi aktual mesin AC mobil 7. Laju aliran massa Laju aliran massa refrigerant di dalam mesin AC dapat dihitung dengan persamaan m = � �� = �� 2.7 Pada Persamaan 2.7 m : Laju aliran massa refrigeran V : Voltase kompresor I : Arus kompresor P : Daya kompresor Dengan bantuan diagram tekanan-entalpi, mulai entalpi di setiap proses pada siklus kompresor uap dapat diketahui dengan demikian kerja kompresor, kalor yang di lepas kondensor persatuan massa kalor yang diserap evaporator, COP actual, COP ideal, efisiensi, laju aliran massa. Pada mesin AC mobil ini di perlukan 134a dan P-h diagram. refrigeran 134a disajikan pada Gambar 2.13. Gambar 2.16 P-h diagram refrigeran R-134a

2.2 Tinjauan Pustaka

Amna Citra Farhani 2007 meneliti tentang penggantian R12 dengan R22 pada mesin pendingin. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa penggantian R22 pada mesin pendingin kompresi uap yang menggunakan refrigeran R12 mempengaruhi kinerja komponen mesin pendingin. Efek pendinginan, panas buang kondensor dan kompresi. Hasil kompresi yang didapat dari R22 lebih besar, akan tetapi tidak diikuti dengan laju pendinginan yang cepat. Besarnya nilai ketiga parameter ini dikarenakan besarnya laju aliran massa yang terjadi. Suhu evaporasi yang dapat dicapai R22 lebih rendah dari pada R12 karena kurangnya kalor serap air sebagi medium pendingin. Maclaine 2004 telah melakukan pengujian tentang Usage and risk of hydrocarbon refrigerants in motor cars for Australia and the United States . Penggunan refrigeran HC-290600 di Australia sebesar 0,33 ± 0,12 x 10 6 pada tahun 2002 dan di Amerika sebesar 4,7 ± 1,7 x 10 6 pada tahun 2002. Penggunaan HC-290600 memberikan hasil : tidak mudah terbakar dan risiko penggunaan HC-290600 jauh lebih kecil dibanding dengan refrigeran yang dijual di pasaran. Yuswandi 2007 telah melakukan penelitian tentang pengujian unjuk kerja sistem AC mobil statik eksperimen menggunakan refrigeran CFC-12 dan HFC-134a dengan variasi putaran rpm kompresor. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi putaran kompresor terhadap unjuk kerja dari sistem AC mobil. Peneliti memakai alat peraga mesin AC mobil yang telah dilengkapi dengan sensor temperatur dan tekanan. Komponen utama sistem AC mobil terdiri dari : kompresor, kondensor, receiver drier, katup ekspansi, dan evaporator. Fluida kerja yang digunakan yaitu refrigeran CFC-12 dan HFC-134a. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan putaran kompresor , yaitu 1000 rpm, 1200 rpm, 1500 rpm, 1800 rpm, dan 2000 rpm. Hasil penelitian menunjukkan semakin tinggi putaran kompresor maka COP akan mengalami penurunan. CFC-12 mempunyai COP carnot , COP standar , dan COP aktual yang lebih tinggi dibandingkan dengan HFC-134a. Kapasitas refrigerasi dan kerja kompresi HFC-134a mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan CFC-12 26

BAB III PEMBUATAN ALAT

3.1. Komponen-komponen mesin AC mobil

Komponen utama AC mobil yang digunakan dalam penelitian ini adalah kompresor, kondensor, katup ekspansi, reciever drier, evaporator dan fluida kerja refrigeran R134a. Pengerak awal mempergunakan motor listrik dengan daya 2Hp, sebagai pengganti motor bakar.

a. Kompresor

Kompresor yang digunakan pada penelitian ini memiliki spesifikasi sebagai berikut: Gambar 3.1 Kompresor