Studi Eksperimental Kinerja AC Split Satu PK Memanfaatkan Air Kondensasi Buangan Evaporator sebagai Pendingin Kondensor

STUDI EKSPERIMENTAL KINERJA AC SPLIT SATU PK

MEMANFAATKAN AIR KONDENSASI BUANGAN

EVAPORATOR

SEBAGAI PENDINGIN

KONDENSOR

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

JESAYAS O. F. SITINJAK NIM. 120421015

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala anugerah dan Kasih-Nya yang memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik.

Skripsi berjudul “ STUDI EKSPERIMENTAL KINERJA AC SPLIT

SATU PK MEMANFAATKAN AIR KONDENSASI BUANGAN

EVAPORATOR SEBAGAI PENDINGIN KONDENSOR ”

Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan untuk memperoleh gelar sarjana Teknik pada jenjang pendidikan sarjana (S1) menurut kurikulum Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan baik berupa dukungan, perhatian, bimbingan , nasihat, dan juga doa. Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Farel H. Napitupulu, D.E.A. selaku dosen pembimbing, yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.

2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Abdul Halim Nasution, M.Sc. Selaku dosen pembanding pertama yang juga telah banyak memberi masukan kepada penulis sehingga skripsi ini semakin baik

4. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST. MT. Selaku dosen pembanding kedua yang juga telah banyak memberi masukan kepada penulis sehingga skripsi ini semakin baik.

5. Kedua orang tua tercinta (Ayahanda P. Sitinjak dan Ibunda Alm R. Siburian) serta Kakak, Abang serta Kakak dan Abang ipar yang telah

6. Seluruh Staf pengajar dan Pegawai di lingkungan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

7. Bapak Johannes Asran selaku ketua Engginering Hotel Antares, Bapak Jonathan Sinaga, Rizal, Alfred Sinaga dan seluruh Enggineering Hotel Antares Lainnya yang telah banyak membimbing penulis di lapangan dalam melakukan pengujian dari awal hingga akhir.

8. Rekan-rekan satu tim skripsi, Tulus Tambunan, Sumantri Haloho yang banyak meluangkan waktu untuk bertukar pikiran dan juga memberikan kritik dan saran terhadap penulis.

9. Ucapan terima kasih kepada seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Mesin Ekstensi 2012 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, para Abang alumni dan semua yang telah mendukung dan memberi semangat kepada penulis.

Dalam menyelesaikan tugas ini penulis telah mencoba semaksimal mungkin guna menyusun skripsi ini. Penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang besifat membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik. Akhir kata, penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Medan, 31 Agustus 2015 Penulis,

ABSTRAK

Pengkondisian udara pada ruangan berfungsi untuk mengatur kelembapan, pemanasan dan pendinginan udara didalam ruangan tersebut. Pengkondisian ini bertujuan memberikan kenyaman, sehingga mampu mengurangi keletihan. Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang diinginkan banyak alternatif yang diterapkan, diantaranya adalah dengan memanfaatkan air buangan hasil kondensasi dari evaporator. Air kondensasi ini bersuhu dingin sekitar ± 5º C dimana akan mengalir melalui pipa tembaga yang telah dibentuk menyerupai kondensor dan diposisikan didepan kondensor kemudian akan dikipas oleh kipas kondensor. Pipa-pipa tembaga tersebut akan mengalami kondensasi akibat suhu dingin dari air buangan tersebut, sehingga diharapkan kinerja AC Spilt 1 PK akan lebih baik karena proses pembuangan panas ke lingkungan yang dilakukan kondensor lebih maksimal. Data-data yang dicatat adalah Suhu, tekanan dan arus listrik, pengujian dilakukan pada Siang hari, sore hari dan malam hari. Berdasarkan pembahasan dan perhitungan data diperoleh COP standard sebesar 3,43 dan COP AC dengan pendingin kondensor sebesar 3,70 yaitu mengalami peningkatan sebesar 7,87 % dan efek refrigerasi juga mengalami kenaikan dari 200,424 kJ/kg menjadi 200,904 kJ/kg yaitu mengalami peningkatan sebesar 0,23 % . Kerja kompresi atau kompresor mengalami penurunan dari 0,708 kJ/s menjadi 0,663 kJ/s yaitu mengalami penurunan sebesar 6,78 % sehingga tarif listrik menjadi lebih hemat dari Rp 8.620,-/hari menjadi Rp 8.600,-/hari. Maka kinerja AC lebih baik dan hemat tanpa mengurangi kenyamanan.

ABSTRACT

Air conditioning in the room serves to regula te humidity, hea ting, a nd cooling the a ir inside the room, this conditioning a ims to provide comfort thereby reducing fa tigue. To get the desired a ir tempera ture many a lterna tives a re a pplied, a mong them is by utilizing the wa ste wa ter condensa tion from the eva pora tor. This condensa tion wa ter tempera tures a round ± 5ºC, a nd will flow through copper pipes tha t ha ve been sha ped like a condenser a nd is positioned in front of condenser fa n. Copper pipes will undergo condensa tion due to the cold tempera tures of wa stewa ter eva pora tor, so expect the performa nce of AC Split 1 PK will be better beca use of the hea t dissipa tion into the environment ca rried out by the condenser become more levera ge. The da ta recorded is tempera ture, pressure, and electrica l current. Test ca rried out a t noon, a fternoon a nd evening, ba sed on the discussion a nd ca lcula tion of da ta , The COP of sta nda r d AC (Air Conditioning) is 3,43 and COP Air Conditioning (AC) with condenser cooler is 3,70 which mea ns a n increa se of 2%. Refrigera tion effect a n increa se of 200,424 kJ/kg into 200,904 kJ/kg which means a n increa se 0,23%, work compression or compressors decreased from 0,708 kJ/s to 0,663 kJ/s which mea ns decreased by 6,78%, so the cost of electricity more chea per Rp 8.620,-/da y to Rp 8.000,-/da y. so the performance of Air Conditioning be better a nd more efficient without reducing comfort.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTRA GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR SIMBOL ... xv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Batasan Masalah ... 2

1.3.Tujuan Penelitian ... 2

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2. 1. Sistem Pengkondisian Udara ... 5

2. 2. Sistem AC Split ... 11

2.2.1. Komponen AC Split dan Fungsinya... 12

2. 3. Refrigeran ... 23

2. 3. 1. Sampel Produk Refrigeran ... 26

2. 3. 2. Aplikasi Refrigeran ... 27

3. 1. Tempat dan Waktu ... 28

3. 2. Bahan ... 28

3. 3. Alat Ukur Yang Digunakan ... 31

3. 4. Peralatan Yang Digunakan ... 33

3. 5. Set – Up Eksperimental ... 37

3. 5. 1. Prosedur Pengujian ... 40

3. 6. Dimensi Utama Alat Pendingin Kondensor ... 42

3. 7. Langkah Pembuatan ... 44

3. 7. 1. Pembongkaran dan Perombakan ... 44

3. 7. 2. Pembuatan Rangka Kondensor ... 46

3. 7. 3. Perancangan Sistem Pendingin Kondensor ... 48

3. 8. Flowchart Penelitian ... 50

BAB IV ANALISA DATA ... 51

4. 1. Hasil Pengujian ... 51

4. 1. 1. Pengujian AC Kondisi Standard ... 52

4. 1. 2. Pengujian AC Dengan Pendingin Kondensor ... 68

4. 2. Analisa Data ... 83

4. 2. 1. Hubungan Antara COP Terhadap Waktu ... 83

4. 2. 2. Hubungan Dampak Refrigerasi Terhadap Waktu ... 89

4. 2. 3. Hubungan Kerja Kompresi Terhadap Waktu ... 95

4. 2. 5. Hubungan Daya Kompresor Terhadap Waktu ... 107

4. 3. Analisa Debit Aliran Air Buangan Evaporator ... 113

4. 4. Koefisien Perpindahan Panas Pada Kondensor ... 114

4. 5. Analisa Biaya ... 117

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1. Kesimpulan ... 119

5. 2. Saran ... 120 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1. Diagram Alir Siklus Kompresi Uap ... 6

Gambar 2. 2. Diagram P-h ... 6

Gambar 2. 3. All Air System ... 9

Gambar 2. 4. Split System ... 9

Gambar 2. 5. Unit Indoor ... 12

Gambar 2. 6. Evaporator ... 12

Gambar 2. 7. Saringan Udara ... 13

Gambar 2. 8. PCB ... 13

Gambar 2. 9. Remote Controlle ... 14

Gambar 2. 10. Fan Motor Indoor ... 14

Gambar 2. 11. Blower Indoor ... 14

Gambar 2. 12. Capasitor Fan ... 15

Gambar 2. 13. Talang Air ... 15

Gambar 2. 14. Bagian Outdoor ... 15

Gambar 2. 15. Kondensor ... 16

Gambar 2. 16. Kompresor Tipe Torak ... 19

Gambar 2. 17. Kompresor Tipe Rotary ... 20

Gambar 2. 18. Kapasitor Kompresor ... 20

Gambar 2. 20. Pipa Kapiler ... 22

Gambar 2. 21. Filter Dr ier ... 22

Gambar 2. 22. Motor Fan Kondensor ... 22

Gambar 2. 23. Kapasitor Fan Outdoor ... 23

Gambar 2. 24. Kran Valve ... 23

Gambar 2. 25. Refrigeran R22 ... 26

Gambar 3. 1. Satu Unit AC LG 1 PK ... 28

Gambar 3. 2. Pipa Tembaga ... 29

Gambar 3. 3. Kotak Styrofoam ... 29

Gambar 3. 4. Pipa Sambungan U ... 30

Gambar 3. 5. Selang Air ... 30

Gambar 3. 6. Refrigerant R22 Dupont ... 30

Gambar 3. 7. Clamp Meter ... 31

Gambar 3. 8. Pengukur Tekanan/Manifold Gauge ... 32

Gambar 3. 9. Alat Pengukur Suhu ... 32

Gambar 3. 10. Pompa Vakum ... 33

Gambar 3. 11. Pompa Aquarium ... 34

Gambar 3. 12. Pentil Selang Manifold Gauge ... 34

Gambar 3. 13. Kawat Las ... 34

Gambar 3. 14. Flaring Tool ... 35

Gambar 3. 16. Gergaji Triplek ... 36

Gambar 3. 17. Mesin Pemotong Besi ... 36

Gambar 3. 18. Rangkaian Proses Pendingin Kondensor ... 37

Gambar 3. 19. Cara Pendinginan Kondensor ... 38

Gambar 3. 20. Gambar Teknik AC Modifikasi ... 39

Gambar 3. 21. Pemasangan Alat Ukur ... 40

Gambar 3. 22. Proses Pengisian Freon Dupont R22 ... 41

Gambar 3. 23. Dimensi Alat Pendingin Kondensor ... 42

Gambar 3. 24. Dimensi Pipa Tembaga ... 43

Gambar 3. 25. Bagian Alat Pendingin kondensor ... 43

Gambar 3. 26. Ukuran Cooler Box ... 44

Gambar 3. 27. Perombakan Rumah Kondensor ... 44

Gambar 3. 28. Pipa Tembaga Yang Disambung ... 45

Gambar 3. 29. Pemasangan Pipa Tembaga ... 45

Gambar 3. 30. Pipa Kondensor dan Pipa Pendingin Kondensor ... 46

Gambar 3. 31. Pengerjaan Rangka Kondensor-Kompresor ... 46

Gambar 3. 32. Pemasangan Bodi Pada Rangka ... 47

Gambar 3. 33. Pemasangan Kompresor dan Kondensor ... 47

Gambar 3. 34. Rumah Kondensor dan Kompresor ... 47

Gambar 3. 35. Posisi Selang Inlet dan Outlet ... 48

Gambar 3. 37. Pompa Aquarium Didalam Kotak Styrofoam ... 49

Gambar 4. 1. Skema Alat Pendingin Kondensor ... 51

Gambar 4. 2. Grafik Hubungan COP Terhadap Waktu Siang Hari ... 83

Gambar 4. 3. Grafik Hubungan COP Terhadap Waktu Sore Hari ... 85

Gambar 4. 4. Grafik Hubungan COP Terhadap Waktu Malam Hari ... 87

Gambar 4. 5. Grafik Hubungan E Ref Terhadap Waktu Siang Hari ... 89

Gambar 4. 6. Grafik Hubungan E Ref Terhadap Waktu Sore Hari ... 91

Gambar 4. 7. Grafik Hubungan E Ref Terhadap Waktu Malam Hari ... 93

Gambar 4. 8. Grafik Hubungan Wc Terhadap Waktu Siang Hari ... 95

Gambar 4. 9. Grafik Hubungan Wc Terhadap Waktu Sore Hari ... 97

Gambar 4. 10. Grafik Hubungan Wc Terhadap Waktu Malam Hari ... 99

Gambar 4. 11. Hubungan Laju Aliran Masaa Terhadap Waktu Siang Hari .... 101

Gambar 4. 12. Hubungan Laju Aliran Masaa Terhadap Waktu Sore Hari ... 103

Gambar 4. 13. Hubungan Laju Aliran Massa Terhadpa Waktu Malam Hari .. 105

Gambar 4. 14. Hubungan Daya Kompresor Terhadap Waktu Siang Hari ... 107

Gambar 4. 15. Hubungan Daya Kompresor Terhadap Waktu Sore Hari ... 109

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1. Temperatur Pengembunan dan Tekanan Pengembunan Dari Beberapa

Refrigeran ... 18

Tabel 2. 2. Jenis-Jenis Refrigeran Holocarbon ... 26

Tabel 2. 3. Aplikasi Penggunaan Refrigeran Halocarbon (CFC) ... 27

Tabel 4. 1. Data Pengujian AC Standard Siang Hari ... 53

Tabel 4. 2. Data Perhitungan AC Standard Siang Hari ... 57

Tabel 4. 3. Nilai Entalphi Dari Tiap Waktu dan Tekanan Siang Hari ... 57

Tabel 4. 4. Data Pengujian AC Standard Sore Hari ... 58

Tabel 4. 5. Data Perhitungan AC Standard Sore Hari ... 62

Tabel 4. 6. Nilai Entalphi Dari Tiap Waktu dan Tekanan Sore Hari ... 62

Tabel 4. 7. Data Pengujian AC Standard Malam Hari ... 63

Tabel 4. 8. Data Perhitungan AC Standard Siang Hari ... 67

Tabel 4. 9. Nilai Entalphi Dari Tiap Waktu dan Tekanan Siang Hari ... 67

Tabel 4. 10. Data Pengujian AC Dengan Pendingin Kondensor Siang Hari ... 68

Tabel 4. 11. Data Perhitungan AC Dengan Pendingin Kondensor Siang Hari . 72 Tabel 4. 12. Nilai Entalphi Dari Tiap Waktu Dan Tekanan ... 72

Tabel 4. 13. Data Pengujian AC Dengan Pendingin Kondensor Sore Hari ... 73

Tabel 4. 14. Data Perhitungan AC Dengan Pendingin Kondensor Sore Hari ... 76

Tabel 4. 16. Data Pengujian AC Dengan Pendingin Kondesor Malam Hari .... 78 Tabel 4. 17. Data Perhitungan AC Pendingin Kondensor Malam Hari ... 81 Tabel 4. 18. Nilai Entalphi Dari Tiap Waktu dan Tekanan Malam Hari ... 82 Tabel 4. 19. Nilai COP AC Standard dan AC Dengan Pendingin Kondesor Pada

Siang Hari ... 84 Tabel 4. 20. Nilai COP AC Standard dan AC Dengan Pendingin Kondesor Pada

Sore Hari ... 86 Tabel 4. 21. Nilai COP AC Standard dan AC Dengan Pendingin Kondesor Pada

Malam Hari ... 88 Tabel 4. 22. Nilai Efek Refrigeran AC Standard Dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Siang Hari ... 90 Tabel 4. 23. Nilai Efek Refrigeran AC Standard Dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Sore Hari ... 92 Tabel 4. 24. Nilai Efek Refrigeran AC Standard Dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Malam Hari ... 94 Tabel 4. 25. Besar Kerja Kompresi AC Standard dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Siang Hari ... 96 Tabel 4. 26. Besar Kerja Kompresi AC Standard dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Sore Hari ... 98 Tabel 4. 27. Besar Kerja Kompresi AC Standard dan AC Dengan Pendingin

Kondensor Pada Malam Hari ... 100 Tabel 4. 28. Besar Laju Aliran Massa Refrigeran AC Standard dan AC Dengan Pendingin Kondensor Pada Siang Hari ... 102 Tabel 4. 29. Besar Laju Aliran Massa Refrigeran AC Standard dan AC Dengan

Tabel 4. 30. Besar Laju Aliran Massa Refrigeran AC Standard dan AC Dengan Pendingin Kondensor Pada Malam Hari ... 106 Tabel 4. 31. Besar Daya Kompresor AC Standard dan Ac Dengan Pendingin Kondensor Pada Siang Hari ... 108 Tabel 4. 31. Besar Daya Kompresor AC Standard dan Ac Dengan Pendingin Kondensor Pada Sore Hari ... 110 Tabel 4. 32. Besar Daya Kompresor AC Standard dan Ac Dengan Pendingin Kondensor Pada Malam Hari ... 112 Tabel 4. 34. Biaya Pembelian Bahan Teknik ... 117 Tabel 4. 35. Total Biaya Pembelian Alat Pendingin Kondensor ... 118 Tabel 4. 36. Selisih Penggunaan Biaya Listrik ... 119

DAFTAR SIMBOL

Simbol Arti Satuan

p Tekanan Psi

T Suhu °C

h Enthalpi kJ/kg

I Kuat Arus A

Wc Kerja Kompresor kW

Qc Panas Yang Dilepas Kondensor kW

Qe Kapasitas Evaporator kW

h1 Enthapi Refrigeran Keluar Evaporator kJ/kg

h2 Enthalpi Keluar Kompresor kJ/kg

h3 Enthalpi Keluar kondensor kJ/kg

h4 Enthalpi Keluar Pipa Kapiler kJ/kg

qr Dampak Refrigerasi kJ/kg

COP KoefisienPrestasi (coefisien of performance)

P Daya Kompresor W

V Tegangan V

cos θ Faktor Daya

ABSTRAK

Pengkondisian udara pada ruangan berfungsi untuk mengatur kelembapan, pemanasan dan pendinginan udara didalam ruangan tersebut. Pengkondisian ini bertujuan memberikan kenyaman, sehingga mampu mengurangi keletihan. Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang diinginkan banyak alternatif yang diterapkan, diantaranya adalah dengan memanfaatkan air buangan hasil kondensasi dari evaporator. Air kondensasi ini bersuhu dingin sekitar ± 5º C dimana akan mengalir melalui pipa tembaga yang telah dibentuk menyerupai kondensor dan diposisikan didepan kondensor kemudian akan dikipas oleh kipas kondensor. Pipa-pipa tembaga tersebut akan mengalami kondensasi akibat suhu dingin dari air buangan tersebut, sehingga diharapkan kinerja AC Spilt 1 PK akan lebih baik karena proses pembuangan panas ke lingkungan yang dilakukan kondensor lebih maksimal. Data-data yang dicatat adalah Suhu, tekanan dan arus listrik, pengujian dilakukan pada Siang hari, sore hari dan malam hari. Berdasarkan pembahasan dan perhitungan data diperoleh COP standard sebesar 3,43 dan COP AC dengan pendingin kondensor sebesar 3,70 yaitu mengalami peningkatan sebesar 7,87 % dan efek refrigerasi juga mengalami kenaikan dari 200,424 kJ/kg menjadi 200,904 kJ/kg yaitu mengalami peningkatan sebesar 0,23 % . Kerja kompresi atau kompresor mengalami penurunan dari 0,708 kJ/s menjadi 0,663 kJ/s yaitu mengalami penurunan sebesar 6,78 % sehingga tarif listrik menjadi lebih hemat dari Rp 8.620,-/hari menjadi Rp 8.600,-/hari. Maka kinerja AC lebih baik dan hemat tanpa mengurangi kenyamanan.

ABSTRACT

Air conditioning in the room serves to regula te humidity, hea ting, a nd cooling the a ir inside the room, this conditioning a ims to provide comfort thereby reducing fa tigue. To get the desired a ir tempera ture many a lterna tives a re a pplied, a mong them is by utilizing the wa ste wa ter condensa tion from the eva pora tor. This condensa tion wa ter tempera tures a round ± 5ºC, a nd will flow through copper pipes tha t ha ve been sha ped like a condenser a nd is positioned in front of condenser fa n. Copper pipes will undergo condensa tion due to the cold tempera tures of wa stewa ter eva pora tor, so expect the performa nce of AC Split 1 PK will be better beca use of the hea t dissipa tion into the environment ca rried out by the condenser become more levera ge. The da ta recorded is tempera ture, pressure, and electrica l current. Test ca rried out a t noon, a fternoon a nd evening, ba sed on the discussion a nd ca lcula tion of da ta , The COP of sta nda r d AC (Air Conditioning) is 3,43 and COP Air Conditioning (AC) with condenser cooler is 3,70 which mea ns a n increa se of 2%. Refrigera tion effect a n increa se of 200,424 kJ/kg into 200,904 kJ/kg which means a n increa se 0,23%, work compression or compressors decreased from 0,708 kJ/s to 0,663 kJ/s which mea ns decreased by 6,78%, so the cost of electricity more chea per Rp 8.620,-/da y to Rp 8.000,-/da y. so the performance of Air Conditioning be better a nd more efficient without reducing comfort.

BAB I PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Dalam kehidupan manusia penggunaan sistem pendingin udara untuk keperluan manusia pada zaman sekarang ini sudah sangat diperlukan untuk gedung-gedung bertingkat, pabrik, rumah sakit, hotel dan gedung perkantoran. Pada beberapa tahun terakhir banyak gedung-gedung besar yang kurang lebih setengah dari seluruh biaya pembangunan sarana yang diperlukan, misalnya untuk sistem mekanikal dan listrik dan sebagainya, kira-kira 30 sampai 50 persen diperlukan untuk sistem penyegaran udara [1]. Dan seorang ahli kesehatan Frugge pada tahun 1905 mengatakan jika seseorang berada di dalam suatu ruangan tertutup untuk jangka waktu yang lama, maka pada suatu ketika ia akan merasa kurang nyaman. Manusia dapat diibaratkan seperti sebuah sepeda motor bakar, Manusia harus mengeluarkan panas yang dihasilkan sebagai akibat dari kerja yang dilakukannya. Jika panas tersebut tidak dapat keluar dari badan manusia, misalnya karena temperature dan kondisi udara sekelilingnya tidak memungkinkan hal tersebut terjadi dengan baik, maka ia akan merasakan suatu keadaan yang tidak menyenangkan. Dan hasil tentang lingkungan kerja menunjukkan bahwa di dalam ruang kerja berudara segar, karyawan dapat bekerja lebih baik dan jumlah kesalahan dapat dikurangi, sehingga efisiensi kerja dapat ditingkatkan [2].

Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan disekelilingnya menjadi lebih baik dan penghidupan yang lebih nyaman seiring dengan perkembangan teknologi, pola pikir, dan kebutuhan hidup. Manusia senantiasa menginginkan hal baru, demi efisiensi dan hidup yang lebih praktis. Hal tersebut dapat dilakukan dengan banyak cara antara lain dengan memaksimalkan hasil kerja dari suatu mesin. Yang mana disini penulis akan merancang pendingin kondensor AC split 1 PK sehingga kinerja AC secara keseluruhan dapat maksimal dan dapat mengurangi biaya listrik dari penggunaan AC tersebut.

Dalam penulisan tugas akhir / skripsi ini, penulis membahas kinerja atau efisiensi mesin pengkondisian udara AC split 1 PK dengan merancang sistem pendingin kondensor dengan memanfaatkan air buangan dari evaporator yang mempunyai suhu dingin (sisa kondensasi). Kualitas dan kuantitas air buangan tersebut sangat tergantung dari udara dan luas ruangan yang di inginkan, sebagai air buangan air AC kerap dianggap tidak memiliki manfaat sama sekali. Sehingga perlu adanya upaya untuk memanfaatkan air buangan AC tersebut sebagai penunjang untuk kinerja ac itu sendiri. Air buangan AC tersebut akan digunakan sebagai media pendinginan kondensor sehingga tekanan pada kondensor menurun akibat penurunan suhu pada kondensor. sehingga refrigerant dari keluaran evaporator lebih dingin dimana dapat meningkatkan efek refrigerasi dan mengurangi kerja kompresor yang dapat mengurangi biaya penggunaan listrik. 1. 2. Batasan masalah

Dalam skripsi ini penulis mengambil batasan untuk memperjelas ruang lingkup permasalahan. Batasan masalah itu antara lain :

1. Refrigeran yang digunakan pada pengujian ini adalah refrigerant R-22 Dupont.

2. AC kondisi standard yang dimaksud adalah AC tanpa penambahan alat pendingin kondensor.

3. Variabel yang diamati adalah tekanan, temperature, kuat arus listrik, dan waktu.

4. Pengujian ini tidak menitikberatkan kepada beban pendinginan dalam ruangan, besarnya beban pendinginan pada saat pengujian AC kondisi standard sama besarnya dengan AC dengan pendingin kondensor.

1. 3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui kinerja dari AC standar 1-PK.

2. Untuk membandingkan unjuk kerja dari system refrigerasi (AC) kondisi standard dengan AC yang sudah dipasang pendingin kondensor.

3. Untuk perhitungan Coefisient Of Performance (COP), dampak refrigerasi (href), kerja kompresi (Qc), laju aliran massa refrigerant, kapasitas

evaporator dan daya kompresor.

4. Untuk mengetahui pengaruh dari alat pendingin kondensor terhadap besarnya perubahan arus listrik yang terjadi.

1. 4. Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan dicapai dari penelitian ini adalah :

1. Dengan alat ini dapat membantu proses pendinginan secara optimal. 2. Alat ini dapat membantu mengurangi biaya listrik dari pemakaian AC

tanpa mengurangi kenyamanan.

3. Untuk membantu mengurangi pemanasan global dari panas yang dikeluarkan kondensor ke lingkungan.

4. Dapat memanfaatkan air buangan AC yang kerap dianggap tidak memiliki manfaat sama sekali.

5. Mampu memberikan pengetahuan baru yang dapat berguna dalam bidang refrigerasi dan pengkondisian udara.

6. Sebagai wacana dalam system refrigerasi yang dapat dilanjutkan untuk penelitian lebih lanjut.

1. 5. Sistematika Penulisan

Skripsi ini disusun atas beberapa bab dengan garis besar tiap bab sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Pada bab ini akan membahas latar belakang penulisan skripsi, latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat serta sistematika penulisan skripsi.

Bab II Tinjauan pustaka

Pada bab ini membahas teori-teori yang dapat mendukung dan menjadi pedoman dalam penyusunan skripsi. Pada bab ini dibahas sistem pengkondisian udara, siklus kompresi uap, refrigerant dan perpindahan panas

Bab III Metodologi Penelitian

Pada bab ini membahas tentang metode dan langkah yang digunakan dalam penyusunan skripsi serta menunjukkan data-data alat yang digunakan dilapangan dan metodologi penelitian.

Bab IV Hasil Pengujian dan Analisa

Pada bab ini penulis membahas tentang data pengujian dalam bentuk grafik dan dianalisa data yang didapat dari pengujian alat dan perhitungan teknik hasilnya.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari skripsi yang telah selesai dikerjakan dan saran-saran yang diperlukan untuk penyempurnaan hasil penelitian.

Daftar Literatur/Pustaka

Daftar pustaka berisikan literature-literatur yang digunakan dalam penyusunan laporan ini.

Lampiran

Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan, gambar selama proses penelitiaan dan tabel-tabel yang relevan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Sistem Pengkondisian Udara.

Seperti yang pernah kita ketahui, bahwa tujuan pengkondisian udara adalah untuk mendapatkan kenyamanan bagi penghuni yang berada didalam ruangan. Kondisi udara yang dirasakan nyaman oleh tubuh manusia adalah berkisar antara sebagai berikut :

 Suhu dan kelembaban : 200C hingga 260C, 45% hingga 55% , dan  Kecepatan udara : 0.25 m/s [3].

Mesin pendingin adalah suatu mesin yang memindahkan panas dari dalam ruangan untuk dibuang keluar ruangan. Secara garis besar komponen sistem pendingin siklus kompresi uap terdiri dari 4 bagian [4], yaitu ;

1. Kompresor yang berfungsi untuk mengkompres refrigran dalam gas uap tekanan rendah yang keluar dari evaporator hingga ke tekanan tinggi pada tekanan kondensor.

2. Kondensor yang berfungsi untuk mengkondensasi uap refrigran panas lanjut yang keluar dari kompresor. Refrigran masuk ke kondensor pada fasa uap dan keluar dari kondensor pada fasa cair jenuh.

3. Katub ekspansi yang berfungsi umtuk mencekik (throttling) refrigran tekanan tinggi yang keluar dari kondensor dimana setelah melewati katub ekspansi ini tekanan refrigerant turun sehingga fasa refrigerant setelah keluar dari katub ekspansi ini adalah berupa fasa cair + uap.

4. Evaporator yang berfungsi untuk menguapkan refrigerant dari fasa cair + uap menjadi fasa uap yang selanjutnya uap keluaran dari evaporator ini akan dimasukkan ke compressor.

Gambar 2.1. Diagram Alir Siklus Kompresi Uap.

Gambar 2.2. Diagram P-h.

Proses-Proses yang membentuk siklus kompresi uap [5], antara lain :

1-2 Penambahan kalor reversible pada tekanan tetap di evaporator, yang menyebabkan penguapan menuju uap jenuh.

2-3 Kompresi adiabatic dan reversible di kompresor, dari uap jenuh menuju tekanan kondensor.

3-4 Pelepasan kalor reversible pada tekanan konstan di kondensor, menyebabkan penurunan panas-lanjut (desuperheating) dan pengembunan refrigera nt.

4-1 Ekspansi tidak reversible pada entalpi konstan di katub ekspansi, dari cairan jenuh menuju tekanan evaporator.

Besaran-besaran yang penting untuk diketahui dari suatu siklus kompresi uap [6], antara lain :

- Kerja kompresi yaitu perubahan entalpi pada proses 2-3 yaitu dari h2 – h3

- Dampak refrigrasi (Refrigerating Effect) atau RE yaitu kalor yang dipindahkan pada proses 1-2 atau h2-h1 yang dapat dirumuskan:

RE = h2 - h1 . . . .. . . (2.1)

- Koefisien prestasi (COP) dari siklus kompresi uap ideal adalah dampak refrigerasi dibagi dengan kerja kompressi

COP

=

ℎ − ℎ

ℎ ₋ ℎ . . . .(2.2) - Laju aliran massa refrigeran (m) dapat dihitung dengan membagi kapasitas

refrigerasi dengan dampak refrigerasi : m =

=

ℎ ₋ ℎ (kg/s). . . .(2.3) - Daya per kilowatt refrigerasi (P) yaitu daya untuk setiap kilowatt refrigerasi merupakan kebalikan dari koefisien prestasi dan dapat dihitung sebagai berikut :

P = ṁ ℎ − ℎ (kW/kW) . . . (2.4) - Daya Kompresor, dapat dihitung dengan rumus :

P komp = V × A × cos θ . . . . . . (2.5) Cos θ didaptkan dari nilai efisiensi isentrophis kompresor sebesar 85 % - 90 %.

Dalam kenyataanya, siklus kompresi uap ideal berbeda dengan siklus kompresi uap aktual. Dalam siklus kompresi uap aktual, terdapat beberapa penyimpangan-penyimpangan dari siklus kompresi ideal [7]. Perbedaan antara siklus ideal dan aktual terletak pada penurunan tekanan di dalam kondensor dan evaporator. Pada siklus ideal dianggap tidak mengalami penurunan tekanan pada kondensor dan evaporator, tetapi pada siklua aktual terjadi penurunan tekanan karena adanya gesekan. Akibat penurunan tekanan ini kompresi pada titik 2 dan 3 memerlukan lebih banyak kerja dibandingkan dengan siklus ideal.

Membawahdinginkan (subcooling) cairan didalam kondensor dilakukan untuk menjamin bahwa seluruh refrigerant yang memasuki alat ekspansi dalam keadaan 100 persen cair. Pemanasan lanjut uap biasanya terjadi didalam evaporator, dan disarankan sebagai pencegah cairan agar tidak memasuki compressor. Oleh Karena itu, biasanya digunakan penukar kalor untuk melakukan fungsi tersebut. Disamping itu, perbedaan pada siklus aktual adalah kompressi yang tidak lagi isentropic, terdapat ketidakefisienan yang disebabkan oleh gesekan, jatuh tekanan pada saat melewati katub isap ( suction valve) dan katub buang (discharge valve) pada proses kompressi, dan kerugian-kerugian lainnya.

Dalam aplikasinya, sistem pengkondisian udara (AC) yang pada prinsipnya berdasarkan pada sistem kompresi uap, dilengkapi dengan berbagai peralatan pendukung lainnya dan menggunakan fluida kerja tambahan selain refrigeran untuk meningkatkan efisiensi dan performanya [8]. Berbagai sistem pengkondisian udara beserta keuntungan dan kerugiannya akan dibahas lebih lanjut pada subbab berikut.

Dalam sistem pengkondisian udara terdapat beberapa sistem, antara lain : 1. All – Air system.

Di dalam all-air system ini yang menjadi media pendingin adalah udara yang bertukar panas langsung dengan coil yang didalam coil mengalir refrigeran. Udara setelah melewati coil akan menjadi udara dingin dan kemudian bersirkulasi didalam ruangan [9]. Udara ruangan kemudian balik kembali ke coil pendingin melalui exhaust duct All-Air System ini dapat dilihat pada gambar 2.3.

Ga mba r 2.3. All-a ir System.

Adapun jenis instalasi dari all-air system seperti dibawah ini : a. Split System.

Unit ini dikatakan split system karena kondensor dan evaporator diletakkan secara terpisah. Dimana evaporator diletakkan di dalam ruangan dan kondensor diletakkan diluar ruangan.

Di dalam split system ini, udara ruangan bersirkulasi melewati coil pendingin (evaporator) yang mengakibatkan udara mengalami penurunan suhu, Sementara itu refrigerant yang mengalir didalam evaporator ini setelah menerima panas dari udara akan menguap. Refrigeran dalam fasa uap ni selanjutnya adan dikompres oleh compressor hingga tekanan tinggi pada tekanan kondensor.

Udara diluar ruangan dengan bantuan kipas kondensor akan mengalir menyilang melewati coil kondensor dan bertukar panas dengan refrigeran sehingga refrigeran mengalami kondensansi dan udara keluar mengalami kenaikan suhu. Selanjutnya refrigeran ini akan melewati katub ekspansi untuk kemudian di throttling hingga ke tekanan evaporator.

b. Package Unit.

Di dalam unit kondensor, compressor , dan evaporator semuanya di “paket” kan dalam suatu kesatuan. Kondensor dapat diletakkan di dalam ruangan bersama-sama refrigeran akan menguap dan dimasukkan ke compressor untuk selanjutnya ditekan ke tekanan tinggi pada tekanan compressor.

Air setelah melepaskan panas ke refrigerant akan menjadi air dingin (60C) dan dipompakan kedalam AHU. Di dalam AHU in air dingin dari chiller mengalir di dalam cooling oil sementara udara ruangan mengalir menyilang melewatinya. Udara yang setelah mengalir menyilang melewati cooling oil ini akan menjadi udara yang dingin untuk selanjutnya oleh blower dimasukkan kedalam ruangan melalui ducting. Air dingin(60C) setelah keluar dari coil AHU ini akan mengalami peningkatan suhu (130C) dan untuk selanjunnya dibalikkan ke chiller untuk kembali didinginkan oleh kondensor.

Kondensor ini bisa berupa kondensor dengan pendinginn air (Water Cooled Condensor) dipompakan ke cooling Tower Untuk mendinginkan air yang mengalami kenaikan suhu setelah mendinginkan refrigerant. Air dari water cooled condenser dipompakan ke cooling tower untuk didinginkan dengan bantuan udara yang mengalir dengan bantuan fan.

Kondensor dengan pendinginan udar terdiri dari tubes, dimana refrigeran yang akan didinginkan ini mengalir di dalam tube sementara

diluar udara dengan bantuan fan akan mengalir menyilang melewati tube kondensor. Udara ini bertindak sebagai media pendingin.

Setelah keluar dari kondensor, maka refrigeran akan dilakukan kembali ke katub eksapansi untuk selanjutnya di throttle hingga ke tekanan evaporator. Sistem ini merupakan sistem pendingin dengan menggunakan air sebagai media pendingin. Adapun kalor dari udara panas diberikan oleh udara kepada air dan oleh kalor itu diberikan kepada refrigeran di evaporator (chiller). Mesin pendingin yang menggunakan sistem ini dikenal dengan sebutan Water Chiller.

2. 2. Sistem AC Split.

Prinsip kerja AC-Split maupun pada mesin pendingin model lainnya adalah sama yaitu menyerap panas udara didalam ruangan yang didinginkan, kemudian melepaskan panas keluar ruangan. Jadi pengertian AC-Split adalah seperangkat alat yang mampu mengkondisikan suhu ruangan sesuai yang kita inginkan, terutama mengkondisikan suhu ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya. Pada Air Conditioner udara ruangan terhisap disirkulasikan secara terus menerus oleh blower (pada indoor unit) melalui sirip evaporator yang mempunyai suhu yang lebih dingin dari suhu ruangan, saat udara ruangan bersikulasi melewati evaporator, udara ruangan yang bertemperatur lebih tinggi dari evaporator diserap panasnya oleh referigeran. Kemudian kalor yang diterima evaporator dilepaskan ke luar ruangan ketika aliran referigeran melewati kondensor (Unit Outdoor) [10].

Jadi temperature udara yang rendah atau dingin yang kita rasakan pada ruangan sebenarnya adalah sirkulasi udara di dalam ruangan, bukan udara yang dihasilkan oleh perangkat AC Split. Unit AC hanyalah tempat bersirkulasinya udara ruangan yang sekaligus menangkap kalor (panas) pada udara ruangan yang bersirkulasi melewati evaporator hingga mencapai temperature yang diinginkan.

2. 2. 1. Komponen-Komponen AC Split dan Fungsinya 1. Bagian Indoor.

Gambar 2. 5. Unit Indoor a. Evaporator.

Pada mesin pendingin AC-Split evaporator terbuat dari pipa tembaga dengan panjang dan diameter tertentu yang dibentuk berlekuk-lekuk agar menghemat tempat dan lebih efektif menyerap panas dari ruangan yang bersirkulasi melaluinya [11]. Karena pipa evaporator dilewati referigeran yang memiliki suhu yang sangat rendah , maka suhu evaporator menjadi rendah (dingin) dengan kisaran suhu hingga mencapai 50C dengan begitu, suhu udara ruangan akan menjadi lebih rendah (dingin) ketika melewati evaporator.

Gambar 2. 6. Evaporator. b. Filter Udara/Saringan Udara.

Pada indoor AC-Split saringan (filter udara) berfungsi menyaring udara yang melewati evaporator, sehingga udara yang bersirkulasi dalam ruangan menjadi lebih bersih. Pada unit AC-Split model baru juga dilengkapi dengan filter anti bakteri atau anti racun untuk menangkal bibit

penyakit dan menyaring polutan berbahaya bagi tubuh manusia yang tebawa melalui udara ruangan.

Gambar 2. 7. Saringan Udara.

c. PCB/Modul dan Thermistor.

Pada bagian indoor AC-Split terdapat control Panel Electric dan sensor suhu (Thermistor) yang berfungsi mengatur kerja mesin pendingin secara keseluruhan yang meliputi : mengatur kerja blower, motor pengatur aliran udara, compressor, fan outdoor dan fungsi timer [12].

Gambar 2. 8. PCB/Modul dan Thermistor d. Remote Controlle.

Berfungsi untuk memberi perintah ke modul, mengatur suhu sesuai keinginan, dll.

Gambar 2. 9. Remote controlle.

e. Fan Motor Indoor.

Menggerakkan blower indoor dengan kecepatan tertentu

Gambar 2. 10. Fan Motor Indoor.

f. Blower Indoor.

Menghempaskan udara dan membuat sirkulasi udara yang dibantu dengan fan motor indoor.

g. Capasitor fan.

Berfungsi untuk membantu menggerakkan (start) motor fan, biasanya terdapat pada rangkaian FCB/modul.

Gambar 2. 12. Capasitor Fan.

h. Talang Air.

Sebagai penampung air yang dihasilkan dari penguapan evaporator lalu dibuang melalui selang.

Gambar 2. 13. Talang Air.

2. Bagian Outdoor.

a. Kondensor.

Kondensor berfungsi sebagai media pemindah kalor dari refrigerant ke lingkungan untuk mencairkan uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dari compressor. Disini kalor dilepaskan ke lngkungan [13].

Berdasarkan media pendinginannya kondensor dibagi menjadi tiga macam, yaitu :

 Kondensor berpendingin air (Water Cooled Condensor)  Kondensor berpendingin udara (Air Cooled Condensor)

 Kondensor berpendingin udara dan air (Air and Water Cooled Condensor)

Gambar 2. 15. Kondensor.

Untuk mencairkan uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi (yang keluar dari kompresor) diperlukan usaha melepaskan kalor sebanyak kalor laten pengembunan dengan cara mendinginkan uap refrigerant itu. Jumlah kalor yang dilepaskan oleh uap refrigerant kepada air pendingin atau udara pendingin di dalam kondensor sama dengan selisih entalpi uap refrigerant pada seksi masuk keluar kondensor. Jumlah kalor yang dilepaskan di dalam kondensor sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh refrigerant di dalam evaporator dan kalor yang ekivalen dengan energi yang diperlukan untuk melakukan kerja

Pada waktu mesin refrigerasi mulai bekerja, temperature benda yang harus didinginkan masih tinggi, sehingga temperature penguapannya juga tinggi. Oleh karena itu kalor pengembunannya juga bertambah besar. Dengan demikian, dalam perancangan kondensor hal tersebut sangat diperhitungkan.

Faktor penting yang menentukan kapasitas kondensor dengan pendingin udara adalah :

 Luas permukaan yang didinginkan dan sifat perpindahan kalornya.

 Jumlah udara permenit yang dipakai untuk mendinginkan.  Perbedaan suhu antara bahan pendingin dengan udara luar.  Sifat dan karateristik bahan pendingin yang dipakai.

Laju perpindahan kalor yang dibutuhkan didalam kondensor merupakan fungsi dari kapasitas refrigerasi, suhu penguapan serta suhu pengembunan. Uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi pada akhir kompresi dapat dengan mudah dicairkan dengan mendinginkannya dengan air pendingin (atau dengan udara pendingin pada sistem dengan pendinginan udara) yang ada pada temperature normal. Dengan kata lain, uap refrigerant menyerahkan panasnya (kalor laten pengembunan) kepada air pendingin (atau udara pendingin) didalam kondensor. Sehingga mengembun dan menjadi cair. Jadi, karena air (udara) pendingin menyerap panas dari refrigerant, maka ia akan menjadi panas waktu keluar dari kondensor .

Selama refrigerant mengalami perubahan dari fasa uap ke fasa cair, dimana terdapat campuran refrigerant dalam fasa uap dan cair, tekanan (tekanan pengembunan) dan temperaturenya (temperature pengembunan) konstan. Oleh Karena itu temperaturnya dapat dicari dengan mengukur tekanan. Table 2. 1 menunjukkan hubungan antara temperature pengembu nan (kondensasi) dan tekanan pengembuanan (kondensasi).

Tabel 2. 1. Temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan dari beberapa refrigerant [14].

Temperatur Tekanan (Lebih) Pengembunan

Pengembunan (kg/cm)

(0C) R12 R22 R500 R502

30 6,55 11,23 7,94 14,04

35 7,60 12,92 9,19 15,93

40 8,74 14,76 12,06 17,99

b. Kompresor.

Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas untuk menghisap uap refrigerant dari evaporator kemudia menekannya (mengkompres) dan dengan demikian suhu dan tekanan uap tersebut menjadi lebih tinggi. Tugas kompresor adalah mempertahankan perbedaan tekanan dalam sistem. Kompresor atau pompa hisap tekan berfungsi mengalirkan refrigerant ke seluruh sistem pendingin [15]. Sistem kerjanya adalah dengan mengubah tekanan sehingga berpindah dari sisi bertekanan tinggi ke sisi bertekanan lebih rendah. Semakin tinggi temperature dipompakan semakin besar tenaga yang dikeluarkan oleh kompresor. Berikut ini jenis kompresor beserta keterangannya :

 Kompresor Bolak-Balik (Reciprocating Compressor )

Kompresor bolak-balik merupakan jenis yang banyak dipakai., Kompresor ini dapat bersilinder tunggal atau ganda. Dinamakan kompresor bolak-balik karena gerak toraknya maju mundur dalam silindernya. Panjang gerakan dari torak tersebut disebut langkah (stroke) atau panjang langkah. Panjang langkah ini biasanya sama dengan diameter silinder.

Kapasitas kompresor tergantung dari faktor-faktor, antara lain : jumlah silinder, panjang langkah, jumlah putaran per menit dan lain-lain, Gerak dari torak yang bolak-balik ini didapat dari poros engkol yang menerima gerakan dari motor listrik Untuk cara kerjanya, perjalanan refrigerant dari dan masuk ke kompresor diatur oleh katup pembuang (discharge) dan klep pengisap (suction). Refrigeran keluar melalui katup pembuang dan masuk melalui katup penghisap. Apabila torak bergerak menjauhi katup maka langkah ini disebut suction-stroke dan tekanan aka berkurang. Oleh karena tekanan didalam kompresor lebih rendah dari tekanan saluran hisap, maka uap refrigerant masuk kedalam kompresor [16].

Gambar 2. 16. Kompresor tipe torak.  Kompresor Rotari (Rotary Compressor ).

Baling-baling/vane bergerak maju mundur secara radial dalam slot rotor mengikuti kontur dinding silinder saat rotor berputar. Sudu didorong oleh gaya sentrifugal yang timbul saat rotor berputar sehingga selalu rapat dengan dinding silinder. Hal tersebut akan mengakibatkan refrigerant yang masuk melalui suction port terkompresi dan kemudian dikeluarkan melalui discharge port. Untuk menjamin kerapatan antara sudu dengan dinding silinder dipasang pegas pada slot rotor [17]. Untuk menjaga air sudu tidak cepat aus,

maka biasanya diujung sudu yang bersinggungan dengan casing digunakan logam lain. Kapasitas kompresor untuk ukuran rotor dan casing sama yang sama adalah fungsi jumlah sudu. Semakin banyak sudunya, makin besar kapasitasnya tetapi perbandingan kompresinya lebih rendah dan volume vane lebih besar.

Gambar 2. 17. Kompresor tipe rotary.

c. Kapasitor Kompresor.

Running kapasitor merupakan komponen yang sangat penting untuk kompresor satu fase karena memiliki fungsi sebagai pembeda fase antara lilitan utama dan lilitan bantu, selain itu running kapasitor juga berfungsi untuk menentukan putaran (sesuai jarum jam atau sebaliknya tergantung pada penempatan kapasitor). Running kapasitor banyak digunakan pada mesin pendingin. Kapasitor juga dapat difungsikan sebagai starting kapaitor.

d. Overload.

Overload merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk mengamankan kompresor jika kompresor tidak bekerja dengan normal, overload bekerja dengan cara memutuskan aliran listrik pada kompresor.

Gambar 2. 19. Overload Pada kompresor.

e. Pipa Kapiler.

Pipa kapiler adalah suatu pipa pada mesin pendingin, pipa kapiler ini adalah pipa yang paling kecil jika dibanding dengan pipa lainnya, untuk pipa kapiler suatu freezer atau dispenser berukuran 0,26” s/d 0,31” sedangkan untuk pipa kapiler AC ½ s/d 2 PK adalah 0,5” s/d 0,7. Pipa kapiler ini merupakan komponen utama AC yang berfungsi menurunkan tekanan refrigerant dan mengatur aliran refrigerant menuju evaporator. Fungsi ini sangat vital karena menghubungkan dua bagian tekanan yang berbeda, yaitu tekanan tinggi dan tekanan rendah. Refrigeran bertekanan tinggi sebelum melewati pipa kapiler akan diubah atau diturunkan tekanannya. Akibat dari penurunan tekanan refrigerant menyebabkan terjadinya penurunan suhu. Pada bagian inilah refrigerant mencapai suhu terendah(terdingin) [18]. Pipa kapiler terletak diantara saringan (filter) dan evaporator. Ketika mengganti atau memasang pipa kapiler baru, jangan terjadi bengkok karena bisa menyebabkan penyumbatan. Penggantian pipa kapiler harus disesuaikan dengan diameter dan panjang pipa sebelumnya. Selain memiliki fungsi diatas, pipa kapiler juga berfungsi sebagai berikut :

 Mengatur jumlah refrigerant cair yang mengalir melaluinya.  Membangkitkan tekanan bahan pendingin kondeor.

Gambar 2. 20. Pipa Kapiler.

f. Filter Drier.

Mempunyai peranan penting sebagai penyaring kotoran yang mungkin ada pada sistem sirkulasi freaon (sisa-sisa kotoran dari gas dan oli).

Gambar 2. 21 Filter Drier.

g. Motor Fan Kondensor.

Alat untuk sirkulasi udara sekita outdoor atau untuk membuang panas yang dikeluarkan kondensor.

h. Kapasitor Fan Outdoor.

Untuk penggerak awal pada fan kondensor.

Gambar 2. 23. Kapasitor Fan Outdoor

i. Kran Valve.

Kran valve sebuah alat yang berfungsi untuk mengunci Freon didalam outdoor unit [19].

Gambar 2. 24. Kran Valve. 2. 3. Refrigeran.

Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara. Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke udara sekeliling di luar benda.

Berdasarkan jenis senyawanya, refrigeran dapat dikelompokan menjadi 8 kelompok yaitu sebagai berikut:

Kelompok refrigeran senyawa halokarbon diturunkan dari hidrokarbon (HC) yaitu metana (CH4), etana (C2H6), atau dari propana

(C3H8) dengan mengganti atom-atom hidrogen dengan unsur-unsur

halogen seperti khlor (Cl), fluor (F), atau brom (Br). Jika seluruh atom hidrogen tergantikan oleh atom Cl dan F maka refrigeran yang dihasilkan akan terdiri dari atom khlor, fluor dan karbon. Refrigeran ini disebut refrigeran chlorofluorocarbon (CFC). Jika hanya sebagian saja atom hidrogen yang digantikan oleh Cl dan atau F maka refrigeran yang terbentuk disebut hydrochlorofluoroca rbon (HCFC). Refrigeran halokarbon yang tidak mengandung atom khlor disebut hydrofluorocarbon (HFC).

2. Kelompok refrigeran senyawa organik cyclic.

Kelompok refrigeran ini diturunkan dari butana. Aturan penulisan nomor refrigeran adalah sama dengan cara penulisan refrigeran halokarbon tetapi ditambahkan huruf C sebelum nomor. Contoh dari kelompok refrigeran ini adalah:

 R-C316 C4Cl2F6 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane

 R-C317 C4ClF7 chloroheptafluorocyclobutane

 R-318 C4F8 octafluorocyclobutanep

3. Kelompok refrigeran campuran Zeotropik.

Kelompok refrigeran ini merupakan refrigeran campuran yang bisa terdiri dari campuran refrigeran CFC, HCFC, HFC, dan HC. Refrigeran yang terbentuk merupakan campuran tak bereaksi yang masih dapat dipisahkan dengan cara destilasi.

4. Kelompok refrigeran campuran Azeotropik.

Kelompok refrigeran Azeotropik adalah refrigeran campuran tak bereaksi yang tidak dapat dipisahkan dengan cara destilasi. Refrigeran ini pada konsentrasi, tekanan dan temperatur tertentu bersifat azeotropik, yaitu mengembun dan menguap pada temperatur yang sama, sehingga

mirip dengan refrigeran tunggal. Namun demikian pada kondisi (konsentrasi, temperatur atau tekanan) yang lain refrigeran ini bisa saja menjadi bersifat zeotropik.

5. Kelompok refrigeran senyawa organik biasa

Kelompok refrigeran ini sebenarnya terdiri dari unsur C, H dan lainnya. Namun demikian cara penulisan nomornya tidak dapat mengikuti cara penomoran refrigeran halokarbon karena jumlah atom H nya jika ditambah dengan 1 lebih dari 10 sehingga angka kedua pada nomor refrigeran menjadi dua digit. Sebagai contoh butana (C4H10), jika

dipaksakan dituliskan sesuai dengan cara penomoran refrigeran halokarbon, maka refrigeran ini akan bernomor R-3110, sehingga akan menimbulkan kerancuan.

6. Kelompok refrigeran senyawa anorganik.

Kelompok refrigeran ini diberi nomor yang dimulai dengan angka 7 dan digit selanjutnya menyatakan berat molekul dari senyawanya. Contoh dari refrigeran ini adalah:

 R-702 : hidrogen  R-704 : helium  R-717 : amonia  R-718 : air  R-744 : O2

 R-764 : SO2

7. Kelompok refrigeran senyawa organik tak jenuh.

Kelompok refrigeran ini mempunyai nomor empat digit, dengan menambahkan angka keempat yang menunjukkan jumlah ikatan rangkap didepan ketiga angka yang sudah dibahas dalam sistem penomoran refrigeran halokarbon.

Gambar 2. 25. Refrigeran R 22

2. 3. 1. Sampel Produk Refrigeran

1. Refrigeran Halocarbon (CFC) [20].

Tabel 2. 2. Jenis-jenis refrigerant halocarbon (CFC).

Refrigeran Titik Jenis Kompresor Temperatur Temperatur

didih

(0C) Penguapan Pengembunan

R 11 23,8 Sentrifugal Tinggi Biasa

(Pendinginan udara) (Pendinginan air, udara

R 12 -298 Torak, Putar Tinggi-rendah Biasa

(Pembekuan, pendinginan (Pendinginan air, udara

ruangan)

R 13 -814 Torak, Putar Temperatur sangat rendaah Pendinginan biner

R 21 8,9 Torak, Putar Tinggi (Pendinginan) Tinggi ( pendinginan

Udara)

R 22 -408 Torak, Putar Tinggi-rendah Biasa (Pendinginan air,

(refrigerasi, pendinginan Udara)

R 113 47,6 Sentrifugal Tinggi (Pendinginan) Biasa (Pendinginan air,

udara

R 502 -456 Torak, putar Tinggi-rendah Biasa (Pendinginan air,

2. 3. 2 Aplikasi Refrigeran.

Tabel 2. 3 Aplikasi Penggunaan refrigerant Halocarbon (CFC) [21].

Refrigeran Penggunaan

R 11 Pendinginan air sentrifugal

R 12 Penyegar udara, Refrigerasi dan pendinginan R 13 Refrigerasi temperatur sangat rendah R 21 Pendingin kabin alat pengangkat

R 113 Pendingin air sentrifugal ukuran kecil

BAB III METODOLOGI

3. 1. Tempat dan Waktu.

Tempat penelitian atau pengujian dilakukan di Kantor Enggineering Hotel Antares Indonesia, Jalan Sisinga Mangaraja Medan. Waktu penelitian atau

pengujian dan pengerjaan selama 3 bulan. 3. 2. Bahan .

Pada penelitian ini, bahan pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut:

1. Satu Unit AC LG 1 PK.

Gambar 3. 1. Satu Unit AC LG 1 PK.

Spesifikasi AC Mesin pendingin udara split : Model : S09LS-1

LG Model : C096QDA3 Voltase : 220-240 V Kapasitas : 900 Btu/hr Daya : 795 Watt Ampere : 4.1 A Refrigeran : R-22

2. Pipa tembaga.

Pipa tembaga digunakan sebagai saluran air sisa buangan evaporator (sisa kondensasi) yang akan digunakan mendinginkan kondesor. Pipa tembaga banyak dimanfaatkan di industri pendingin karena memiliki konduktivitas termal yang baik dan ketahanan terhadap korosi [22].

Gambar 3. 2. Pipa Tembaga.

3. Kotak Styrofoam (Cooler Box).

Wadah penampung air hasil kondensasi yang digunakan adalah kotak Styrofoam, karena Styrofoam dapat menjaga suhu benda didalamnya dalam jangka waktu yang cukup lama [23], Karena memiliki nilai konduktivita thermal yang rendah.

Gambar 3. 3. Kotak Styrofoam (Cooler Box). 4. Pipa Sambungan U.

Diguanakan untuk membentuk pipa-pipa tembaga yang akan dibentuk menjadi seperti bentuk kondensor.

Gambar 3. 4. Pipa Sambungan U. 5. Selang Air.

Selang air untuk saluran air sisa dari evaporator menuju kotak Styrofoam untuk dialirkan kembali menuju pipa pendingin kondensor.

.

Gambar 3. 5. Selang Air. 6. Refrigeran.

Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Refrigeran yang digunakan pada pengujian ini adalah R-22 Dupont.

7. Triplek dan Besi Siku.

Sebagai bahan utama untuk rangka dari rumah atau tempat kondensor dan kompresor.

3. 3. Alat Ukur Yang Digunakan.

Alat-alat ukur yang digunakan pada pengujian alat pendingin kon densor ini adalah sebagai berikut :

1. Clamp Meter (Tang Ampere).

Merupakan alat ukur praktis yang bisa dipergunakan dengan mudah saat pengukuran kuat arus, tanpa harus memutus atau membuat kabel jumper guna mengetahui berapa besaran kuat arus yang mengalir pada beban rangkaian elektronik atau listrik.

Gambar 3.7. Clamp Meter. 2. Manifold Gauge.

Fungsi manifold :

 Mengetahui tekanan rendah pada sebuah sistem pendingin.  Mengetahui tekanan tinggi pada sebuah sistem pendingin.  Sebuah alat wajib dalam pengisian gas refrigerant.

Jumlah manifold gauge yang digunakan pada pengujian mesin ini sebanyak 5 manifold. Tekanan dapat juga diukur dengan cara yang lain. Seperti menggunakan manometer, pipa pordon dan efek piezoelectric sesuai dengan kebutuhan masing-masing [24]. Namun pada pengujian ini alat pengukur tekanan yang digunakan adalah manifold gauge.

Gambar 3. 8. Manifold Gauge. 3. Pengukur Suhu/Temperatur.

Untuk mengukur suhu suatu benda yang diinginkan, alat pengukur suhu yang digunakan untuk pengujian mesin ini sebanyak 6.

3. 4. Peralatan Yang Digunakan. 1. Pompa Vakum.

Pompa vakum digunakan untuk memvakumkan alat mesin pendingin agar tidak ada kotoran yang tertinggal didalam sistem pendingin.

Gambar 3. 10. Pompa Vakum. Spesifikasi Pompa Vakum :

Merek : ROBINAIR

Model No. : 15601 Kapasitas : 142 l/m Motor HP : ½

Volt : 110-115 V / 220-250 V

2. Pompa Aquarium.

Pompa aquarium digunakan untuk memompakan air dingin sisa kondensasi dari evaporator ke pipa tembaga yang telah dibentuk dan ditempatkan didepan kondensor dan kembali lagi ke kotak Styrofoam dan seterusnya secara sirkulasi.

Spesifikasi pompa aquarium :

Merek : ARMADA

Model : AR-881 Frequence : 50 Hz Watt : 6 W

H. Max : 0,7 M F. Max : 400L/H

Gambar 3. 11. Pompa Aquarium. 3. Pentil Selang Manifold Gauge.

Pentil digunakan sebagai tempat selang manifold gauge agar tekanan dapat dibaca tanpa ada kebocoran dan dapat dibongkar pasang sehingga lebih praktis, pentil dilas pada pipa yang ingin diukur.

Gambar 3. 12. Pentil Selang Manifold Gauge.

4. Las Tembaga dan Las Besi.

Untuk menyambung pipa pendingin kondensor, menyambungkan pentil selang manifold dan me-las keperluan lainnya.

5. Fla ring Tool.

Berfungsi untuk mengembangkan ujung pipa agar dapat disambung dengan pipa lain atau sambungan berulir.

Gambar 3. 14. Flaring Tool. 6. Pemotong pipa tembaga (Tube Cutter).

Prinsip kerja dari pemotong pipa tembaga ini adalah menjepit dan memutar pipa tembaga sesuai denga ukuran yang dibutuhkan. Saat proses pemotongan harus sabar agar diameter pipa tidak berubah.

7. Gergaji Triplek.

Untuk memotong triplek sebagai bahan utama dari pembuatan rumah kondensor.

Gambar 3. 16. Gergaji Triplek.

8. Gergaji Besi.

Untuk memotong besi siku yang mana merupakan bahan utama dari rangka rumah kondensor.

3. 5. Set – Up Eksperimental.

Air yang digunakan sebagai pendingin kondensor adalah air hasil kondensasi (sisa buangan) dari evaporator dimana sudah ditampung terlebih dahulu di kotak pendingin (Cooler Box). Cooler Box atau Styrofoam mampu menjaga suhu dingin dengan jangka waktu yang cukup lama.

Gambar 3. 18. Rangkain Proses Pendinginan Kondensor Keterangan Gambar :

1. Evaporator 2. Cooler Box

3. Pendingin Kondensor

Air hasil kondensasi yang telah ditampung di Cooler Box akan dialirkan ke pendingin kondensor yang berupa pipa-pipa tembaga yang telah dibentuk

sedemikian rupa (seperti pipa-pipa kondensor). Dimana air dingin yang

dipompakan menggunakan pompa aquarium dengan daya 6 Watt akan mengalir melalui pipa-pipa tembaga dari atas (masukan) hingga kebawah (keluaran), dan kembali lagi ke Cooler Box dan dipompakan kembali hingga seterusnya. Pada saat air hasil kondensasi mengalir melewati pipa-pipa tembaga, maka pipa-pipa

tembaga tersebut akan dingin dan mengalami kondensasi. Pipa-pipa tembaga yang 1

2 3

dingin ini akan dikipas mengarah ke kondensor, sehingga kondensor yang panas akan lebih cepat mengurangi panas dan membuang panas kelingkungan.

Perhatikan Gambar 3. 30.

Gambar 3. 19. Cara Pendinginan Kondensor. Keterangan Gambar :

1. Kondensor (Panas)

2. Pipa Pendingin Kondensor (Dingin dan Mengalami Kondensasi) 3. Kipas Angin Kondensor

Kipas Angin akan menghembuskan udara dingin dari pipa-pipa pendingin ke arah kondensor sehingga kondensor akan lebih cepat mengurangi dan

membuang panas yang dihasilkan dari kerja kompresor dan udara panas yang diserap blower dari dalam ruangan, sehingga diharapkan kerja kompresor akan lebih ringan dan efek pendinginan meningkat.

1

2

Gambar 3. 20. Gambar Teknik AC Dengan Pendingin Kondensor.

Keterangan Gambar : 1. Kondensor 2. Pompa Aqurium 3. Rangka Rumah AC 4. Selang Inlet

5. Pipa Evaporator 6. Evaporator 7. Kipas

8. Selang Evaporator 9. Pipa Kapiler

3. 5. 1. Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Pemasangan alat ukur 5 manifold gauge untuk mengetahui besarnya tekanan di empat titik yaitu : manifold gauge pada pipa kompresor, pada pipa sebelum kondensor, pada pipa sesudah kondensor sebelum pipa kapiler, pada pipa kondensor setelah pipa kapiler dan pada selang pengisian refrigerant.

2. Pemasangan alat ukur temperature sebanyak 6 dengan posisi : pada pipa kompresor, pada pipa sebelum kondensor, pada pipa setelah kondensor sebelum pipa kapiler, pada pipa setelah kondensor setelah pipa kapiler, didalam dan diluar ruangan.

3. Pemasangan clamp meter untuk mengetahui besarnya arus listrik yang digunakan mesin pendingin.

Gambar 3. 21. Pemasangan manifold gauge, Termometer dan clamp meter.

4. Proses pemvakuman dengan menggunakan pompa vakum dengan tujuan agar kotoran-kotoran yang ada dari sisa pemotongan pipa, saat me-las dapat terbuang dan tidak terjadi penyumbatan serta dapat mnegetahui adanya kebocoran. Proses pemvakuman dilakukan selama 15-20 menit

5. Pengisian Refrigeran Dupont R-22, Pada saat pengisian refrigerant harus menggunakan manifold (keadaan mesin pendingin telah dihidupkan) dan posisi tabung Freon harus terbalik agar yang masuk pada mesin pendingin

tidak hanya oksigen (angin) saja dan ditunggu hinga tekanan konstan pada angka 60 Psi (30 menit) setelah itu pengambilan data bisa dilakukan.

Gambar 3. 22. Proses pengisian Freon Dupont R-22.

6. Setelah tekanan Freon konstan (60 Psi) maka air kondensasi yang telah ditampung dialirkan dengan cara menghidupkan pompa aquarium yang telah dicelupkan kedalam kotak Styrofoam. Pada saat air kondensasi dipompakan melewati pipa-pipa tembaga maka pada pipa tembaga akan terjadi pendinginan (proses kondensasi). Disaat bersamaan kipas angin akan menghembuskan pipa-pipa tembaga yang dingin dan pipa kondensor yang panas akan lebih cepat mebuang panas. Prinsip pendinginan kondensor ini hampir sama halnya dengan proses kerja di evaporator, dimana fan evaporator menghembuskan pipa-pipa evaporator yang dingin ke dalam ruangan.

7. Proses pengambilan data dilakukan 3 kali yaitu :  Siang hari : Pukul 13. 00  Sore Hari : Pukul 17. 00  Malam Hari : Pukul 21. 00

Pengambilan data dilakukan selama satu jam setiap 5 menit dan mencatat semua data dari alat pengukur secara bersamaan. Mulai dari tekanan dan suhu pada sistem pendingin, suhu udara luar, suhu didalam ruangan, dan besarnya arus litrik.

3. 6. Dimensi Utama Alat Pendingin Kondensor .

Adapun dimensi dari alat pendingin kondensor ini dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 3. 23. Dimensi Utama Rangka Alat pendingin kondensor (mm). Ukuran dari tempat kondensor dan pendingin kondensor yaitu : 80 x 60 x 60 cm. Ukuran dari tempat kompresor dan pipa-pipa yaitu : 80 x 40 x 20 cm.

1. Pipa Tembaga.

Gambar 3. 24. Dimensi Pipa Tembaga.

Pipa yang digunakan sepanjang 20 cm sebanyak 20 pipa yang akan dihubungkan tiap pipa dengan menggunakan pipa sambungan “U” dan di-las agar tidak ada kebocoran pada saat pengujian.

2. Bagian – Bagian Alat Pendingin Kondensor.

3. Kotak Stayrofoam (Cooler Box) Atau Kotak Pendingin.

Gambar 3. 26. Ukuran Cooler Box.

Ukuran dari Cooler Box adalah 34 x 25 x 30 cm dengan ketebalan 2,5 cm.

3. 7. Langkah Pembuatan Alat Pendingin Kondensor Dengan Memanfaatkan Air Sisa Kondensasi.

3. 7. 1. Pembongkaran dan Perombakan Unit Outdor. 1. Pembongkaran Kondensor dan kompresor.

Kondensor dibongkar untuk di rombak sesuai untuk keperluan penelitian, kondensor akan ditempatklan pada rumah kondensor yang akan dirakit.

2. Membentuk Pipa Tembaga Pendingin Kondensor.

Pipa tembaga yang telah disediakan dipotong sesuai panjang yang

ditentukan dan disambung setiap pipa menggunakan sambungan U dan dilas agar kuat dan tidak bocor.

Gambar 3. 28. Pipa tembaga yang disambung. 4. Pemasangan Pipa-Pipa Tembaga Tepat Didepan Pipa Kondensor.

Semua pipa yang telah disambung dipasang didepan kondensor dengan cara di-las pada sisi lainnya agar setiap pipa terhubung Dari atas sampai kebawah.

Gambar 3. 30. Pipa kondensor dan pipa pendingin kondensor. Keterangan Gambar :

1. Pipa kondensor

2. Pipa pendingin kondensor yang telah dipasang.

3. 7. 2. Pembuatan Rangka Kondensor dan Kompresor.

1. Rangka dari tempat kondensor dan kompresor menggunakan besi siku ukuran 2cm x 2 cm dengan tebal 2mm dibentuk sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan.

Gambar 3. 31. Pengerjaan Rangka Kondensor-Kompresor. 1

2. Pemasangan Bodi (triplek) Pada Rangka.

Bodi yang digunakan pada rumah kondensor adalah triplek dengan tebal 8mm dan ukuran yang telah disesuaikan.

Gambar 3.32. Pemasangan Bodi Pada Rangka.

3. Pemasangan Kompresor dan Kondensor Pada Tempatnya.

Kondensor dan kompresor ditempatkan pada rumahnya menggunakan baut agar tidak goyang.

Gambar 3. 33. Pemasangan Kompresor dan Kondensor.

3. 7. 3. Perancangan Sistem Pendingin Kondensor

1. Perancangan posisi selang inlet dan outlet pada pipa pendingin kondensor. Pada bagian atas pipa tembaga pendingin kondensor adalah sebagai masukan air hasil kondensasi mengggunakan selang air yang telah

dihubungkan dengan pipa bagian atas tersebut. Bagian bawah merupakan keluaran air hasil kondensasi menggunakan selang air yang telah

dihubungkan dengan pipa bagian bawah tersebut.

Gambar 3. 35. Posisi Selang Inlet dan Outlet dari Air Kondensasi.

Keterangan Gambar : 1. Selang Inlet 2. Selang Outlet

2. Penempatan posisi masing-masing selang pada kotak pendingin (Styrofoam) dan pompa aquarium didalam.

1

Gambar 3. 36. Posisi masing-masing selang.

Keterangan Gambar :

1. Selang masuk air kondensasi kedalam kotak Styrofoam 2. Selang keluaran air kondensasi dari pipa tembaga 3. Selang masuk air kondensasi ke pipa tembaga

Gambar 3.37. Pompa Aquarium Didalam Kotak Styrofoam. 1

2

3

3. 8 Flowchart Penelitian.

Berikut merupakan tahapan dalam pengujian pendingin kondensor:

`

Pembuatan Alat Pendingin Kondensor

 Perombakan kondensor dan

pemasangan pipa pendingin

 Pembuatan rumah Unit indoor

 Pemasangan alat ukur dan

Styrofoa m/Cooler Box

Assembling Alat Uji

 Pemvakuman, pengisian freon

 Pengujian AC standard dan Modifikasi

 Siang Hari (13:10 Wib)

 Sore Hari (16:50 Wib)

 Malam Hari (21:00 Wib)

Data Output

 Temperatur, Tekanan, Arus Listrik

 Volume air kondensasi

Studi Literatur

Studi literature dan jurnal

Tahapan Persiapan

 Survai bahan dan alat

 Gambar sketsa alat penguji

Kesimpulan Saran

Analisa Mulai

BAB IV ANALISA DATA

4. 1. Hasil Pengujian.

Data yang diambil dari pengujian adalah data Tekanan sebelum kondensor, tekanan sesudah kondensor, tekanan sesudah kondensor dan sebelum pipa kapiler, Ampere (besarnya kuat arus pemakaian), dan suhu. Pengujian dilakukan dengan dua kondisi AC yang berbeda, yaitu:

1. Pengujian AC LG 1-PK dalam kondisi standard pabrikan, dimana data yang diambil saat pengujian berupa tekanan, temperature, arus listrik. 2. Pengujian AC LG 1-PK yang telah dimodifikasi dengan menggunakan

pendingin kondensor yang memanfaatkan air dari buangan (dihasilkan) dari Indoor Unit atau yang disebut dengan evaporator.

Pengujian pertama dilakukan pada kondisi standard untuk mengetahui kinerja dan efisiensi sehingga data-data hasil pengujian dapat dibandingkan dengan AC yang telah dimodifikasi.

Gambar 4. 1. Skema alat pendingin Kondensor.

Keterangan gambar :

P1 : Pengukur tekanan pada pipa kompresor.

P2 : Pengukur tekanan pada pipa sebelum kondensor.

P3 : Pengukur tekanan pada pipa sesudah kondensor sebelum pipa kapiler. P4 : Pengukur tekanan pada pipa setelah pipa kapiler.

Begitu juga dengan alat pengukur suhu. Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dilakukan proses pemvakuman selama 15-20 menit pada mesin AC tersebut untuk membersihkan dari kotoran dan untuk mengetahui ada atau tidaknya kebocoran. Evaporator diitempatkan pada ruangan 6 x 5 m dengan beban yang sama dengan pengujian standard dan modofikasi.

Hasil pengujian terbagi atas

1. Pengujian Standard : Siang hari (13:10 Wib), Sore hari (16:50 Wib), Malam hari (20:45 Wib)

2. Pengujian dengan menggunakan pendingin kondensor dengan waktu yang sama pada saat opengujian standard.

4. 1. 1. Pengujian AC dengan kondisi standard.

AC standard dalam hal ini yaitu AC tanpa pemasangan alat pendingin kondensor tetapi kompresor telah dipindahkan ke tempat yg telah dibuat dengan tujuan agar pemasangan alat ukur dapat dilakukan pada pipa-pipa kompresor dan kondensor.

1. Pengujian Siang Hari.

Pengujian siang hari dilakukan pada pukul 13:10 Wib selama satu jam dengan selang waktu setiap 5 menit. Artinya setiap 5 menit akan diambil atau dicatat data-data dari alat pengukur mulai dari tekanan disetiap titik, temperature setiap titik termasuk juga temperature di dalam dan di luar ruangan dan kuat arus.

Pada pengujian refrigerant yang dipakai yaitu jenis R-22 dengan tekanan ± 60 Psi dan ditunggu ± 30 menit hingga tekanan refrigerant stabil atau konstan.

Refrigeran : R-22 Dupont. Tekanan refrigerant : ± 60 Psi. Waktu : Jumat, 13 Maret 2015.

Berikut data hasil pengujian AC kondisi standar siang hari. Tabel 4. 1. Data Pengujian AC Standard Siang Hari.

Waktu P1 P2 P3 P4 T1 T2 T3 T4 T(out) T (in) A

13:10 57 290 290 90 28 91,4 35,8 15 35,4 26 4

13:15 57 290 290 90 29,2 91,5 35,8 14,8 36,5 26,2 3,9

13:20 58 295 290 92 29,7 97 36 14,7 36,8 26,3 4

13:25 57 288 290 90 29,5 97,8 36 15,2 36,2 26,3 4

13:30 57 290 280 84 28,7 97,5 37 15,2 36,2 26,3 3,9

13:35 56 290 285 85 28,6 96,4 37,4 15,2 37,7 26,3 4

13:40 56,5 295 290 90 28,7 98,9 36,4 14,4 37,6 26,6 4

13:45 56 280 285 85 28,6 98,8 34,7 14,9 37,9 26,5 4,1

13:50 57 290 285 84 28,4 99,4 36,3 15,3 38,3 26,6 3,9

13:55 57 290 285 90 28,4 98,6 37,2 15,6 38,4 26,7 4

14:00 56 295 290 85 28,1 98,3 36,2 14,5 37,9 26,7 4

14:05 56 290 285 85 28,2 98,8 36,4 14,3 37,9 26,7 4

14:10 56 290 285 84 28,7 98,7 36,8 15,2 37,9 26,5 3,9

Keterangan :

P = Tekanan.

T = Temperatur, T in (Suhu dalam ruangan), T out (Suhu luar ruangan). A = Kuat Arus (Ampere).

A. Coefficient Of Performance (COP).

Mencari nilai entalphy dengan menggunakan cara interpolasi, yaitu :

P (kpa) h (kJ/kg)

X1 Y1

X Y

X2 Y2

− ₋ = − ₋

a. COP tertinggi pada AC standard terjadi pada pukul 13:30 dengan nilai 3,757 yaitu :

COP = ℎ − ℎ ℎ − ℎ

= , − ,

, − ,

= , ,

= 3,757

b. COP terendah terjadi pada pukul 13.50 dengan nilai 3,289 yaitu:

COP = ℎ − ℎ ℎ ₋ ℎ

= , − ,

, − ,

= . ,

= 3,289 B.Efek Refrigerasi (E ref).

a. Efek refrigerasi paling tinggi terjadi pada pukul 13:20 dengan nilai 203,898 kJ/kg, Yaitu:

E ref = h1– h4

= 402,573-198,674 = 203,898 kj/kg

b. Efek refigerasi paling rendah terjadi pada pukul 14:10 dengan nilai 201,050 kj/kg, yaitu:

E ref = h1 – h4

= 402,166-201,116

= 201,050 kj/kg

C. Laju Aliran Massa Refrigeran (kg/s).

a. Laju aliran massa paling tinggi terjadi pada pukul 13:10 Wib dengan nilai 0,0138 kg/s, yaitu:

m

= � × × � Ɵ ℎ −ℎ

= × × ,

, − ,

= , � /

, � /��

= 0,0138 kg/s

b. Laju aliran massa paling rendah terjadi pada pukul 13:50 Wib dengan nilai 0,0119 kg/s, yaitu :

m

=

� × × � Ɵ ℎ −ℎ

= × , × ,

, − ,

= , � /

, � /��

= 0,0119 kg/s D. Kerja Kompresi (kJ/s).

a. Kerja kompresi paling tinggi terjadi pada pukul 13:45 dengan nilai 0,766 kJ/s, yaitu :

Qc = m ref (h2 – h1)

= 0,0126 kg/s (463,027 kJ/kg - 402,166 kJ/kg) = 0,766 kJ/s

b. Kerja kompresi paling rendah adalah 0,729 kJ/s, yaitu: Qc = m ref (h2 – h1)

= 0,012 kg/s (462,937 kJ/kg – 402,166 kJ/kg) = 0,729 kJ/s

E. Kapasitas Evaporator (kJ/s).

a. Kapasitas evaporator paling tinggi terjadi pada pada pukul 13:10 dengan nilai 2,81 kJ/s, yaitu

Qev = m ref (h1– h4)

= 0,0138 kg/s ( 402,371 kJ/kg – 199,249 kJ/kg ) = 2,81 kJ/s

b. Kapasitas evaporator paling rendah terjadi pada pukul 14:10 dengan nilai 2,41 kJ/s.

Qev = m ref (h1 – h4 )

= 0,012 kg/s ( 462,937 kJ/kg – 201,116 ) = 2,41 kJ/s.

F. Daya Kompresor (P komp).

a. Daya kompresor paling tinggi adalah 7667 , yaitu P komp = V × A × cos θ

= 220 × 4,1 × 0,85 = 766,7 W

b. Daya kompresor paling rendah adalah729,3, yaitu: P komp = V × A × cos θ

= 220 × 3,9 × 0,85 = 729,3 W

Berikut data lengkap hasil perhitungan dari pengujian AC dengan pendingin kondensor siang hari:

Tabel 4. 2. Data perhitungan AC kondisi standard pada Siang Hari.

Waktu m ref (kg/s) QC (kJ/s) P Komp (W) E ref (kJ/kg) Q ev (kJ/s) COP

13:10 0.0138342 0.748 748 203.122 2.81 3.757

13:15 0.0134679 0.7293 729.3 203.122 2.74 3.751

13:20 0.0127133 0.748 748 203.898 2.59 3.466

13:25 0.0125174 0.748 748 203.122 2.54 3.399

13:30 0.0122598 0.7293 729.3 201.255 2.47 3.383

13:35 0.0127423 0.748 748 201.348 2.57 3.430

13:40 0.0122736 0.748 748 202.917 2.49 3.330

13:45 0.0125976 0.7667 766.7 201.348 2.54 3.308

13:50 0.0119174 0.7293 729.3 201.255 2.40 3.289

13:55 0.0123685 0.748 748 203.122 2.51 3.359

14:00 0.012386 0.748 748 201.348 2.49 3.334

14:05 0.0122903 0.748 748 201.348 2.47 3.308

14:10 0.0120008 0.7293 729.3 201.050 2.41 3.308

Tabel 4. 3. Nilai Entalphi dari tiap waktu dan tekanan ada siang hari.

Waktu H1 H2 H3 H4

13:10 402.371 456.44 264.95 199.249

13:15 402.371 456.522 264.95 199.249

13:20 402.572 461.408 266.023 198.674

13:25 402.371 462.128 264.521 199.249

13:30 402.371 461.858 264.95 201.116

13:35 402.166 460.868 264.95 200.818

13:40 402.166 463.11 266.023 199.249

13:45 402.166 463.027 262.825 200.818

13:50 402.371 463.567 264.95 201.116

13:55 402.371 462.847 264.95 199.249

14:00 402.166 462.557 266.023 200.818

14:05 402.166 463.027 264.95 200.818

2. Pengujian Sore Hari. Refrigeran : R-22 Dupont Tekanan refrigerant : ± 60 Psi Waktu : Jumat, 13 Maret 2015.

Berikut data hasil pengujian AC kondisi standar sore hari : Tabel 4. 4. Data Pengujian AC Standard Sore Hari.

Waktu P1 P2 P3 P4 T1 T2 T3 T4 T(out) T (in) A

16:50 55 265 263 86 28,4 95,8 34,1 17,5 34,5 31 3,8

16:55 55 265 263 86 28,5 98,8 33,5 17,7 34,7 30,7 3,8

17:00 54,5 265 263 84 28,7 99,0 33,3 18,2 34,5 30,6 3,8

17:05 54 265 263 86 27,4 99,1 33,5 17,2 34,5 30,5 3,7

17:10 54,5 268 263 86 28 99,6 32,9 17,5 34,2 30,2 3,7

17:15 54,4 265 263 86,7 27,6 100 32,8 17,0 34,7 30,0 3,7

17:20 54,4 265 263 84,6 27,6 98,7 32,7 17,2 34,0 30,2 3,8

17:25 56 265 265 84,5 27,9 99 32,7 17,2 33,2 28,6 3,7

17:30 57 263 258 84,2 27,9 98,8 32,4 16,4 33,3 28,4 3,7

17:35 57 263 258 84 27,2 99,1 32,4 17 33,5 28,4 3,6

17:40 56 260 258 82,8 27,2 98,7 32,4 16,8 33,0 28,3 3,7

17:45 56 260 258 82,3 27,6 98,4 32,3 16,6 33,2 28,3 3,7

17:50 56 263 258 82,5 27,3 98,2 32,3 16,8 33,2 28,8 3,7

Dari data diatas maka dapat dihitung : A. Coefficient Of Performance (COP)

Mencari nilai entalphy dengan menggunakan cara interpolasi, yaitu :

P (kpa) h (kJ/kg)

X1 Y1

X Y

− _{− =} − ₋

a. COP tertinggi pada AC standard terjadi pada pukul 16:50 dengan nilai 3,717, yaitu :

COP = ℎ − ℎ ℎ ₋ ℎ

= , − ,

, − ,

= , ,

= 3,717

b. COP terendah terjadi pada pukul 17:15 dengan nilai 3,155 yaitu:

COP = ℎ − ℎ ℎ − ℎ

= , − ,

, − ,

= , ,

= 12,757

B. Efek Refrigerasi (E ref)

a. Efek refrigerasi paling tinggi terjadi pada pukul 17:00 dengan nilai 203,285 kJ/kg, Yaitu:

E ref = h1– h4

= 401,959 – 198,674 = 203,285 kj/kg

b. Efek refigerasi paling rendah terjadi pada pukul 17:45 dengan nilai 200,331 kj/kg, yaitu:

E ref = h1 – h4

= 402,166 – 201,835

2. Biaya Pembuatan.

Biaya pembuatan yang dimaksud pada alat pendingin kondensor ini meliputi :

a. Biaya pembuatan rumah atau tempat kondensor dan kompresor AC. Bahan pembuatan rumah atau tempat kondensor pada hal ini tidak dimasukkan ke dalam biaya teknik karena tujuan pembuatan rumah atau tempat kondensor tersebut agar dapat melakukan pemasangan alat ukur tekanan dan suhu pada pipa kondensor dan kompresor. Juga agar perombakan untuk pengujian berikutnya dapat dilakukan dengan mudah mengingat ada 3 pengujian dari 3 mahasiswa yang berbeda dalam pemakaian AC ini. karena pemasangan alat pendingin kondensor sebenarnya dapat langsung dipasang pada keadaan standard tempat kondensor. Namun secara keseluruhan pembuatan alat pendingin kondensor ini dihitung termasuk dari upah kerja pembuatan rumah/tempat kondensor..

b. Biaya Las, yaitu menyambungkan pipa-pipa yang digunakan sebagai pendingin kondensor.

c. Biaya pemasangan alat ukur. d. Biaya pemasangan indoor Unit

Secara keseluruhan upah pekerja dari pembuatan pendingin kondensor ini sebesar Rp 300.000,-. Biaya total pembuatan pendingin kondensor adalah :

Tabel 4. 35. Total Biaya Pembuatan Alat Pendingin Kondensor

No Uraian Jumlah (Rp)

1 Biaya pembelian bahan teknik 351.000,-

2 Biaya pembuatan 300.000,-

3. Selisih Penggunaan Biaya Listrik

Tabel 4. 36. Selisih penggunaan Biaya Listrik

No Waktu Pengujian AC Standard AC Dengan Pendingin Kondensor

1 Siang Hari 743.6 W 676.07 W

2 Sore Hari 696.2 W 658.8 W

3 Malam Hari 684.7 W 654.5 W

rata-rata 708.5 W 663.123 W

Selisih 45.337 W

Penulis mengasumsikan pemakaian AC dirumah setiap hari yaitu 9 jam, maka :

a. Daya listrik yang dipakai AC standard selama 9 jam adalah = 0,7085 kW × 9 jam = 6,376 kWh

Tarif dasar listrik PLN = Rp 1352,-/kWh (TDL PLN pada bulan maret 2015 untuk daya 2200 W)

Jadi biaya pemakaian listrik AC kondisi standard adalah

6,376 kWh × Rp 1352,-/kWh = Rp 8.620,352,-/hari = Rp 8.620,-/hari atau Rp 8.620,-/9 jam

b. Daya listrik yang dipakai AC dengan pendingin kondensor selama 9 jam = 0,663 kW × 9 jam = 5,967 kWh

Tarif dasar listrik PLN = Rp 1352,-/kWh (TDL PLN pada bulan maret 2015 untuk daya 2200 W)

Jadi biaya pemakaian listrik AC Dengan pendingin kondensor selama 9 jam adalah

= 5,967 kWh × Rp 1352,-/kWh = Rp 8.067,-/hari = Rp 8.000/hari atau Rp 8.000,-/9 jam

Jadi selisih biaya penggunaan tariff listrik dari kedua AC tersebut adalah = Rp 8.620,- – Rp 8.000,-

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1. Kesimpulan.

Dari hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari pengujian dan perhitungan pada kedua AC didapatkan nilai rata-rata dari masing-masing data, yaitu:

Data AC Kondisi Standard AC Dengan Pendingin Kondensor

COP 3,43 3,70

Efek Refrigerasi (kJ/kg) 200,424 200,904

kerja Kompresi (kJ/s) 0,708 0,662

Laju Aliran Massa (kg/s) 0,0117 0,0120

Kapasitas Evaporator (kJ/s) 2,382 2,397

Daya Kompresor (Wattt) 708,202 663,333

Tarif Listrik (Rp) 8.620,-/hari (9 jam) 8.000,-/hari (9 jam)

Harga AC (Rp) 2.700.000,- 3.351.000,-

2. Harga koefisien prestasi yang semakin besar menunjukkan bahwa kerja mesin tersebut semakin baik. Besarnya COP dipengaruhi oleh efek refrigerasi dan kerja kompresi, semakin baik pendinginan pada kondensor menyebabkan efek refrigerasi meningkat sedangkan kerja kompresi mengalami penurunan sehingga COP akan semakin naik.

3. Semakin baik proses pendinginan pada kondensor maka besarnya koefisen prestasi semakin meningkat, karena laju pelapasan kalor yang besar akan berimbas pada temperature kondensor yang semakin rendah,

pendinginan diperoleh lebih cepat, maka dengan demikian kerja kompresor menjadi lebih ringan.

4. COP, dampak refrigerasi mengalami peningkatan dari AC kondisi standard, tetapi dampak yang paling signifikan terjadi pada penurunan daya kompresor sebesar 45,0735 W sehingga dengan alat pendingin kondensor dapat mengurangi arus listrik sebesar 45,0735 W tiap 3 jam pemakaian (pengujian) tanpa mengurangi kenyamanan. Dengan demikan kompresor pun akan lebih awet atau tahan lama.

5. 2. Saran.

Saran dari penulis untuk penelitian selanjutnya adalah:

1. Sebelum pengujian terlebih dahulu dipastikan bahwa mesin pendingin tidak ada mengalami kebocoran, karena sekecil apapun kebocoran pada system cukup berdampak besar pada hasil pengambilan data.

2. Sebelum pengujian AC harus terlebih dahulu di vakum selama ± 15-20 menit untuk membersihkan kotoran-kotoran yang ada pada system refrigerasi, proses pemvakuman juga untuk mengetahui ada atau tidaknya kebocoran.

3. Pada saat pengisian refrigerant (Freon) harus ditunggu hingga tekanan Freon stabil (± 30 menit) agar data yang diambil saat pengujian akurat. 4. Saat proses pemotongan dan pengelasan pipa tembaga harus teliti, untuk

menghindari kerusakan yang dapat diakibatkan pada system refrigerasi. 5. Pada saat pemilihan wadah air kondensasi buangan evaporator yaitu kotak

Styrofoa m lebih baik memilih yang tebal yaitu 2,5 – 3 cm agar suhu dingin didalam kotak pendingin lebih terjaga dan tidak terganggu dari suhu panas yang berada di sekitar.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Wilbert F. Stoecker, Jerold W. Jones, 1992, Refrigerasi dan Pengkondisian Uda ra, alih bahasa Supratman Hara, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, Halaman 1.

[2] Supratman H, 1992, Refrigerasi dan Pengkondisian Udara , Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta, Halaman 5.

[3] http://sukamta.staff.umy.ac.id/files/2015/04/04_-sistem-tata-udara-AC-Pada-bangunan-Gedung-2015.pdf

[4] Ambarita, Himsar. 2012, Buku Kuliah Teknik Pendingin dan Pengkondisia Uda ra. Medan, Halaman 4.

[5] Literatur [1] Halaman 184. [6] Literatur [4] Halaman 6. [7] Literatur [1] Halaman 8.

[8] Heroe Poernomo, Februari 2015, “Analisis Karateristik Unjuk Kerja Sistem Pendingin (Air Conditioning)Ya ng Mengguna ka n Freo R-22

Berda sa rkan Pa da Va ria si Putra n Kipa s Pendingin Kondensor, http://www.scribd.com/doc/119048549/Pengaruh-Kecepatan-Udara-

Pendingin-Kondensor-Terhadap-Koefisien-Prestasi-Air-Conditioning#scribd, 10 April 2015.

[9] http://tepus.org/2014/10/pengertian-chiller-dan-cara-kerja/.

[10] http://www.academia.edu/6296572/Prinsip_kerja_ac_split_sederhana. [11] Literatur [1] Halaman 238.

[12] Literatur [1] Halaman 155. [13] Literatur [1] Halaman 220. [14] Literatur [1] Halaman 283. [15] Literatur [1] Halaman 194.

[16] S. K. Kulshrestha, 1989, Termodinamika Terpakai, Teknik Uap dan Panas, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta, Halaman 117.

[19] Literatur [1] Halaman 258. [20] Literatur [1] Halaman 281. [21] Literatur [1] Halaman 283. [22] Literatur [1] Halaman 24

[23] https://tironan.wordpress.com/2011/04/05/konduktifitas-termal-2/.

[24] Michael J. Moran, Howard N. Shapiro, 2004, Termodinamika Teknik Jilid 1, Edisi 4, Peneribit Erlangga, Jakarta, Halaman 18.