UNJUK KERJA MESIN PENYEJUK UDARA DENGAN SIKLUS KOMPRESI UAP MENGGUNAKAN DAYA KOMPRESOR 15 PK DAN MENGGUNAKAN VARIASI ICE PACK SKRIPSI Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

UNJUK KERJA MESIN PENYEJUK UDARA DENGAN SIKLUS KOMPRESI
UAP MENGGUNAKAN DAYA KOMPRESOR 1/5 PK DAN
MENGGUNAKAN VARIASI ICE PACK

SKRIPSI
Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh
MUSA ALFONOVSKY SITUMORANG
NIM : 135214023

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

INSTRUCTIONS FOR WORKING AIR CONDITIONING MACHINES WITH
STEAM COMPRESSION CYCLE USING COMPRESSOR POWER 1/5 PK AND
USING VARIATION ICE PACK

FINAL PROJECT
As partial fulfillment of the reqruitment
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

by
MUSA ALFONOVSKY SITUMORANG
Student Number : 135214023

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRAK
Udara adalah suatu energi yang berasal dari alam. Semua mahluk hidup
membutuhkan udara. Terlebih pada manusia udara tidak hanya digunakan untuk
bernapas tetapi udara dapat juga mempengaruhi tingkat kenyamanan. Udara dingin
dalam suatu ruangan mampu menambah tingkat kenyamanan seseorang terlebih dalam
melakukan pekerjaan yang menguras energi. Tujuan dari penelitian ini adalah: (a)
Merancang dan merakit mesin penyejuk udara sederhana dengan daya listrik yang
rendah. (b) Mendapatkan lama waktu mesin penyejuk udara bekerja yang
menghasilkan suhu udara keluar mesin lebih rendah dari 22ºC. (c) Mendapatkan
karakteristik dari mesin penyejuk yang telah dirakit, yang menghasilkan waktu paling
lama dengan suhu udara lebih rendah dari 22ºC.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas Teknik Mesin,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Mesin penyejuk udara lokal bekerja dengan
siklus kompresi uap. Mesin penyejuk udara lokal yang di rancang menggunakan daya
kompresor 1/5 PK. Mesin dirancang dengan ukuran p x l x t : 67cm x 46cm x 117cm.
Penelitian pada mesin penyejuk udara lokal dilakukan dengan variasi ice pack : (a)
tanpa menggunakan ice pack, (b) menggunakan 10 ice pack, (c) menggunakan 20 ice
pack.
Hasil dari penelitian dapat disimpulkan bahwa (a) mesin penyejuk udara lokal
menggunakan komponen mesin kulkas dengan daya kompresor 1/5 PK dan ice pack
berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. (b) Suhu udara yang dihasilkan mesin
penyejuk udara tanpa ice pack dari menit ke 0 sampai dengan menit ke 180 adalah
18,5ºC sampai dengan 22ºC. Suhu udara yang dihasilkan mesin penyejuk udara
menggunakan 10 ice pack dari menit ke 0 sampai dengan menit ke 300 adalah 14,2ºC
sampai dengan 22ºC. Dan suhu udara yang dihasilkan mesin penyejuk udara
menggunakan 20 ice pack dari menit ke 0 sampai dengan menit ke 380 adalah 9,3ºC
sampai dengan 22ºC.
Kata Kunci : Mesin penyejuk udara, Siklus Kompresi Uap, P-h Diagram, Ice pack
dan COP

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRACT
Air is an energy that comes from nature. All living things need air. Especially in
humans air is not only used for breathing but air can also affect the level of comfort.
Cold air in a room can increase a person's level of comfort in doing energy-draining
work. The objectives of this study are: (a) Designing and assembling simple air
conditioning machines with low electrical power. (b) It takes a long time for the air
conditioning machine to work which results in the engine's air outlet temperature being
lower than 22ºC. (c) Obtain characteristics of the assembled cooling engine, which
results in the longest time with air temperatures lower than 22ºC.
This research was conducted at the Mechanical Engineering Heat Transfer
Laboratory, Sanata Dharma University, Yogyakarta. The local air conditioning
machine works with a vapor cycle. Local air conditioning machines designed using
compressor power 1/5 PK. The machine is designed with a size p x l x t : 67cm x 46cm
x 117cm. Research on local air conditioning machines is carried out with variations of
ice pack: (a) without using ice packs, (b) using 10 ice packs, (c) using 20 ice packs.
The results of the study can be concluded that (a) local air conditioning machines
use refrigerator engine components with compressor power 1/5 PK and ice packs are

successfully made and can work well. (b) The air temperature produced by air
conditioning machines without ice packs from minute 0 to 180 minutes is 18.5ºC to
22ºC. The air temperature produced by the air conditioning machine uses 10 ice packs
from 0 to 300 minutes to 14.2ºC to 22ºC. And the air temperature produced by air
conditioning machines uses 20 ice packs from minutes to 0 to 380 minutes, 9.3ºC to
22ºC.
Keywords : Air Conditioning, Steam Compression Cycle, P-h Diagram, Ice pack and
COP

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi yang merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta ini dapat terselesaikan dengan baik
dan lancar.

Penulis merasa bahwa penelitian yang dilakukan ini merupakan penelitian yang
tidak mudah, karena pada penelitian ini penulis melakukan banyak hal, seperti
pembuatan mesin penyejuk udara lokal, pengujian, pengambilan data, dan melakukan
pembahasan solusi terhadap masalah yang dihadapi. Penulis menyadari bahwa dalam
penyelesaian penelitian dan penyusunan skripsi berjudul “Unjuk Kerja Mesin
Penyejuk Udara dengan Siklus Kompresi Uap Menggunakan Daya Kompresor
1/5 PK dan Variasi Ice Pack” ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini,
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.

Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2.

Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan
sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi, yang telah dengan sabar, tekun,
tulus dan ikhlas meluangkan waktu, tenaga dan pikiran memberikan bimbingan,
motivasi, arahan, dan saran-saran yang sangat berharga kepada penulis selama

menyusun Skripsi.

3.

Raden Benedictus Dwiseno Wihadi S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing
Akademik.

4.

Seluruh Pengajar Prodi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas
Sanata Dharma, Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu
pengetahuan yang sangat membantu penulis dalam penyusunan Skripsi ini.

5.

Orang tua dan kedua kakak penulis yang telah memberikan dukungan, baik secara
doa, semangat dan secara materi.

6.

Rekan-rekan mahasiswa Prodi Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan Skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih
banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu kami mengharapkan masukan,

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi
ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.

Yogyakarta, 28 Januari 2019

Penulis

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ............................................................................................

i

TITLE PAGE ........................................................................................................

ii

HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................................

iii

HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................................

iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .........................................

v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ...............

vi

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
ABSTRAK

.......................................................................................................

vii

ABSTRACT

.......................................................................................................

viii

KATA PENGANTAR .........................................................................................

ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................

xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xviii
BAB I

BAB II

PENDAHULUAN ..........................................................................

1

1.1 Latar Belakang Masalah ..........................................................

1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................

2

1.3 Tujuan Penelitian .....................................................................

2

1.4 Batasan-batasan Dalam Pembuatan Mesin ..............................

3

1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................

4

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ............................

5

2.1 Dasar Teori ..............................................................................

5

2.1.1 Mesin Penyejuk Udara ......................................................

5

2.1.2 Kompresi Uap ...................................................................

9

2.1.3 Perhitungan Siklus Kompresi Uap ....................................

13

2.1.4 Komponen Mesin Penyejuk Siklus Kompresi Uap ...........

16

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2.1.5 Komponen Pendukung Mesin Penyejuk Siklus ................

27

Kompresi Uap

BAB III

2.2 Tinjauan Pustaka ......................................................................

29

PEMBUATAN ALAT ....................................................................

33

3.1 Persiapan Komponen Utama Mesin Penyejuk Udara ..............

33

Lokal
3.2 Peralatan Pendukung Pembuatan Mesin Penyejuk ..............

38

Udara Lokal

BAB IV

BAB V

3.3 Pembuatan Mesin Penyejuk Udara Lokal ................................

44

METODOLOGI PENELITIAN .....................................................

47

4.1 Objek Penelitian .......................................................................

47

4.2 Alat Bantu Penelitian ...............................................................

48

4.3 Alur Penelitian .........................................................................

51

4.4 Variasi Penelitian .....................................................................

52

4.5 Cara Pengambilan Data ...........................................................

52

4.6 Cara Mengolah Data ................................................................

53

4.7 Cara Mendapatkan Kesimpulan Dan Saran .............................

55

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN ...........................

56

PEMBAHASAN
5.1 Hasil Penelitian ........................................................................

56

5.2 Pengolahan Data Hasil Penelitian ............................................

60

5.3 Pembahasan ..............................................................................

74

KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................

80

6.1 Kesimpulan ..............................................................................

80

6.2 Saran ........................................................................................

82

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................

83

LAMPIRAN .........................................................................................................

84

BAB VI

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

a. Lampiran 1 P-h diagram variasi tanpa mengguanakan .............
ice pack menit ke 40
b. Lampiran 1 P-h diagram variasi tanpa mengguanakan .............
ice pack menit ke 80
c. Lampiran 1 P-h diagram variasi tanpa mengguanakan .............
ice pack menit ke 120
d. Lampiran 1 P-h diagram variasi tanpa mengguanakan .............
ice pack menit ke 160
e. Lampiran 1 P-h diagram variasi tanpa mengguanakan .............
ice pack menit ke 180
f. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 10 ice pack ...
menit ke 60
g. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 10 ice pack ...
menit ke 120
h. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 10 ice pack ...
menit ke 180
i. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 10 ice pack ...
menit ke 240
j. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 10 ice pack ...
menit ke 300
k. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 20 ice pack ...
menit ke 80
l. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 20 ice pack ...
menit ke 160
m. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 20 ice pack ...
menit ke 240
n. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 20 ice pack ...
menit ke 320
o. Lampiran 1 P-h diagram variasi mengguanakan 20 ice pack ...
menit ke 380

xiii

85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Mesin penyejuk udara lokal ..........................................................

6

Gambar 2.2

AC Split Wall, AC Standding Floor, AC Cassete, ........................

7

AC Split Duct/Central, AC VRV
Gambar 2.3

Skematik rangkaian komponen siklus kompresi uap ...................

9

Gambar 2.4

Siklus kompresi uap pada diagram P-h ........................................

10

Gambar 2.5

Siklus kompresi uap pada diagram T-s ........................................

10

Gambar 2.6

Kompresor hermetik .....................................................................

18

Gambar 2.7

Kompresor semi hermetik ............................................................

19

Gambar 2.8

Air cooler ......................................................................................

20

Gambar 2.9

Water cooler .................................................................................

21

Gambar 2.10 Evaporative cooler .......................................................................

23

Gambar 2.11 Kondensor 12 U ............................................................................

23

Gambar 2.12 Pipa kapiler ...................................................................................

23

Gambar 2.13 Evaporator kering .........................................................................

25

Gambar 2.14 Evaporator basah ..........................................................................

26

Gambar 2.15 Evaporator plat .............................................................................

26

Gambar 2.16 Thermostat ....................................................................................

27

Gambar 2.17 Filter .............................................................................................

28

Gambar 2.18 Refrigeran R134a ..........................................................................

29

Gambar 2.19 Fan/kipas angin ............................................................................

29

Gambar 3.1

Kompresor hermetik jenis torak ...................................................

33

Gambar 3.2

Kondensor .....................................................................................

34

Gambar 3.3

Pipa kapiler ...................................................................................

35

Gambar 3.4

Evaporator ....................................................................................

36

Gambar 3.5

Filter .............................................................................................

37

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.6

Tabung berisi refrigeran R134a ....................................................

38

Gambar 3.7

Pemotong pipa (tube cutter) .........................................................

38

Gambar 3.8

Pelebar pipa (tube expander) ........................................................

39

Gambar 3.9

Manifold gauge .............................................................................

40

Gambar 3.10 Thermostat ....................................................................................

40

Gambar 3.11 Kipas (fan) ....................................................................................

41

Gambar 3.12 Alat las ..........................................................................................

42

Gambar 3.13 Pompa vakum ...............................................................................

42

Gambar 3.14 Plat besi siku .................................................................................

43

Gambar 3.15 Acrilyc ...........................................................................................

43

Gambar 3.16 Styrofoam ......................................................................................

44

Gambar 4.1

Mesin penyejuk udara local ..........................................................

47

Gambar 4.2

Termokopel dan penampil suhu digital ........................................

48

Gambar 4.3

Stopwatch .....................................................................................

49

Gambar 4.4

Termokopel bola basah dan bola kering .......................................

49

Gambar 4.5

Ice pack .........................................................................................

50

Gambar 4.6

Skema alur pembuatan dan penelitian mesin penyejuk udara ......

51

lokal
Gambar 5.1

P-h diagram dengan variasi tanpa ice pack menit ke 40 ..............

62

Gambar 5.2

Suhu udara yang dihasilkan dari 3 variasi ....................................

73

Gambar 5.3

Perbandingan Win dari 3 variasi ...................................................

74

Gambar 5.4

Perbandingan Qout dari 3 variasi ...................................................

75

Gambar 5.5

Perbandingan Qin dari 3 variasi ....................................................

76

Gambar 5.6

Perbandingan COPaktual dari 3 variasi ...........................................

76

Gambar 5.7

Perbandingan COPideal dari 3 variasi ............................................

77

Gambar 5.8

Perbandingan efisiensi (η) dari 3 variasi ......................................

78

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1

Variasi penelitian ............................................................................

52

Tabel 4.2

Pencatatan hasil penelitian alat .......................................................

53

Tabel 5.1

Hasil data dari percobaan tanpa menggunakan ice pack ................

56

Tabel 5.2

Hasil data dari percobaan menggunakan 10 ice pack ....................

57

Tabel 5.3

Hasil data dari percobaan menggunakan 20 ice pack .....................

58

Tabel 5.4

hasil variasi 1 tanpa menggunakan ice pack yang telah .................

61

dikonversikan dari satuan Psi ke satuan bar
Tabel 5.5

hasil variasi 2 menggunakan 10 ice pack yang telah ......................

61

dikonversikan dari satuan Psi ke satuan bar
Tabel 5.6

hasil variasi 3 menggunakan 20 ice pack yang telah ......................

61

dikonversikan dari satuan Psi ke satuan bar
Tabel 5.7

Nilai-nilai entalpi refrigeran siklus kompresi uap ..........................

63

dengan variasi tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.8

Nilai-nilai entalpi refrigeran siklus kompresi uap ..........................

63

dengan variasi menggunakan 10 ice pack
Tabel 5.9

Nilai-nilai entalpi refrigeran siklus kompresi uap ..........................

63

dengan variasi menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.10

Nilai suhu kerja kompresor dan evaporator dengan .......................

64

variasi tanpa ice pack
Tabel 5.11

Nilai suhu kerja kompresor dan evaporator dengan .......................

64

variasi 10 ice pack
Tabel 5.12

Nilai suhu kerja kompresor dan evaporator dengan .......................

64

variasi 20 ice pack
Tabel 5.13

Nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran .........................
(Win) tanpa menggunakan ice pack

xvi

65

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 5.14

Nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran .........................

66

(Win) menggunakan 10 ice pack
Tebel 5.15

Nilai kerja kompresor persatuan massa refrigeran .........................

66

(Win) menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.16

Nilai energi kalor yang dilepas kondensor persatuan .....................

67

massa refrigeran (Qout) tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.17

Nilai energi kalor yang dilepas kondensor persatuan .....................

67

massa refrigeran (Qout) menggunakan 10 ice pack
Tabel 5.18

Nilai energi kalor yang dilepas kondensor persatuan .....................

67

massa refrigeran (Qout) menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.19

Kalor yang diserap evaporator persatuan massa .............................

68

refrigeran (Qin) tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.20

Kalor yang diserap evaporator persatuan massa .............................

68

refrigeran (Qin) menggunakan 10 ice pack
Tabel 5.21

Kalor yang diserap evaporator persatuan massa .............................

69

refrigeran (Qin) menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.22

COPaktual mesin siklus kompresi uap dengan variasi ......................

69

tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.23

COPaktual mesin siklus kompresi uap dengan variasi ......................

70

Menggunakan 10 ice pack
Tabel 5.24

COPaktual mesin siklus kompresi uap dengan variasi ......................

70

menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.25

COPideal mesin siklus kompresi uap dengan variasi ........................

71

tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.26

COPideal mesin siklus kompresi uap dengan variasi ........................
Menggunakan 10 ice pack

xvii

71

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 5.27

COPideal mesin siklus kompresi uap dengan variasi ........................

71

menggunakan 20 ice pack
Tabel 5.28

Efisiensi mesin siklus kompresi uap (η) dengan .............................

72

variasi tanpa menggunakan ice pack
Tabel 5.29

Efisiensi mesin siklus kompresi uap (η) dengan .............................

72

variasi menggunakan 10 ice pack
Tabel 5.30

Efisiensi mesin siklus kompresi uap (η) dengan .............................
variasi menggunakan 20 ice pack

xviii

73

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah
Di era globalisasi yang semakin berkembang kebutuhan manusia akan

teknologi kian meningkat, seperti kebutuhan terhadap mesin penyejuk udara.
Penggunaan mesin penyejuk udara dibutuhkan untuk menunjang manusia dalam
beraktifitas. Mesin penyejuk udara adalah suatu alat yang berfungsi untuk
membuat suhu udara ruangan, seperti yang digunakan.
Air Conditioner (AC) adalah mesin penyejuk yang difokuskan untuk
mengkondisikan suhu ruangan, kesegaran dan kebersihan ruangan, sehingga
ruangan tersebut terasa sejuk dan segar. AC merupakan solusi utama dalam
mengkondisikan udara di dalam suatu rungan.
Penggunaan AC kini sudah tersebar di seluruh dunia, AC dapat di pasang
pada rumah-rumah tangga, rumah sakit, gedung bioskop, gedung olahraga,
perkantoran, mall, alat transportasi, industri, hotel dan masih banyak lagi.
Pemasangan AC juga tidak begitu sulit serta harganya pun kini bermacam-macam
dari yang murah hingga yang mahal.
Melihat peranan mesin penyejuk udara atau AC yang begitu penting bagi
kenyamanan masyarakat saat ini, maka penulis tertarik untuk lebih memahami
tentang mesin penyejuk ruangan. Pada saat ini penggunaan mesin penyejuk udara
AC memerlukan daya listrik yang cukup besar. Hal ini menyebabkan AC hanya di
pergunakan oleh masyarakat kelas ekonomi menengah ke atas. Padahal

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2

masyarakat kelas ekonomi ke bawah juga ingin merasakan mesin AC. Oleh
karenanya penulis terdorong untuk mencari solusi terhadap masalah ini, dengan
melakukan penelitian terhadap mesin penyejuk udara dengan listrik yang rendah.

1.2

Rumusan Masalah
Bagaimanakah merancang dan merakit mesin penyejuk udara yang

menggunakan daya listrik yang rendah dan bagaimanakah karateristiknya.

1.3

Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian adalah sebagai berikut :

a.

Merancang dan merakit mesin penyejuk udara sederhana dengan daya listrik
yang rendah.

b.

Mendapatkan lama waktu mesin penyejuk udara bekerja yang menghasilkan
suhu udara keluar mesin lebih rendah dari 22ºC

c.

Mendapatkan karakteristik dari mesin penyejuk yang telah dirakit, yang
menghasilkan waktu paling lama dengan suhu udara lebih rendah dari 22ºC
meliputi :
1. Kerja kompresor (Win) persatuan massa refrigeran pada mesin penyejuk
udara yang dirakit.
2. Kalor yang diserap evaporator (Qin) persatuan massa refrigeran pada mesin
penyejuk udara.
3. Kalor yang dilepaskan oleh kondensor (Qout) persatuan massa refrigeran
pada mesin penyejuk udara.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3

4. Mencari nilai COPaktual pada mesin siklus kompresi uap yang diperoleh
pada mesin penyejuk udara.
5. Mencari nilai COPideal pada mesin siklus kompresi uap.
6. Mencari nilai Efisiensi (η) mesin siklus kompresi uap.

1.4

Batasan-batasan Dalam Pembuatan Mesin
Batasan-batasan yang dilakukan dalam pembuatan mesin penyejuk udara

dengan daya siklus rendah ;
a.

Mesin penyejuk udara dirancang dengan ukuran p x l x t : 67cm x 46cm x
117cm, bekerja dengan mempergunakan mesin siklus kompresi uap dan
ditambah dengan ice pack.

b.

Komponen utama mesin siklus kompresi uap yaitu: kompresor, kondensor,
filter, pipa kapiler, evaporator dan kipas.

c.

Kompresor berdaya 1/5 PK dengan jenis hermetik torak, komponen utama
yang lain menyesuaikan ukuran dengan besarnya daya kompresor.

d.

Menggunakan pipa kapiler dengan panjang 1m dan diameter 0,028 inch.

e.

Refrigeran yang digunakan adalah R134a.

f.

Kipas yang digunakan untuk menyedot udara luar untuk masuk ke dalam
ruangan evaporator, memiliki ukuran p x l x t = 25cm x 8cm x 25cm dengan
diameter baling-baling 20 cm.

g.

Variasi yang digunakan pada penelitian adalah mesin penyejuk udara bekerja
tanpa ice pack, menggunakan 10 ice pack, dan menggunakan 20 ice pack.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4

1.5

Manfaat Penelitian
Manfaat meneliti sebagai berikut :

a.

Bagi penulis dapat menambah wawasan tentang mesin penyejuk udara
dengan daya listrik rendah.

b.

Dihasilkannya teknologi tepat guna berupa mesin penyejuk udara dengan
daya listrik rendah.

c.

Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti lain.

d.

Hasil penelitian dapat ditempatkan di perpustakaan untuk menambah kasanah
ilmu pengetahuan tentang mesin penyejuk udara dengan daya listrik rendah
ataupun dapat dipublikasikan pada kalayak ramai melalui prosiding atau
jurnal ilmiah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Dasar Teori

2.1.1 Mesin penyejuk udara
Penggunaan mesin penyejuk udara kini sudah menjadi kebutuhan masyarakat.
Ruangan yang sejuk banyak diminati oleh masyarakat. Hal inilah yang mendorong
terciptanya Air Conditioner.
Mesin penyejuk udara sederhana adalah mesin yang berfungsi untuk
mendinginkan suhu udara pada suatu ruangan sehingga ruangan yang terkena
hembusan udara dari mesin tersebut akan terasa sejuk. Mesin penyejuk udara
sederhana memiliki beberapa komponen pendukung untuk terbentuknya udara
yang dingin, seperti evaporator yang berfungsi sebagai penyerap kalor serta
sebagai penghasil udara dingin. Dinginnya evaporator dihasilkan oleh perubahan
fase refrigeran dari cair menjadi gas. Evaporator yang sudah dingin karena
pengaruh refrigeran diteruskan menuju kompresor. Di sini gas refrigeran
dikompresi sehingga meiliki tekanan serta suhu yang tinggi. Pada kondisi ini
refrigeran dalam keadaan tekanan tinggi dan panas akan dialirkan menuju
kondensor. Di sini kondensor memiliki peran untuk melepas kalor panas yang
disebabkan oleh refrigeran. Pelepasan kalor di banti oleh udara luar sehingga
terjadi pertukaran kalor. Pertukaran kalor ini akan menurunkan suhu refrigeran.
Proses selanjutnya yaitu kondensasi. Kondensasi adalah perubahan wujud
refrigeran dari fasa gas menjadi fasa cair dengan tekanan tetap tinggi. Refrigeran

5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6

cair bertekanan tinggi dialirkan menuju saringan (filter) dan dilanjutkan menuju
pipa kapiler yang berdiameter kecil. Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan
tekanan pada refrigeran.
Refregeran yang bertekanan rendah ini akan dialirkan menuju evaporator. Di
evaporator refrigreran akan menyerap kalor dari udara yang berada pada ruangan
di sekeliling evaporator sehingga menimbulkan perubahan fase refrigeran dari
campuran cair dan menjadi gas. Proses ini dilakukan secara terus-menerus dan ini
disebut sebagai siklus kompresi uap.

Kipas
Evaporator

Pipa kapiler
Filter
Manifold Gauge
Kondensor

kompresor

Gambar 2.1 Mesin Penyejuk Udara Lokal

AC memiliki macam-macam jenis tergantung dari jenis ruangan dan
kegunaannya. Beberapa contoh dari AC yang ada di pasaran disajikan Gambar
2.2.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7

Gambar 2.2 AC Split Wall, AC Standding Floor, AC Cassete, AC Split Duct /
Central, AC VRV
(sumber:http://www.alkonusa.com)

a.

AC Split Wall
AC Split Wall merupakan AC yang umum digunakan pada rumah tangga,

perkantoran dan industri. AC ini banyak digunakan karena perawatannya yang
mudah. AC Split Wall terdiri dari 2 bagian :
-

Bagian yang ada di dalam ruangan (indoor), meliputi : evaporator.

-

Bagian yang ada di luar ruangan (outdoor), meliputi : kompresor, pipa kapiler
dan kondensor.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8

b.

AC Standding Floor
AC Standding Floor adalah AC yang mudah dipindah kemana-mana karena

unit ini sendiri. Karena praktis AC jenis ini banyak dipakai dalam acara-acara
pesta dll.

c.

AC Cassete
AC Cassete adalah AC yang bagian dalamnya menempel pada plafon. AC

Cassete memiliki variasi ukuran daya yang berbeda - beda mulai dari 1,5 PK
sampai dengan 6 PK. Cara memasang AC Cassete ini memerlukan keahlian
khusus serta tenaga yang lebih extra, tidak seperti memasang AC rumah tangga
maupun AC Split, yang lebih mudah dipasang.

d.

AC Split Duct/Central

AC Split Duct/Central adalah AC yang pendistribusian hawa dinginnya
memakai sistem Ducting, yaitu tidak mempunyai pengatur suhu sendiri-sendiri
tetapi dikontrol pada satu titik. Alat ini berfungsi sebagai penghantar dari sumber
udara dingin maupun udara panas ke ruang yang akan dikondisikan. AC Split Duct
biasanya dipakai di mall maupun gedung-gedung yang mempunyai ruangan luas.

e.

AC VRV

AC VRV adalah AC yang memiliki sistem canggih. AC VRV Daikin memiliki
satu outdoor dan beberapa unit Indoor dengan berbagai tipe seperti split wall,
Cassete, Standding Floor, dll. AC VRV (Variable Refrigerant Volume) merupakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9

sistem kerja refrigeran yang berubah-ubah. VRV sistem ialah sebuah teknologi
yang sudah dilengkapi dengan CPU dan Computer Inverter.

2.1.2 Kompresi Uap
Kompresi uap adalah siklus yang sangat penting dan digunakan dalam mesin
penyejuk. Siklus kompresi uap memiliki beberapa proses yaitu, kompresi,
kondensasi, penurunan tekanan dan penguapan. Siklus kompesi uap secara
skematik ditunjukkan pada Gambar 2.3, Gambar 2.4, dan Gambar 2.5.

Gambar 2.3 Skematik rangkaian komponen siklus kompresi uap

Pada Gambar 2.3, Gambar 2.4 dan Gambar 2.5, Qin adalah besarnya kalor
yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, Win adalah kerja yang
dilakukan kompresor persatuan massa refrigeran dan Q out adalah besarnya kalor
yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran. Besarnya Qout adalah
penjumlahan Qin dan Win.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10

Gambar 2.4 Siklus kompresi uap pada diagram P-h

Gambar 2.5 Siklus kompresi uap pada diagram T-s
Siklus kompresi uap pada Gambar 2.3, Gambar 2.4, dan Gambar 2.5 tersusun
atas beberapa proses seperti: proses kompresi, proses pendinginan atau penurunan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11

suhu, proses kondensasi, proses desuperheating lanjut, proses ekspansi (proses
penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut.
Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap:

a.

Proses Kompresi 1 - 2
Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.4 dan Gambar 2.5.

Refrigeran yang berbentuk gas panas lanjut masuk ke kompresor. Pada proses ini
kompresor akan memberi tekanan pada gas refrigeran sehingga temperatur
refrigeran akan naik dan membuat temperature refrigeran lebih tinggi dari
temperatur lingkungan (refrigeran berada di fasa superheated/gas panas lanjut).
Proses kompresi berlangsung pada entropi yang konstan (iso-entropi). Suhu
refrigeran yang keluar dari kompresor adalah suhu yang paling tinggi, dengan
kondisi gas panas lanjut.

b.

Proses (2-2a)
Proses (2-2a) adalah proses pendinginan gas panas lanjut (desuperheating).

Desuperheating adalah proses perubahan gas panas lanjut menjadi gas jenuh, yang
berlangsung pada tekanan tetap. Proses ini terjadi di tahap 2-2a dari Gambar 2.4
dan Gambar 2.5. Penurunan suhu refrigeran terjadi pada tekanan tetap. Penurunan
suhu refrigeran terjadi karena adanya kalor yang mengalir ke lingkungan.
Perpindahan kalor ini terjadi karena suhu refrigeran lebih tinggi dari suhu
lingkungan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12

c.

Proses Kondensasi (2a-2b)
Pada tahap 2a - 2b gas jenuh mengalami perubahan wujud menjadi cair jenuh.

Proses berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap. Kalor dari kondensor
keluar menuju lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara
lingkungan. Penurunan suhu yang terjadi di kondensor tidak menyebabkan suhu
refrigeran menjadi turun, tapi menyebabkan refrigeran mengalami perubahan fase
dari gas menjadi cair.

d.

Proses Pendinginan Lanjut
Proses (2b-3) adalah proses pendinginan lanjut. Pada proses ini refrigeran

mengalami penurunan suhu dari keadaan cair jenuh menjadi refrigeran cair. Di
proses ini tekanan berlangsung secara konstan. Proses ini sangat penting karena
seluruh refrigeran akan diubah wujudnya menjadi cair lanjut sehingga refrigeran
dapat mengalir pada pipa kapiler.

e.

Penurunan Tekanan Refrigeran (3-4)
Proses penurunan tekanan terjadi di tahap 3-4 pada Gambar 2.4 dan Gambar

2.5. Pada fase cair, refrigeran dialirkan menuju pipa kapiler, refrigeran mengalami
penurunan suhu dan tekanan sehingga suhu refrigeran yang semula tinggi menjadi
lebih rendah dari temperatur lingkungan udara luar. Di tahap ini refrigeran
berubah wujud menjadi fase campuran yaitu cair dan gas. Proses ini berjalan
dengan nilai entalpi yang tetap (iso entalpi atau isentalpi).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13

f.

Proses Evaporasi (4-4a)
Evaporasi terjadi pada tahap 4-4a pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5.

Refrigeran yang berada dalam fasa campuran dialirkan menuju evaporator. Pada
proses ini refrigeran akan menerima kalor dari lingkungan sehingga berubah fase
menjadi gas jenuh. Proses ini berlangsung dengan tekanan dan suhu yang tetap.
Suhu ruangan yang terdapat evaporator mengalami penurunan suhu sehingga
menjadi dingin karena suhu ruangan lebih tinggi dibandingkan suhu evaporator
maka terjadi pertukaran kalor di dalam ruangan.

g.

Pemanasan Lanjut (4a-1)
Pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5.

Refrigeran akan mengalir meninggalkan evaporator sehingga terjadi proses
pamanasan lanjut. Refrigeran yang berada dalam fase gas jenuh akan berubah
menjadi fase gas panas lanjut karena mendapatkan kalor lanjut dari lingkungan.
Sebelum masuk ke dalam kompresor refrigeran harus berubah wujud sepenuhnya
menjadi gas.

2.1.3 Perhitungan Siklus Kompresi Uap
Dari Gambar 2.4 dan Gambar 2.5 dapat diketahui perhitungan kinerja
kompresor Win, banyaknya kalor yang dilepas oleh kondensor Qout, serta
banyaknya jumlah kalor yang diserap oleh evaporator Qin, COP dan Efisiensi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14

a.

Kerja Kompresor (Win)
Kerja kompresor persatuan massa refrigeran, dapat dihitung dengan

Persamaan (2.1) :
Win = h2 – h1

....(2.1)

Pada Persamaan (2.1) :
Win

: kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h2

: entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

h1

: entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

b.

Banyaknya kalor yang dilepas oleh kondensor persatuan massa refrigeran
(Qout)
Banyaknya energi kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas oleh

kondensor dihitung dengan Persamaan (2.2):
Qout = h2 – h3

....(2.2)

Pada Persamaan (2.2):
Qout : kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran, kJ/kg
h2

: entalpi refrigeran saat masuk kondensor, kJ/kg

h3

: entalpi refrigeran saat keluar kondensor, kJ/kg

c.

Kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran (Qin)
Besarnya kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator dapat

dihitung dengan Persamaan (2.3):
Qin = h1 - h4 = h1 - h3

….(2.3)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15

Pada Persamaan (2.3):
Qin

: kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

h1

: entalpi refrigeran saat keluar evaporator atau sama dengan entalpi saat
masuk kompresor, kJ/kg

h4

: entalpi refrigeran saat masuk evaporator atau sama dengan entalpi saat
keluar pipa kapiler, kJ/kg

d.

COP aktual siklus kompresi uap (COPaktual)
COP aktual adalah perbandingan antara panasnya kalor yang diserap oleh

evaporator dengan konsumsi listrik yang digunakan sebagai penggerak
kompresor. Nilai COP dapat dihitung dengan Persamaan (2.4):
COPaktual = Qin / Win = (h1 – h4) / (h2 – h1)

.…(2.4)

Pada Persamaan (2.4):
Win : kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg
Qin

e.

: kalor yang diserap evaporator persatuan massa refrigeran, kJ/kg

COP ideal (COPideal)
COP ideal adalah COP maksimal dari kinerja mesin siklus kompresi uap,

dapat dihitung dengan Persamaan (2.5):
COPideal =

Te

Tc−Te

Pada Persamaan (2.5):
Te

: suhu mutlak evaporator, oK

Tc

: suhu mutlak kondensor, oK

….(2.5)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16

f.

Efisiensi mesin siklus kompresi uap (η)
Efisiensi siklus kompresi uap lokal dihitung dengan Persamaan (2.6):

η = (COPAktual / COPIdeal) x 100%

…. (2.6)

Pada persamaan (2.6) :
η

: efisiensi mesin siklus kompresi uap

COPaktual : koefisien prestasi mesin siklus kompresi uap
COPideal : koefisien prestasi maksimum dari mesin siklus kompresi uap

2.1.4 Komponen Mesin Penyejuk Siklus Kompresi Uap
Komponen utama yang sangat penting dari siklus kompresi uap yaitu seperti :
kompresor, kondensor, evaporator, dan pipa kapiler.
a.

Kompresor
Kompresor merupakan komponen utama yang berfungsi untuk menaikkan

tekanan, selain itu kompresor juga berfungsi memompa refrigeran keseluruh
komponen mesin penyejuk. Kompresor memiliki 3 macam jenis yang biasa
digunakan dalam mesin penyejuk, yaitu kompresor sentrifugal, kompresor rotary,
dan kompresor bertorak. Dari ketiga kompresor dapat dibagi menjadi 3 kategori
yaitu:

1.

Kompresor jenis terbuka ( Open type compressor )
Kompresor jenis terbuka ini terpisah dari sumber tenaga penggeraknya.

Kompresor pada umumnya menggunakan tenaga penggerak motor listrik. Cara
kerja kompresor terbuka yaitu, salah satu ujung poros dari kompresor yang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17

menonjol keluar dipasangkan sebuah puli. Puli pada kompresor berfungsi sebagai
roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondesor dan
kompresor sendiri. Karena ujung poros keluar dari rumah kompresor, maka harus
diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar.
Keuntungan kompresor jenis terbuka:
1. Putaran kompresor dapat disesuaikan dengan mengganti diameter puli.
2. Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah.
3. Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan
penggantian komponen.
Kerugian kompresor jenis terbuka:
1. Harganya lebih mahal.
2. Bentuk kompresor besar dan berat.
3. Memerlukan ruang yang besar.

2.

Kompresor jenis hermatik ( Hermatic type compressor )
Kompresor hermatik adalah kompresor yang banyak digunakan untuk mesin

penyejuk seperti kulkas dan showcase. Berbeda dengan kompresor jenis terbuka,
kompresor jenis ini bergerak dengan menggunakan tenaga motor listrik dengan
komponen-komponen mekanik yang berada dalam satu wadah yang tertutup.
Posisi poros dari jenis kompresor ini bisa vertikal maupun horizontal. Seperti
digambarkan di Gambar 2.6.
Keuntungan kompresor hermatik:
1. Tidak banyak memakan tempat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18

2. Bentuk kompresor kecil dan harga relatif terjangkau.
3. Suara yang dihasilkan kompresor ini relatif kecil sehingga tingkat kebisingan
rendah.
4. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran.
Kerugian dari kompresor hermatik adalah:
1. Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui.
2. Kerusakan sudah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka.
3. Digunakan pada mesin penyejuk yang berkapasitas kecil.

Gambar 2.6 Kompresor hermetik
(http://kangirie.blogspot.com)

3.

Kompresor jenis semi hermatik ( Semi hermatic type compressor )
Kompresor jenis ini memiliki motor penggerak dan kompresornya yang

berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggerak terpisah dari kompresor.
Kompresor dapat bergerak karena adanya poros penghubung antara motor
penggerak dengan kompresor. Gambar 2.7 menunjukkan kompresor semi
hermatik
Keuntungan dari kompresor semi hermetic:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19

1. bentuk yang ringkas.
2. mudah dalam perbaikan jika kompresor atau motornya rusak.

Gambar 2.7 Kompresor semi hermetik
(https://www.indotrading.com)

b.

Kondensor
Kondensor adalah komponen pendukung dalam siklus kompresi uap yang

berfungsi sebagai alat penukaran kalor. Refrigeran yang awalnya berbentuk gas
akan didinginkan dengan kondensor dan akan berubah fase menjadi cair.
Penempatan kondensor biasanya ditempatkan diantara kompresor dan pipa
kapiler. Hal ini bertujuan agar proses pelepasan kalor bias menjadi lebih cepat,
pipa pada kondensor dibuat berliku dengan tujuan refrigeran dapat mengalir di
kondensor dalam waktu yang lama dan pertukaran kalor pun dapat dilakukan
dengan maksimal,. Bila kondensor kotor harus segera dibersihkan kotoran tersebut
akan mempengaruhi proses pelepasan kalor.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20

Berdasarkan cara pendinginannya kondensor dibagi menjadi tiga yaitu:
1.

Kondensor menggunakan penyejuk udara
Kondensor bekerja dengan bantuan hembusan udara kondensor ini memiliki

diameter pipa dengan ukuran luar 6mm-18mm, biasanya kondensor ini memiliki
tambahan sirip di seluruh bagian kondendor, sirip yang terdapat pada kondensor
ini bersentuhan langsung dengan pipa kondensor, sehingga pelepasan kalor dan
pendinginan dapat lebih maksimal. Gambar 2.8 menunjukkan kondensor
Keuntungan:
1. Pendinginan hanya memerlukan udara yang cukup.
2. Perawatan sangat mudah.
Kerugian:
1. Pemasangan kondensor hanya bisa digunakan pada kulkas dan freezer untuk
rumah tangga.
2. Tekanan yang di timbulkan tinggi jika dibandingkan deangan kondensor
pendinginan air, akibatnya kerja kompresor akan memerlukan daya yang besar
hal ini berdampak tekanan akan naik serta temperatur kerjanya.

Gambar 2.8 Air cooler
(http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21

2.

Kondensor menggunakan pendingin air
Kondensor ini menggunakan media pendingin berupa air. Pendinginan

menggunakan air karena air memiliki kemampuan untuk memindahkan kalor yang
lebih baik jika di bandingkan dengan udara. Kondensor jenis ini memiliki koil
pipa pendingin yang terbuat dari tembaga. Gambar 2.9 menunjukkan water
cooler.
Keuntungan:
1. Bentuknya yang sederhana.
2. Pemasangan yang mudah.
3. Pembuatan pipa pendingin sangat mudah.
Kerugian:
1. Susahnya perawatan jika terjadi korosi dan kerusakan pada pipa.
2. Pembersihan pipa harus menggunakan detergen.
3. Susah dalam penggantian pipa.

Gambar 2.9 Water cooler
(http://4.bp.blogspot.com/)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22

3.

Kondensor pendingin campuran air dan udara
Kompresor ini bekerja dengan kombinasi kompresor air dengan kompresor

udara, air dan udara merupakan media pendinginannya. Gambar 2.10
menunjukkan cara kerja evaporative cooler.
Keuntungan:
1. Kinerja kompresor menjadi ringan
2. Tekanan kondensasi dapat dipertahankan supaya tidak terlalu tinggi.
Kerugian:
1. Memakan tempat yang luas.
2. Biaya yang mahal.

Gambar 2.10 Evaporative cooler
(http://frandhoni.blogspot.co.id/)

Mesin penyejuk udara lokal yang dirancang menggunakan kondensor
berbentuk 12U berjenis pipa dengan tambahan besi penguat. Gambar 2.11
menunjukkan kondensor 12U.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23

Gambar 2.11 Kondensor 12 U

c.

Pipa Kapiler
Pipa kapiler adalah sebuah pipa tembaga dengan diameter yang kecil yang

digunakan mesin penyejuk baik itu kulkas, ac, freezer, showcase, dll (Gambar
2.12). Pipa kapiler berfungsi sebagai alat menurunkan tekanan bahan pendingin
cair yang mengalir di dalam pipa tersebut yang berasal dari pipa-pipa kondensor
dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler.
Pipa kapiler yang berada di pasaran mempunyai diameter 0,026 hingga 0.080
inch, namun yang digunakan pada mesin pendingin berdiameter berkisar antara
0,026 atau 0,031 inch. Pipa kapiler yang digunakan showcase yang dirancang
berukuran 0,031 inch.

Gambar 2.12 Pipa kapiler
(https://panduanrefrigerasi.blogspot.co.id)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24

d.

Evaporator
Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair

menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding-dindingnya, evaporator
mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu
dibawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor. Evaporator dibuat dari
bahan logam anti karat, yaitu tembaga dan almunium. Ada beberapa macam
evaporator sesuai dengan keadaan refrigeran di dalamnya. Gambar 2.13
menunjukkan evaporator.
1.

Evaporator kering (dry expantion evaporator)
Keadaan dimana cairan refrigeran yang diekspansikan melalui katup ekspansi

pada saat masuk evaporator sudah dalam campuran air dan uap, sehingga pada
saat keluar dari evaporator menjadi uap kering
Keuntungan dari evaporator kering:
1.

Tidak memerlukan banyak refrigeran dalam jumlah besar.

2.

Jumlah minyak pelumas yang tertinggal di dalam evaporator sangat kecil.

Kerugian dari evaporator kering:
1.

Perpindahan kalor yang terjadi tidak begitu besar dibandingkan dengan
evaporator basah.

2.

Laju perpindahan kalor dalam evaporator lebih rendah dibandingkan
dengan evaporator setengah basah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25

Gambar 2.13 Evaporator kering
(http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id)

1.

Evaporator setengah basah
Keadaan dimana evaporator berada pada kondisi refrigeran diantara jenis

evaporator jenis kering dan evaporator jenis basah, namun selalu terdapat
refrigeran cair dalam pipa penguapannya. Keuntungan dan kerugian dari
evaporator jenis setengah basah adalah laju perpindahan kalor jenis setengah
basah lebih tinggi dari evaporator kering, tetapi laju perpindahan kalor lebih
rendah dari evaporator jenis basah. Gambar 2.14 menunjukkan
2.

Evaporator basah (flooded evaporator)
Dalam evaporator jenis basah sebagian jenis evaporator terisi oleh cairan

refrigeran dan proses penguapannya terjadi seperti pada ketel uap. Pada
evaporator basah terdapat sebuah akumulator untuk menampung refrigeran cair
dan gas. Dari akumulator tersebut bahan pendingin cair mengalir ke evaporator
dan menguap di dalamnya. Sisa refrigeran yang tidak sempat menguap di
evaporator kembali kedalam akumulator. Di dalam akumulator refrigeran cair
berada di bawah tabung sedangkan yang berupa gas berada di atas tabung.
Keuntungan dari evaporator basah adalah laju perpindahan kalor jenis basah lebih

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26

tinggi dari pada evaporator kering dan evaporator jenis setengah basah. Gambar
2.14 menunjukkan evaporator basah.

Gambar 2.14 Evaporator basah
(http://www.bppp-tegal.com)
3.

Evaporator Plat
Ada beberapa macam evaporator berdasarkan bentuk yang banyak digunakan

pada mesin penyejuk adalah jenis pipa dengan plat datar atau plate, pipa-pipa, dan
pipa dengan sirip-sirip. Evaporator yang digunakan pada showcase dirancang
adalah evaporator jenis kering dengan pipa plat datar. Gambar 2.15 menunjukkan
evaporator plat.

Gambar 2.15 Evaporator plat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27

2.1.5 Komponen Pendukung Mesin Penyejuk Siklus Kompresi Uap
Selain komponen utama, mesin penyejuk juga memiliki beberapa komponen
pendukung lain yang berfungsi untuk membantu kerja dari mesin penyejuk, yaitu:
thermostat, filter, bahan pendingin dan fan.

a.

Thermostat
Thermostat adalah sebuah alat mesin penyejuk yang berfungsi untuk

mencegah pembekuan/frosting dan agar temperatur dalam ruangan dapat disetel
sesuai dengan suhu yang diinginkan. Prinsip kerja thermostat adalah jika ruang
dalam mesin penyejuk mencapai suhu tertentu (dalam evaporator sudah mencapai
suhu yang ditentukan) maka terputuslah aliran listrik menuju kompersor dan
kompresor akan berhenti bekerja untuk sementara hingga suhu ruang pendingin
atau evaporator naik mencapai suhu tertentu. Gambar 2.16 menunjukkan
thermostat.

Gambar 2.16 Thermostat
(http://www.priceza.co.id)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28

b.

Filter
Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran–kotoran yang

berbentuk padat yang terbawa refrigeran. Filter dipasang pada daerah bertekanan
tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika
ad