34

Bab III

Metodelogi Penelitian

3.1. Kerangka Penelitian

Analisa kinerja AC split 3/4 PK dengan mengunakan refrigeran R-22 dan

MC-22 variasi tekanan refrigeran dengan pembebanan terdapat beberapa tahapan

yang harus dilakukan. Pertama diawali dengan start kemudian melakukan studi

pustaka untuk persiapan penelitian, setalah itu perancangan dan pembuatan alat uji

kemudian melakukan percobaan alat uji dengan menggunakan refrigeran R-22

apabila sistem tidak bekerja kembali ke perancangan dan pembuatan alat uji tetapi

apabila sistem bekerja berlanjut ke validasi alat ukur untuk melaksanakan

pengujian dan pengambilan data dengan refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22

dengan pembebanan kemudia menganalisa data hasil dari pengujian dengan

refrensi-refrensi yang mendukung setelah mengetahui hasil analisa data pengujian

menyimpulkan hasil dari pengujian dan selesai. Diagram alir kerangka

pelaksanaan penelitian dapat dilihat seperti pada Gambar 3.1.

3.2. Studi Pustaka

Studi pustaka digunakan untuk memperdalam bidang penelitian, baik

masalah performa alat uji maupun penunjang penelitian guna untuk mendapatkan

hasil yang maksimal. Studi pustaka juga dapat digunakan untuk membandingkan

hasil penelitian atau mengembangkan penelitian

3.3. Persiapan Penelitian

Persiapan penelitian dilakukan untuk mempersiapkan apa saja yang akan

dibutuhkan dalam penelitian seperti peralatan untuk pembuatan alat uji, mencari

refrensi, buku atau jurnal-jurnal penelitian terdahulu yang berhubungan dengan

penelitian ini sebagai bahan acuan atau gambaran .

35

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodelogi Penelitian

3.4. . Instalasi Peralatan UJi

Instalasi alat uji dirangkai sedemikian rupa agar sama dengan instalasi

sistem pengkondisian udara pada umumnya, untuk semua komponen disesuaikan

dengan kondisi yang sebenarnya. Perbedaan terletak pada penambahan alat ukur

yang digunakan untuk menentukan kondisi pada saat pengujian berlangsung.

Instalasi peralatan alat uji terdiri dari beberapa komponen yang utama

pada sistem pengkondisian udara, yaitu berupa evaporator, kondensor, katup

ekspansi dan kompresor yang digerakan oleh listrik. Alat ukur yang dipakai antara

lain,, timbangan, thermometer. Anemometer. pressure gauge voltmeter dan

Percobaan Alat Uji dengan refrigerant R-22

Persiapan Penelitian

Studi Pustaka

Perancangan dan Pembuatan Alat Uji

Kesimpulan

Analisa Data

Pengujian dan

Pengambilan Data

Referensi

Menggunakan

Refrigeran MC-

22 dengan

Pembebanan

Lampu 150w

Menggunakan

Refrigeran R-

22 dengan

Pebebanan

Lampu 150w

Tidak

Ya

Sistem

Bekerja

Validasi Alat Ukur

Mulai

Selesai

36

ampermeter. Instalasi pada alat uji ditunjukan seperti pada Gambar 3.2 dan skema

instalasi alat uji seperti pada Gambar 3.3.

Gambar 3.2 Alat Uji Refrigerasi

Keterangan :

1. Saklar AC

2. Saklar Lampu

3. Remot Kontrol

4. Ampermeter

5. Voltmeter

6. Pressure Gauge P1

7. Pressure Gauge P2

8. Pressure Gauge P3

9. Pressure Gauge P4

10. Termometer Tr

11. Termometer T1

12. Termometer T2

13. Termometer T3

14. Termometer T4

15. Evaporator

16. Lampu

37

Gambar 3.3 Skema Instalasi Peralatan Uji

Keterangan:

P= Thermometer

T= Pressure gauge

Tr= Thermometer pada ruangan

3.5. Validasi Alat Ukur

3.5.1. Termometer

Dalam mengkalibrasi termometer, terlebih dahulu menyiapkan

termometer acuan sebagai standar, untuk dijadikan perbandingan dengan

termometer yang akan dikalibrasi. Lalu meletakan ujung sensor termocoupel

secara berdekatan dalam sebuah wadah berisi air, kemudian memanaskan wadah

ini. Memperhatikan dan membandingkan kenaikan temperatur yang ditunjukan

semua termometer secara bertahap misalkan dari suhu 30 oC, 40

oC, 50

oC hingga

100 oC. Bila terjadi penyimpangan skala temperatur antara termometer yang

dikalibrasi dengan termometer acuan, maka melakukan langkah kalibrasi.

38

3.5.2. Pressure Gauge

Langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk mengkalibrasi pressure

gauge sebagai berikut :

1. Mempersiapkan peralatan kalibrasi pressure gauge set, piston (1 kg = 9,81 N)

dan beban 0,2 kg, 0,5 kg, 1 kg dan seterusnya.

2. Memasang pressure gauge yang dikalibrasi pada jalur yang disedikan, sehingga

membentuk rangkaian tertutup.

3. Mengisi air pada bagian closely-fitting cylinder (333 mm2) hingga keluar dari

saluran overflow harus tidak terdapat kebocoran pada jalur yang lain.

4. Mengeluarkan udara yang terperangkap didalam dengan cara memiringkan dan

mengetuk perlahan rangkaian ini.

5. Memasukan piston ke closely-fitting cylinder dan menambah beban secara

bertahap.

6. Memperhatikan dan membandingkan nilai tekanan yang ditunjukan peralatan

kalibrasi dengan pressure gauge yang dikalibrasi, untuk setiap setiap beban

yang ditambahkan.

7. Jika terjadi penyimpangan tekanan nilai pressure gauge yang dikalibrasi

dengan peralatan kalibrasi, maka melakukan kalibrasi dengan langkah-langkah

seperti diatas.

3.6. Peralatan Pengujian

Dalam pengujian ini membutuhkan alat yang utama maupun alat bantu

untuk medorong kesuksesan dalam pengujian. Adapun alat-alat yang digunakan

didalam pengujian sebagai berikut :

3.6.1. AC Split TCL 3/4 PK

AC split sebagai alat utama dalam pembuatan alat pengujian. Berikut

adalah spesifikasi AC split yang digunakan dalam pengujian :

39

TCL split type air conditioner

Model TAC-07CS/K

Capcity 7000 Btu/h

Rate current 3,7 A

Input power 790 W

Rate volt 220-240 V

Rate Frequency 50 Hz

LRA of compressor 17 A

Noise 50 dB(A)

Weight 24 Kg

Water proof protection IPX4

Refrigerant/Charge R22/630 g

Gambar 3.4 AC Splite TCL 3/4 PK

3.6.2. Pompa Vakum

Pompa vakum adalah alat yang diperlukan untuk mengosongkan

refrigeran dari sistem pendingin sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang

tidak terkondensasi seperti udara dan uap air. Pompa vakum dapat dilihat seperti

pada Gambar 3.5.

40

Gambar 3.5 Pompa Vakum

3.6.3. Pressure Gauge

pressure gauge adalah alat yang dapat didefinisikan sebagai alat untuk

membaca tekanan dengan pengamatan langsung. dalam bahasa yang formal,

pressure gauge adalah suatu field instrument untuk mengukur pressure (psia/bar)

dengan pengamatan direct reading measurement type. Preassure gauge yang

biasanya digunakan dalam penelitian ini ada dua tipe, pertama high preassure dan

coumpound pressure. Untuk mengetahui bentuk dan tipenya dapat dilihat pada

Gambar 3.6 warna merah untuk high pressure dan warna ungu untuk coumpound

pressure.

Gambar 3.6 Pressure Gauge

41

3.6.4. Termometer

Termometer adalah alat untuk menyatakan derajat panas dingin suatu

benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Untuk thermometer model

digital tidak menggunakan air raksa, tapi menggunakan sebuah sensor panas dan

pembacaannya ditampilkan dalam digit angka. Disarankan menggunakan

thermometer digital karena lebih akurat dan mudah dalam pembacaannya.

Termometer dapat dilihat seperti pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Thermometer

3.6.5. Amperemeter

Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada

dalam rangkaian tertutup yang berfungsi sebagai mendeteksi arus listrik pada

rangkaian. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan

menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter.

Amperemeter dapat dilihat seperti pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Ampermeter

42

3.6.6. Voltmeter

Voltmeter adalah alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan dalam

suatu tegangan listrik. Voltmeter disusun secara paralel terhadap letak komponen

yang diukur dalam rangkaian. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat

jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Voltmeter dapat

dilihat seperti pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Voltmeter

3.6.7. Manifold Gauge

Manifold gauge pengukuran adalah alat yang berfungsi untuk

mengkosongkan/mengisi refrigerant juga sebagai alat untuk mengidentifikasi

gangguan. Manifold gauge dipenelitian ini digunakan untuk mengetahui tekanan

evaporator atau tekanan isap (suction) kompresor, dan tekanan kondensor atau

tekanan keluar (discharge) kompresor. Manifold gauge dapat dilihat seperti pada

Gambar 3.10.

Gambar 3.10 Manifold Gauge

43

3.6.8. Timbangan

Timbangan adalah alat yang di pakai untuk melakukan pengukuran massa

suatu benda. Timbangan digunakan untuk mengetahui berapakah massa refrigeran

yang masuk kedalam alat uji baik untuk refrigeran R-22 maupun refrigeran MC-

22. Disini mengunakan timbagan digital untuk mepermudah dalam pembacaan.

Timbangan yang digunakan dalam peneitian ini dapat dilihat seperti pada Gambar

3.11.

Gambar 3.11 Timbangan

3.6.9. Refrigeran

Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi)

atau mesin pengkondisian udara (AC). Zat ini berfungsi untuk menyerap panas

dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian

membuangnya ke udara sekeliling di luar benda/ruangan yang didinginkan.

Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah refrigeran R-22 dan

refrigeran MC-22 dapat dilihat seperti pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Refrigeran R-22 dan MC-22

44

3.6.10. Anemometer

Anemoter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara.

Anemometer dipenelitian ini digunakan sebagai pengukur kecepatan laju udara

dari blower evaporator dan suhu yang keluar dari blower evaporator. Anemometer

dapat dilihat seperti pada Gamabar 3.13.

Gambar 3.13 Anemometer

3.7. Langkah Pengujian

3.7.1. Pemeriksaan sebelum pengujian

Pemeriksaan semua alat uji dan perlengkapannya adalah langkah pertama

yang akan dilakukan untuk menjaga keselamatan dan kondisi peralatan agar

senantiasa baik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum pengujian adalah:

1. Memeriksa seluruh kondisi peralatan uji antara lain seperti power supply dan

sistem kelistrikan.

2. Memastikan kipas kondensor dan blower evaporator bekerja dengan baik.

3. Mencoba menyalakan alat uji untuk memeriksa adanya kebocoran.

4. Menyalakan lampu sebagai pembebanan.

5. Menempatkan wadah air untuk tempat pembuangan air.

45

3.7.2. Pemvakuman sistem

Sebelum sistem pengkondisian udara ini disi refrigeran, perlu dilakukan

proses pemvakuman terlebih dahulu. Hal ini penting untuk memastikan bahwa

tidak ada kotoran-kotoran, uap air (bunga es) dan udara di dalam kompresor dan

pipa-pipa refrigerasi yang dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan di pipa

kapiler.

Langkah-langkah yang dapat dilakukan dalam pemvakuman sistem

sebagai berikut :

1. Memasang manifold gauge untuk kedua katup pada kompresor.

2. Menutup kedua katup manifold gauge.

3. Menghubungkan hose tekanan tinggi (merah) pada manifold gauge ke sisi

buang kompresor dan hose tekanan rendah (hijau) ke sisi hisap kompresor.

4. Menyambungkan hose tengah (kuning) pada manifold gauge ke saluran hisap

pompa vakum (vacum pump).

5. Membuka kedua katup pada manifold gauge.

6. Menghidupkan pompa vakum sekitar 20 menit, sehingga tekanan di manifold

gauge mencapai -30 in Hg.

7. Menutup kedua katup manifold gauge dan mematikan pompa vakum.

8. Membiarkan kondisi ini lebih dari 5 menit dan memperhatikan tekanan pada

manifold gauge.

9. Jika terdapat kenaikan tekanan setelah langkah no. 8 berarti terdapat

kebocoran dari sistem, maka harus memeriksa dan memperbaikinya.

10. Mengulangi langkah pemvakuman l-8 kembali hingga tidak terdapat

kebocoran pada saluran.

46

3.7.3. Pengisian refrigeran R-22 dan MC-22

Pengisian refrigeran R-22 dan MC-22 dapat dilakukan dengan cara

sebagai berikut :

1. Meletakan tabung R-22 atau MC-22 diatas timbangan dan mencatat berat

awal.

2. Menghubungkan nipple pada tabung R-22 atau MC-22 menggunakan hose

tengah pada manifold gauge.

3. Membuka katup tabung R-22 atau MC-22 agar refrigeran dapat masuk ke

hose tengah ke manifold gauge dengan posisi kedua katup di manifold gauge

tetap tertutup.

4. Memutar sedikit conection pada manifold gauge dengan hose tengah untuk

membuang udara yang ada pada hose tengah tersebut kemudian

mengencangkannya kembali.

5. Membuka kedua katup pada manifold gauge untuk memasukan refrigeran.

6. Menutup kedua katup pada manifold gauge.

3.7.4. Pengambilan Data

Pengambialan data pada saat menggunakan refrigeran R-22 maupun saat

mengunakan refrigeran MC-22 dilakukan dengan langkah-langkah sebagai

berikut:

1. Mempersiapkan alat tulis dan lembar pengambilan data.

2. Mempersiapkan dan menempatkan seluruh alat ukur pada posisinya dan

memastikannya dalam kondisi baik.

3. Menghidupkan mesin uji dan menunggu hingga kondisinya benar-benar stabil

atau steady.

4. Menempatkan saklar pengkondisi udara pada posisi ON dan mengatur blower

evaporator pada posisi high cool dan pada suhu evaporator dengan remot

kontrol sesuai dengan suhu yang telah ditentukan untuk pengujian pada suhu

20 oC.

5. Menyalakan lampu yang berfungsi sebagai beban sebesar 150w untuk variasi

tekanan dengan pembebanan.

47

6. Mengatur suhu ruangan pada suhu yang telah ditentukan (30 oC) suhu dan

tekanan di P1 pada tekanan yang telah ditentukan untuk pengujian (variasi

tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia) dengan pembebanan.

7. Mencatat parameter-parameter tekanan dan suhu refrigeran yang masuk dan

keluar dari kompresor, kodensor, katup ekspansi dan evaporator setiap

terdapat perubahan pada T1.

8. Mencatat semua suhu udara dan kecepatan laju udara yang keluar dari blower

evaporator serta suhu ruangan (Tr) setiap ada perubahan pada T1.

9. Mencatat ampermeter dan voltmeter pada setiap perubahan pada T1.

10. Mematikan mesin uji sistem pengkondisian udara.

11. Mengulangi langkah 1 sampai 10 untuk setiap variasi yang telah ditentukan

(variasi tekanan dengan pembebanan dan variasi tekanan tanpa pembebanan

dengan suhu evaporator dan tekanan di P1 sesuai variasi yang telah di

ditentukan)

12. Mematikan alat uji dan menata kembali perlengkapan yang akan digunakan.