LAPORAN PRAKTIKUM

MATA KULIAH SISTEM AC

KATUP EKSPANSI DAN EVAPORATOR

Oleh :

M. Satria Jaya

12509134001

C2

PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF D-3

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2015

I. KOMPETENSI

A. Katup Ekspansi

1. Mengetahui konstruksi dan cara kerja katup ekspansi.

2. Melakukan pemeriksaan katup ekspansi diatas kendaraan.

3. Melakukan pengetesan katup ekspansi di luar sistem AC.

4. Melepas dan memasang katup ekspansi pada evaporator.

B. Evaporator

1. Melepas unit evaporator dari sistem AC mobil.

2. Membongkar dan merakit kembali komponen-komponen unit

evaporator.

3. Memeriksa evaporator.

4. Memasang unit evaporator pada sistem AC mobil.

II. SUB KOMPETENSI

Setelah mengikuti praktik kompresor AC ini, diharapkan mahasiswa :

A. Katup Ekspansi

1. Mampu mengetahui konstruksi dan cara kerja katup ekspansi.

2. Mampu melakukan pemeriksaan katup ekspansi diatas kendaraan.

3. Mampu melakukan pengetesan katup ekspansi diluar sistem AC.

4. Mampu melepas dan memasang katup ekspansi pada evaporator.

B. Evaporator

1. Mampu melepas unit evaporator dari sistem AC mobil.

2. Mampu membongkar dan merakit kembali komponen-komponen

unit evaporator.

3. Mampu memeriksa evaporator.

4. Mampu memasang unit evaporator pada sistem AC mobil.

III. DASAR TEORI

A. Katup Ekspansi

Fungsi dan Pengertian Katup Ekspansi

Katup ekspansi atau ekspansi valve merupakan komponen AC mobil

yang berfungsi untuk menurunkan suhu dan tekanan refrigerant atau

freon AC mobil pada sirkulasi AC mobil.

 

Gambar 1. Katup Ekspansi Ac mobil dengan Sensor Panas

Katup ekspansi berada di saluran masuk sebelum evaporator

karena tugas katup ekspansi ini untuk mengabutkan freon bertekanan

tinggi yang datang dari kompressor, kondensor dan receiver drier.

Katup ekspansi yang terdapat di AC mobil terdapat bermacam-

macam bentuk. Sedangkan jenis katup ekpansi ini ada dua macam

yaitu tipe dengan sensor panas dan tipe orifice tube. 

Katup ekspansi dengan sensor panas jenis terbaru adalah expansi

valve tipe box yang banyak diterapkan pada mobil di Indonesia seperti

mobil-mobil Toyota, sedangkan katup expansi valve tipe orifice tube

yang memiliki saluran lubang tetap dan tidak terdapat pengaturan atau

sensor suhu biasa di temukan pada mobil seperti contoh opel blazer.

Expansion valve merupakan jenis pemerata tekanan didalam

(Block type). Diaphragm terpasang dibagian atas dari expansion valve.

Dan, ruangan diaphragm atas dihubungkan ke sensing bulb.

Tujuan dari expansion valve adalah membuat cairan tekanan yang

tinggi untuk di semprotkan masuk kedalam evaporator. Ia juga

mengontrol, atau sebagai pengatur system untuk mencegah evaporator

dari peluapan dan pembekuan (freezing up).

Gambar 2. Gambar posisi katup ekspansi

Setelah melewati receiver dan dryer, refrigerant cair diinjeksikan

keluar melalui orifice. Refrigerant segera berubah menjadi kabut yang

tekanan dan temperaturnya rendah. Alat untuk melakukan ini disebut

expansion valve.

Expansion valve dapat diklasifikasikan menjadi sebagai berikut :

a. Expansion valve tekanan konstan

b. Expansion valve tipe thermal.

Expansion valve tipe thermal digunakan pada pendingin untuk

kendaraan Toyota. Meskipun beban pada evaporator berubah, kondisi

saluran keluarnya harus dipelihara agar cairan refrigerant melepaskan

panas laten penguapan dari udara sekelilingnya, untuk memperoleh

kemampuan penuh sirkulasi refrigerant. Setiap saat thermal ekspansion

valve berfungsi mengatur aliran refrigerant agar refrigerant gas

meninggalkan evaporator sebagai uap yang telah dipanaskan dan

perbedaan temperatur antara uap refrigerant dan uap jenuh pada saat ini

tetap konstan.

Karena itu, dengan menggunakan thermal expansion valve

memungkinkan penampungan ke dalam evaporator hanya sejumlah

refrigerant yang akan diuapkan evaporator. Hal ini memungkinkan

penggunaan kemampuan evaporator secara penuh, dengan demikian

seluruh komponen pendingin dapat bekerja dengan lembutdan efisiensi

yang lebih baik. Jumlah refrigerant yang mengalir ke ekspansion valve

ditentukan oleh gerakan vertikal needle valve, bergantung dari

perbedaan antara tekanan uap di dalam heat sensitizing tube dan jumlah

tekanan Ps dan Pe, yang mana Ps adalah tekanan ke bawah oleh

pressure spring dan Pe adalah tekanan uap di dalam evaporator.

Bila beban pendinginan cukup besar maka temperatur gas pada

evaporator outlet akan tinggi. Akibatnya temperatur dan tekanan dalam

heat sensitizing tube juga tinggi dan ball akan tertekan ke bawah untuk

memungkinkan sejumlah besar refrigerant dapat bersikulasi.

Sebaliknya apabila beban pendinginan kecil, maka hanya sejumlah

kecil saja refrigerant yang disirkulasikan.

Secara garis besar fungsi dari katup ekspansi adalah :

a. Mengatur jumlah aliran refrigerant.

b. Menurunkan suhu refrigerant.

c. Menurunkan tekanan refrigerant (agar mudah menguap).

d. Mengubah refrigerant menjadi butiran – butiran kecil.

Katup expansi berfungsi untuk mengatur refrigerant yang masuk

ke evaporator. Katup expansi dilengkapi pegas katup, bola thermal, dan

diafragma. Katup ditekan oleh pegas agar selalu menutup sedangkan

bola thermal selalu berusaha mendorong katup untuk membuka.

Diafragma terletak di atas katup expansi dan berhubungan dengan pena

penggerak katup. Jika pena katup turun, maka katup akan membuka dan

sebaliknya apabila kompresor hidup, maka aliran refrigerant cair yang

bertekanan tinggi masuk dan katup jarum akan membuka lebar. Ketika

kevakuman pada saluran masuk, besar tekanan dalam bola thermal

sangat tinggi , kemudian tekanan ini diteruskan oleh diafragma lewat

pipa kapiler. Tekanan bola thermal dalam diafragma melawan tekanan

pegas katup dan tekanan pipa equalizer sampai diafragma melengkung.

Lengkungan diafragma tersebut diteruskan ke katup dengan perantaraan

pena penggerak. Katup membuka dan refrigerant dalam evaporator

naik karena dipanasi oleh udara hangat yang melewati evaporator,

akibatnya refrigeran mendidih dan menjadi gas. Gas refrigerant

tersebut mengalir menuju saluran pemasukan pemasukan ke kompresor.

Walau sedang mendidih suhunya tetap dingin dan membantu

mendinginkan bola thermal sehingga akan mengurangi tekanan pada

diafragma.

Ketika refrigerant melewati evaporator, tekanan saluran hisap

naikdan tekanan ini mendorong diafragma. Jika tekanan dalam bola

thermal turun sama dengan kenaikan tekanan dalam saluran hisap,

pegas akan menutup katup. Apabila katup tertutup, refrigeran tidak

mengalir ke evaporator, tekanan saluran masuk turun dan suhu

naik.Turunnya tekanan mengurangi kenaikan equlizer pada diafragma.

Bersamaan dengan tekanan bola thermal naik karena suhu saluran

masuk naik. Hal ini membuat diafragma melengkung ke bawah dan

membuka katup sehingga refrigeran lebih banyak masuk ke evaporator.

Bekerjanya katup expansi diatur sedemikian rupa agar membuka

dan menutupnya katup tersebut sesuai dengan temperatur evaporator

atau tekanan di dalam sistem.

Ada 2 tipe katup expansi yang sering dipergunakan:

a. Katup Expansi bentuk Siku / Kapiler

b. Katup Expansi bentuk Blok / Kotak

B. Evaporator

Fungsi evaporator kebalikan dari kondensor. Keadaan refrigerant

sebelum expansion valve masih dalam keadaan cair. Setelah tekanan

cairan turun, cairan mulai mendidih kembali sambil melewati sirip –

sirip pendingin evaporator, dan mendinginkan udara. Evaporator terbuat

dari alumunium.

Seperti halnya kondensor, evaporator konstruksinya sederhana

tetapi merupakan komponen penting didalam sistem pendingin.

Konstruksi dan kondisi operasi evaporator berada di sisi temperatur

rendah mempunyai efek yang besar efisiensi pendinginan.

Pembekuan dan pembentukan es terjadi terutama pada sirip (fin)

evaporator. Ketika udara hangat mengenai sirip – sirip evaporator dan

menjadi dingin sampai di bawah temperatur pengembunan, uap air

mengembun dan menempel pada sirip evaporator dalam bentuk tetesan

air. Bila pada saat ini sirip telah menuju dingin sampai di bawah nol

derajat, air yang menempel dapat menjadi es. Bila hal ini terjadi

efisiensi pemindahan panas pada evaporator akan turun, aliran udara

yang melewati evaporator berkurang dan kemampuan pendingin

menjadi rendah.

Type evaporator :

a. Type fin and tube

b. Type Serpentine

c. Type drawn cup

IV. ANALISIS HASIL PRAKTIKUM

A. Nama dan Konstruksi

Gambar 3. Evaporator dan katup ekspansi

1. Katup Ekspansi

Konstruksi :

Gambar 4. Konstruksi katup ekspansi

2. Evaporator

Konstruksi :

Gambar 5. Konstruksi evaporator

B. Fungsi

1. Katup ekspansi

Katup ekspansi antara lain berfungsi untuk :

a. Menjaga stabilitas kerja sistem AC terhadap perubahan beban

thermal (kapasitas pendinginan).

b. Mencegah superheating dan kerusakan kompresor akibat

penguapan yang kurang (refrigerant berlebihan).

c. Mengurangi tekanan refrigerant.

d. Mengatur sedikit banyaknya refrigerant yang masuk kedalam

evaporator.

2. Evaporator

Evaporator berfungsi kebalikan dengan condenser. Apabila

condenser berfungsi untuk mengubah refrigerant dari bentuk gas

ke cair, maka evaporator berfungsi untuk mengubah refrigerant

dari bentuk cair ke gas. Evaporator juga berfungsi sebagai tempat

menyerap panas dari udara sekitar. Panas tersebut berfungsi untuk

membantu mengubah refrigerant dari cair ke gas.

C. Nama-nama Bagian dan Fungsinya

1. Katup Ekspansi

a. Pressure spring

Pressure spring berfungsi untuk menahan valve ball agar tetap

dalam posisinya sehingga katup ekspansi dapat bekerja dengan

baik sesuai dengan fungsinya.

b. Valve ball

Valve ball berfungsi sebagai katup utama dalam sistem kerja

katup ekspansi, berfungsi untuk mengatur saluran refrigerant

sehingga tekanannyapun dapat diatur.

c. Diaphragm

Diaphragm berfungsi sebagai membran yang nantinya akan

mengatur banyak sedikitnya valve ball membuka saluran

refrigerant.

d. Diaphragm chamber

Diaphragm chamber berfungsi sebagai ruangan kerja untuk

selanjutnya bekerja sama dengan diaphragm untuk mengatur

bukaan valve ball.

e. Capiliary tube

Capiliary tube berfungsi untuk meneruskan sinyal dari sensor

panas (temperature sensing bulb) yang selanjutnya

meneruskannya ke ruangan diafragma.

f. Temperature sensing bulb

Temperature sensing bulb berfungsi sebagai sensor panas yang

nantinya komponen ini akan mendeteksi panas output

evaporator yang selanjutnya akan mengirimkan sinyal tersebut

untuk mengatur

Gambar 6. Nama-nama bagian katup ekspansi

2. Evaporator

a. Suction port

Suction port berfungsi sebagai saluran masuk refrigerant

setelah melewati katup ekspansi.

b. Tube

Tube berfungsi sebagai saluran alir refrigerant pada evaporator,

dan berfungsi juga sebagai pemindah panas.

c. Fin

Fin berfungsi untuk memaksimalkan perpindahan panas

refrigerant.

d. Discharge port

Discharge port berfungsi sebagai saluran keluar refrigerant

dari evaporator.

D. Cara Kerja

1. Katup ekspansi

Katup ekspansi berfungsi untuk mengatur jumlah aliran

refrigerant yang diuapkan di evaporator. Hal ini dilakukan oleh

valve ball. Gerakan valve ini diatur oleh akibat dari perbedaan

tekanan antara tekanan didalam sensing bulb dan jumlah tekanan

spring serta tekanan didalam evaporator.

Pada beban pendinginan tinggi (pada suhu ruangan tinggi),

tekanan gas pada keluaran evaporator tinggi. akibatnya suhu dan

tekanan pada sensing bulb juga tinggi. Selanjutnya akan menekan

ke bawah valve sehingga valve terbuka lebar, jumlah aliran

refrigerant besar. Sebaliknya ketika beban pendinginan rendah,

valve akan membuka sedikit sehingga aliran refrigerant akan kecil.

2. Evaporator

Cara kerja evaporator dibantu oleh blower. Evaporator

merupakan tempat refrigerant menyerap panas untuk merubah

dirinya menjadi gas.

Refrigerant setelah melalui katup ekspansi masuk kedalam

evaporator melalui suction port. Setelah itu kemudian refrigerant

mengalir melalui pipa (tube) pada evaporator. Pada saat di pipa

inilah terjadi penyerapan panas oleh refrigerant untuk merubah

bentuknya dari cair menjadi gas. Penyerapan panas ini dibantu

dengan sirip-sirip (fin). Karena terdapat penyerapan panas, maka

udara yang mengalir tersebut dingin (suhu rendah).

E. Pembongkaran, pemeriksaan, dan perakitan

Hal-hal mengenai pembongkaran, pemeriksaan, dan perakitan tidak

dilakukan. Hal ini dikarenakan obyek yang digunakan dalam praktikum

tidak memungkinkan untuk dilakukan sesuai dengan langkah kerja pada

jobsheet.

V. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

1. Katup ekspansi berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigerant untuk

memudahkan terjadinya perubahan wujud refrigerant sehingga dapat

menyerap udara sekitar.

2. Evaporator merupakan salahsatu komponen dalam sistem AC yang

berfungsi sebagai tempat refrigerant menyerap panas dari udara sekitar.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Daihatsu Astra Motor. . Training Manual Intermediate 2. Jakarta : PT. Daihatsu Astra Motor.

Toyota Astra Motor. 2003. Electrical Group. Jakarta : PT. Toyota Astra Motor.

Mahfudz Ramdoni dkk. 2009. Laporan Praktikum AC. Diambil 4 Mei 2014 dari http://unyftotomotifacpljrn.blogspot.com/2009/06/katup-ekspansi_17.html

. 2014. Pengertian dan Fungsi Katup Ekspansi pada Sistem AC. Diambil 2 Mei 2014 dari

http://blokkuiki.blogspot.com/2014/09/katup-expansi-ac-mobil.html

. 2014. Ekspansion Valve (Katup Ekspansi) dan Evaporator. Diambil 2 Mei 2014 dari http://coilku.com/expansion-valve-katup-ekspansi-dan-evaporator.html

. 2014. Komponen AC Mobil. Diambil 4 Mei 2014 dari http://otogembel.wordpress.com/2014/09/22/komponen-ac-mobil/

VII. LAMPIRAN