Upload
muhammad-miftakhudin
View
91
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
UJI PERFORMA SPLIT TYPE AIR CONDITIONING SANYO SAP-C97654
PADA WORKSHOP PENDINGIN DAN TATA UDARA
Laporan Praktikum
disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Teknik Refrigerasi
(RT441)dengan dosen pengampu mata kuliah Ega Taqwali Berman, S. Pd.,
M.Eng.
Disusun oleh:
Bagiawati Rahayu P.
Muhammad Miftakhudin
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2014
I. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini diantaranya :
1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja dari mesin pendingin AC.
2. Mahasiswa dapat mengoperasikan mesin tata udara (Air Conditioning)
dengan baik.
3. Mahasiswa dapat menguji performa mesin pendingin AC dengan
menggunakan sebuah ruang ruang uji berukuran 80 X 80 X 120.
4. Mahasiswa dapat menganalisis hasil uji performa dari data-data yang
didapat saat pengujian.
II. Landasan Teori
Seperti pada umumnya sistem pengkodisian udara menggunakan sistem
kompresi uap sederhana yang memiliki 4 komponen utama dan beberapa
komponen pembantu. Pengkondisian udara adalah perpindahan kalor dari suatu
tempat ke tempat lain yang lebih rendah temperaturnya melalui perubahan phasa
dan biasanya temperatur dalam pengkondisian udara di atas 0o atau dari 15oC -
27oC.
Prinsip kerja siklus pengkondisian udara sama dengan siklus refigerasi,
dimana cairan refrigeran yang mengalir di evaporator menyerap kalor dari
ruangan sehingga cairan tersebut berubah fasa menjadi uap. Setelah itu uap
refrigeran dihisap oleh kompresor yang kemudian uap refrigeran dimampatkan
agar diperoleh uap refrigeran yang memiliki kalor dan tekanan yang tinggi. Lalu
uap refrigeran bertekanan tinggi tersebut melalui kondeser untuk membuang kalor
dari ruangan. Keluar dari kondenser kalor dan tekanan dari refrigeran berkurang.
Ketika kondenser membuang kalor, refrigeran uap berubah fasa menjadi cairan
kembali tetapi tekanannya tetap tinggi. Kemudian refrigeran cair dialirkan ke
katup ekspansi. Ketika cairan refrigeran mengalir melalui katup ekspansi,
tekanannya berubah menjadi turun. Tekanan refrigeran cair turun, diikuti oleh
turunnya temperatur, sehingga refrigeran itu siap kembali menerima panas.
1
Komponen utama sebuah siklus pengkondisian udara yaitu kompresor,
kondesor, katup ekspansi dan evaporator. Komponen pembantu dalam sistem
pengkondisian udara adalah akumulator, thermostat atau thermistor, fan motor,
blower, thermometer digital, refrigeran dan komponen kelistrikan ac split seperti
PCB kontrol dan kapasitor fan motor.
Pengkondisian udara jenis split adalah merupakan pengkondisian udara di
mana condesing unit dan fan coil unitnya ditempatkan secara terpisah sehingga
kedua unit ini dihubungkan dengan menggunakan pipa refrigeran dan rangkaian
kontrol listrik. Mesin pengkondisian udara jenis split terdiri atas berbagai macam
tipe, namun yang banyak digunakan adalah tipe dinding (wall mounted).
Komponen fan coil unit atau sering disebut indoor unit terdiri dari evaporator
dengan sirip, blower, saringan udara, thermostat ruangan, thermostat pipa dan
PCB kontrol yang terletak dalam satu unit (casing). Dan komponen condesing
unit atau outdoor unit terdiri dari kompresor, pipa kondensor dengan sirip-sirip,
fan kondensor, akumulator, OMP, kapasitor kompresor, kapasitor fan dan
komponen listrik lainnya.
A. KOMPONEN UTAMA
1. Kompresor
Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin
(refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor
itu sendiri selain memompa baham pendingin adalah untuk menaikan
tekanan dari uap refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi
dari evaporator yang menyebabkan pepindahan kalor dapat terjadi.
Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka
waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem
pengkondisian udara kompresi uap. Suatu mesin pengkondisian udara
tergantung pada kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas
refrigeran yang perlu disirkulasikan.
Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem pengkondisian udara dan sitem refrigerasi
2
kompresi uap, yaitu: kompresor torak (reciprocating compressor), kompresor rotari (rotary compressor), kompresor sentrifugal (centrifugal compressor), kompresor screw, dan kompresor scroll. Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem pengkondisian udara dan sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu: kompresor hermetik, kompresor semi hermetik, dan kompresor open type.
Di dalam sistem pengkondisian udara dengan AC split seperti pada praktek ini, kompresor yang sering digunakan adalah kompresor pada gambar 1 yang berjenis hermetic compressr, karena selain harganya murah, kompresor jenis ini juga tidak membutuhkan tempat yang besar dalam hal pemasangan. Kompresor pada AC split ini berdasarkan cara kompresinya menggunakan kompresor torak dan berdasarkan konstruksinya yaitu tipe hermetic.
Dalam kompresor terdapat 2 kumparan, yaitu kumparan utama dan kumparan pembantu, kedua kumparan ini memiliki fungsi yang berbeda. Apabila kumparan pembantu memiliki fungsi yaitu untuk membantu start motor listrik, sedangkan kumparan utama terus menggerakan rotor dari start sampai motor listrik tidak dialiri arus listrik. Kompresor pada rumahnya memiliki 3 buah terminal, yaitu terminal C,S, dan R. Dari hubungan kabel dan kerja alat listrik, kompresor dapat dijalankan karena dibantu komponen listrik yang menyatu pada luar rumah kompresor. Komponen-komponennya antara lain: Start relai, merupakan suatu alat listrik yang berfungsi untuk mengatur
motor listrik pada waktu mula-mula start.
3
Gambar 1. Kompresor hermetic(sumber: dokumen pribadi)
Overload, fungsinya sebagai sekering otomatis atau pengendali agar
arus listrik tak berlebih dan juga menjaga kompresor dari panas yang
berlebih di kompresor.
Start kapasitor, merupakan suatu alat listrik yang dapat menyimpan
arus untuk dipakai dalam start kompresor.
2. Kondensor
Kondensor adalah alat di mana refrigeran didinginkan sehingga
mengembun. Prinsip kerjanya sangat sederhana, yaitu panas pengembunan
dibuang ke udara sekeliling secara alami karena adanya perbedaan
temperatur refrigeran dengan udara sekeliling. Jenis kondensor yang
digunakan pada mesin pengkondisian udara dan umumnya rumah tangga
atau komersial adalah jenis pipa dengan sirip-sirip (tube and fins
condenser).
Di kondensor uap refrigeran bertekanan tinggi didinginkan pada
temperatur kondensasi dengan melepaskan kalor sensibel. Kalor yang
dilepaskan itu pada kalor latennya akan menyebabkan uap refrigeran
mengembun jadi cairan.
Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser
dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
Kondensor berpendingin air (water cooled condenser). Kondensor
berpendingin air dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu kondensor
yang air pendinginnya langsung dibuang dan kondensor yang air
pendinginnya disirkulasikan kembali. Sesuai dengan namanya, kondensor
yang air pendinginnya langsung dibuang, maka air yang berasal dari suplai
air dilewatkan ke kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di
suatu tempat dan tidak digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air
pendinginnya digunakan kembali, maka air yang keluar dari kondensor
dilewatkan melalui menara pendingin (cooling tower) agar temperaturnya
turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke dalam kondensor, demikian
seterusnya secara berulang-ulang.
4
Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser). Ada dua
metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah dan
konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah
mempunyai laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah,
karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu.
Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil
seperti kulkas, freezer untuk keperluan rumah tangga, dll. Kondensor
berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam
mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor
berpendingin udara konveksi paksa. Dalam AC Split pada gambar 2 ini
kondensor yang digunakan adalah kondensor berpendingin udara dengan
metode mengalirkan udara dengan paksa. Bentuk atau konstruksi dari
kondeser dengan pendingin udara ada tiga macam, yaitu: Pipa dengan jari-
jari penguat, pipa dengan pelat besi, pipa dengan sirip-sirip. Dalam AC
split menggunakan kondensor dengan pipa sirip-sirip.
Kondenser berpendingin air dan udara (campuran). Bekerjanya
sama dengan kondensor jenis penguapan air. Hanya saja disini air diatur
oleh suatu klep dan hanya bekerja dengan adanya ketidakmampuan dari
udara pendinginan untuk mencapai suhu pendinginan yang dikehendaki.
3. Katup Ekspansi
Alat kontrol refrigeran yang dipakai dalam AC split pada gambar 3
yaitu alat kontrol thermal expansion valve (TXV). Tabung kontrol, pipa
5
Gambar 2. Kondenser AC Split(sumber: dokumen pribadi)
kapiler dan ruangan di atas membran diisi dengan cairan khusus yang
sensitif terhadap perubahan temperatur, tabung kontrol dan pipa kapiler ini
didempetkan dengan pipa keluar evaporator.
Bila temperatur evaporator rendah, tekanan cairan di atas membran
tidak mampu melawan tekanan pegas, katup jarum menutup saluran masuk
ke evaporator, penguapan zat pendingin terhenti temperatur evaporator
naik kembali.
Sebaliknya pada saat temperatur evaporator naik, tekanan cairan di
atas membran akan naik pula, sampai melebihi tekanan pegas, katup
terdorong ke bawah, sehingga saluran terbuka.
4. Evaporator
Evaporator adalah suatu alat dimana terjadi proses penguapan pada
refrigeran. Evaporator menyerap kalor dan dibuang di kondensor. Fungsi
dari evaporator adalah menyerap kalor dari udara sekeliling di dalam
ruangan yang dikondisikan. Karena kalornya diserap maka temperatur di
sekelilingnya menjadi dingin. Sedangkan refrigeran yang menyerap kalor
akan berubah phasa dari cairan manjadi gas (menguap) bertekanan rendah.
Panas yang diperlukan untuk penguapan diperoleh dari benda atau media
yang akan didinginkan. Proses penyerapan kalor ini menyebabkan
penurunan temperatur pada benda atau media yang akan didinginkan.
6
Gambar 3. Thermal Expansion Valve AC Split(sumber: dokumen pribadi)
Berdasarkan prinsip kerjanya evaporator dibagi menjadi dua, yaitu
evaporator banjir dan evaporator kering. Sistem pengkondisian udara jenis
split banyak digunanakan evaporator kering pada gambar 4 dengan jenis
kontruksi pipa menggunakan sirip-sirip. Selain evaporator kering dengan
kontruksi jenis pipa menggunakan sirip-sirip terdapat juga jenis evaporator
permukaan datar dan jenis pipa polos.
B. KOMPONEN TAMBAHAN
Komponen tambahan pada AC split ini, yaitu:
1. Blower
Kipas sentrifugal atau blower pada gambar 5 diletakkan di dalam
ruangan. Fungsi blower adalah meniup udara dingin di dalam ruangan.
Sama seperti fan motor, blower pun mempunyai motor listrik yang
berfungsi memutarkan blower tersebut.
7
Gambar 5. Blower AC Split(sumber: dokumen pribadi)
Gambar 4. Evaporator AC Split(sumber: dokumen pribadi)
2. Fan Motors
Fan motor pada bambar 6 terdiri dari motor listrik yang salah satu
ujung porosnya menonjol ke luar. Pada poros tersebut dapat ditambahkan
daun kipas. Gunanya untuk membuat sirkulasi udara di dalam atau
mendorong udara melalui kondensoer. Untuk mendapat aliran udara yang
efisien, kondensor harus diberi rumah atau penutup, agar udara tidak
mengalir dari samping kondensor.
Fan motor pada umumnya mempunyai empat buah kutub.
Diameter porosnya untuk daun kipas ¼ inci dan berulir. Daun kipas dibuat
dari alumunium atau plastik dengan diameter 6-10 inci. Jumlah daun kipas
2-5 buah. Daun kipas harus dibuat yang seimbang, agar pada waktu
berputar tidak boleh menimbulkan suara. Pada setiap fan motor pasti
terdapat start kapasitor, yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik yang
nantinya digunakan untuk membantu start motor listrik pada fan motor.
3. Akumulator
Suatu tabung pengumpul bahan pendingin dari evaporator dimana
refrigeran berphasa cairan dan gas dipisahkan.. Akumulator (gambar 7)
dapat memisahkan atau mengumpulkan bahan pendingin cair pada bagian
bawah. Dari akumulator hanya bahan pendingin gas yang dapat mengalir
melalui saluran hisap ke kompresor.
8
Gambar 6. Fan Motor Kondenser AC Split(sumber: dokumen pribadi)
4. Refrigeran
Refrigeran yang dipakai dalam sistem ini yaitu R-22 (gambar 8),
dimana spesifikasi R-22, yaitu: Titik didih -41,4 oF (-40,8 oC) pada 1 atm.
Tekanan penguapan 28,3 psig pada 5oF dan tekanan kondesasi 158,2 psig
pada 86oF. Kalor laten uap 100,6 Btu/lb pada titik didih.
5. Strainer
Strainer atau disebut juga saringan dalam sistem air conditioning
gunanya untuk menyaring kotoran di dalam sistem, agar tidak masuk ke
dalam pipa kapiler dan kompresor. Saringan harus menyaring semua
kotoran pada sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan
atau membuat sistem menjadi buntu.
9
Gambar 7. Akumulator AC Split(sumber: dokumen pribadi)
Gambar 8. Refrigeran AC Split(sumber: dokumen pribadi)
Pengolahan data yang diperoleh dapat di ketahui performa dari sistem yang
dianalisis dengan rumus-rumus yang dapat digunakan berdasarkan diagram ph
sebagai berikut:
1. Efek Refrigerasi (RE)
RE = h2 – h1
2. Kerja Kompresi (Wk)
Wk = h3 – h2
3. Panas yang dibuang kondensor (Qc)
Qc = h3 – h5
4. Koefisien unjuk kerja (COP)
COP = ℜ
Wk
5. Berat refrigeran yang dialirkan (m)
m = 200ℜ
6. Daya teoritis (Hp)
Hp = (m xWk)
42,42
7. Volume uap yang dikompresi (Vuap)
Vuap = m x Vuap
8. Panas kompresi
Q2 = m x Wk
9. Jumlah panas yang dilepas kondensor
Q3 = m x Q
10
III. Alat dan bahan.
Alat dan bahan yang perlukan dalam pengujian ini diantaranya :
A. Alat :
1. Manifold gauge
2. Test pen
3. Kunci Pas
4. Kunci L
5. Obeng +
6. Obeng -
7. Thermometer infrared
8. Terminal listrik
9. Timer/stopwatch
10. Thermometer digital
11. Humidifier
12. Ampere meter
13. Remote AC Split
14. Vacuum pump
15. Flaring and swaging tool
B. Bahan :
1. Refrigerant R-22
2. Thermalflex
3. Duct Tape
4. Service Valve
5. Cabel NYM
11
IV. Langkah Kerja
UNTUK LANGKAH KERJA
MISAH BAG.
TAPI HALAMAN NYA TETAP
DICANTUMKAN.
YG INI JANGAN DI PRINT.
PRINT YANG JOB SHEET AJA.
OK???
12
V. Data Hasil Percobaan
Data yang diperoleh saat praktikum, yaitu:
No Parameter Waktu Uji (Menit ke-)
4 9 14 19 24 29 34 39
1 Ps (psia) 74,7 75,7 75,7 76,7 76,7 76,7 75,7 75,7
2 Pd (psia) 182,7 179,7 177,7 177,7 177,7 174,7 174,7 172,7
3 T evap (oC) 24 19 17 17 16 16 15 14
4 Arus (A) 3.8 3.8 3.8 3.7 3.7 3.8 3.6 3.7
Keterangan :
Waktu = waktu dihitung dari awal drain
Ps = tekanan suction (tekanan rendah)
Pd = tekanan discharge (tekanan tinggi)
T evap = suhu yang dicapai evaporator
Arus = arus yang mengalir ke sistem
23
VI. Analisis Data
WaktuMenit ke-
hA=hB
BTU/lbhC
BTU/lbhD
BTU/lbRE
BTU/lbWK
BTU/lbM
lb/minhp COP
4 75 112,5 127 37,5 14,5 5,33 1,82 2,59
9 72,5 112 126,5 39,5 14,5 5,06 1,73 2,72
14 70,5 112 126 41,5 14 4,82 1,59 2,96
19 70,5 111,5 125 41 13,5 4,88 1,55 3,04
24 70,5 111,5 125 41 13,5 4,88 1,55 3,04
29 70 111,5 127 41,5 15,5 4,82 1,76 2,68
34 70 112 126 42 14 4,76 1,57 3
39 69 112 125,5 43 13,5 4,65 1,48 3,19
4 9 14 19 24 29 34 390
5
10
15
20
25
30
Hubungan Temperatur Evaporator dengan Waktu
T evaporator
Waktu (menit ke-)
Tem
pera
tur (
oC)
24
4 9 14 19 24 29 34 393435363738394041424344
Hubungan Efek Refrigerasi dengan Waktu
RE (BTU/lb)
Waktu (menit ke-)
RE (B
TU/l
b)
4 9 14 19 24 29 34 3913
13.2
13.4
13.6
13.8
14
14.2
14.4
14.6
Hubungan Kerja Kompresi dengan Waktu
WK (BTU/lb)
Waktu (menit ke-)
WK
(BTU
/lb)
25
4 9 14 19 24 29 34 394.2
4.4
4.6
4.8
5
5.2
5.4
Hubungan Massa Refrigeran yang disirku-lasikan dengan Waktu
m (lb/min)
Waktu (menit ke-)
Mas
sa (l
b/m
in)
4 9 14 19 24 29 34 390
0.20.40.60.8
11.21.41.61.8
2
Hubungan Daya dengan Waktu
HP
Waktu (menit ke-)
Daya
26
4 9 14 19 24 29 34 390
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
COP
COP
Waktu (menit ke-)
COP
(%)
27
VII. Temuan Praktikum
28
VIII. Simpulan
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan
bahwa semakin kecil temperatur yang di setting maka waktu yang dibutuhkan
untuk penurunan setiap 1 0C akan semakin lama. Selain itu, semakin kecil
temperatur untuk mencapai temperatur yang di setting kondisinya semakin
positif akan tetapi kompresor akan semakin berat bekerjanya sehingga
overload harus mematikan kerja kompresor untuk menjaga komresor agar tidak
rusak.
IX. Saran
Beberapa saran yang dapat kami berikan selama praktek refrigerasi dasar
adalah sebagai berikut:
1. Mahasiswa harus solid saat praktek sehingga waktu yang tersedia tidak
terbuang percuma dan membuat mahasiswa memiliki pengalaman saat
praktek.
2. Perencanaan sebelum memulai praktek harus baik sehingga tidak terjadi
hambatan saat praktek
3. Pengambilan data minimal 2x agar data yang didapat lebih akurat.
29
X. Referensi
Berman, T. Ega & Gunawan, R. ( - ). Bahan Ajar AC Room. Bandung: Tidak
diterbitkan.
Hasan, Syamsuri, dkk. (2008). Sistem Refrigerasi dan Tata Udara Jilid 2.
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.
30