LAPORAN PRAKTIKUM MATA KULIAH SISTEM AC KATUP EKSPANSI DAN EVAPORATOR Oleh : M. Satria Jaya 12509134001 C2 PROGRAM STUDI TEKNIK OTOMOTIF D-3 FAKULTAS TEKNIK
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