BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sistem pendingin secara umum berfungsi untuk mendinginkan suhu
mesin agar kondisi mesin tetap prima dan mobil bisa digunakan
dengan baik tanpa terjadi kerusakan, sistem pendingin ada tiga
macam yaitu: sistem pendingin air, sistem pendingin udara, dan
sistem pendingin oli. Dalam sistem pendingin udara terbagi menjadi
dua macam yaitu: pendingin udara alami dan pendingin udara buatan,
contohnya seperti pada pendingin sepeda motor yang menggunakan
pendingin udara alami untuk menyirkulasi panas yang ditimbulkan
oleh mesin, sedangkan pendingin udara buatan contohnya seperti pada
pendingin mobil yang menggunakan kipas di belakang radiator.
Sistem pendingin mesin juga memerlukan perawatan agar kondisi
sistem pendingin tetap baik dan berfungsi secara optimal, dalam
kehidupan sehari-hari masyarakat sudah terbisa menggunakan air
biasa untuk mengisi radiator dan tidak menggunakan radiator
coolant, hal ini yang menyebabkan komponen pendingin mesin mudah
rusak atau cepat berkarat terutama pada blok mesin, pompa air, dan
juga komponen yang lainnya akan cepat rusak, jika sudah rusak
komponen-komponen yang berkarat sulit untuk direparasi sehingga
peforma mobil akan sedikit berkurang gara-gara kinerja pendingin
mesin tidak sempurna, oleh sebab itu pendingin mesin perlu mendapat
perawatan yang lebih.Sistem pendingin sering di aplikasikan pad
suatu mesin atau komponen dan pada suatu daerah tu ruangan seperti
pusat keramaian dan lain lain.Dari begitu pentingnya ilmu tentang
sistem pendingin maka dilakukanlah praktikum prestasi mesin tentang
sistem pendingin.
1.2. Tujuan PraktikumAdapun tujuan dari praktikum ini yaitu:1.
Mengetahui sistem dan prinsip kerja dan sistem pendinginan.2. Dapat
membuat grafik hubungan COP dan yang diberikan.3. Memahami siklus
umum pada sistem pendingin.1.3. ManfaatAdapun mamfaat praktikum ini
sebagai berikut:1. Dapat mengetahui cara kerja dari sistem
pendingin2. Dapat memahami maksud dari siklus umum sistem
pendingin.
1.4 Sistematika PenulisanBab I PendahuluanBerisikan Latar
Belakang, Tujuan, Manfaat, Dan Sistematika penulisan.Bab II
Tinjauan pustaka.Berisikan teori umum, teori khusus dan teori alat
ukur.Bab III Metodologi PenelitianBerisikan Diagram alir, alat dan
bahan, asumsi serta langkah percobaan.Bab IV Hasil dan
PembahasanBerisikan Hasil dari percobaan dan pembahasan dari
praktikum.Bab V PenutupBerisikan kesimpulan dan saran dari
praktikum.DAFTAR PUSTAKA
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori UmumSistem pendinginan adalah suatu sistem yang
berfungsi untuk menjaga supaya temperatur mesin dalam kondisi yang
ideal. Mesin pembakaran dalam (maupun luar) melakukan proses
pembakaran untuk menghasilkan energi, mesin bukan instrumens yang
sempurna, panas hasil hasil dari pembakaran tidak semuanya
terkonveksi menjadi energi.Proses pembakaran yang berlangsung terus
menerus dalam mesin mengakibatkan mesin dalam kondisi temperatur
yang sangat tinggi. Temperatur sangat tinggi akan mengakibatkan
desain mesin menjadi tidak ekonomis, sebagian besar mesin juga
berada di lingkungan yang tidak terlalu jauh dengan manusia
sehingga menurunkan faktor keamanan. Temperatur yang sangat rendah
juga tidak terlalu menguntungkan dalam proses kerja mesin. Sistem
pendinginan digunakan agar temperatur mesin terjaga pada batas
temperatur kerja yang ideal.Prinsip pendinginan adalah melepaskan
panas mesin ke udara, tipe langsung dilepaskan ke udara disebut
pendinginan udara(air cooling), tipe menggunakan fluida sebagai
perantara disebut pendinginan air.Ada dua jenis sistem pendingin
menurut media yang digunakan,yaitu:1. Sistem pendingin udara sistem
ini sering di gunakan pada mesin kendaraan ringan2. Sistem
pendingin cairSistem ini kebanyakan digunakan pada kendaran diesel.
Sistem ini sering mulai digunakan pada kekdaraaan dari produk
baru.
Bagian-bagian utama dari sistem pendingin antara lain:1.
Radiator
Gambar 2.1 radiatorRadiatoradalah alatpenukar panasyang
digunakan untuk memindahkanenergi panasdari satu medium ke medium
lainnya yang tujuannya untuk mendinginkan maupun memanaskan.
Radiator yang kita kenal pada umumnya digunakan pada kendaraan
bermotor (roda dua atau roda empat), namun tidak jarang radiator
juga digunakan padamesinyang memerlukan pendinginan ekstra. Seperti
pada mesin mesin produksi atau mesin mesin lainnya yang bekerja
dalam kondisi kerja berat atau lama. Pada kendaraan baik motor atau
mobil radiator pada umumnya terletak di depan dan berada didekat
mesin atau pada posisi tertentu yang menguntungkan bagi system
pendinginan.2. Thermostat
Gambar 2.2 thermostatPada umumnya kerja mesin akan maksimum pada
suhu tertentu. Thermostat berfungsi untuk percepat tercapainya suhu
kerja mesin pada saat mesin dingin dan mempertahankan mesin saat
mesin dingin.3. Kipas pendingin
Gambar 2.3 kipas pendinginKipas pendingin: Radiator didinginkan
oleh aliran udara luar yang mengalir melewati sirip-siripnya. Pada
saat kendaraan berhenti aliran udara tidak akan cukkup untuk
mendinginkan radiator. Untuk mengatasi hal ini maka dibelakang
radiator dipasang kipas pendingin untuk membantu agar aliran udara
selalu cukup untuk mendinginkan radiator. Ada 2 jenis kipas yang
sering digunakan pada kendaraan yaitu kipas yang digerakan oleh
motor listrik dan kipas manual yang digerakan oleh poros engkol
mesin itu sendiri melalui talli kipas/V-belt.4. Pompa Air (Water
Pump)
Gambar 2.4 Pompa Air (Water Pump)
Berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin dengan jalan
membuat perbedaan tekanan antara saluran hisap dengan saluran tekan
yang terdapat padapompa. Pompa yang digunakan umumnya adalah type
sentrifugal. Pompa ini digerakan oleh poros engkel melalui tali
kipas atau v-belt.
Kegunaan dari sistem pendingin meliputi banyak faktor tetapi
yang paling utama adalah mendinginkan mesin yang sedang bekerja.
Pada saat mesin sedang bekerja perlu pendinginan karena untuk
mencapai kondisi yang ideal.Dapat dibanyangkan jika mesin atau
kendaraan tidak menggunakan atau dapat memiliki sistem pendingin
makxa kondisi idela tidak dapat dijangkau. Selain itu, kerusakan
pada mesin juga dapat terjadi dan akan mengganggu peforma dari
kendaraan.
2.2. Teori KhususA. sistem pendinginPada sistem pendingin
kompresi uap digunakan kompresor, sedangkan pada sistem pendingin
absibsi digunakan absorber dan generator. Uap bertekanan rendah
diserap di absorber, disingkat dengan pompa pemberian panas di
generator sehingga absorber dan generator dapat menggantikan fungsi
kompresor secara mutlak. Untuk melakukan proses kompresi tersebut,
sistempendingin kompresi uap memerlukan masukan energi panas. Oleh
sebab itu, siklus kompresi uap sering disebubt sebagai siklus yang
digerakan dengan kerja (WORK- OPERATED) dan siklus absorbsi disebut
sebagai siklus yang digerakan dengan panas (HEAT-OPERATED). Gambar
berikut menunjukan persamaan dan perbedaan antasa siklus kompresi
uap dengan siklus absorbsi.
Gambar 2.5. Perbedaan siklus kompresi uap dengan siklus
absorberSalah satu keunggulan sistem absorbsi adalah karena
menggunakan panas sebagai energi penggerak.panas sering disebut
dengan energi tingkat rendah (low level energy) karena panas
merupakan hasil akhir dari perubahan energ dan seringkali tidak
didaur ulang. Pemberian panas dapat dilakukan dengan berbagai cara,
seperti menggunakan kolektor surya,biomassa, limbah, atau dengan
boiler yang menggunakan energi komersial.1. Prinsip Kerja Siklus
AbsorbsiDasar siklus absorbsi disajikan pada gambar 2. Pada gambar
ditunjukkan adanya dua tingkat tekanan yang bekerja pada sistem,
yaitu tekanan rendah yang meliputi proses penguapan (di evaporator)
dan penyerapan (di absorber), dan tekanan tinggi yang meliputi
proses pembentukan uap (di generator) dan pengembunan (di
kondensor). Siklus absorbsi juga menggunakan dua jenis zat yang
umumnya berbeda, zat pertama disebut penyerap sedangkan yang kedua
disebut refrigeran. Selanjutnya, efek pendinginan yang terjadi
merupakan akibat dari kombinasi proses pengembunan dan penguapan
kedua zat pada kedua tingkat tekanan tersebut. Proses yang terjadi
di evaporator dan kondensor sama dengan pada siklus kompresi
uap
Gambar 2.6 bagan alir proses pendingin absorbsiKerja siklus
secara keseluruhan adalah sebagai berikut :Proses 1-2/1-3 :Larutan
encer campuran zat penyerap dengan refrigeran (konsentrasi zat
penyerap rendah) masuk ke generator pada tekanan tinggi. Di
generator panas dari sumber bersuhu tinggi ditambahkan untuk
menguapkan dan memisahkan refrigeran dari zat penyerap, sehingga
terdapat uap refrigeran dan larutan pekat zat penyerap. Larutan
pekat campuran zat penyerap mengalir ke absorber dan uap refrigeran
mengalir ke kondensor.Proses 2-7 :Larutan pekat campuran zat
penyerap dengan refrigeran (konsentrasi zat penyerap tinggi)
kembali ke absorber melalui katup cekik. Penggunaan katup cekik
bertujuan untuk mempertahankan perbedaan tekanan antara generator
dan absorber.Proses 3-4 : Di kondensor, uap refrigeran bertekanan
dan bersuhu tinggi diembunkan, panas dilepas ke lingkungan, dan
terjadi perubahan fase refrigeran dari uap ke cair. Dari kondensor
dihasilkan refrigeran cair bertekanan tinggi dan bersuhu
rendah.Proses 4-5 :Tekanan tinggi refrigeran cair diturunkan dengan
menggunakan katup cekik (katup ekspansi) dan dihasilkan refrigeran
cair bertekanan dan bersuhu rendah yang selanjutnya dialirkan ke
evaporator.Proses 5-6 : Di evaporator, refrigeran cair mengambil
panas dari lingkungan yang akan didinginkan dan menguap sehingga
terjadi uap refrigeran bertekanan rendah.Proses 6-8/7-8 : Uap
refrigeran dari evaporator diserap oleh larutan pekat zat penyerap
di absorber dan membentuk larutan encer zat penyerap. Jika proses
penyerapan tersebut terjadi secara adiabatik, terjadi peningkatan
suhu campuran larutan yang pada gilirannya akan menyebabkan proses
penyerapan uap terhenti. Agar proses penyerapan berlangsung
terus-menerus, absorber didinginkan dengan air yang mengambil dan
melepaskan panas tersebut ke lingkungan.Proses 8-1 :Pompa menerima
larutan cair bertekanan rendah dari absorber, meningkatkan
tekanannya, dan mengalirkannya ke generator sehingga proses
berulang secara terus menerus
2. Kombinasi Refrigeran Absorber pada Sistem Pendinginan
Absorbsi
Terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh kombinasi
refrigeran dengan zat penyerap untuk layak digunakan pada mesin
pendingin absorbsi. Diantaranya adalah :a. Zat penyerap harus
mempunyai nilai afinitas (pertalian) yang kuat dengan uap
refrigeran, dan keduanya harus mempunyai daya larut yang baik pada
kisaran suhu kerja yang diinginkan.b. Kedua cairan tersebut, baik
masing-masing maupun hasil campurannya, harus aman, stabil, dan
tidak korosif.c. Secara ideal, kemampuan penguapan zat penyerap
harus lebih rendah dari refrigeran sehingga refrigeran yang
meninggalkan generator tidak mengandung zat penyerapd. Refrigeran
harus mempunyai panas laten penguapan yang cukup tinggi sehingga
laju aliran refrigeran yang harus dicapai tidak terlalu tinggie.
Tekanan kerja kedua zat harus cukup rendah (mendekati tekanan
atmosfir) untuk mengurangi berat alat dan menghindari kebocoran ke
lingkungannya
Saat ini, terdapat dua kombinasi refrigeran-zat penyerap yang
umum digunakan, yaitu air-litium bromida (H2O-LiBr) dan amonia-air
(NH3-H2O). Pada kombinasi pertama, air bertindak sebagai refrigeran
dan litium bromida sebagai zat penyerap, sedang pada kombinasi
kedua, amonia bertindak sebagai refrigeran dan air sebagai zat
penyerap.
1) Sistem Litium Bromida airSistem litium bromida-air banyak
digunakan untuk pengkondisian udara dimana suhu evaporasi berada di
atas 0 C. Litium Bromida (LiBr) adalah suatu kristal garam padat,
yang dapat menyerap uap air. Larutan cair yang terjadi memberi
tekanan uap yang merupakan fungsi suhu dan konsentrasi
larutan.Hubungan antara entalpi dengan persentase Litium-Bromida
dalam larutan LiBr pada berbagai suhu larutan.Proses terjadi
kristalisasi larutan LiBr-H2O, yaitu pada keadaan yang mana larutan
mengalami pemadatan. Proses yang terjadi pada wilayah melewati
batas kristalisasi akan mengakibatkan pembentukan lumpur padat dan
penyumbatan sehingga mengganggu aliran di dalam pipa.
2) Sistem Air AmoniaSistem amonia-air digunakan secara luas
untuk mesin pendingin berskala kecil (perumahan) maupun industri,
yang mana suhu evaporasi yang dibutuhkan mendekati atau di bawah 0
C. Sistem amonia-air mempunyai hampir seluruh kriteria yang
diperlukan di atas, kecuali bahwa zat-zat tersebut dapat bersifat
korosif terhadap tembaga dan alloynya, serta sifat amonia yang
sedikit beracun sehingga membatasi penggunaannya untuk
pengkondisian udara.
Kelemahan sistem amonia-air yang paling utama adalah air yang
juga mudah menguap sehingga amonia yang berfungsi sebagai
refrigeran masih mengandung uap air pada saat keluar dari generator
dan masuk ke evaporator melalui kondensor. Keadaan ini dapat
menyebabkan uap air meninggalkan panas di evaporator dan
meningkatkan suhunya sehingga menurunkan efek pendinginan. Untuk
menghindari hal itu, mesin pendingin absorbsi dengan sistem
amonia-air umumnya dilengkapi dengan rectifier dan analyzer,
seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 2.7 Pendingin absorbsi sistem amonia airAmonia yang masih
mengandung uap air dari generator melalui rectifier, suatu
mekanisma yang bekerja seperti kondenser akibat adanya arus balik
uap air dari analyzer. Di sini, uap air yang mempunyai suhu jenuh
yang lebih tinggi diembunkan dan dikembalikan ke generator.
Selanjutnya amonia dan sejumlah kecil uap air diteruskan ke
analyzer, dimana uap air dan sebagian kecil amonia diembunkan dan
dikembalikan ke generator melalui rectifier, sedangkan amonia
diteruskan ke kondensor. Analyzer pada prinsipnya adalah suatu
kolom distilasi, yang umumnya menggunakan air pendingin dari
kondensor sebagai media pendingin.
Untuk dapat menghitung penampilan panas di dalam siklus
pendinginan absorbsi maka diperlukan data entalpi tiap kombinasi
refrigeran-zat penyerap yang digunakan.Perlu diperhatikan bahwa
pada diagram tersebut konsentrasi yang ditunjukkan adalah
konsentrasi NH3 di dalam larutan NH3-H2O, meskipun dalam hal ini
amonia berfungsi sebagai refrigeran dan air sebagai zat
penyerap.
B. Sistem Pendingin Kompresi Siklus pendingin kompresi uap
merupakan system yang banyak digunakan dalam system refrigrasi,
pada sistem ini terjadi proses kompresi, pengembunan, ekspansi dan
penguapan. Secara skematik system ditunjukkan pada gambar 4 dibawah
ini :
Gambar 2.8 skema sistem pendingin kompresiKompresi mengisap uap
refrigerant dari sisi keluar evaporator ini, tekanan diusahakan
tetap rendah agar refrigerant senantiasa berada dalam fasa gas dan
bertemperatur rendah. Didalam kompresor uap refrigerant ditekan
sehingga tekanan dan temperature tinggi untuk menghindarkan
terjadinya kondensasi dengan membuang energy kelingkungan. Energi
yang diperlukan untuk proses komporesi diberikana oloh motor
listrik atau penggerak mula lainnya. Jadi dalam proses kompresi
energy diberikan kepada uap refrigerant. Pada waktu uap refrigerant
diisap masuk kedalam kompresor temperature masih tetap rendah akan
tetapi ketika selama proses kompresi berlangsung temperature dan
tekanannya naik.Setelah mengalami proses komopresi, uap refrigerant
berkerja (fluida kerja ) mengalami proses kondensasi pada
kondensor. Uap refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi
pada akhirnya kompresi dapat dengan mudah dengan mendinginkannya
melalui fluida cair dan udara. Dengan kata lain uap refrigerant
memberikan panasnya kepada air pendingin atau udara pendingin
melalui dinding kondensor. Jadi dikarena air pendingin atau udara
pendingin menyerap panas dari refrigerant maka temperaturnya
menjadi tinggi pada waktu keluar dari kondensor. Selama refrigerant
mengalami perubahan dari fasa uap ke fasa cair tekanan dan
temperature konstan.Untuk menurunkan tekanan refrigaran cair dari
kondensor kita gunakan katup expansi atau pipa kapiler, alat
tersebut dirancang untuk suatu penurunan tekanan tertentu. Melalui
katup expansi refrigerant mengalami evaporasi yaitu proses
penguapan cairan refrigerant pada tekanan dan temperature rendah,
proses ini terjadi pada evaporator. Seelama proses evaporasi
refrigerant memerlukan atau mengambil bentuk energy panas dari
lingkungan atau sekelilingnya sehingga temperature sekeliling turun
dan terjadi prose pendinginan.Untuk memahami proses proses yang
terjadi pada mesin pendingin kompresi uap, diperlukan pembahasan
siklus termodinamika yang digunakan. Pembahasan diawali dengan daur
carnot yang merupakan daur ideal hingga daur kompresi uap
nyata.
1. Daur Carnot Daur carnot adalah daur reversible yang
didefinisikan oleh dua proses isothermal dan dua proses isentropic.
Karena proses reversible dan adiabatic, maka perpindahan panas
hanya terjadi selama proses isothermal. Dari kajian thermodinamika,
daur carnot di kenal dengan sebagai mesin kalor carnot yang
menerima energy kalor pada suhu tinggi, sebagian diubah menjadi
kerja dan sisanya dikeluarkan sebagai kalor pada suhu
rendah.Apabila daur mesin kalor carnor dibalik, yaitu proses
pengembalian panas dari daerah yang bersuhu rendah ke daerah yang
bersuhu tinggi. Skematis peralatan dan diagram T S daur refrigerasi
carnot :
Gambar 2.9 Skema siklus Daur Carnot
Keteranagan proses :1 2: kompresi adiabatic2 3: pelepasan panas
isothermal3 4: ekspansi adiabatic4 - 1: pemasukan panas
isothermal2. Daur Kompresi Uap IdealApabila daur carnot diterapakan
pada kompresi uap, maka seluruh proses akan terjadi dalam fasa
campuran. Untuk itu fluida kerja yang masuk kompresor diusahakan
tidak berupa campuran, yang tujuannya mencegah kerusakan.Pada daur
carnot ekspansi isentropic terjadi pada turbin, daya yang
dihasilkan digunakan untuk mengerakkan kompresor. Dalam hal ini
mengalami suatu kesulitan teknis, maka untuk memperbaikinya
digunakan katup ekspansi atau pipa kapiler dengan demikian proses
berlangsung pada entalpi konstan.
Gambar 2.10 Daur kompresi uap idealDimana :1 2: kompresi
adiabatic dan reversible, dari uap jenuh menuju tekana konstan2 -
3: pelepasan kalor reverseibel pada tekanan konstan, menyebabkan
penurunan panas lanjut dan pengembunan refrigerant.3 4: ekspansi
irreversible pada entalpi konstan,dari cairan jenuh menuju tekanan
evaporator.4 1: penambahan kalor reversible pada tekanan tetap yang
menyebabkan penguapan menuju uap jenuh.
3. Daur Kompresi Uap Nyata Daur kompresi uap nyata mengalami
pengurangan efisiensi dibandingkan dengan daur uap standart. Pada
daur kompresi uap nyata proses kompresi berlangsung tidak
isentropic, selam fluida berkerja melewati evaporator dan kondensor
akan mengalami penurunan tekanan. Fluida kerja mendinginkan
kondensor dalam keadaan sub dingin dan meninggalkan evaporator
dalam keadaan panas lanjut. Penyimpangan daur kompresi uap nyata
dari daur uap ideal dapat diperhatikan gambar dibawah ini :
Gambar 2.11 perbandingan antara siklus kompresi uap standart dan
nyata.Pada daur kompresi uap nyata preses kompresi berlangsung
tidak isentropic, hal ini disebabakan adanya kerugian mekanis dan
pengaruh suhu lingkungan selama prose kompresi. Gesekan dan belokan
pipa menyebebkan penurunan tekanan di dalam alat penukar panas
sebagai akibatnya kompresi pada titik 1 menuju titik 2 memerlukan
lebih banyak kerja dibandingkan dengan daur ideal (standart). Untuk
menjamin seluruh refrigerant dalam keadaan cair dalam sewaktu
memasuki alat ekspansi diusahakan refrigerant meniggalkan kondensor
dalam keadaan sub dingin. Kondisi panas lanjut yang meninggalkan
evaporator disarankan untuk mencegah kerusakan kompresor akibat
terisap cairan.
4. Bagian-Bagian Penting Mesin Pendingina. Kompresor
Gambar 2.12 kompresorKompresor memompa bahan pendingin ke
seluruh sistem. Gunanya adalah untuk menghisap gas tekanan rendah
dan suhu terendah dari evaporator dan kemudian menekan/ memampatkan
gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi,
lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja kompresor adalah untuk1)
Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di
evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap
lebih banyak panas dari sekitarnya.2) Menghisap gas bahan pendingin
dari evaporator, lalu menaikkan tekanan dan suhu gas bahan
pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas
tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya pada medium yang
mendinginkan kondensor.Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai
pada mesin-mesin pendingin yaitu :1. Kompresor Torak, kompresinya
dikerjakan oleh torak.2. Kompresor Rotasi, kompresinya dikerjakan
oleh blade atau vane dan roller3. Kompresor Centrifugal, kompresor
centrifugal tidak mempunyai alat-alat tersebut, kompresi timbul
akibat gaya centrifugal yang terjadi karena gas diputar oleh
putaran yang tinggi kecepatannya dan impeller.Ketiga macam
kompresor mempunyai keunggulan masing-masing. Pemakaiannya
ditentukan oleh besarnya kapasitas, penggunaannya, instalasinya dan
jenis bahan pendingin yang dipakai.b. Kondensor
Gambar 2.13 kondensorKondensor adalah suatu alat untuk merubah
bahan pendingin dari bentuk gas menjadi cair. Bahan pendingin dari
kompresor dengan suhu dan tekanan tinggi, panasnya keluar melalui
permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari
kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi
gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair.c.
Evaporator
Gambar 2.14 evaporatorEvaporator adalah suatu alat dimana bahan
pendingin menguap dari cair menjadi gas. Melalui perpindahan panas
dari dinding dindingnya, mengambil panas dari ruangan di sekitarnya
ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan
dikeluarkan lagi oleh kondensor.d. SaringanSaringan untuk AC dibuat
dari pipa tembaga berguna untuk menyaring kotoran-kotoran di dalam
sistem, seperti : potongan timah, lumpur, karat, dan kotoran
lainnya agar tidak masuk ke dalam pipa kapiler atau keran ekspansi.
Saringan harus menyaring semua kotoran di dalam sistem, tetapi
tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan atau membuat sistem
menjadi buntu.e. Pipa Kapiler
Gambar 2.15 pipa kapilerPipa kapiler gunanya adalah untuk :1)
Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa
tersebut.2) Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair
yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.f.
Keran Ekspansi
Gambar 2.16 katup ekspansiKeran ekspansi ada 2 macam1) Automatic
Expasion Valve2) Thermostatic Expansion ValveThermostatic
Exspansion Valve lebih baik dan lebih banyak dipakai, tetapi pada
AC hanya dipakai automatic expansion valve, maka disini kita hanya
akan membicarakan automatic expansion valve saja. Gunanya untuk
menurunkan cairan dan tekanan tekanan evaporator dalam batas-batas
yang telah di tentukan dengan mengalirkan cairan bahan pendingin
dalam jumlah yang tertentu ke dalam evaporator.2.3 Teori Alat
Ukura. Thermostat Sebuah termostat adalah alat yang digunakan untuk
mengendalikan kerja suatu perangkat lainnya pada suatu ambang suhu
tertentu. Alat ini banyak digunakan pada elemen produksi pada
industri maupun rumah tangga. Termostat berasal dari kata Yunani
termos panas dan statos berdiri. Termostat bekerja dengan cara
beralih dari pemanasan atau pendingin suatu alat atau mengatur
aliran perpindahan panas fluida yang diperlukan, untuk menjaga suhu
yang benar.Sebuah termostat bisa menjadi pengontrol suatu unit
untuk pemanas atau pendingin suatu kompon. Termostat bisa dibangun
dalam banyak cara dan dapat menggunakan berbagai sensor untuk
mengukur suhu. Output dari sensor kemudian mengontrol peralatan
pemanas atau pendingin. . Thermostat dirancang untuk dapat
menunjukkan besarnya suatu besaran suhu dalam skala pengukuran dan
dapat mengendalikan suatu perangkat external dimana pengendaliannya
dapat kita program pada suatu ambang suhu tertentu, sesuai dengan
karakteristik kebutuhan serta karakteristik kerja alat yang akan
dikendalikan.Termostat pertama kali diciptakan pada tahun 1883 oleh
Warren S. Johnson.
Thermostat dipasang pada blok silinder bagian atas dengan
sambungan selang. Thermostat bekerja pada suhu yang kurang dari 80C
. dan pada suhu tersebut thermostat membuka, sehingga air hanya
beredar disekeliling blok silinder tidak sampai ke radiator. Dengan
demikian suhu mesin dapat dikendalikan dan ini merupakan fungsi
thermostat sebagai pengendali suhu mesin.
Gambar 2.17 Thermostat
BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN
1.1 Siklus sistem pendingin
Gambar 3.1 siklus sistem pendingi
Diagram P-V
Gambar 3.2 diagram P-V
Keterangan1-2 : kompresi oleh kompresor untuk menaikkan
tekanan2-3 : penambahan panas3-4 : penurunan tekanan4-1 :
penyerapan kalor kedalam sistem yang ada dalam ruangan
1.2 Cara KerjaBerawal dari kompresor dimana kompresor berfungsi
untuk menghisap cairan tersebut kemudian masuk ke evaporator
kemudian mengkompresikan cairan tersebut menjadi uap panas.Uap
panas masuk kedalam kondensor kemudian didalam kondensoor uap
diubah menjadi cairan. Cairan tersebut kemudian masuk kedalm katup
exspansi agar fluida dapat diatur jumlahnya.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil4.1.1 Data Hasil PercobaanTabel 4.1 data hasil
percobaanNoBeban(watt)H1 (btu/lb)H2
(btu/lb)H3(btu/lb)H4(btu/lb)
1150116,2996139,334938,34711,062
2250116,4414142,363837,64359,6175
3350116,5778145,495738,04557,6685
4450116,4316146,713637,827758,98025
5550116,2283146,646938,3662510,441
6650117,9934143,875738,60677510,945
4.2 PerhitunganDari data percobaan yang dilakukan proses
perhitungan pada beban 150 watt.
1. Laju aliran massa refrigeran (m)M= = = 6,511745 lb/nr
2. Kapasitas kompresor ( Q komp )Q komp = m x ( h2-h1) x 0,001 =
6,511745 x (139,3349-116,2996) x 0,001 = 0,15 kw
3. Kapasitas kondensor (Q kond)Q kond = m x ( h2-h3) x 0,001 =
6,511745 x (139,3349-38,347) x 0,001 = 0,65761 kw
4. Efek refrigeran ( H efek )H efek = H1-H2 = 116,2296 139,3349=
- 23,0353 btu/lb
5. Laju aliran kalor pendingin ( Q vap)Q evap = m x ( h1-h4) x
0,001 = 6,511745 x (116,2996-11,062) x 0,001 = 0,68528 kw
6. Coeffisient of peformance Cop= ==4,56854
4.3 Tabel Hasil PerhitunganTabel dibawah ini adalah tabel hasil
perhitungan pada sistem.NoBeban (watt)M(lb/brQ komp(kw)Q kond(kw) H
efek(btu/lb)Q evap(kw)COP
11506,5117450,150,65761-23,03530,685284,56854
22509,6441640,251,00994-25,92241,030234,12091
335012,103230,351,30049-28,91791,318153,76616
445014,86030,451,61808-30,2821,596763,54836
555018,08990,551,95829-30,40861,913373,47886
665024,731470,652,60346-26,28232,637574,0578
Dari tabel 4.2 diatas, beban hasil perhitungan dengan beban yang
diberikan yaitu sebesar 150 w, 250 w, 350 w, 450 w,550 w, 650 w.
Dan didapatlah nilai perhitungan m ( laju aliran massa ) kapasitas
kompresor (Q komp) kapasitas kondensor (Q kond) efekrefrigeran (H
efek) laju aliran kalor pendinginan ( Q evap ) dan coeffisien
peformance (cop).
4.4 GrafikGrafik 4.1 perbandingan beban vs laju aliran
massa.
Grafik 4.2 perbandingan beban vs Q kompresor
Grafik 4.3 perbandingan beban vs Q kondensor
Grafik 4.4 perbandingan beban vs efek refrigeran
Grafik 4.5 perbandingan beban vs Q evaporator
Grafik 4.6 Berikut perbandingan beban vs cop
4.5 PembahasanDari data yang telah didapat. Dengan dilakukannya
6 kali percobaan denagn 6 pembebanan yang berbeda beda yaitu, 150
watt, 250 watt, 350 watt, 450 watt, 550 watt dan 650 watt. Dari
tabel akan dilakukan perhitungan Q kompresor, Q kondensor, efek
refrigeran, laju aliran kalor pendingin ( Q evaporator) dan COP
(coeffisien of peformance).Pada grafik 4.1 nilai yang didapat
tertinggi adalah pada beban 650 watt dengan nilai sebesar 24,73147
lb/hr, dan nilai yang didapat terendah adalah pada beban 150 watt
dengan nilai sebesar sebesar 6,511745 lb/hr.Pada grafik 4.2 nilai
kapasitas kompresor yang tertinggi didapat pada beban 650 watt
dengan nilai sebesar sebesar 0,65 kw dan nilai yang didapat
terendah terendah adalah pada beban 150 watt dengan nilai sebesar
sebesar 0,15 kwPada grafik 4.3 nilai yang tertinggi didapat pada
beban 650 watt dengan nilai sebesar 2,60346 kw dan nilai terendah
didapat pada beban 150 watt dengan nilai sebesar 0,65761 kw.Pada
grafik 4.4 nilai tertinggi didapat pada beban 550 watt dengan an
nilai -30,4086 btu/lb yang tertinggi. Sedangkan nilai yang terendah
didapat pada beban 150 watt dengan nilai sebesar -23,0353
btu/lbPada grafik 4.5 nilai yang tertinggi didapay pada beban 650
watt dengan nilai sebesar 2,63757 kw dan nilai yang terendah
didapat pada beban pada beban 150 watt dengan nilai sebesar sebesar
0,68528 kw.Pada grafik 4.6 niali yang tertinggi didapat pada beban
150 watt dengan nilai sebesar 4,56854, dan sedangkan nilai yang
terendah didapat pada beban 550 watt dengan nilai sebesar 3,47886
kw.Dari hampir semua perhitungan yang telah dilakukan menghasilkan
nilaiyang bebeda beda dan nilai yang tertinggi didapat pada beban
650 watt dan nialai yang terendah didapat pada beban 150 watt.
Berarti sistem pendingin yang baik jika beban sekitar 650 watt.BAB
VPENUTUP
5.1 Kesimpulan1. sistem pendingin adalah sebuah sistem yang
berguna untuk menjaga suatu temperatur dari sebuah sistem supaya
tetap ideal. 2. dari hasil perhitungan didapat nilai M = 24,73147
lb/hr pada 650 wattQ komp = 0,65 kw pada 650 wattQ kond = 2,60346
kw pada 650 wattH efek = -30,4083 btu/lb pada 550 wattQ evap =
2,63757 kw pada 650 wattCop = 4,56854 pada 150 watt5.2Saran1.
sebaiknya dilakukan pengukuran secara langsung.2. sebaiknya
langsung melakukan praktikum supaya praktikan mengerti.
DAFTAR PUSTAKATim asisten 2015, modul praktikum prestasi mesin
bengkulu, laboratorium konversi energi unuversitas bengkuluYunus
A,Cengel.1989.Thermodynamics an Engineering Approach.England: MC.
Graw Hill Book and
Corporation.https://www.google.co.id/sistem-pendingin/