8/3/2019 LAP_HVAC

1/5

1. TUJUAN1) Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja dari HVAC2) Mahasiswa mampu mengukur dan menghitung besarnya COP Pendinginan

dan COP heat pump.

3) Mahasiswa dapat mengukur dan menghitung efektifitas atau efisiensi darikondensor, evaporator, dan kompresor.

2. DASAR TEORIGambar Skematis pengujian

Mesin pompa panas yang digunakan dalam percobaan ini adalah jenis siklus

tekanan uap rankine. Secara skematis peralatan pengujian diperlihatkan seperti

gambar berikut :

V106

V104

HP / LP

V103

V102

FAN

EVAPORATORTA3 TA4

FILTER

AIRAIR

AIR HANDLING UNIT

TA1

TA2

CONDENSATE DRAIN

P5

TF5

SOLENOID

VALVE

SIGHT

GLASS

ORIFICE P

FLOWMETER

F1

HEAT

EXCHANGER

TF8

V105

FILTER / DRIER

V107

TF1

TF3

P1 P2

COMPRESSOR

CUTOUT SWITCHCONDENSOR

V110

PSV

TW8TW7

FLOWMETERF2

V101

WATER

F7

TF7

TF2

TF6

THERMOSTATIC

EXPANSION VALVE

TF4

8/3/2019 LAP_HVAC

2/5

Penjelasan :

1. Bahan pendingin (Refrigerant) yang digunakan adalah R-12.2. Kompressor berupa kompressor torak, semi hermetic dengan pendinginan udara.

Kapasitas 9,46 m3/jam pada putaran 1450 rpm.

3. Motor listrik tiga fasa 415 Volt 50 Hz dengan daya maksimum 2,5 kW.4. AHU (Air Handling Unit)

Kipas udara terpasang pada AHU derngan 3 kecepatan yang berbeda. Maksimum laju

udara yang dihasilkan adalah 0,37 m3/detik. Termometer berfungsi mengukur

temperature bola kering dan basah yang terpasang pada saluran masukan dan keluaran

AHU. Meter orifice yang dapat di pindah-pindah terpasang pada masukan saluran

AHU.

5. Kondensor, type shell dan tabung (tube).

Ada 14 titik temperatur pada saluran yang di amati yang ditunjukkan dengan digital yaitu :

TA1 = temperature bola kering udara masuk.

TA2 = temperatur bola basah udara masuk.

TA4 = temperatur bola kering udara keluar.

TA5 = temperatur bola basah udara keluar.

Tw7 = temperatur air masuk kondensor.

Tw8 = temperatur keluar kondensor.

Tf1 = temperatur fluida refrigerant masuk kompressor.

Tf2 = temperatur fluida refrigerant keluar kompressor.

Tf3 = temperatur fluida refrigerant keluar dari pendingin.

Tf4 = temperatur fluida refrigerant keluar dari HE.

Tf5 = temperatur fluida refrigerant masuk ke katup expansi.

Tf6 = temperatur fluida refrigerant masuk ke evaporator.

Tf7 = temperatur fluida refrigerant keluar evaporator

Tf8 =temperatur fluida refrigerant masuk setelah melakukan penukaran panas kembali.

Empat meter tekanan yang bekerja secara analog untuk mengetahui tekanan fluidakerja.

Laju aliran air di ukur menggunakanflowmeter. Laju aliran udara di ukur dengan meter orifice yang di lengkapi dengan manometer.

8/3/2019 LAP_HVAC

3/5

Meter daya digunakan untuk mengukur daya kompressor.

Dilengkapi juga 9 katup kendali,

V101

= katup kendali aliran air.

V102 = katup untuk menghentikan keluaran fluida kerja dari kondensor.

V103 = katup untuk menghentikan keluaran fluida kerja dari kompressor.

V104 = katup untuk menghentikan masukkan fluida kerja dari kompressor.

V105 = katup untuk menghentikan keluaran fluida kerja dari kompressor.

V106 = katup expansi.

V107 = katup untuk mengisi kembali fluida kerja.

V108 = katup expansi otomatis.

Siklus termodinamika

Prinsip kerja Heat Pump :

1. Fase berubah dari cairan ke uap dan dari uap ke cair.2. Temperatur pengembunan dan penguapan suatu zat tergantung tekanan. Makin tinggi

tekanan makin tinggi temperatur penguapan maupun pengembunan.

Prinsip kerjanya sebagai berikut :

Refrigerant setelah melalui pompa hampa di embunkan dan di kembalikan ke cairan.

Refrigerant yang telah di embunkan kemudian di lewatkan ke ketel penguapan dan

refrigerant aka mulai menguap lagi.

Dalam usaha mengembunkan kembali uap, perlu menaikkan tekanan pada kondensor

dengan menggunakan pompa maka sistem akan mempunyai tekanan di atas atmosfer.

Dengan tekanan semakin tinggi, volume spesifik uap makin kecil sehingga volume

kompressor lebih kecil juga pipa-pipa dan HE.

Fluida kerja dimampatkan kedalam kompressor dari tingakt 1 menjadi 2. Pada

tekanan tinggi ini fluida kerja di dinginkan dengan udara di kompressor dan air

pendingin di kondensor pada takanan tetap. Kemudian fluida kerja dilewatkan kr HE

hingga kondisi pendinginan lanjut.

Fluida kerja di expansikan dengan katup expansi sehingga tekanan akan turun dan

terjadi penguapan di evaporator pada AHU.

8/3/2019 LAP_HVAC

4/5

Pada proses penguapan, fluida kerja akan mengambil panas dari udara yang di

lewatkan AHU. Sebagai penyempurna fluida berbentuk uap maka di lewatkan ke HE

sebelum ke kompresor.

Proses yang terjadi pada siklus refrigrasi kompresi uap

1. Proses Kompresi (1-2)Proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik. Kondisi awal

refrigeran pada saat masuk kompresor adalah uap jenuh bertekanan tinggi.Oleh

karena proses ini dianggap isentropik,maka temperatur ke luar kompresor pun

meningkat.Besarnya kerja Kompresi persatuan massa refrigeran bisa dihitung dengan

rumus :qw = h1-h2

dimana : qw = besarnya kerja kompresi yang dilakukan(kJ/kg)

h1 = entalpi refrigeran saat masuk refrigeran (kJ/kg)

h2 = entalpi refrigeran saat keluar refrigeran (kJ/kg)

2. Proses Kondensasi (2-3)Proses ini berlangsung di kondensor.Refrigeran yang bertekanan dan

bertemperatur tinggi keluaran dari kompresor membuang kalor sehingga fasanyaberubah menjadi cair.Hal ini berarti bahwa di kondensor terjadi penukaran kalor

antara refrigeran dengan udara,sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara

pendingin dan akhirnya refrigeran mengembun menjadi cair.

Besar panas persatuan massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor

dinyatakan sebagai :

qc = h2 - h3

dimana : qc = besarnya panas dilepaskan di kondensor (kJ/kg)

h1 = entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)

h2 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

4

3

1

P

h

2

8/3/2019 LAP_HVAC

5/5

3. Proses Ekspansi (3-4)Proses ini berlangsung secara isoentalphi,hal ini berarti tidak terjadi

penambahan entalphi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur. Proses

penurunan tekanan terjadi pada katup ekspansi yang berbentuk pipa kapiler atauorifice yang berfungsi mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan

h3 = h4

4. Proses Evaporasi (4-1)

Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar isotermal. Refrigerant

dalam wujud cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan / media yang

didinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas bertekanan rendah.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator adalah :

qe = h1 - h4

dimana : qe = besar kalor yang diserap evaporator (kJ/kg)

h1 = harga entalpi keluar evaporator (kJ/kg)

h2 = harga entalpi masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya refrigerant kembali masuk ke kompresor dan bersikulasi lagi,

begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai.