prestasi kerja mesin ac mobil dengan variasi beban...

87
PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN PENDINGINAN SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin Oleh : RICHARDUS GEDE BRAMANTYA NIM : 155214010 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2019 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Upload: others

Post on 08-Nov-2020

19 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN

VARIASI BEBAN PENDINGINAN

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh :

RICHARDUS GEDE BRAMANTYA

NIM : 155214010

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

i

PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN

VARIASI BEBAN PENDINGINAN

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh :

RICHARDUS GEDE BRAMANTYA

NIM : 155214010

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

ii

WORK PERFORMANCE OF CAR AC ENGINE WITH

VARIATION IN COOLING LOAD

As partial fullfilment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

by :

RICHARDUS GEDE BRAMANTYA

Student Number : 155214010

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

vii

ABSTRAK

Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat dilupakan. Tujuan penelitian ini adalah : (a) Merancang dan merakit mesin AC mobil. (b) Mengetahui prestasi kerja mesin AC mobil, meliputi : energi kalor yang diserap evaporator, mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor, menentukan energi yang diperlukan untuk menggerakan kompresor, mengetahui COPaktual, dan COPideal, efisiensi AC mobil, menghitung laju aliran refrigeran. (c) mengetahui kondisi suhu udara yang dihasilkan dari AC mobil.

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen yang dilakukan

di Laboratorium Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. AC Mobil bekerja menggunakan siklus kompresi uap, menggunakan refrigeran R-134a, dengan ukuran kabin 150 cm, lebar 100 cm, tinggi 100 cm. Matrial kabin terbuat dari triplek. AC Mobil ini menggunakan beberapa komponen utama yaitu : kompresor, evaporator, filter receiver drier, katup ekspans. Daya penggerak motor bakar 5,5 PK. Proses pengambilan data pada AC mobil meliputi P1, P2, T. Variasi penelitian dilakukan terhadap besarnya beban pendinginan (a) tanpa lampu, (b) dengan lampu 100 watt, (c) dengan lampu 200 watt, (d) dengan lampu 300 watt.

Hasil penelitian memberi kesimpulan : (a) Bahwa mesin AC mobil yang

dirancang dan dirakit dapat bekerja dengan baik dan sesuai fungsi dan unjuk kerjannya. (b) Qin sebesar 130 kJ/kg, Win sebesar 40 kJ/kg, Qout sebesar 170 kJ/kg, COPaktual sebesar 3,25, COPideal sebesar 5,06, Efisiensi sebesar 64,22%, ṁ sebesar 3045 kg/s.

Kata kunci : AC mobil dan siklus kompresi uap.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

viii

ABSTRAK

The need for AC engines in cars today is a necessity that cannot be forgotten. The objectives of this study are: (a) Designing and assembling car air conditioning machines. (b) Knowing the work performance of car air conditioning machines, including: heat energy absorbed by the evaporator, knowing heat energy released by the condenser, determining the energy needed to drive the compressor, knowing COPactual, and COPide, car air conditioning efficiency, calculating the flow rate of refrigerant. (c) knowing the air temperature conditions generated from car air conditioners. The research method used was an experimental method conducted at the Mechanical Engineering Laboratory, Sanata Dharma University, Yogyakarta. AC Cars work using a vapor compression cycle, using R-134a refrigerant, with a cabin size of 150 cm, a width of 100 cm, a height of 100 cm. Matrial cabin is made of plywood. AC This car uses several main components, namely: compressor, evaporator, filter drier receiver, expansion valve. The driving force of the motor is 5.5 PK. The process of collecting data on car air conditioners includes P1, P2, T. Variations in the study were carried out on the magnitude of the cooling load (a) without lights, (b) with 100 watt lights, (c) with 200 watt lights, (d) with 300 watt lights. he results of the study conclude: (a) That car air conditioning machines designed and assembled can work well and according to their functions and performance. (b) Qin is 130 kJ / kg, Win is 40 kJ / kg, Qout is 170 kJ / kg, COPactual is 3.25, COPideal is 5.06, Efficiency is 64.22%, ṁ is 3045 kg / s. Keywords: car air conditioning and vapor compression cycle.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

limpahan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan

baik dan tepat pada waktunya.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib bagi setiap mahasiswa

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata

Dharma, untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di bidang Teknik Mesin.

Berkat bimbingan, nasehat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak,

akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Oleh karena itu,

dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih

sebesar-besarnya kepada :

1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta dan

sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi.

3. Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Energi Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

5. Bambang W dan RA. Endang T sebagai orang tua saya yang selalu memberi

semangat dan dorongan baik berupa materi maupun spiritual.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

TITLE PAGE .................................................................................................. ii

LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................ v

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ...................... vi

ABSTRAK ..................................................................................................... vii

ABSTRAC ....................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................... 2

1.4. Batasan-Batasan dalam Pembuatan Mesin ........................................ 3

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xii

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA .............................. 5

2.1. Dasar Teori ......................................................................................... 5

2.1.1. Komponen – Komponen AC mobil .............................................. 7

1. Kompresor ...................................................................................... 7

2. Kondensor ...................................................................................... 11

3. Katup Ekspansi ............................................................................... 11

4. Evaporator ...................................................................................... 12

1. Filter Receiver Dryer. .................................................................... 13

2. Blower. ........................................................................................... 13

3. Kopling Magnet .............................................................................. 14

4. Sistem Kelistrikan untuk AC Mobil ............................................... 15

2.1.2 Siklus Kompresi Uap ..................................................................... 17

2.1.3. Rumus – rumus Perhitungan Karakteristik. .................................. 21

2.2. Tinjauan Pustaka ................................................................................ 25

BAB III METEOLOGI PENELITIAN ........................................................ 29

3.1. Objeck Penelitian ................................................................................ 29

3.2. Pembuatan Alat dan Alat bantu penelitian ........................................... 30

3.2.1 Komponen – komponen Mesin AC Mobil. .................................... 30

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xiii

3.2.2. Peralatan Pendukung. ..................................................................... 35

3.3. Metode Penelitian dan Variasi Penelitian ............................................ 39

3.4. Alur Penelitian ..................................................................................... 40

3.5. Pengambiladn data Penelitian .............................................................. 41

3.5.1 Alat Bantu Penelitian. ..................................................................... 42

3.6. Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan. ....................................... 44

3.7. Cara Membuat Kesimpulan dan Saran. ............................................... 44

BAB IV PEMBAHASAN. ............................................................................. 45

4.1. Data Hasil Pencobaan. .......................................................................... 45

4.2. Perhitungan dan Pengolahan Data. ....................................................... 54

4.3. Hasil Perhitungan. ................................................................................. 58

4.4. Pembahasan. ......................................................................................... 60

BAB V KESIMPULAN. ................................................................................ 65

5.1. Kesimpulan. .......................................................................................... 65

5.2. Saran. .................................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA. ................................................................................... 67

LAMPIRAN. .................................................................................................. 68

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel untuk hasil pengukuran P1, P2, TKabin, I, dan V ................. 44

Tabel 4.1 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian tanpa

beban............................................................................................ 46

Tabel 4.2 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian dengan

beban lampu 100 watt....... .................................................... ..... 48

Tabel 4.3 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 14 psi hasil penelitian dengan

beban lampu 200 watt ........................................................... ..... 50

Tabel 4.4 Data hasil pengukuran untuk tekanan P1 15 psi hasil penelitian dengan

beban lampu 300 watt. .................................................................. 52

Tabel 4.5 Hasil perhitungan karakteristik AC mobil .............................. ..... 59

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skematik rangkaian komponen AC mobil ............................ 6

Gambar 2.2 Mesin AC yang terpasang pada mobil .................................. 6

Gambar 2.3 Komponen tipe resipro (Crank Shaft) ................................... 8

Gambar 2.4 Langkah penghisapan dan penekanan refrigeran .................. 9

Gambar 2.5 Kompresor tipe swash palte .................................................. 9

Gambar 2.6 Kompresor tipe wobble plate ................................................ 10

Gambar 2.7 Kondensor ............................................................................. 11

Gambar 2.8 Katup ekspansi jenis pipa orifice .......................................... 11

Gambar 2.9 Evaoporator ........................................................................... 12

Gambar 2.10 Skematik receiver .................................................................. 13

Gambar 2.11 Kipas extra fan ...................................................................... 14

Gambar 2.12 Komponen kopling magnet ................................................... 15

Gambar 2.13 Kelistirkan AC mobil ............................................................ 17

Gambar 2.14 Skema aliran energi pada siklus kompresi uap mesin

AC mobil .............................................................................. 18

Gambar 2.15 Siklus kompresi uap pada diagram P-h ................................. 19

Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram T-s ................................. 19

Gambar 2.17 Diagram P-h untuk R-134a .................................................. 25

Gambar 3.1a Pandangan atas skematik AC mobil .................................... 29

Gambar 3.1b Pandangan samping skematik AC mobil dengan penggerak motor

bakar ....................................................................................... 30

Gambar 3.2 Kompresor ............................................................................. 31

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xvi

Gambar 3.3 Kondesor ............................................................................... 31

Gambar 3.4 Evaporator ............................................................................. 32

Gambar 3.5 Katup ekspansi ...................................................................... 32

Gambar 3.6 Receiver dryer ....................................................................... 33

Gambar 3.7 Refigeran R-134a .................................................................. 33

Gambar 3.8 Motor bakar ........................................................................... 34

Gambar 3.9 Altenator .................................................................................. 34

Gambar 3.10 Mesin Las .............................................................................. 35

Gambar 3.11 Mesin gerinda tangan ............................................................ 35

Gambar 3.12 Bor listrik............................................................................... 36

Gambar 3.13 Meteran.................................................................................. 36

Gambar 3.14 Pengaris siku ......................................................................... 37

Gambar 3.15 Amplas .................................................................................. 37

Gambar 3.16 Styrofom ................................................................................ 37

Gambar 3.17 Baut dan Mur ......................................................................... 38

Gambar 3.18 Kabin ..................................................................................... 38

Gambar 3.19 Kipas Kondensor ................................................................... 39

Gambar 3.20 Diagram alur penelitian ......................................................... 40

Gambar 3.21 Posisi alat ukur. ..................................................................... 41

Gambar 3.22 Termo Kopel ......................................................................... 42

Gambar 3.23 Pengukuran Tekanan. ............................................................ 43

Gambar 3.24 Higrometer. ........................................................................... 43

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

xvii

Gambar 4.1 Siklus Kompresi Uap pada diagram P-h R134a, udara balik tidak

dicampur dengan udara segar luar, tanpa beban lampu........... 55

Gambar 4.2 Perbandingan nilai Win ...................................................... ..... 60

Gambar 4.3 Perbandingan nilai Qout. .................................................... ..... 61

Gambar 4.4 Perbandingan Qin. .............................................................. ..... 62

Gambar 4.5 Perbandingan nilai COPaktual. ............................................ ..... 62

Gambar 4.6 Perbandingan nilai COPideal. .............................................. ..... 63

Gambar 4.7 Perbandingan nilai Efisiensi (η). ...................................... ..... 64

Gambar 4.8 Perbandingan nilai Laju Aliran Massa (ṁ)............................... 64

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada zaman moderen AC mobil saat ini sangatlah penting bagi manusia, alat

pengondisian udara ini atau Air Conditioner (AC) merupakan sesuatu hal yang tidak

asing untuk ditemukan. Fungsi dari AC yaitu alat pengondisian udara di dalam

ruang tertentu agar mencapai kondisi udara ruang seperti yang diinginkan. Kondisi

udara meliputi : suhu udara, kelembapan udara, kebersihan udara, distribusi udara

dan kecukupan udara segar. Aplikasi dari AC ini sangatlah beragam sekali, seperti

untuk kamar, ruang pertemuan, hingga untuk otomotif seperti pada mobil. Fitur

dalam AC sendiri sangatlah menjadi bagian penting dalam sebuah kendaraan. Di

daerah sub tropis pun perangkat ini sangatlah diperlukan. Pada daerah tropis yang

panas, perangkat AC lebih berfungsi sebagai penyejuk ruangan.

Dengan menggunakan alat pengondisian udara yang terdapat didalam mobil,

pengendara dapat mendinginkan suhu udara yang berada dalam kabin sesuang yang

diinginkan. Dikota besar, dengan kondisi jalanan yang macet dan suhu udara yang

panas, AC ini diperlukan untuk mendapat kenyamanan dalam berkendara. Hal ini

sangatlah penting, sebab kenyamanan berkendara akan mempengaruhi dalam

mengemudi. Selain memberi kenyamanan mengemudi, pada saat hujan AC mobil

juga membantu membuat kondisi kaca tidak berembun sehingga kaca mobil tetap

bening, karena pandangan mata tidak akan terganggu.

Pertama kali mobil dibuat, pengambilan oksigen dan sirkulasi uadara dalam

kabin mobil bukan hanya mengandalkan pada jendela mobil. Hal tersebut

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

2

menimbukan ketidakpraktisan, dan ketidaknyamanan penumpang. Jika jendela

mobil dibuka, maka udara beserta polusi akan masuk kedalam kabin. Hal tersebut

menyebakan kondisi udara di dalam kabin tidak sehat, udara di dalam kabin juga

akan panas dan menimbulkan masalah kesehatan bagi penumpangnya. Oleh

karenanya diterapkanlah sistem pengondisian udara (AC) untuk mobil. Aplikasi AC

pada mobil, perkembangannya sunggu sangat pesat.

Berdasarkan hal di atas, penulis tertarik dan terpacu untuk membuat dan

meneliti AC yang digunakan untuk mobil. Dengan penelitian ini, penulis menjadi

lebih mengetahui dan memahami sistem kerja AC untuk semua AC yang digunakan

diberbagai kendaraan. Selain juga memberikan kontribusi yang berarti bagi

perkembangan ilmu pengetahuan.

1.2 Rumusan Masalah

Pada kenyataannya mobil yang dipasarkan tidak terdapat informasi tentang

karakteristik dari mesin AC-nya seperti COP dan efisiensi AC mobil, padahal

informasi itu sangatlah penting bagi konsumen untuk dapat menentukan pilihan

mesin AC-nya. Rumusan masalah dinyatakan :

a. Bagaimanakah merancang dan merakit mesin AC mobil?

b. Bagaimanakah prestasi kerja mesin AC mobil yang telah dibuat?

c. Bagaimanakah kondisi suhu udara yang dihasilkan mesin AC mobil?

1.3 Tujuan Masalah

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

a. Merancang dan merakit sistem AC mobil.

b. Mengetahui prestasi kerja mesin AC mobil yang telah dibuat meliputi:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

3

1. Energi kalor yang diserap oleh evaporator persatuan massa refrigeran (Qin).

2. Mengetahui energi kalor yang dilepas kondensor persatuan massa refrigeran

(Qout).

3. Menentukan energi yang diperlukan untuk menggerakkan kompresor

persatuan massa refrigeran (Win).

4. Mengetahui nilai COPaktual dan COPideal, dari mesin siklus kompresi uap yang

dipergunakan mesin AC mobil.

5. Mengetahui nilai efisiensi mesin siklus kompresi uap yang dipergunakan

pada AC mobil.

6. Mengetahui laju aliran massa refrigeran yang mengalir di dalam mesin siklus

kompresi uap yang dipergunakan AC mobil.

c. Mengetahui kondisi suhu udara yang dihasilkan dari AC mobil.

1.4 Batasan – batasan

Batasan – batasan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah :

a. AC mobil umtuk bekerja menggunakan mesin dengan siklus kompresi uap.

b. Komponen dari AC mobil adalah motor bakar, kompresor, altenator, ACCU,

freon, blower, kondensor, evaporator, katup ekspansi.

c. Daya yang digunakan motor bakar 5,5 PK, agar motor bakar bisa menyesuaikan

dengan daya kompresornya.

d. Komponen – komponen yang digunakan pada AC mobil menggunakan

komponen standar yang ada di pasaran.

e. Beban pendingin berupa lampu untuk menggantikan beban manusia yang ada di

dalam kabin mobil.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

4

1.5 Manfaat Penelitan

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Memberikan wawasan bagi penulis dan memberikan pengalaman dalam

pembuatan mesin AC mobil dengan penggerak utama motor bakar.

b. Hasil dari penelitian dapat dijadikan referensi bagi peneliti lain yang

membutuhkannya.

c. Diperolehnya teknologi tepat berupa mesin AC mobil dengan penggerak utama

motor bakar yang lebih bermanfaat.

d. Menambah kasanah ilmu pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan

atau dipublikkasikan pada kalayak ramai.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Mesin AC mobil ini berfungsi sebagai pengondisian udara di dalam ruang

ruang kabin seperti suhu udara dalam ruangan, kelembapan udara, kebersihan

udara, dan kebutuhan udara segar dalam ruang kabin. Tujuan pengondisian ini agar

orang yang berada di dalam mobil merasa nyaman. Kebersihan udara disebabkan

karena adanya filter yang ditempatkan sebelum masuk ke sistem AC mobil. AC

mobil bekerja dengan sistem kompresi uap dan menggunakan refrigerant sebagai

fluida kerjanya. Jenis refrigerant yang digunakan AC mobil ini pada umumnya

mempunyai sifat yang ramah lingkungan. Siklus kompreisi uap AC mobil ini terdiri

dari komponen – komponen yang memiliki fungsi sendiri. Komponen ini terdiri

dari kompresor, kondensor, filter dryer, katup ekspansi, evaporator, fan, dan

kopling mangnet.

Adanya AC mobil ini, menyebabkan pengendara yang mengendarai mobilnya

dapat lebih konsentrasi serta lebih nyaman. Pengendara menjadi tidak berkeringat,

tidak kepanasan, tidak mudah capek dalam berkendara. Bila terjadi hujan, tidak

repot untuk menghilangkan embun yang terjadi pada kaca. Penumpang juga dapat

merasakan perjalannanya dengan lebih nyaman. Udara yang masuk ke dalam mobil

juga relative bersih, terhindar dari bau udara luar dan gas buang mobil yang ada di

jalan raya karena pintu mobil yang selalu tertutup dan adamya filter saat udara

masuk mobil. Gambar 2.1 menyajikan sekematik rangkaian komponen utama dari

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

6

mesin AC mobil, sedangkan Gambar 2.2 menyajikan AC mobil yang sudah

terpasang di mobil.

Gambar 2.1 Skematik rangkaian komponen utama mesin AC mobil (Sumber: http://www.servisacmobil.com/2011/09/skema-dan-cara-kerja-ac-

mobil.html)

Gambar 2.2 Mesin AC yang terpasang pada mobil (Sumber: http://dunia-otomotif-mobil.blogspot.com/2013/04/sistem-ac- air-

conditioner-mobil.html)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

7

2.1.1 Komponen – Komponen AC mobil

a. Komponen Utama

Komponen utama AC mobil terdiri dari kompresor, kondensor, katup

ekspansi, dan evaporator. Gambar 2.1 menunjukkan bahwa rangkaian komponen

utama AC mobil yang terpasang pada mobil. Rangkaian ini dapat menghasilkan

proses – proses yang dinamakan dengan siklus kompresi uap.

1. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk menaikan tekanan

refrigerant dalam sistem kompresi uap. Cara kerja kompresor yaitu menghisap

refrigerant dari evaporator kemudian menekan refrigerant menuju kondensor.

Fungsi dari kompresor ini dapat dianalogikan sebagai jantung manusia dan

refrigerant berfungsi sebagai darah. Kompresor ini memiliki dua saluran yaitu

hisap (suction) dan buang (discharge). Saluran hisap dihubungkan dengan

evaporator yang merupakan sisi tekanan rendah. Sedangkan saluran buang

dihubungkan dengan kondensor yang merupakan sisi tekanan tinggi. Tipe dari

kompresor ini ada tiga jenis yaitu tipe resipro (crankshaft), tipe (swash plaet), dan

tipe (wooble plaet).

a. Kompresor tipe resipro (Crank Shaft)

Kompresor tipe ini bekerja dengan memanfaatkan gerak putar dari mesin

yang diterima oleh crank shaft kompresor. Di dalam kompresor gerak putar dari

crank shaft diubah menjadi menjadi gerak bolak balik torak untuk menghisap dan

memampatkan refrigeran. Prinsip kerja kompresor torak terdiri dari dua langkah,

yaitu langkah hisap dan langkah kompresi. Saat langkah hisap torak bergerak turun

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

8

dari titik mati atas ke titik mati bawah, volume silinder mengembang sehingga

tekanan di dalam silinder turun atau terjadi kevakuman di dalam silinder. Akibatnya

katup hisap membuka dan refrigeran masuk ke dalam silinder. Proses ini

berlangsung sampai torak mencapai titik mati bawah. Pada langkah kompresi, torak

bergerak naik dari titik mati bawah ke titik mati atas. Refrigeran mengalami

pemampatan sehingga tekanan dan temperaturnya naik. Akibat tekanan refrigeran

yang tinggi, katup hisap akan menutup dan katup buang membuka sehingga

refrigeran keluar dan mengalir ke kondensor. Gambar 2.3 memperlihatkan contoh

dari kompresor torak. Gambar 2.4 memperlihatkan langkah penghisapan dan

penekanan refrigeran.

Gambar 2.3 Kompresor tipe resipro (Crank Shaft) (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/kompresor-tipe-resipro-crank-shaft.php)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

9

Gambar 2.4 Langkah penghisapan dan penekanan refrigeran (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/tag/kompresor-ac-sanden/page/2)

b. Kompresor tipe Swash Plate

Pada kompresor jenis ini, gerakan torak diatur oleh swash plate pada jarak

tertentu dengan 6 atau 10 silinder. Ketika salah satu sisi pada torak melakukan

langkah tekan, maka sisi yang lainnya melakukan langkah hisap. Pada dasarnya,

proses kompresi pada tipe ini sama dengan proses kompresi pada kompresor tipe

crank shaft. Perbedaannya terletak pada adanya tekanan oleh katup hisap dan katup

tekan. Selain itu, perpindahan gaya pada tipe swash plate tidak melalui batang

penghubung (connecting rod), sehingga getarannya lebih kecil. Gambar dibawah ini

memperlihatkan bagian-bagian dari kompresor tipe swash plate.

Gambar 2.5 Kompresor tipe swash plate (Sumber: http://www.omegaacmobil.com/tag/kompresor-ac-sanden/page/2)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

10

c. Kompresor tipe Wobble Plate

Sistem kerja kompresor tipe ini sama dengan kompresor tipe swash plate.

Namun dibandingkan dengan kompresor tipe swash plate, penggunaan kompresor

tipe wobble plate lebih menguntungkan, diantaranya adalah kapasitas kompresor

dapat diatur secara otomatis sesuai dengan kebutuhan beban pendinginan. Selain

itu, pengaturan kapasitas yang bervariasi akan mengurangi kejutan yang disebabkan

oleh kopling magnetik (magnetic clutch). Cara kerjanya, gerakan putar dari poros

kompresor diubah menjadi gerak bolak-balik oleh plat penggerak (drive plate) dan

wobble plate dengan bantuan guide ball. Gerakan bolak-balik ini selanjutnya

diteruskan ke torak melalui batang penghubung. Berbeda dengan jenis kompresor

swash plate, kompresor jenis wobble plate hanya menggunakan satu torak untuk

satu silinder. Meskipun jenis kompresor di atas mempunyai cara kerja dan

konstruksi yang berbeda, namun pada prinsipnya sama, yaitu menekan refrigerant

dan menghasilkan laju aliran massa refrigeran. Sebenarnya masih ada tipe

kompresor lainnya, yaitu kompresor tipe rotary vane dan tipe scroll, namun jarang

digunakan. Gambar 2.6 memperlihatkan kompresor tipe wobble plate.

Gambar 2.6 Kompresor tipe wobble plate (Sumber:

http://www.acherryautocool.com/index.php?tipe=berita&kodeberita=NW-05130006)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

11

2. Kondensor

Kondensor sebagai alat penukar kalor yang berfungsi memindahkan kalor

dari refrigeran ke udara lingkungan dengan bantuan ekstra fan. Kontruksi

kondensor sama dengan kontruksi radiator, terdiri dari susunan pipa persegi dan

sirip – sirip yang berfungsi untuk memperbesar laju perpindahan kalor. Kondensor

ditempatkan didepan radiator agar memperoleh aliran udara maksimal.

Gambar 2.7 Kondensor (Sumber : http://www.omegaacmobil.com/kondensor-ac-mobil.php)

3. Katup Ekspansi

Katup ekspansi berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur

refrigerant, sehingga timbul efek dingin pada evaporator. Ada 2 jenis katup

ekspansi yang biasa digunakan dalam sistem AC mobil, yaitu katup ekspansi jenis

termostatik dan katup ekspansi jenis pipa orifice.

Gambar 2.8. Katup ekspansi jenis pipa orifice (Sumber : https://acmobilbagussurabaya.files.wordpress.com/2017/01/expansion-

valve-ac-mobil-kapiler.jpg?w=640)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

12

4. Evaporator

Evaporator sebagai alat penukar kalor yang berfungsi untuk memindahkan

kalor dari udara yang dikondisikan ke refrigeran. Seperti kondensor, evaporator

tersusun dari pipa – pipa dan sirip – sirip dalam jumlah yang banyak. Refrigeran

masuk dalam evaporator berbentuk campuran gas dan cair pada tekanan dan

temperatur rendah. Udara kabin dihembuskan oleh blower melewati kisi – kisi

evaporator. Udara yang memiliki suhu yang lebih tinggi dari refrigeran yang

mengalir di dalam evaporator, akan melepas kalor dan diserap refrigeran.

Temperatur udara akan turun menjadi lebih dingin yang selanjutnya akan

mendinginkan udara dalam kabin. Refrigeran keluar dari evaporator dalam fase

uap.

Gambar 2.9 Evaporator

(Sumber : http://www.bisaotomotif.com/2015/10/fungsi-evaporator-pada-ac-mobil.html)

b. Komponen Pendukung

komponen pendukung dalam system AC mobil terdiri dari receiver (filter

dryer), accumulator, minyak pelumas (oli kompresor), shaft seal, pipa refrigeran,

idle up, pulley dan belt, ekstra fan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

13

1. Receiver (Filter Dryer)

Komponen ini biasanya sering digunakan dalam AC mobil yang

menggunakan katup ekspansi termostatik untuk menurunkan tekanan refrigeran.

Komponen ini terletak di bagian kondensor dan evaporator sebelum katup ekspansi.

Di dalam receiver terdapat saringan pengering yang fungsinya menyerap kotoran

dan air yang terbawa bersilkulasi dengan refrigeran. Filter tersebut terpasang di

bagian saluran keluar receiver bagian dalam. Filter ini terbuat dari kasa tembaga

dan berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak masuk ke katup ekspansi. Pada

bagian atas receiver terdapat sight glass untuk mengetahui kondisi refrigeran dalam

system AC. Di dalam dryer berisi desiccsnt (zat dapat menyerap uap air) yang

berupa silicagel untuk penggunaan R-12 dan zeloit untuk penggunaan R-134a.

Reciever merupakan tempat penyimpanan sementara refrigeran setelah dicairkan

oleh kondensor dan sebelum masuk katup ekspansi.

Gambar 2.10 Skematik Reciever

(Sumber : http://doktermobil.indoneka.com/fungsi-dryer-ac-mobil/)

2. Kipas (Extre Fan)

Ekstra fan ini berfungsi untuk mensirkulasikan udara di dalam dan di luar

kabin. Motor blower terdapat pada kabin, sedangkan fan (extra fan) terletak di luar

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

14

kabin. Blower pada kabin ini terdiri atas motor penggerak, dan blower / sudu – sudu

yang digerakkan. Extra fan yang terdapat di luar kabin (pada kondensor) juga terdiri

dari motor penggerak fan yang digerakkan. Jenis fan yang umumnya sering

digunakan adalah jenis axial flow. Extra fan berfungsi untuk menyalurkan udara

yang dipergunakan untuk mendinginkan kondensor.

Gambar 2.11 Kipas extra fan

(Sumber : http://pamungkasaryasepa.blogspot.co.id/2011/05/koling-magnet-kondensor-dan-filter.html)

3. Kopling magnet (Magnetic Clutch)

Kopling mangnet ini berfungsi untuk memutus dan menghubungkan

kompresor dengan pully penggeraknya. Pada saat mesin AC mobil bekerja, pully

berputar karena terhubung oleh mesin denga belt yang terhubung. Pada saat ini

kompresor belum bekerja. Ketika AC dihidupkan, ACCU memberikan arus listrik

ke koil stator sehingga timbul medan electromagnet yang akan menarik pressure

plate dan menekan permukaan pully. Hal ini mengakibatkan pressure plate berputar

mengikuti putaran pully sehingga kompresor akan berputar. Kopling magnet

memiliki tiga bagian utama sebagai berikut.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

15

Gambar 2.12 Kopling magnet (magnetic clutch)

(Sumber : https://www.bisaotomotif.com/2015/10/cara-kerja-kopling-magnet-pada.html)

a. Stator

Stator merupakan gulungan magnet (magnet coil) yang terpasang pada rumah

kompresor.

b. Rotor

Rotor merupakan bagian yang berputar yang terhubung dengan poros mesin

melalui belt. Diantara permukaan bagian dalam dari rotor dan front housing dari

kompresor terpasang bantalan.

4. Sistem Kelistrikan Untuk AC Mobil

Pada sistem kelistrikan AC mobil berhubungan erat dengan sistem pemipaan,

di mana sistem kelistrikan sebagai kontrol dari sistem pemipaan. Selain itu, sistem

kelistrikan merupakan suatu komponen yang sangat penting, karena AC mobil

menyala atau mati tergantung pada kelistrikan. Ada beberapa komponen kelistrikan

yang sering ditemukan dalam instalasi AC mobil. Secara umum cara kerja sistem

kelistrikan AC mobil dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pertama kali kunci kontak dinyalakan dan mobil telah hidup, relay pertama akan

menyala, yaitu menghubungkan terminal normaly open menjadi menutup.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

16

2. Pada waktu relay bekerja, arus listrik dari baterai atau accu mengalir melalui fuse

atau sekring pengaman. Arus listrik sudah stand by di ujung kabel saklar AC.

3. Ketika saklar AC dinyalakan pada posisi 1, maka komponen yang akan menyala

adalah thermostat, relay kedua, kipas kondenser, magnetic clutch (kopling

magnet) dan kipas evaporator.

4. Pada waktu saklar AC dinyalakan pada posisi 1, maka kipas evaporator akan

bekerja dengan putaran rendah, kerena arus listriknya melalui dua buah tahanan

(R1 dan R2), untuk mendapatkan putaran kipas yang lebih kencang saklar

diputar pada posisi 2 dan untuk putaran maksimum pada posisi 3. Fungsi fan

evaporator yaitu untuk mensirkulasikan udara dingin ke seluruh kabin mobil.

5. Pada waktu yang bersamaan, ketika saklar AC dinyalakan, thermostat akan

bekerja sesuai dengan seting yang telah ditetapkan. Thermostat dapat diseting

dengan memutar atau menggeser saklarnya yang ada di dashboard dekat dengan

saklar AC. Thermostat akan memutuskan arus listrik pada magnetic clutch,

ketika seting temperatur ruangan kabin telah tercapai. Dan akan menghubungkan

kembali jika temperatur ruangan kabin kembali naik. Setelah dari thermostat,

arus listrik akan mengalir pula pada relay kedua untuk menyalakan magnetic

clutch (kopling magnet) kompresor sehingga kompresor bekerja dan motor fan

kondenser bekerja pula. Fan kondenser berfungsi untuk mempercepat proses

kondensasi, yaitu mengubah wujud refrijeran dari uap menjadi cairan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

17

Gambar 2.13 Kelistrikan AC mobil

Keterangan :

1. Batterai / ACCU 5. Resistor

2. Swith kontak 6. Rellay

3. Swith AC 7. Kompresor

4. Termostat 8. Motor Blower

2.1.2 Siklus Kompresi Uap

Dari sekian banyak mesin refrigeran sebagian besar menggunakan siklus

kompresi uap. AC mobil merupakan salah satu mesin refrigeran yang menggunakan

siklus kompresi uap. Sistem refrigeran mempunyai empat komponen utama yang

terdiri dari kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator, Gambar 2.12

menyajikan sekematik aliran energi pada siklus siklus kompresi uap pada mesin AC

mobil.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

18

Gambar 2.14 Skema aliran energi pada siklus kompresi uap AC mobil.

Proses yang terjadi pada siklus kompresi uap adalah refrigerant menyerap

kalor dari lingkungan karena suhu refrigerant lebih rendah dari udara lingkungan.

Kalor dipergunakan untuk menguapnya refrigerant sehingga refrigerant berubah

dari campuran gas dan cair menjadi gas seluruhnya. Refrigerant yang telah berubah

fase menjadi gas dikompresikan oleh kompresor menuju kondensor dengan kondisi

gas bertekanan dan bersuhu tinggi. Di dalam kondensor, refrigerant akan

mengalami proses kondensasi dan pendinginan lanjut. Refrigerant membuang

panas ke lingkungan sehingga refrigerant berubah fase dari gas panas lanjut

menjadi gas jenuh, dari gas jenuh ke cair jenuh dan cair jenuh ke cair lanjut. Dari

kondensor kemudian refrigerant menuju katup ekspansi. Sesuai dengan fungsinya,

katup ekspansi akan menurunkan tekanan refrigerant, katup ekspansi juga merubah

fase dari cair jenuh menjadi cmpuran cair gas, sehingga pada saat refrigerant masuk

ke dalam evaporator sudah dalam bentuk campuran cair dan gas. Di evaporator

sendiri terjadi perubahan fase dari campuran cair dan gas menjadi gas atau menjadi

panas lanjut yang di sertai dengan peningkatan suhu sebelum dihisap kembali oleh

kompresor. Proses ini akan berlangsung secara berulang – ulang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

19

Siklus kompresi uap pada diagram p-h disajikan pada Gambar 2.15

Gambar 2.15 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P-h dengan Pemanasan Lanjut dan Pendinginan Lanjut.

Gambar 2.16 Siklus kompresi uap pada diagram T-s dengan Pemanasan Lanjut dan Pendinginan Lanjut

Proses dari kompresi uap tersusun ada beberapa proses. (a) proses kompresi

(b) proses desuperheating (c) proses kondensasi (d) proses pendinginan lanjut (sub

cooling) (e) proses ekspansi (f) proses penguapan (g) proses pemanasan lanjut

(super heating).

a. Proses (1-2) Proses Kompresi

Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik

adiabatik. Dalam proses ini diperlukan tenaga dari luar untuk menggerakkan

kompresor (Win). Kondisi awal refrigerant pada saat masuk ke dalam kompresor

adalah uap panas lanjut bertekanan rendah, setelah mengalami kompresi refrigerant

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

20

akan menjadi uap panas lanjut bertekanan dan bersuhu tinggi. Karena proses ini

berlangsung secara insentropic (iso entropi atau entropi tetap), maka temperatur ke

luar kompresor pun meningkat.

b. Proses (2-2a) Proses Penurunan Suhu Gas Panas Lanjut (desuperheating)

Proses desuperheating ini adalah proses penurunan suhu dari gas panas lanjut

ke gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap. Pada saat proses, kalor

dari refrigerant dibuang keluar sehingga suhu turun. Perpindahan kalor yang terjadi

karena suhu refrigerant lebih tinggi dibanding dengan suhu udara di sekitar

kondensor.

c. Proses (2a-3a) Proses Pengembunan (kondensasi)

Proses ini terjadi secar langsung pada kondensor. Refrigerant bertemperatur

tinggi masuk dalam kondensor utuk melepaskan kalor karena suhu refrigerant yang

lebih tinggi dari pada suhu lingkungan sekitar. Dalam proses ini terjadi perubahan

fase refrigerant yaitu dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Hal ini berarti bahwa di

dalam kondensor terjadi penukaran kalor terhadap refrigerant dengan

lingkungannya. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap.

d. Prose (3a-3) Proses Pendinginan Lanjut (sub cooling)

Pada proses pendinginan lanjut ini terjadi penurunan suhu. Proses

pendinginan lanjut membuat refrigeran yang keluar dari kondensor benar – benar

dalam keadaan cair. Hal ini memudahkan refrigerant masuk ke katup ekspansi

proses sub cooling juga mampu meningkatkan COP.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

21

e. Proses (3-4) Proses Penurunan Tekanan

Proses penurunan tekanan ini berlangsung di katup ekspansi. Pada proses ini

tidak terjadi perubahan entalpi tetap terjadi penurunan tekanan dan temperatur.

Katup ekspansi ini selain berfungsi sebagai pernurun tekanan dan suhu, berfungsi

untuk mengatur laju aliran refrigeran. Pada proses ini, refrigeran mengalami

perubahan fase dari fase cari menjadi campuran cair dan gas.

f. Proses (4-1a) Proses Pendidihan atau Penguapan (evaporative)

Proses pendidihan ini berlangsung secara isobar isotermal (tekanan konstan,

temperatur konstan) didalam evaporator. Kalor dari lingkungan akan diserap oleh

cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fase dari

campuran cair dan gas menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat

masuk evaporator dalam fase campuran cair dan gas. Proses pendidiha berlangsung

pada tekan konstan, dan suhu konstan.

g. Proses (1a-1) Proses Pemanasan Lanjut (superheating)

Pada proses pemanasan lanjut terjadi kenaikan suhu. Proses berlangung pada

tekanan konstan. Dengan adanya pemanasan lanjut, refrigeran yang akan masuk ke

dalam kompresor benar – benar dalam kondisi gas. Hal ini membuat kompresor

bekerja lebih ringan dan aman. Proses super heating juga mampu meningkatkan

nilai COP mesin.

2.1.3 Rumus – rumus Perhitungan Karakteristik

Untuk menentukan hasil unjuk kerja dari mesin pendingin diperlukan rumus

– rumus perhitungan seperti, kerja kompresor, kalor yang dilepas evaporator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

22

persatuan massa refrigeran, kalor yang diserap evaporator, persatuan massa

refrigeran, COPaktual, COPideal, efisiensi dan laju aliran massa.

a. Kerja Kompresor

Besar kerja kompresor per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1)

Win = (h2-h1)............................................................................................... (2.1)

Pada Persamaan (2.1) :

o Win : kerja kompresor persatuan massa refrigeran, kJ/kg

o h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

b. Kalor yang dilepas kondensor

Besar kalor per satuan massa refrigeran yang dilepas kondensor dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.2)

Qout = (h2 – h3)............................................................................................... (2.2)

Pada Persamaan (2.2) :

o Qout : kalor persatuan massa refrigeran yang dilepas kondensor, kJ/kg

o h2 : entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

o h3 : entalpi refrigeran saat masuk katup ekspansi, kJ/kg

c. Kalor yang diserap evaporator

Besar kalor per satuan massa refrigerator yang diserap evaporator dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3)

Qin = (h1 – h4)................................................................................................ (2.3)

Pada Persamaan (2.3) :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

23

o Qin : besar kalor persatuan massa refrigeran yang diserap evaporator, kJ/kg

o h1 : entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

o h4 : entalpi refrigeran saat masuk evaporator, kJ/kg

d. Coefficient Of Performance (COPaktual)

COP dipergunakan untuk menyatakan performance (untuk kerja) dari siklus

refrijerasi. Semakin tinggi COP yang dimiliki oleh suatu mesin pendingin maka

akan semakin baik mesin pendingin tersebut. COP tidak mempunyai satuan karena

merupakan perbandingan antara dampak refrigeran atau Qin (h1-h4) dengan kerja

kompresor (h2-h1) dinyatakan dalam Persamaan (2.4)

COPaktual = (h1 – h4) / (h2– h1)............................................................... (2.4)

Pada Persamaan (2.4) :

o COPaktual : unjuk kerja dari mesiin siklus kompresi uap AC mobil aktual.

o h1 : Entalpi refrigeran saat masuk kompresor, kJ/kg

o h2 : Entalpi refrigeran saat keluar kompresor, kJ/kg

o h4 : Entalpi refrigeran saat masuk evaporator, kJ/kg

e. COPideal (Cofficient Of Performance)

Besarrnya COP yang menyatakan kinerja ideal dari siklus kompresi uap dapat

dihitung dengan Persamaan (2.5)

COPideal = Te / (Tc – Te)............................................................................ (2.5)

Pada Persamaan (2.5) :

o COPideal : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.

o Te : suhu evaporator.

o Tc : suhu kondensor.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

24

f. Efisiensi mesin siklus kompresi uap AC mobil.

Besarnya efisiensi mesin siklus kompresi uap ac mobil dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.6)

Efisiensi = (COPaktual × 100%) / COPideal................................................... (2.6)

Pada Persamaan (2.6) :

o COPideal : koefisien prestasi maksimum mesin AC mobil.

o COPaktual : koefisien prestasi aktual mesin AC mobil.

g. Laju aliran massa refrigeran

Besarnya laju aliran massa refrigeran dapat dihitung dengan mempergunakan

Persamaan (2.7)

ṁ= [(V.I)/(Win x 1000)]

Catatan :

1 watt = 1 J/s

Pada Persamaan (2.7) :

o ṁ : laju aliran massa refrigeran, kg/detik

o V : Voltase kompresor, volt

o I : Arus kompresor, ampere

o P : Daya kompresor, watt

o Win : Kerja kompresor, kJ/kg

Untuk mengetahui nilai entalpi dari setiap proses yang bekerja dalam siklus

kompresi uap, dapat menggunakan p-h diagram. Dengan bantuan diagram tekanan

entalpi, besaran yang penting seperti kerja kompresor, kerja kondensor, kerja

evaporator, diagram P-h dan COP dalam siklus kompresi uap dengan pemanasan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

25

lanjut dan pendinginan lanjut dapat diketahui. Dalam diagram entalpi tekanan

tergantung jenis bahan pendingin (refrigeran) yang dipakai untuk. Untuk diagram

tekanan entalpi pada jenis refrigeran 134a disajikan pada Gambar 2.13.

Gambar 2.17 Siklus kompresi uap diagram p-h untuk R134a

2.2 TINJAUAN PUSTAKA

Kanif Setiyawan, Bambang Sugiantoro, (2016), meneliti pengaruh variasi

beban waktu pendinginan dan temperatur ruang terhadap performasi mesin

pendingin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh terhadap waktu

pendinginan dan temperatur di dalam ruang instalasi uji dengan menggunakan AC

split kapasitas ½ PK, untuk mengetahui beban manakah yang

menghasilkan laju aliran massa refrigeran, efek refrigerasi, daya kompressor, dan

Coefficient of performance yang paling tinggi dari variasi beban lampu. Variabel

dalam penelitian ini adalah lampu 100 watt, 200 watt, 300 watt, 400 watt,

500 watt. Sedangkan variabel terkaitnya adalah putaran tetap pada kompressor,

jenis refrigerant 22, dinding ruang instalasi uji terbuat dari triplek. Data hasil grafik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

26

Penurunan temperatur didalam ruang instalasi uji menjadi lebih

lambat, karena bertambahnya beban pendingin, disebabkan karena beban lampu

yang lebih besar akan melepaskan panas yang lebih besar ke udara. Laju aliran

massa refrigerant tertinggi pada beban lampu 500 watt yaitu 0,060556 kg/s, dalam

waktu 8 menit. Refrigerasi tertinggi pada beban lampu 100 watt yaitu 202,702

kJ/kg, dalam waktu 20 menit. Daya yang dihasilkan kompressor tertinggi pada

beban lampu 500 watt yaitu 0,701 kW dalam waktu 8 menit. Coefficient of

performance tertinggi pada beban lampu 300 watt yaitu 18,279 kW dalam waktu 4

menit.

Khairil Anwar, (2010), Meneliti tentang efek beban pendingin terhadap

performa sistem mesin pendingin. Efek beban pendingin terhadap kinerja sistem

mesin pendingin meliputi kapasitas refrigerasi, koefisien prestasi dan waktu

pendinginan. Metode yang digunakan adalah metode eksperimentasi dengan variasi

beban pendingin yang diperoleh dengan menempatkan bola lampu 60, 100, 200,

300, dan 400 watt didalam ruang pendingin. Data langsung dilakukan pada unit

pengujian mesin pendingin hrp fokus model 802. Secara teoritis berdasarkan data

diatas eksperimen dengan menentukan kondisi refigerant pada setiap titik siklus.

Kapasitas refrigerant dan COP sistem. Performa optimum pada pengujian selama

30 menit pada bola lampu 200 watt COP sebesar 2,64, sedangkan waktu

pendinginan diperoleh paling lama pada beban pendingin yang tinggi (bola lampu

400 watt).

Marwan Effendy, (2005), Meneliti pengaruh kecepatan putaran poros

terhadap prestasi kerja mesin pendingin, penelitian ini untuk mengetahui pengaruh

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

27

variasi putaran poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin pendingin. Intinya

apakah bertambahnya kecepatan putar poros akan meningkatkan koefisien prestasi

atau sebaliknya. Dalam penelitian ini alat uji mesin AC sederhana yang terdiri

komoresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator dengan menggunakan

refrigeran R-134a. Membuat variasi putaran poros dilakukan dengan perubahan

ukuran diameter puli motor listrik yang menggerakan kompresor. Dengan variasi

diameter puli yang digunakan adalah d = 62 mm, d = 77 mm, d = 91 mm, dan d =

103 mm. Sistem tersebut diujikan di ruangan yang memiliki beban lampu 200 watt

dengan beban panas Q = 680 Btu/hr beban ruangan secara keseluruhan sebesar

1249,55 Btu/hr. Dengan kecilnya kerja dilakukan kompresor, koefisien prestasi

yang dihasilkan akan meningkat. Pada n = 727,3 rpm; 871,8 rpm; 1058 rpm dan

1184 rpm secara berurutan COP yang dihasilkan sebesar 9,21; 8,53; 7,44 dan 6,92.

Namun waktu yang dibtuhkan proses pendinginan ruang sampai temperatur tertentu

semakin bertambah.

Rifqi (2015) telah melakukan penelitian dengan metode eksperimental

tentang rekayasa trainer system AC mobil untuk memvariasikan kapasitas

pendinginan (COP). Coefficient Of Performance (COP) merupakan salah satu

indikator pada suatu sistem refrigerasi yang sangat menentukan kerja dari sistem

itu sendiri. Dengan melihat nilai dari COP pada sistem refrigerasi dapat diketahui

kerja dari sistem tersebut apakah sistem bekerja sebagai mana mestinya atau tidak.

Karena kerja kompresor pada sistem refrigerasi sangat tergantung dari nilai COP

tersebut, sedang kompresor dalam sistem refrigerasi merupakan jantung dari sistem

tersebut, jika nilai COP dari suatu sistem refrigerasi sangat tinggi maka sistem

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

28

tersebut bekerja sebagaimana mestinya sesuai dengan kerja ideal, namun apabila

nilai COP kecil berarti kompresor bekerja pada kondisi yang tidak ideal.

Memvariasikan kapasitas pendinginan (COP) dengan cara mengatur jarak fan

terhadap kondensor, penelitian ini diharapkan mendapatkan pendinginan yang

optimal, yaitu dengan cara menambah sensor temperatur pada trainer untuk

mengetahui temperatur pada input kondensor, output kondensor, input evaporator

dan output evaporator supaya mempermudah pembacaan pada waktu pengambilan

data, setelah temperatur diketahui selanjutnya mengetahui entalpi untuk

mengetahui COP pada sistem AC mobil. Hasil akhir dari pengujian yang

didapatkan dengan parameter speed blower 1, 2 dan 3 pada speed blower 1 jarak

yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 3,884, pada speed blower 2

jarak yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 3,703 dan pada speed

blower 3 jarak yang optimum pada jarak fan 2 cm dengan nilai COP 4,320.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

29

BAB III

PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Objek Penelitian

Pada penelitian ini, objek yang telah diteliti adalah mesin AC mobil yang

bekerja dengan siklus kompresi uap dengan sistem udara tertutup. Alat yang

digunakan ini memiliki ukuran panjang 150 cm, lebar 100 cm, dan tinggi 100 cm,

dengan putaran kompresor 1800 rpm. Sebagai pengganti motor bakar mobil,

penggerak kompresor diganti dengan motor bakar yang dijual dipasaran yang tidak

dipergunakan pada mobil. Proses pendinginan yang terjadi dalam AC mobil ini

dilakukan dengan cara menghembuskan udara melewati evaporator. Udara dingin

yang dihasilkan kemudian dialirkan ke ruang kabin mobil. Gambar 3.1a, dan

Gambar 3.1b. menyajikan skematik mesin yang diteliti. Dari ruang kabin mobil

udara kemudian dikembalikan ke evaporator kemudian kembali lagi ke kabin. Pada

proses ini tidak ada udara luar yang dicampur dengan udara balik.

Gambar 3.1a Pandangan atas skematik AC mobil

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

30

Gambar 3.1b. Pandangan samping skematik AC mobil dengan penggerak motor bakar.

Keterangan pada Gambar 3.1 :

a. Kompresor f. Motor bakar

b. Kondensor g. Kopling magnet

c. Filter receiver dryer h. Puli dan belt

d. Katup Ekspansi i. Aki

e. Evaporator

3.2 Pembuatan Alat dan Alat bantu penelitian

3.2.1 Komponen – komponen Mesin AC Mobil

Komponen utama dalam AC mobil yang digunakan dalam penelitian meliputi

kompresor, kondensor, evaporator, katup ekspansi, filter receiver dryer dan

refrigeran R-134a.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

31

a. Kompresor

Kompresor yang digunakan untuk penelitian ini menggunakan kompresor

swash plate seperti pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Kompresor swash plate

Jenis kompresor : swash plate (standart yang ada di pasaran)

Voltase : 220 V

b. Kondensor pipa bersirip

Kondensor pipa bersirip yang digunakan untuk penelitian ini disajikan seperti

pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Kondensor pipa bersirip

Jenis kondensor : Kondensor Pipa Bersirip

Ukuran : p x l x t = 45 cm x 2,7 cm x 31 cm

Bahan Pipa : Besi diameter pipa : 0,4 mm

Bahan Sirip : Alumunium, jarak antar sirip : 2 mm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

32

c. Evaporator pipa tembaga

Evaporator pipa tembaga yang digunakan dalam penelitian ini disajikan

seperti pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Evaporator pipa tembaga

Bahan Pipa Evaporator : Tembaga, diameter pipa : 8,2 mm

Bahan Sirip : Alumunium

Ukuran Evaporator : p x l x t = 30 cm x 10 cm x 5 cm

d. Katup Ekspansi

Gambar 3.5. menyajikan gambar katup ekspansi yang dipakai pada penelitian

ini.

Gambar 3.5. Katup ekspansi

Jenis Katup Ekspansi : Termostatik, standar yang ada di pasaran

Bahan : Tembaga

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

33

e. Receiver dryer

Receiver dryer yang digunakan dalam penelitian ini disajikan seperti pada

Gambar 3.6. Receiver dryer memiliki diameter : 6 cm, dan tinggi 19,5 cm.

Gambar 3.6. Receiver dryer

f. Refrigeran R-134a

Dalam penelitian menggunakan fluida kerja yang dimasukan dengan

refrigeran R-134a karena lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan jenis

refrigeran lain yang beredar di pasaran. Tabung refrigeran R-134a disajikan pada

Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Tabung refrigeran R-134a

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

34

g. Motor bakar

Motor bakar ini berfungsi sebagai penggerak mula yang memutar kompresor

dan altenator agar sistem AC dapat berjalan. Spesifikasi dari motor bakar ini

memiliki daya mesin 5,5 HP, langkah kerja 232 (8,2) l/menit, RPM 2000. Gambar

3.8. adalah gambar motor bakar.

Gambar 3.8. Motor Bakar

h. Alternator

Alternator berfungsi untuk mengisi listrik aki dan mensuplai kebutuhan

tenaga listrik yang cara kerjanya mengubah energi mekanik atau gerak menjadi

energi listrik. (Gambar 3.9.)

Gambar 3.9. Alternator

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

35

3.2.2. Peralatan pendukung

a. Mesin las

Mesin las yang digunakan adalah mesin las listrik yang digunakan untuk

menyambung / menyatukan / merangkai alat. Disajikan pada Gambar 3.10

Gambar 3.10. Mesin Las

b. Mesin gerinda tangan

Mesin gerinda tangan digunakan untuk memotong besi siku L, untuk

pembuatan rangka alat dan meratakan sebagian yang terkena las agar aman dan

menjadi rata. Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Mesin gerinda tangan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

36

c. Bor listrik

Bor listrik digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang pada rangka

yang telah dibuat Bor listrik yang digunakan seperti tersaji pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12. Bor listrik

d. Meteran

Meteran yang digunakan memiliki panjang 10 meter, dan digunakan sebagai

alat bantu untuk mengukur panjang yang diinginkan, mengukur panjang besi pada

pembuatan rangka alat. Gambar 3.13 menyajikan contoh gambar meteran.

Gambar 3.13. Meteran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

37

e. Penggaris siku

Penggaris siku digunakan untuk membuat alat, agar sudut garis diperoleh

hasil yang siku. Gambar 3.14 menyajikan suatu gambar penggaris siku.

Gambar 3.14. Pengaris siku

f. Amplas

Amplas digunakan untuk memperhalus permukaan rangka alat sebelum di

cat. Gambar 3.15 menyajikan suatu gambar amplas.

Gambar 3.15. Amplas

g. Styrofoam

Berfungsi sebagai isolator agar tidak terjadi kebocoran kalor di dalam sistem

AC mobil. (Gambar 3.16)

Gambar 3.16. Styrofoam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

38

h. Baut dan mur

Fungsinya untuk menyatukan benda yang satu dengan benda yang lain agar

benda satu dengan benda yang lain bisa menyatu, dan sesuai yang diinginkan.

(Gambar 3.17)

Gambar 3.17. Baut dan Mur

i. Kabin

Kabin berfungsi sebagai ruang yang dikondisikan dari AC mobil, yang

terbuat dari triplek, kayu yang dicat di dalamnya, dan dilapisi styrofoam. Kabin ini

memiliki ukuran panjang 150 cm, lebar 100 cm, tinggi 100 cm.

Gambar 3.18. Kabin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

39

j. Kipas kondensor

Kipas kondensor berfungsi untuk mengalirkan udara melewati kondensor

agar pelepasan kalor pada kondensor menjadi lebih cepat. Gambar 3.19.

menyajikan kipas kondensor yang dipakai.

Gambar 3.19. Kipas kondensor

Diameter kipas : 25 cm

Voltase kipas : 12 V

Arus kipas : DC

Daya kipas : 80 W

3.3 Metode Penelitian dan Variasi Penelitian

Metode penelitian ini dilakukan secara eksperimen di laboratorium

Perpindahan Kalor, Teknik Mesin, FST, USD. Pada penelitian ini variasi penelitian

dilakukan terhadap beban pendinginan dengan mempergunakan lampu. Dipilih 4

variasi pembebanan lampu dalam kabin yaitu :

a. Tanpa beban.

b. Dengan beban lampu 100 watt.

c. Dengan beban lampu 200 watt.

d. Dengan beban lampu 300 watt.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

40

3.4 Alur Penelitian

Penelitian mesin AC mobil dengan penggerak mula motor bakar ini mengikuti

alur penelitian seperti pada Gambar 3.20.

Tidak baik

baik

belum

ya

Gambar 3.20. Diagram alur penelitian

Mulai

Persiapan komponen dan alat ukur : Motor bakar, kompresor, kondensor, evaporator, katup ekspansi, adaptor, kipas kondensor, blower, alat ukur,

evaporator, dan ruang kabin

Perakitan terhadap komponen – komponen AC mobil

Pengambilan variasi penelitian (a) Tanpa beban (b) Beban lampu 100 watt (c) Beban

lampu 200 watt (d) Beban lampu 300 watt

Penggambaran siklus kompresi uap pada P-h diagram untuk memperoleh h1, h2, h3, h4, Te, dan Tc

Pengolahan data Qin, Qout, Win, COPaktual, COPideal, efisiensi, dan laju aliran massa

Pembahasan, kesimpulan, dan saran

Selesai

Pengambilan data P1, P2, T1, T3, Tkabin, I, dan V

Selesai variasi?

Uji coba, baik?

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

41

3.5 Pengambilan data penelitian

Data – data penelitian diperoleh dengan 2 cara : dengan mempergunakan alat

ukur, dengan mempergunakan p-h diagram. Posisi alat ukur diletakan sesuai dengan

yang tersaji pada Gambar 3.21.

Gambar 3.21. Posisi alat ukur

Keterangan Gambar 3.21. :

a. Titik 1 : tempat pemasangan termokopel 1 (T1) dan alat ukur tekanan (P1).

b. Titik 2 : tempat pemasangan alat ukur tekanan (P2).

c. Titik 3 : tempat pemasangan termokopel (T3).

d. Titik 4 : tempat pemasangan alat ukur arus yang dikeluarkan oleh aki (I).

e. Titik 5 : tempat alat ukur voltage pada aki (V).

Langkah – langkah yang harus dilakukan untuk mendapatkan data sebagai berikut:

a. Penelitian ini diambil pada tempat terbuka. Perubahan suhu sekitar dan

kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar kelembabannya

selalu berubah – ubah sesuai dengan cuaca yang terjadi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

42

b. Menyiapkan alat termo kopel yang sudah dikalibrasi pada tempat yang telah

ditentukan.

c. Menyalakan mesin yang sudah dipersiapkan dengan siklus kompresi uap.

d. Memeriksa mesin motor bakar dan lampu infrared dengan baik serta kabel –

kabel yang dapat mengakibatkan aliran listrik tidak masuk.

e. Menghidupkan mesin AC motor bakar, dan menyalakan saklar agar AC mobil

menyala.

3.5.1 Alat Bantu Penelitian

Proses penelitian AC mobil membutuhkan alat-alat yang digunakan untuk

membantu dalam pengujian AC mobil tersebut. Alat-alat tersebut seperti

termokopel dan alat menampilnya, pengukur tekanan, pengukur arus, pengukur

tegangan, dan P-H diagram.

1. Termokopel dan alat penampil suhu digital

Termokopel dan alat penampil suhu digital memiliki fungsi untuk mengetahui

suhu dari udara yang diukurnya. Gambar 3.22 alat penampil suhu digital

mempunyai fungsi sebagai alat menampilkan nilai suhu yang diukur.

Gambar 3.22 Termo kopel dan alat penampil suhu digital

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

43

2. Pengukur tekanan

Pengukur tekanan mempunyai fungsi untuk mengetahui nilai tekanan

refrigerant (Gambar 3.23). Pengukur tekanan berwarna merah untuk mengukur

tekanan tinggi, (tekanan keluar kompresor) sedangkan yang berwarna biru untuk

mengukur tekanan rendah.

Gambar 3.23. Pengukur tekanan

3. Higrometer

Higrometer mempunnyai fungsi untuk mengetahui suhu udara bola kering

dan suhu udara bola basah dalam kabin. Dari suhu udara basah dan suhu udara

kering maka, dapat diketahui kelembaban udara saat itu.

Gambar 3.24. Higrometer

Satuan Kisaran

psi 0 s/d 500

MPa 0 s/d 3400

kg / cm2 0 s/d 35

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

44

4. Diagram p-h

Diagram p-h mempunyai fungsi untuk menggambarkan siklus kompresi uap

mesin pendingin. Dari penggambaran siklus kompresi uap tersebut dapat diketahui

nilai entalpi di setiap titik yang diteliti, suhu kerja kondensor (Tc), suhu kerja

evaporator (Te), suhu masuk dan suhu keluar kondensor, dari kompresor.

5. Stopwatch

Stopwatch berfungsi untuk mengukur waktu yang diperlukan dalam

pengambilan data agar tepat pada waktu yang ditentukan.

3.6 Cara Mendapatkan Data Suhu dan Tekanan pada Setiap Titik yang Sudah

Ditentukan

Untuk mendapatkan data-data hasil penelitian digunakan alat ukur

termokopel dan alat ukur tekanan. Pengukuran suhu dan tekanan dilakukan pada

saat mesin bekerja.

Tabel 3.1 Tabel untuk hasil pengukuran P1, P2, TKabin, I, dan V.

3.7 Cara Membuat Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan merupakan inti dari pembahasan dari hasil analisi penelitian dan

kesimpulan harus mejawab tujuan dari penelitian, saran agar penelitian dilakukan

kembali, agar dapat diperoleh hasil yang lebih baik.

Nyala Mati Nyala123

P2

(psig)Tkabin

(°C)I

(A)Volt (V)

NoWaktu Δt1 Δt2

P1

(psig)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

45

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data hasil penelitian

Data hasil penelitian adalah tekanan refrigerant saat masuk kompresor dan

tekanan refrigerant saat keluar kompresor (P1 dan P2), besarnya arus yang masuk

ke kompresor (I) besarnya tegangan listrik yang diperlukan kompresor (V), suhu

udara ruang kabin, lamanya kompresor mati, dan lamanya kompresor hidup. Hasil

penelitian disajikan pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.4 berikut untuk setiap

variasi. Kompresor menyala ditentukan pada saat suhu udara dalam ruang kabin

tercapai pada suhu 20oC, dan kompresor mati ditentukan pada saat suhu udara

dalam ruang kabin mencapai 15oC.

Untuk perhitungan, diasumsikan pada siklus kompresi uap tidak terjadi

proses subcooling dan superheating. Dengan menggunakan tekanan refrigerant (P1

dan P2) maka proses – proses pada siklus kompresi uap dapat digambarkan pada

diagram p-h R134a. Dengan bantuan Tabel sifat – sifat refrigeran R134a, nilai –

nilai entalpi, suhu kerja evaporator, dapat diketahui.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

Tabe

l 4.1

Has

il pe

nelit

ian

untu

k ko

ndis

i tan

pa b

eban

No

Wak

tu

Δt1

Δ

t2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A)

Vol

t

(V)

Nya

la

Mat

i N

yala

1

00:0

0 00

:00

00:0

0 00

00

81

85

28

.5

00

00

2 00

:00

05:1

9 05

:33

00

19

14

170

16,9

10

,4

12

3 05

:33

05:5

1 06

:00

33

51

14

170

16,8

10

,2

12

4 06

:00

06:2

8 06

:43

00

28

14

170

16,5

10

,1

12

5 06

:43

07:0

3 07

:19

43

03

14

170

16,7

10

,2

12

6 07

:19

07:3

8 07

:56

19

38

14

170

16,4

10

,0

12

7 07

:56

08:1

5 08

:37

56

15

14

170

16,5

10

,2

12

8 08

:37

08:5

1 09

:11

37

51

14

170

16,4

10

,1

12

9 09

:11

09:2

9 09

:47

11

29

14

170

16,2

10

,2

12

10

09:4

7 10

:06

10:2

5 47

06

14

17

0 16

,2

10,1

12

11

10

:25

10:4

4 11

:03

25

44

14

170

16,2

10

,2

12

12

11:0

3 11

:21

11:4

0 03

21

14

17

0 16

,2

10,2

12

13

11

:40

11:5

8 12

:18

40

58

14

170

16,5

10

,1

12

14

12:1

8 12

:36

12:5

7 18

36

14

17

0 16

,3

10,2

12

15

12

:57

13:1

5 13

:36

57

15

14

170

16,3

10

,1

12

16

13:3

6 13

:55

14:1

5 36

55

14

17

0 16

,4

10,1

12

17

14

:15

14:3

4 14

:55

15

34

14

170

16,3

10

,2

12

18

14:5

5 15

:13

15:3

4 55

13

14

17

0 16

,0

10,1

12

19

15

:34

15:5

2 16

:14

34

52

14

170

16,0

10

,2

12

46

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

No

Wak

tu

Δt1

Δ

t2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

20

16:1

4 16

:32

16:5

3 14

32

14

17

0 16

,1

10,2

12

21

16

:53

17:1

1 17

:35

53

11

14

170

16,1

10

,2

12

22

17:3

5 17

:51

18:1

4 35

51

14

17

0 15

,9

10,2

12

23

18

:14

18:3

1 18

:54

14

31

14

170

15,9

10

,2

12

24

18:5

4 19

:12

19:3

5 54

12

14

17

0 16

,2

10,1

12

25

19

:35

19:5

2 20

:16

35

52

14

170

16,2

10

,1

12

26

20:1

6 20

:34

20:5

7 16

34

14

17

0 16

,2

10,2

12

27

20

:57

21:0

7 21

:37

57

07

14

170

16,1

10

,2

12

28

21:3

7 21

:54

22:1

8 37

54

14

17

0 16

,2

10,1

12

29

22

:18

22:3

6 23

:01

18

36

14

170

15,9

10

,1

12

30

23:0

1 23

:17

23:4

2 01

17

14

17

0 16

,0

10,1

12

31

23

:42

23:5

9 24

:22

42

59

14

170

16,2

10

,2

12

32

24:2

2 24

:40

25:0

4 22

40

14

17

0 15

,9

10,1

12

33

25

:04

25:2

2 25

:46

04

22

14

170

15,6

10

,2

12

34

25:4

6 26

:04

26:2

8 46

04

14

17

0 15

,7

10,2

12

35

26

:28

26:4

5 27

:09

28

45

14

170

16,0

10

,1

12

36

27:0

9 27

:27

27:5

3 09

27

14

17

0 15

,8

10,2

12

37

27

:53

28:0

9 28

:34

53

28

14

170

16,0

10

,1

12

38

28:3

4 28

:52

29:1

6 34

52

14

17

0 16

,0

10,1

12

39

29

:16

29:3

4 29

:58

16

34

14

170

16,0

10

,1

12

40

29:5

8 30

:16

34:0

0 58

16

14

17

0 15

,8

10,1

12

R

ata

- rat

a 35

,11

34,3

7 14

17

0 15

,99

10,1

5 12

47

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

Tabe

l 4.2

Has

il pe

nelit

ian

deng

an b

eban

lam

pu 1

00 w

att

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

1 00

:00

00:0

0 00

:00

00

00

85

85

29,9

00

00

2

00:0

0 04

:48

04:5

9 00

48

14

17

5 18

,6

10,2

9 12

3

04:5

9 05

:23

05:3

7 59

23

14

17

5 18

,7

10,2

1 12

4

05:3

7 06

:00

06:1

5 37

00

14

17

5 18

,6

10,1

6 12

5

06:1

5 06

:38

06:5

5 15

38

14

17

5 18

,5

10,1

9 12

6

06:5

5 07

:16

07:3

1 55

16

14

17

5 18

,0

10,1

5 12

7

07:3

1 07

:52

08:1

0 31

52

14

17

5 18

,0

10,1

3 12

8

08:1

0 08

:30

08:4

7 10

30

14

17

5 18

,0

10,1

8 12

9

08:4

7 09

:07

09:2

4 47

07

14

17

5 18

,1

10,1

7 12

10

09

:24

09:4

6 10

:04

24

46

14

175

17,8

10

,13

12

11

10:0

4 10

:25

10:4

2 04

25

14

17

5 17

,8

10,2

1 12

12

10

:42

11:0

3 11

:21

42

30

14

175

17,7

10

,11

12

13

11:2

1 11

:42

11:5

9 21

42

14

17

5 18

,1

10,2

3 12

14

11

:59

12:2

0 12

:37

59

20

14

175

17,9

10

,11

12

15

12:3

7 12

:58

13:1

6 37

58

14

17

5 17

,8

10,1

1 12

16

13

:16

13:3

7 13

:55

16

37

14

175

17,8

10

,08

12

17

13:5

5 14

:16

14:3

4 55

16

14

17

5 17

,6

10,0

3 12

18

14

:34

14:5

4 15

:12

34

54

14

175

17,4

10

,08

12

19

15:1

2 15

:33

15:5

2 12

33

14

17

5 17

,5

10,1

8 12

48

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A)

Vol

t

(V)

Nya

la

Mat

i N

yala

20

15

:52

16:1

3 16

:31

52

13

14

175

17,5

10

,16

12

21

16:3

1 15

:51

17:0

9 31

51

14

17

5 17

,8

10,1

2 12

22

17

:09

17:3

1 17

:49

09

31

14

175

17,7

10

,12

12

23

17:4

9 18

:11

18:2

8 49

11

14

17

5 17

,7

10,0

4 12

24

18

:28

18:5

0 19

:08

28

50

14

175

17,5

10

,04

12

25

19:0

8 19

:29

19:4

8 08

29

14

17

5 17

,7

10,0

7 12

26

19

:48

20:0

7 20

:26

48

07

14

175

17,5

10

,12

12

27

20:2

6 20

:46

21:0

6 26

46

14

17

5 17

,5

10,1

3 12

28

21

:06

21:2

5 21

:45

06

25

14

175

17,7

10

,04

12

29

21:4

5 22

:04

22:2

4 45

04

14

17

5 17

,6

10,0

9 12

30

22

:24

22:4

4 23

:03

24

44

14

175

17,5

10

,16

12

31

23:0

3 23

:23

23:4

2 03

23

14

17

5 17

,4

10,1

0 12

32

23

:42

24:0

3 24

:22

42

30

14

175

17,4

10

,11

12

33

24:2

2 24

:43

25:0

2 22

43

14

17

5 17

,3

10,0

3 12

34

25

:02

25:2

2 25

:41

02

22

14

175

17,2

10

,02

12

35

25:4

1 26

:01

26:2

2 41

01

14

17

5 17

,5

10,1

0 12

36

26

:22

26:4

1 27

:00

22

41

14

175

17,1

10

,11

12

37

27:0

0 27

:20

27:3

9 00

20

14

17

5 17

,2

10,1

1 12

38

27

:39

28:0

1 28

:21

39

01

14

175

17,1

10

,08

12

39

28:2

1 28

:41

29:0

0 21

41

14

17

5 17

,2

10,1

0 12

40

29

:00

29:2

0 29

:40

00

20

14

175

17,1

10

,13

12

41

29:4

0 29

:59

30:1

9 40

59

14

17

5 17

,2

9,99

12

R

ata

- rat

a 32

,746

33

,332

4 14

17

5 17

,68

10,1

12

49

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

Tabe

l 4.3

Has

il pe

nelit

ian

deng

an b

eban

lam

pu 2

00 w

att

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

1 00

:00

00:0

0 00

:00

00

00

85

85

29,8

00

00

2

00:0

0 05

:37

05:4

7 00

37

15

17

5 18

,8

10,1

5 12

3

05:4

7 06

:24

06:3

7 47

24

15

17

5 18

,8

10,0

7 12

4

06:3

7 07

:12

07:2

5 37

12

15

17

5 18

,4

10,0

5 12

5

07:2

5 07

:56

08:0

9 25

56

15

17

5 18

,6

10,1

4 12

6

08:0

9 08

:36

08:5

1 09

36

15

17

5 18

,6

10,1

2 12

7

08:5

1 09

:18

09:3

2 51

18

15

17

5 18

,9

10,1

3 12

8

09:3

2 09

:57

10:1

2 32

57

15

17

5 18

,7

10,1

1 12

9

10:1

2 10

:37

10:5

3 12

37

15

17

5 18

,1

10,1

3 12

10

10

:53

11:1

8 11

:33

53

18

15

175

18,5

10

,12

12

11

11:3

3 11

:58

12:1

4 33

58

15

17

5 18

,2

10,1

7 12

12

12

:14

12:3

8 12

:53

14

38

15

175

18,6

10

,12

12

13

12:5

3 13

:18

13:3

2 53

18

15

17

5 18

,7

10,1

7 12

14

13

:32

13:5

6 14

:12

32

56

15

175

18,1

10

,14

12

15

14:1

2 14

:38

14:5

3 12

38

15

17

5 18

,6

10,0

1 12

16

14

:53

15:1

6 15

:32

53

16

15

175

18,1

10

,13

12

17

15:3

2 15

:54

16:1

0 32

54

15

17

5 18

,4

10,0

5 12

18

16

:10

16:3

4 16

:50

10

34

15

175

18,2

10

,10

12

19

16:5

0 17

:13

17:2

9 50

13

15

17

5 18

,6

10,0

6 12

50

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

20

17:2

9 17

:52

18:0

8 29

52

15

17

5 18

,3

10,0

3 12

21

18

:08

18:3

3 18

:49

08

33

15

175

18,2

10

,08

12

22

18:4

9 19

:11

19:2

7 49

11

15

17

5 18

,5

10,0

9 12

23

19

:27

19:5

1 20

:05

27

51

15

175

18,0

10

,05

12

24

20:0

5 20

:27

20:4

5 05

27

15

17

5 18

,3

10,0

6 12

25

20

:45

21:0

8 21

:25

45

08

15

175

18,5

10

,03

12

26

21:2

5 21

:48

22:0

5 25

48

15

17

5 18

,3

10,0

9 12

27

22

:05

22:2

8 22

:44

05

28

15

175

18,4

10

,04

12

28

22:4

4 23

:05

23:2

3 44

05

15

17

5 18

,0

10,0

4 12

29

23

:23

23:4

4 24

:02

23

44

15

175

18,0

10

,06

12

30

24:0

2 24

:23

24:4

2 02

23

15

17

5 17

,8

10,0

8 12

31

24

:42

25:0

1 25

:19

42

01

15

175

17,8

10

,00

12

32

25:1

9 25

:40

28:5

8 19

40

15

17

5 18

,1

10,0

4 12

33

28

:58

26:1

9 26

:36

58

19

15

175

18,1

10

,11

12

34

26:3

6 26

:59

27:1

6 36

59

15

17

5 18

,0

9,98

12

35

27

:16

27:3

8 27

:56

16

38

15

175

18,2

9,

85

12

36

27:5

6 28

:17

28:3

5 56

17

15

17

5 18

,0

10,0

3 12

37

28

:35

28:5

8 29

:15

35

58

15

175

18,2

10

,02

12

38

29:1

5 29

:37

29:5

4 15

37

15

17

5 18

,0

10,0

1 12

39

29

:54

30:1

6 30

:33

54

16

15

175

18,0

10

,03

12

Rat

a - r

ata

35,6

3 35

,2

15

175

18,3

1 10

,07

12

51

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

Tabe

l 4.4

Has

il pe

nelit

ian

deng

an b

eban

lam

pu 3

00 w

att

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

1 00

:00

00:0

0 00

:00

00

00

82

95

29,8

00

00

2

00:0

0 07

:12

07:2

3 0

12

15

180

20,2

10

,51

12

3 07

:23

07:5

4 08

:07

23

54

15

180

20,0

10

,08

12

4 08

:07

08:3

8 08

:52

07

38

15

180

19,1

10

,06

12

5 08

:52

09:1

7 09

:31

52

17

15

180

19,9

10

,04

12

6 09

:31

09:5

8 10

:12

31

58

15

180

19,5

10

,07

12

7 10

:12

10:3

8 10

:52

12

38

15

180

20,2

10

,06

12

8 10

:52

11:1

8 11

:33

52

18

15

180

19,4

10

,04

12

9 11

:33

11:5

7 12

:13

33

57

15

180

20,0

10

,17

12

10

12:1

3 12

:38

12:5

2 13

38

15

18

0 20

,3

10,1

7 12

11

12

:52

13:1

8 13

:33

52

18

15

180

20,3

10

,05

12

12

13:3

3 14

:00

14:1

4 33

00

15

18

0 20

,1

10,0

3 12

13

14

:14

14:4

3 14

:57

14

43

15

180

20,1

09

,99

12

14

14:5

7 15

:22

15:3

7 57

22

15

18

0 20

,0

09,9

6 12

15

15

:37

16:0

4 16

:19

37

04

15

180

20,0

10

,03

12

16

16:1

9 16

:45

17:0

0 19

45

15

18

0 20

,2

09,9

5 12

17

17

:00

17:2

9 17

:42

00

29

15

180

20,0

10

,04

12

18

17:4

2 18

:11

18:2

4 42

11

15

18

0 19

,9

10,0

1 12

19

18

:24

18:5

2 19

:07

24

52

15

180

20,0

09

,96

12

52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

No

Wak

tu

Δt1

Δt2

P 1

(psi

g)

P 2

(psi

g)

T kab

in

(°C

) I

(A

) V

olt

(V

) N

yala

M

ati

Nya

la

20

19:0

7 19

:32

19:4

7 07

32

15

18

0 20

,1

10,0

0 12

21

19

:47

20:1

6 20

:29

47

16

15

180

20,1

09

,97

12

22

20:2

9 20

:51

21:0

6 29

51

15

18

0 20

,2

10,0

3 12

23

21

:06

21:3

2 21

:47

06

32

15

180

19,6

09

,96

12

24

21:4

7 22

:12

22:2

8 47

12

15

18

0 20

,1

10,0

8 12

25

22

:28

22:4

9 23

:06

28

49

15

180

20,0

10

,08

12

26

23:0

6 23

:28

23:4

4 06

28

15

18

0 20

,1

10,0

6 12

27

23

:44

24:0

5 24

:24

44

05

15

180

20,3

10

,11

12

28

24:2

4 24

:42

24:5

9 24

42

15

18

0 20

,2

10,0

8 12

29

24

:59

25:2

3 25

:39

59

23

15

180

20,1

10

,02

12

30

25:3

9 26

:00

26:1

7 39

00

15

18

0 20

,1

10,0

2 12

31

26

:17

26:3

7 26

:54

17

37

15

180

20,3

10

,08

12

32

26:5

4 27

:15

27:3

2 54

15

15

18

0 20

,0

10,1

3 12

33

27

:32

27:5

3 28

:10

32

53

15

180

20,3

10

,11

12

34

28:1

0 28

:30

28:4

8 10

30

15

18

0 19

,7

10,0

9 12

35

28

:48

29:0

9 29

:26

48

09

15

180

20,3

10

,05

12

36

29:2

6 29

:48

30:0

5 26

48

15

18

0 20

,8

10,0

7 12

37

30

:05

30:2

4 30

:41

05

24

15

180

20,1

10

,01

12

Rat

a - r

ata

35,6

1 33

,02

15

180

20

10,0

8 12

53

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

54

Keterangan :

- Δt1 : Selang waktu kompresor hidup (detik)

- Δt2 : Selang waktu kompresor mati (detik)

- P1 : Tekanan refrigeran saat masuk kompresor (Psig)

- P2 : Tekanan refrigeran saat keluar kompresor (Psig)

- Tkabin : Suhu udara di ruang kabin (oC)

- I : Arus listrik yang digunakan kompresor (Ampere)

- V : Tegangan listrik yang digunakan kompresor (Volt)

4.2 Perhitungan dan pengolahan data

Dari data – data pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.4 dapat digambarkan

siklus kompresi uap pada p-h dan dengan bantuan Tabel sifat – sifat refrigerant

R134a dapat diketahui nilai entalpinya secara tepat. Pada penelitian ini digunakan

diagram p-h untuk R134a.

Pada penelitian tanpa beban lampu, diperoleh hasil tekanan P1 dan P2, sebagai

berikut :

P1 = Pabs = Ppengukuran + Pudara luar

= 14 psi + 14,7 psi = 28,7 psi = 0,2 MPa

P2 = Pabs = Ppengukuran + Pudara luar

= 170 psi + 14,7 psi = 184,7 psi = 1,2 MPa

Catatan :

1 psi = 0,006895 MPa

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

55

Gambar 4.1 Siklus Kompresi uap pada diagram P-h R134a, udara balik tidak dicampur dengan udara segar luar, tanpa beban lampu.

Dengan melihat Gambar 4.1 dan Tabel sifat refrigerant R134a dapat diperoleh :

Te : -10 oC, (Suhu kerja evaporator)

Tc : 41,6 oC, (Suhu kerja kondensor)

h1 : 395,29 kJ/kg (entalpi refrigerant masuk kompresor)

h2 : 430,70 kJ/kg (entalpi refrigerant keluar kompresor)

h3 : 269,76 kJ/kg (entalpi refrigerant masuk katup ekspansi)

h4 : 269,76 kJ/kg (entalpi refrigerant keluar katup ekspansi)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

56

a. Kerja kompresor persatuan massa refrigeran (Win)

Untuk mendapatkan kerja kompresor persatuan massa refrigerant yang

dihasilkan oleh AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.1) :

Win = h2– h1

= 430,70 kJ/kg – 395,29 kJ/kg

= 35,41 kJ/kg

Maka kerja kompresor persatuan massa refrigerant sebesar 35,41 kJ/kg

b. Kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout)

Untuk mendapatkan nilai kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas

kondensor pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.2) :

Qout = h2 – h3

= 430,70 kJ/kg – 269,76 kJ/kg

= 160,94 kJ/kg

Maka kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor sebesar 160,94

kJ/kg

c. Kalor yang diserap evaporator (Qin)

Untuk mendapatkan kalor persatuan massa refrigerant yang diserap

evaporator pada AC mobil, dapat menggunakan Persamaan (2.4) :

Qin = h1 – h4

= 395,29 kJ/kg – 269,76 kJ/kg

= 125,53 kJ/kg

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

57

Maka kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator sebesar 125,53

kJ/kg

d. COPaktual

COPaktual dipergunakan untuk menyatakan performance (unjuk kerja) dari

mesin siklus kompresi uap pada AC mobil, dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.5) :

COPaktual = (h1 – h4) / (h2– h1)

= ( 395,29 – 269,76) / (430,70 – 395,29)

= 3,545

Maka COPaktual AC mobil sebesar 3,545

e. COPideal

Untuk menghitung COPideal pada mesin siklus kompresi uap pada AC mobil,

dapat menggunakan Persamaan (2.6) :

COPideal = ��

�����

= �����,��

( �,���,��)�(�����,��)

= 5,099

Maka COPideal AC mobil sebesar 5,099

f. Efisiensi (η)

Untuk mendapatkan efisiensi mesin siklus kompresi uap pada AC mobil dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7) :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

58

η = (COPactual × 100%) / COPideal

= (3,545 × 100%) / 5,099

= 69,52%

Maka efisiensi mesin siklus kompresi uap AC mobil sebesar 69,52%

g. Laju aliran massa refrigerant (ṁ)

Untuk mendapatkan laju aliran massa refrigerant dapat dihitung dengan

Persamaan (2.8) :

ṁ = [(VI)/ (Win x1000)]

= [(12.10,15) / (35,41 x1000) ]

= 0,00343 kg/s = 3,43 g/s

Maka laju aliran massa AC mobil sebesar 0,00343 kg/s = 3,43 g/s

4.3 Hasil perhitungan

Hasil perhitungan secara keseluruhan dari variasi pembebanan lampu yang

meliputi : tanpa lampu, dengan beban lampu 100 watt, dengan beban lampu 200

watt, dengan beban lampu 300 watt, untuk nilai kerja kompresor persatuan massa

refrigerant (Win), kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout),

kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator (Qin), COPaktual, COPideal,

efisiensi (η), laju aliran massa (ṁ) dari AC mobil disajikan dalam Tabel 4.5.

Perhitungan dilakukan dengan cara sama.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

Tabe

l 4.5

Has

il pe

rhitu

ngan

kar

akte

ristik

AC

mob

il

Tanp

a

Beb

an L

ampu

B

eban

La

mpu

100

wat

t B

eban

Lam

pu 2

00 w

att

Beb

an

Lam

pu 3

00 w

att

Satu

an

Win

35

,41

37,7

2 41

,43

42,6

3 kJ

/kg

Qou

t 16

0,94

16

1,62

16

3,25

16

2,63

kJ

/kg

Qin

12

5,53

12

3,90

12

1,82

12

0,00

kJ

/kg

CO

P akt

ual

3,54

5 3,

284

2,96

1 2,

814

CO

P ide

al

5,09

9 5,

002

4,90

9 4,

819

η 69

,52

65,6

5 60

,31

58,3

9 %

0,

0034

3 0,

0032

1 0,

0029

1 0,

0028

3 kg

/s

Δt1

35,0

9 35

34

,97

33,2

7 de

tik

Δt2

34,6

3 34

,3

34,9

33

,61

detik

T on

15

15

15

15

o C

T off

20

20

20

20

o C

T kab

in

16

17,4

18

,1

20,2

o C

T eva

pora

tor

-10

-10

-10

-10

o C

T kon

dens

or

41,6

42

,6

43,6

44

,6

o C

59

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

60

4.4 Pembahasan

Dari hasil penelitian, diperoleh bahwa mesin AC mobil dapat bekerja dengan

baik. Dari penelitian yang telah dilakukan dihasilkan suhu kondensor yang lebih

tinggi dari suhu lingkungan AC mobil sehingga pelepasan kalor dikondensor

berjalan dengan baik, suhu kerja rata – rata kondensor sekitar 43,1 oC. Sedangkan

evaporator juga menghasilkan suhu rata – rata yang lebih rendah dari suhu ruang

kabin mobil, yaitu sekitar -10 oC.

Gambar 4.2 Perbandingan nilai Win

Gambar 4.2 menyajikan perbandingan Win tiap variasi, nilai Win terendah

terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 35,41 kJ/kg. Sedangkan nilai

Win tertinggi pada variasi pembebanan lampu 300 watt sebesar 42,63 kJ/kg.

Semakin besar pembebanan lampu atau semakin besar beban pendinginan yang

terjadi pada ruang kabin, ternyata semakin besar kerja yang dilakukan kompresor.

Dengan kata lain, kerja kompresor semakin berat.

-

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

Variasi beban lampu

Win

(kg/

kJ)

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

61

Gambar 4.3 Perbandingan nilai Qout

Gambar 4.3 menyajikan perbandingan Qout tiap variasi, nilai Qout terendah

terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 160,94 kJ/kg. Sedangkan nilai

Qout tertinggi dengan pembebanan lampu 200 watt sebesar 163,25 kJ/kg. Nilai kalor

persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor berubah pada setiap menit. Hal

ini sesuai dengan perubahan yang terjadi pada tekanan dan temperatur kompresor

dan evaporator. Karena kalor yang dilepas kondensor merupakan jumlah energi

atau kerja yang dilakukan kompresor ditambah dengan besarnya energi kalor yang

diserap evaporator persatuan massa refrigerant.

Gambar 4.4 menyajikan perbandingan Qin tiap variasi, nilai Qin tertinggi

terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu sebesar 125,53 kJ/kg. Sedangkan

terjadi pada pembebanan lampu 300 watt sebesar 120,00 kJ/kg. Semakin besar nilai

Qin berarti besarnya kalor yang diserap evaporator persatuaan massa refrigerant

dari udara dalam kabin semakin besar. Nilai Qin mengalami penurunan dengan

meningkatnya beban pendinginan. Kalor yang diserap evaporator meliputi kalor

159.50

160.00

160.50

161.00

161.50

162.00

162.50

163.00

163.50

Variasi beban lampu

Qou

t(kg

/kJ)

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

62

sensibel. Kalor sensibel berasa dari penurunan suhu udara yang ada dalam ruang

kabin, dari masuknya kalor sensibel yang melalui dinding – dinding kabin.

Gambar 4.4 Perbandingan nilai Qin

Gambar 4.5 Perbandingan nilai COPaktual

Gambar 4.5 memperlihatkan perbandingan COPaktual tiap variasi, nilai

COPaktual terendah terjadi pada variasi pembebanan lampu 300 watt sebesar 2,814.

Sedangkan nilai COPaktua tertinggi terjadi pada variasi tanpa pembebanan lampu

117.00

118.00

119.00

120.00

121.00

122.00

123.00

124.00

125.00

126.00

Variasi beban lampu

Qin

(kg/

kJ)

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

CO

P akt

ual

Variasi beban lampu

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

63

sebesar 3,545. Semakin rendah beban pendinginan didalam ruang kabin semakin

tinggi nilai COPaktual yang dihasilkan

Gambar 4.6 Perbandingan nilai COPideal

Gambar 4.6 memperlihatkan perbandingan nilai COPideal tiap variasi, nilai

COPideal terendah terjadi pada variasi lampu 300 watt sebesar 4,819, sedangkan nilai

COPideal tertinggi terjadi pada pembebanan tanpa lampu sebesar 5,099. Semakin

besar beban pendinginan didalam ruang kabin semakin rendah COPideal yang

dihasilkan.

Gambar 4.7 memperlihatkan perbandingan efisinsi tiap variasi. Nilai efisiensi

terendah terjadi pada pembebanan lampu 300 watt sebesar 58,39%. Sedangkan nilai

efisiensi tertinggi terjadi pada pembebanan tanpa lampu sebesar 69,52%. Semakin

besar besar pendinginan ternyata mengakibatkan nilai efisiensi semakin rendah.

4.65

4.7

4.75

4.8

4.85

4.9

4.95

5

5.05

5.1

5.15

Variasi beban lampu

CO

P ide

al

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

64

Gambar 4.7 Perbandingan nilai Efisiensi (η)

Gambar 4.8 Perbandingan nilai Laju Aliran Massa (ṁ)

Gambar 4.8 menyajikan perbandingan nilai laju aliran massa tiap variasi. Nilai laju

aliran massa terendah terjadi pada variasi pembebanan lampu 300 watt, yaitu

sebesar 0,00283 kg/s. Sedangkan nilai laju aliran massa tertinggi terjadi pada variasi

tanpa pembebanan lampu, yaitu sebesar 0,00343 kg/s. Semakin besar beban

pendinginan dalam ruang kabin, ternyata memberikan penurunan terhadap besarnya

massa laju aliran refrigeran.

52.00

54.00

56.00

58.00

60.00

62.00

64.00

66.00

68.00

70.00

72.00

Variasi beban lampu

Efis

iens

i, η,

%

Tanpa BebanLampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

0

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

0.004

Variasi

ṁ, l

aju

alira

n m

assa

kg/

detik Tanpa Beban

LampuBeban Lampu100 wattBeban Lampu200 wattBeban Lampu300 watt

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

65

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian mesin AC mobil, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai

berkut :

a. Mesin AC mobil berhasil dirancang dan dirakit, mesin AC mobil juga bekerja

dengan baik.

b. Mesin AC Mobil bekerja dengan siklus kompresi uap telah bekerja dengan baik,

dengan suhu kerja kondensor sekitar 43,1 0C dan suhu kerja evaporator -10 0C.

1. Kerja kompresor persatuan massa refrigerant (Win) terendah sebesar 35,41

kJ/kg dan tertinggi sebesar 42,63 kJ/kg.

2. Kalor persatuan massa refrigerant yang dilepas kondensor (Qout) terendah

sebesar 160,94 kJ/kg dan tertinggi sebesar 163,25 kJ/kg.

3. Kalor persatuan massa refrigerant yang diserap evaporator (Qin) terendah

sebesar 120,00 kJ/kg dan tertinggi sebesar 125,53 kJ/kg.

4. COPaktual mesin AC mobil yang dibuat mempunyai nilai terendah sebesar

2,814 dan tertinggi sebesar 3,545.

5. COPideal mesin AC mobil yang dibuat mempunyai nilai terendah sebesar

4,819 dan tertinggi sebesar 5,099.

6. Efisiensi yang dihasilkan mesin AC mobil terendah sebesar 58,39% dan

tertinggi sebesar 69,52%.

7. Laju aliran massa (ṁ) yang dihasilkan mesin AC mobil terendah sebesar

0,00283 kg/s dan tertinggi sebesar 0,00343 kg/s.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

66

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat disampaikan pada penelitian ini :

a. Pengambilan data sebaiknya dilakukan tidak terlalu lama dikarenakan dalam

keadaan stabil tidak membutuhkan waktu yang lama.

b. Waktu ingin melakukan penelitian kelistrikan sebaiknya melakukan pengecekan

berkala pada setiap komponen.

c. Penataan terhadap rangkaian kelistrikan sebainya menempel dengan rangka agar

terlihat rapi dan tidak mengganggu pada saat pengambilan data.

d. Pada saat melakukan pemasangan termokopel harus benar – benar sesuai dengan

aturan jika salah akan merubah nilai suhu.

e. Pengambilan data sebainya dilakukan sesuai dengan keadaan mobil yang

digunakan supaya data benar – benar falid.

f. Perhatikan situasi dan kondisi lingkungan skitar pada saat pengambilan data,

diusahan setiap variasi diselesaikan dalam hari yang sama untuk menghindari

situasi cuaca pada saat pengambilan data.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 85: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

67

DAFTAR PUSTAKA

Kanif Setiyawan, Bambang Sugiantoro, (2016), Meneliti pengaruh variasi beban

waktu pendinginan dan temperatur ruang terhadap performasi mesin

pendingin.

Khairil Anwa, (2010), Meneliti tentang efek beban pendingin terhadap performa

sistem mesin pendingin.

Marwan Effendy, (2005), Meneliti pengaruh kecepatan putaran poros terhadap

prestasi kerja mesin pendingin, penelitian ini untuk mengetahui

pengaruh variasi putaran poros kompresor terhadap prestasi kerja mesin

pendingin.

Rifqi, H., 2015, Rekayasa Trainer Sistem Ac Mobil Untuk Memvariasikan

Kapasitas Pendinginan (Cop)

http://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jurnal-rekayasa-

mesin/article/view/11481 Diakses Pada Tanggal 17 Januari 2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 86: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

68

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 87: PRESTASI KERJA MESIN AC MOBIL DENGAN VARIASI BEBAN ...repository.usd.ac.id/34572/2/155214010_full.pdf · Kebutuhan mesin AC pada mobil saat ini merupakan kebutuhan yang tidak dapat

69

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI