PROPOSAL TUGAS AKHIR

ANALISA SISTEM AC MOBIL ISUZU PANTHER TOURING

Disusun untuk memenuhi persyaratan Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Pamulang

Disusun Oleh:

RINALDY RACHMAN

2011030155

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS PAMULANG

2015

HALAMAN PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR

Nama : Rinaldy Rachman

NIM : 2011030155

Jurusan : Teknik Mesin

Judul proposal : ANALISA SISTEM AC MOBIL ISUZU PANTHER TOURING

Proposal tugas akhir ini telah disetujui untuk dilanjutkan sebagai tugas akhir

Pada hari :

Tanggal :

Oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

( ) ( )

Mengetahui :

Ketua Program Studi Teknik Mesin

( Ir. Djuhana, M.Si )

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini system pengkondisian udara tidak bias di pungkiri seperti

daerah tropis di Indonesia sangt dibutuhkan dan bahkan menjadi kebutuhan

manusia, permintaan akan (air conconditioner) AC semakin meningkat baik itu di

industry, otmotif, perkantoran bahkan pada lingkup kecil seperti rumah tangga.

Sejak diciptakanya mobil dengan ruang penumpang tertutup, muncul

pemikiran orang tentang bagaimana caranya agar ruangan didalam mobil tersebut

tidak terasa panas. Beberapa usaha telah dilakukan antara lain dengan memberi

ventilasi udara didalam mobil.

Namun cara ini masih belum memuaskan karena udara yang masuk dari luar

justru malah menimbulkan masalah baru, sebagai contoh masuknya debu-debu

dari jalanan kedalam mobil. Mengingat cara ini masih kurang efektif, kemudian

orang mencoba memasng kipas didalam mobil. Pemasangan kipas angina ternyata

hasilnya cukup lumayan, karena kipas angina ini bias mengurangi rasa gerah pada

saat melakukan perjalanan. Namun seiring berjalanya waktu penggunaan kipas

angin pun belum memadai dan menyebabkan muncul lagi keluhan orang, yakni

jika terjadi kemacetan dijalan yang cukup padat, udara didalam mobil masih

terasa panas, sehingga jendela mobil masih harus dibuka. Akibatnya, keaamanan,

kenyamanan dan keselamatan penumpang menjadi kurang terjamin setelah

berbagai cara dilakukan, kemudian muncul cara lain yang lebih efektif untuk

mengurangi panas, gerah, dan pengap didalam mobil yakni dengan memasang

AC.

Sistem penyejuk udara atau ac sudah menjadi kebutuhan yang tergolong

penting bagi penumpang. Dengan menggunakan AC disamping memperoleh

keamanan, kenyamanan penumpang pun akan lebih terjamin karena pintu dan

jendela mobil harus di tutup pada saat AC dihidupkan.

Fungsi pada AC mobil adalah sebagai berikut,

1. Memberikan udara sejuk didalam ruangan mobil.

2. Menghindari udara kotor masuk kedalam ruangan mobil.

3. Menghilangkan kondensasi pada kaca mobil dengan cepat terutama saat

hujan atau udara lembab.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan. Maka rumusan atas

penelitian ini adalah:

1. Mengenal lebih dalam tentang sistem AC Isuzu Panther Touring.

1.3 Tujuan

Tujuan penelitian ini yaitu:

1.Untuk mengetahui system kerja AC mobil khususnya Isuzu Panther

Touring.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penyusunan laporan ini:

Bagi penulis :

Upaya pengembangan ilmu yang didapat di bagku kuliah dan

praktek kerja yang telah dilakukan, serta menambah pengalaman dan

melihat kenyataan bagaimana system kerja AC pada mobil Isuzu

Panther Touring.

Bagi universitas :

Dapat dimanfaatkan bagi universitas sebagai refrensi tentang

system kerja AC pada mobil Isuzu panther Touring.

Bagi masyarakat :

Dapat memberi informasi akan keuntungan sistem AC pada mobil

Isuzu Panther Touring.

1.5 Batasan masalah

Kompleksnya permasalahan perhitungan analisa ini maka saya perlu

membatasai beberapa masalah yang akan di angkat dalam analisa ini agar menjadi

jelas dan tidak menyimpang dari tujuan yang telah ditetapkan sebagai berikut.

1. Media atau objek permasalahan adalah Analisa system AC pada mobil

Isuzu Phanter Touring.

2. Dalam penyusunan laporan ini pembahasan di tekankan pada :

a) Ukuran ruangan (volume kabin)

b) Sumber panas didalam mobil

c) PK pada mobil

d) PK pada motor AC

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan sistematika ini dibuat ntuk lebih mempermudah penyusunan

Skripsi ini dan juga dalam membaca, memahami hasil penelitian ini, adapun

sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan

penelitian, manfat penelitian, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan

untuk laporan penelitian.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan beberapa teori dasar yang mendasari penulisan ini

yang digunakan untuk pemecahan masalah dan definisi dari literature serta hasil

penelitian lain yang berhubungan dengan laporan tugas akhir.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini memuat gambaran metodologi yang terstruktur dari tahap demi

tahap setiap proses pelaksanaan langkah pemecahan masalah yng digambarkan

dalam bentuk gambar dan penjelasandari setiap tahap proses penelitian ini.

BAB IV ANALISA DANPEMBAHASAN

Bab ini memberikan penjelasan mengenai analisis lebih lanjut berdasarkan

dari hasil pengolahan data dan interpretasi hasilnya agar diperoleh sejauh mana

tingkat penerapan yang dapat dicapai sesuai dengan manfaat dari penelitian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan yang merupakan ringkasan terhadap hasil dari

tujuan penelitian dan saran-saran dalam penerapanya dilapangan yang seksama

dari penelitian ini.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian dan fungsi AC mobil

Air conditioner atau yang biasa disebut AC merupakan salah satu sistem

didalam kendaraan yang berfungsi untuk membuat temperatur udara di suatu

ruangan menjadi nyaman. Apabila suhu didalam ruangan terasa panas, kemudian

AC diaktifkan maka udara panas ini akan diserap sehingga temperatur udara di

ruangan tersebut menurun. Dan jikadi dalam ruangan terasa lembab, kelembaban

akan dikurangi oleh sistem AC sehingga udara akan dipertahankan pada tingkat

yang nyaman.

Udara lembab dapat terjadi ketika hujan, dimana kelembaban ini dapat

menyebabkan kondensasi atau timbulnya embun pada kaca mobil sehingga dapat

menghalangi pandangan saat menemudi. Dengan mengaktifkan air conditioner ini

kondensasi dapat dikurangi bahkan dihilangkan. Udara yang keluar dari sistem ac

merupakan udara yang bersih dan kering karna telah melalui filter atau saringan

sehingga udara tersebut bersih dan terhindar dari debu dan kotoran.

Air conditioner terdiri dari kata “air” yang berarti udara, dan “conditioner”

yang berarti penentu, pengkondisisn, penyejuk, bisa dikatakan juga pengatur. Air

conditioner sering disebut juga sebagai penyejuk udara, karna memang salah satu

fungsinya adalah untuk menyejukkan udara. Sistem air conditioner dalam suatu

kendaraan berfungsi untuk:

1. Mengatur temperatur

2. Mengontrol sirkulasi udara

3. Mengatur kelembaban

4. Memurnikan udara

Secara umum sistem Air conditioner terdiri dari beberapa komponen yang saling

berkaitan yang di hubungkan oleh selang dan pipa.

2.2 Komponen dan fungsi komponen AC mobil

AC mobil terdiri dari dua rangkaian yaitu rangkaian mekanikal dan

rangkaian elektrikal yang saling mterhubung satu sama yang lainnya, kedua

rangkaian tersebut memiliki peranan yang sangat penting. Kedua rangkaian

tersebut terdiri dari beberapa komponen, diantaranya adalah:

2.2.1 Kompresor

Kompresor merupakan komponen utama AC yang berfungsi untuk

mensirkulasikan refrigerant ke seluruh unit AC dengan cara menaikkan tekanan

refrigerant. Fungsi kompresor mirip dengan fungsi jantung pada tubuh manusia

dan refrigerant sebagai darahnya. Kompresor memiliki dua saluran, yaitu saluran

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

evaporator dan merupakan sisi tekanan rendah, sedangkan saluran buang

dihubungkan dengan kondensor dan merupakan sisi tekanan tinggi. Refrigeran

dalam fase gas pada tekanan dan temperature rendah dihisap oleh kompresor

melalui saluran hisap kemudian dimampatkan sehingga tekanan dan

temperaturnya naik selanjutnya mengalir ke kondensor melalui saluran buang.

Tipe kompresor dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu tipe resipro (crankshaft),

tipe swash plate, dan tipe wooble plate.

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 refrigerant.

Prinsip kerja kompresor torak terdiri dari dua langkah, yaitu langkah hisap dan

langkah kompresi. Saat langkah hisap torak bergerak turun 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 refrigerant 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. Refrigerant mengalami pemampatan sehingga tekanan dan

temperaturnya naik. Akibat tekanan refrigerant yang tinggi, katup hisap akan

menutup dan katup buang membuka sehingga refrigerant keluar dan mengalir ke

kondensor. Gambar 2 memperlihatkan cara kerja kompresor torak.

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 isap. Pada dasarnya, proses

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

shaft. Perbedaannya terletak pada adanya tekanan oleh katup isap 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.

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 magnetic (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 refrigerant. Sebenarnya masih ada tipe kompresor

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

Berikut ini gambar kompresor tipe wobble plate.

2.2.2 Kondensor

Kondensor ditempatkan didepan radiator. Kondensor berfungsi

untuk mendinginkan gas refrigerant sehingga terkondensasi menjadi cair

dengan tekanan yang tinggi. Setelah cair, refrigeran mengalir ke receiver

dehidrator. Pendinginan yang dilakukan kondensor berasal dari aliran

udara oleh kipas radiator. Jumlah panas yang dilepaskan refrigerasi dalam

kondensor sama dengan panas yang diserap dalam evaporator ditambah

panas kerja yang diperlukan kompresor untuk menekan refrigerant.

Semakin banyak panas yang dilepas dalam kondensor, maka semakin

besar pula efek mendinginkan yang akan diperoleh dari evaporator.

2.2.3 Receiver dryer

mencairkannya, kemudian disalurkan ke evaporator. Dryer juga

berfungsi sebagai penampung dan penyaring kotoran dalam sistem

peredaran dalam AC mobil.Komponen ini sebagai tempat penyimpanan

freon secara sementara kondensor

2.2.4 Expansion valve

Elemen yang berfungsi sebagai pengubah cairan freon uap atau

kabut (cairan freon yang dari dyer ke evaporator dengan temperatur dan

tekanan yang rendah).menjadi

2.2.5 Evaporator

Perangkat ini berfungsi sebagai penyerap panas dan merubahnya

menjadi udara dingin melalui sirip-sirip pendingin (mengubah cairan freon

menjadi gas dingin.

2.2.6 Heater unit

Merupakan pemanas atau menghembuskan udara panas ketika angin blower

melewati heater, heater mendapatkan panas dari saluran air pendingin mesin atau

radiator.

2.3 Komponen rangkaian elektrikal

2.3.1 Sakelar (selector switch)

Sakelar yang digunakan pada system AC mobil pada umumnya adalah jenis

sakelar putar rotary switch. Sakelar ini digunakan untuk mematikan dan

menghidupkan kompresor, serta memilih kecepatan putaran blower evaporator.

Sakelar terdiri dari tombol putar (menunjukkan posisi off, low, medium, dan high)

dan terminal listrik.

2.3.2 Kopling magnet (magnetic clutch)

Kopling magnet berfungsi memutus dan menghubungkan kompresor dengan

penggeraknya (putaran mesin). Saat mesin mobil bekerja,pulley berputar karena

dihubungkan oleh belt dengan putaran mesin. Dalam hal ini, kompresor tidak

dapat bekerja sebelum kopling magnet dialiri arus listrik. Tiga bagian magnetic

clutch sebagai berikut

a. Stator, merupakan gulungan magnet (magnet coil) yang terpasang pada housing

kompresor.

b. Rotor, merupakan bagian berputar yang berhubungan dengan crank shaft

(poros) mesin dengan perantaraan pulley belt. Di antara permukaan bagian dalam

dari rotor dan front housing dari kompresor terpasang bearing.

c. Pressure plate, merupakan komponen yang dipasang pada crank shaft (poros)

kompresor.

Ketika system AC mobil di hidupkan, amplifier memberikan arus listrik yang

cukup ke coil stator. Setelah itu, akan timbul medan electromagnet dan akan

menarik pressure plate dan menekan permukaan gesek pulley, akibatnya

kompresor berputar.

2.3.3 Thermostat (thermoswitch)

Alat ini bekerja memberikan sinyal kondisi temperature kabin ke kompresor

secara otomatis. Di dalam thermostat terdapat sensor yang akan mendeteksi suhu

pada evaporator. Selain mengatur temperature, fungsi thermostat pada AC mobil

adalah sebagai pengatur proses kerja kompresor AC.

2.3.4 Pengatur suhu elektronik (thermistor)

Thermistor adalah sebuah resistor yang mempunyai koefisien thermal

negative pada system AC yang menggunakan amplifier. Artinya semakin rendah

suhunya,semakin tinggi resistansinya, sebaliknya semakin tinggi suhunya, akan

semakin rendah resistansinya. Sifat ini dimanfaatkan oleh amplifier untuk

menghidupkan dan mematikan kompresor. Pada suhu tinggi dan resistansi

thermistor rendah, maka saat itulah amplifier akan mengalirkan arus listrik dari

baterai ke magnetic clutch, sehingga kompresor bekerja dan terjadi pendinginan.

2.3.5 Pressure switch

Pada tekanan refrigerant yang tidak normal, misalnya akibat pemampatan

pada system AC, maka pressure switch akan bekerja dengan cara memutuskan

atau menghubungkan aliran listrik yang menuju ke kompresor. Pressure switch

terpasang pada pipa yang berisi cairan diantara receiver dan katup ekspansi. Alat

ini mampu mendeteksi ketidaknormalan tekanan di dalam system dan akan

memutuskan kopling magnet jika terjadi tekanan yang terlalu tinggi atau terlalu

rendah sehingga kompresor pun berhenti bekerja.

2.3.6 Relay

Untuk mengalirkan arus listrik ke magnetic clutch, blower motor dan

keperalatan lainnya pada system AC mobil, diperlukan relay pengaman. Relay

pengaman diperlukan untuk mencegah kerusakan pada kunci kontak. Aliran listrik

tidak bias langsung ke magnetic clutch ataupun ke blower motor tanpa melalui

kunci kontak, sehingga titik-titik kunci kontak akan cepat aus (terbakar). Hanya

dengan mengalirkan arus listrik yang kecil ke coil relay, sudah bias mengalirkan

arus listrik yang cukup besar dari baterai ke magnetic clutch ataupun ke blower

motor melalui kontaktif relay.

2.3.7 Amplifier

Amplifier merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi mengatur kerja

AC mobil agar selalu dalam kondisi aman dan sesuai dengan keinginan pemakai.

Pada prinsipnya, amplifier bekerja sebagai relay otomatis yang mnghubungkan

dan memutuskan aliran listrik dari baterai yang menuju ke magnetic clutch.

Terdapat dua jenis amplifier yang digunakan pada AC mobil, yaitu temperature

control amplifier (pengatur suhu) dan temperature control idling stabilizer

amplifier.

2.4 Cara kerja sistem AC

Adapun cara kerja dari sistem AC mobil adalah sebagai berikut:

Kompresor yang digerakan oleh tenaga mesin mobil tersebut, memompa dan

mensirkulasikan media pendingin / Refrigerant / Freon yang masih berbentuk Gas

ke dalam sistem dengan tekanan tertentu.

Selanjutnya media pendingin tersebut dialirkan ke kondensor, di kondensor media

pendingin didinginkan dengan jalan melepas panas ke udara luar lewat sirip-sirip

kondensor. Dikarenakan temperaturnya menurun maka media pendingin yang

tadinya berbentuk gas dari kompresor akan berubah menjadi media pendingin

berbentuk cair.

Selanjutnya media pendingin tersebut dialirkan ke Filter / Dryer untuk dilakukan

penyaringan maupun pengeringan terhadap uap air yang ikut beredar di dalam

sistem. Media pendingin yang sudah difilter di alirkan ke katu expansi yang

bertugas untuk menurunkan tekanan media pendingin, karena tekanan turun maka

otomatis temperatur juga turun, akibat dari penurunan tekanan media pendingin

berubah menjadi kabut dengan temperatur yang rendah.

Media pendingin yang sudah turun tekanan dan temperaturnya dialirkan ke

evaporator, akibatnya evaporator menjadi dingin, udara yang mengalir melalui

sirip-sirip evaporator panasnya diserap sehingga temperatur udara tersebut

menjadi turun. Udara yang sudah turun temperaturnya dialirkan kedalam ruang

kendaraan sehingga terasa sejuk. Sementara itu di dala evaporator terjadi

perubahan bentuk pada media pendingin, yang semula berbentuk kabut dari katup

expansi berubah menjadi gas pada evaporator.

Media pendingin yang sudah dalam bentuk gas dari evaporator siap dihisap dan di

sirkulasikan ke dalam sistem.

Cara kerja AC mobil dibagi menjadi tida kondisi, yaitu:

1. Pada saat AC mati

Pada saat ini semua gas freon yang ada dalam sistem AC

mempunyai suhu dan tekanan yang sama yaitu berada pada kisaran 120-

150psi

2. Pada saat AC baru dihidupkan

Gas freon dipompa kompresor untuk dialirkan kesemua sistem dan

di kabutkan oleh expansi valve ke evaporator menjadi uap dingin yang

kemudian ditiup oleh udara blower keseluruh kabin. Pada tahap ini beban

pendinginan pada kabin masih besar, maka lubang pada expansi valve (D)

membesar dan pengabutannyapun lebih banyak,sehingga pendinginan

ruangan akan lebih cepat.

3. Pada saat AC mobil sudah dalam keadaan hidup

Gas freon dipompa kompresor dan dialirkan kesemua sistem dan

dikabutkan oleh expansi valve ke evaporator menjadi udara dingin yang

kemudian ditiup oleh udara blower ke seluruh kabin. Pada tahap ini beban

pendinginan pada ruangan sudah tercapai, maka lubang pada expansi valve

mengecil dan pengabutan lebih sedikit. Saat kedinginan mencapai derajat

tertentu kompresor akan berhenti bekerja dan akan menyala kembali untuk

memulai proses pendinginan. Biasanya setelan otomatis kompresor adalah

0-5 derajat C ( 0 derajat kompresor mati dan 5 derajat kompresor

menyala )

2.4.1 Mekanisme cara kerja AC mobil

Selang dan kondisi freon di dalamnya saat AC bekerja

1. Selang ukuran 5/8” menghubungkan antara evaporator dan kompresor

berisi:gas yang suhu dan tekanannya rendah, 0,5c / 20-35psi

2. Selang ukuran 1/2” menghubungkan antara kompresor dan kondensor

berisi: gas yang suhu dan tekanannya tinggi, 80-90c / 200-350psi

3. Selang ukuran 3/8” menghubungkan antara kondensor dan filter drier

berisi:cairan tak sempurna dengan suhu hangat dan tekanannya tinggi, 60-

70c / 200-350psi

4. Selang ukuran 3/8” menghubungkan antara filter drier dan evaporator

berisis: cairan sempurna dengan suhu hangat dan tekanan tinggi, 60-70c /

200-350psi

2.4.2 Kondisi freon dalam kondisi AC mobil

1. Kompresor> masuk : Berupa gas yang suhu dan tekanannya rendah

>>keluarBerupa gas yang suhu dan tekanannya tinggi.

2. Kondensor> masuk : Berupa gas yang suhu dan tekanannya tinggi >>keluar :

Berupa cairan tak sempurna yang suhu dan tekanannya tinggi.

3. Receiver drier> : Masuk berupa cairan tak sempurna yang suhu dan te

kanannyatinggi. Keluar> : Berupa cairan sempurna yang suhu dan tekanannya

tinng.

4. Expansi valve> : Berupa cairan sempurna yang suhu dan tekanannya tinggi.

Keluar>> : Berupa kabut yang di semprotkan dimana suhu dan tekanannya rendah

5. Evaporator> : Berupa kabut yang menguap dimana suhu dan tekanannya

rendah. Keluar>> : Berupa gas yang suhu dan tekanannya rendah.

2.5 Refrigerant

Refrigerant adalah fluida yang digunakan dalam proses refrigerasi, pengkondisian

udara dan system pemompaan panas. Refrigerant menyerap panas dari

suatutempat/area seperti ruang pengkondisian udara di evaporator dan pada area

lain melalui proses kondensasi serta evaporasi.

Persyaratan refrigeran ideal untuk unit refrigerasi adalah sebagai berikut :

1. Tekanan penguapan harus cukup tinggi Sebaiknya refrigeran memiliki

temperatur penguapan pada tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari

kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunnya efesiensi

volumetric karena naiknya perbandingan kompresi.

2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi apabila tekanan

pengembunan rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih rendah

sehingga penurunan prestasi kompresor dapat dihindarkan. Selain itu, dengan

tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat lebih aman karena kemungkinan

terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya.

3. Kalor laten penguapan harus tinggi Refrigeran yang memiliki kalor laten

penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena kapasitas refrigerasi yang

sama, jumlah refrigeran yang bersikulasi lebih kecil.

4. Volume spesifik (terutama dalam fasa gas) yang cukup kecil Refrigerasi yang

memiliki kalor laten penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena

kapasitas refrigerasi yang sama, jumlah refrigeran yang bersikulasi lebih kecil.

5. Koefisien prestasi harus tinggi

6. Konduktivitas termal yang tinggi Sifat ini mempengaruhi kinerja penukar kalor

(evaporator dan kondensor). Refrigeran dengan konduktivitas termal tinggi, lebih

diinginkan dalam suatu refrigerasi. Oleh karena dapat menghasilkan kinerja

penukar kalor yang baik (pada beda temperature yang kecil antara penukar kalor

(refrigeran) dan lingkungan, mampu menghasilkan laju perpindahan panas yang

besar.

7. Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas

8. Refrigeran dengan viskositas rendah lebih baik dalam sistem refrigerasi, karena

dalam alirannya refrigeran akan mengalami tahanan yang kecil. Hal tersebut akan

memperkecil rugi aliran dalam pipa.

9. Refrigeran tidak beracun dan berbau merangsang

10. Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah didapat

11. Harus mudah terdeteksi jika terhadi kebocoran.

Prinsip Kerja

Refrigeran uap bertekanan rendah dihisap kompresor melalui katup hisap (suction

valve), lalu dikompresi menjadi refrigeran uap bertekanan tinggi dan dikeluarkan

melalui katup buang (discharge valve) menuju kondensor, kalor dari refrigeran

uap akan diserap oleh udara yang dilewatkan pada sirip-sirip kondensor, sehingga

refrigerant berubah fasa menjadi cair namun tetap bertekanan tinggi. Sebelum

memasuki katup ekspansi, refrigeran terlebih dahulu dilewatkan suatu penyaring

(filter drier). Refrigeran cair bertekanan rendah yang keluar dari katup ekspansi

kemudian memasuki evaporator. Disini terjadi penyerapan kalor dari udara yang

dilewatkan pada sirip-sirip evaporator, sehingga refrigeran berubah fasa menjadi

refrigeran uap. Selanjutnya memasuki kompresor melalui sisi hisap, demikian ini

berlangsung.

2.5. Analisa Sistem Kompresi Uap

2.5.1 Siklus Carnot

Mesin Carnot menerima energi kalor pada suhu tinggi merubah sebagian menjadi

kerja dan kemudian mengeluarkan sisanya sebagai kalor pada suhu yang lebih

rendah. Siklus refrigerasi Carnot merupakan kebalikan dari siklus mesin Carnot.

Karena siklus refrigerasi menyalurkan energi dari suhu rendah menuju suhu yang

lebih tinggi siklus refrigerasi membutuhkan kerja luar untuk mendapatkan kerja.

2.5.2 Siklus Kompresi Uap Teoritis

Siklus teoritis mengasumsikan bahwa :

1. Uap refrigeran yang keluar dari evaporator dan masuk kompresor merupakan

uap jenuh pada tekanan dan temperatur penguapan.

2. Refrigeran keluar kondensor dan masuk ke alat ekspansi berupa cairan jenuh

pada tekanan dan temperatur pengembunan.

Beberapa proses yang bekerja pada siklus refrigerasi:

1. Proses kompresi berlangsung dari titik 1 ke titik 2. Pada siklus teoritis

diasumsikan refrigeran tidak mengalami perubahan kondisi selama mengalir di

jalur hisap. Pada proses ini uap refrigeran pada tekanan evaporasi dikompresi

sampai pada tekanan kondensasi. Proses kompresi diasumsikan isentropik

sehingga pada diagram tekanan entalpi, titik 1 dan titik 2 berada pada satu garis

entropi konstan. Pada titik 2 uap refrigeran berada pada kondisi superheat. Proses

kompresi memerlukan kerja luar,entalpi uap naik yaitu dari h 1 ke h 2 Besarnya

kenaikan ini sama dengan besarnya kerja mekanis yang dilakukan pada uap

refrigerant.

2. Proses kondensasi Proses 2-2’ dan 2’-3 terjadi di kondensor. Uap panas

refrigeran yang keluar dari kompresor didinginkan sampai pada temperatur

kondensasi dan kemudian di kondensasikan. Titik 2 adalah kondisi refrigeran

yang keluar dari kompresor. Pada titik 2’ refrigeran berada pada kondisi uap jenuh

pada tekanan dan temperature kondensasi. Jadi proses 2 – 2’ merupakan proses

pendinginan sensible dari temperatur keluar kompresor menuju temperatur

kondensasi. Proses ini terjadi pada tekanan konstan. Jumlah panas yang

dipindahkan selama proses ini adalah beda entalpi antara titik 2 dan 2’. Proses 2’

– 3 adalah proses kondensasi uap didalam kondensor. Proses kondensasi terjadi

pada tekanan konstan. Jumlah panas yang dipindahkan selama proses ini adalah

beda entalpi antara 2’- 3. Besarnya panas total yang dikeluarkan di kondensor

adalah jumlah antara panas yang dikeluarkan pada proses 2 – 2’ ditambah panas

yang dikeluarkan pada proses 2’- 3. Panas total ini berasal dari panas yang diserap

oleh refrigeran yang menguap di dalam evaporator dan panas yang masuk karena

adanya karja mekanis pada kompresor.

3.Proses Ekspansi berlangsung dari titik 3 ke titik 4. Pada siklus standar

diasumsikan tidak terjadi perubahan kondisi cairan refrigeran yang mengalir di

dalam jalur cairan sampai ke throttling device. Kondisi refrigeran masuk ke alat

pengontrol dinyatakan oleh titik 3. Pada proses ini terjadi penurunan tekanan

refrigeran dari tekanan kondensasi titik 3 menjadi tekanan evaporasi titik 4. Pada

waktu cairan di ekspansikan melalui alat ekspansi ke evaporator, temperatur

refrigeran juga turun dari temperatur kondensasi ke temperatur evaporasi. Hal ini

disebabkan oleh terjadinya penguapan sebagian cairan refrigeran selama proses

ekspansi. Proses 3-4 merupakan proses ekspansi adiabatik dimana entalpi fluida

tidak berubah disepanjang proses. Refrigeran pada titik 4 berada pada kondisi

campuran cair-uap

4. Proses Evaporasi Proses 4-1 adalah proses penguapan refrigeran pada

evaporator atau disebut juga efek refrigerasi (RE). Proses ini berlangsung pada

temperatur dan tekanan tetap.

2.5.3 Siklus Kompresi Uap Nyata

Siklus kompresi uap sebenarnya terjadi (nyata) berada dari siklus teoritis.

Perbedaan ini muncul karena adanya asumsi-asumsi yang ditetapkan di dalam

siklus standar. Pada siklus nyata terjadi pemanasan lanjut uap refrigeran yang

meninggalkan evaporator sebelum masuk ke kompresor. Pemanasan lanjut ini

terjadi akibat tipe peralatan ekspansi yang digunakan atau dapat juga karena

penyerapan panas di jalur masuk antara evaporator dan kompresor

BAB III

PERHITUNGAN BEBAN PENDINGINAN

Beban pendinginan dalam ruang kendaraan bersumber dari penumpang, radiasi

matahari, fitur-fitur elektronik dan penerangan dalam ruang kendaraan.

1. Beban kalor dari penumpang

Dari data spesifikasi teknik diketahui kapasitas penumpang maksimum 8 orang.

Kemudian dari Tabel 19.1 (Arora, 1981:505) untuk aktifitas penumpang duduk

dan temperatur bola kering di dalam ruang kendaraan 220 C, diperoleh kalor

sensible dan kalor laten per orang adalah 80 W dan 35 W. Sehingga total beban

kalor dari penumpang adalah,

Qo = (80 + 35) 8 = 920 W

2. Radiasi Matahari

Dari tabel 18.4 (Arora, 1981: 638) pada temperatur lingkungan 320 C diperoleh

harga insulasi sebesar 400 W/m2. Dari data dimensi mobil Isuzu Panther touring,

diperoleh luas permukaan yang menerima radiasi:

Sehingga beban kalor akibat radiasi matahari :

3. Fitur-fitur elektronik dan penerangan

Fitur-fitur elektronik dari Kijang Inova antara lain, warning signal indicator, DIN

audio CD, MP3, 6 speaker, yang kesemuanya diperkirakan memberikan beban

kalor 500 W.

Dengan demikian total beban pendinginan adalah

ANALISIS TERMODINAMIKA

Pada analisa ini akan digunakan beberapa asumsi yang akan mendukung

perhitungan-perhitungan secara teoritis. Asumsi-asumsi yang diambil adalah:

1. Temperatur lingkungan (ambient temperatur) : T1 = 300C = 303 K

2. Tekanan lingkungan (ambient temperatur) : P1 = 1,01325 bar

3. Kecepatan rata-rata mobil: C = 60 km/jam = 16,67 m/s

4. Perbandingan kompresi: r = 3

5. Temperatur kabin: Ti = 220C = 295 K