Loading...
Loading...

Minggu, 24 Januari 2010


Masa kanak-kanak yang menyenamgkan

Sabtu, 23 Januari 2010


MAKALAH
SEMINAR TUGAS AKHIR



Variasi Tekanan Pengisian terhadap Koefisien Prestasi pada
Sistem AC Mobil



Makalah Seminar Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat untuk mengikuti
Ujian Tugas Akhir pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta


Disusun oleh :
RISKI BUDI YULIAWAN
NIM : D 200 030 068


JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2010

Optimasi Kapasitas Tekanan Pengisian Refrigeran Freon (R-12) terhadap Prestasi Kerja AC Mobil

Riski Budi Yuliawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Surakarta - 57102
www.riskilina_13@yahoo.co.id

ABSTRAKSI
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengoptimasi penggunaan tekanan isian refrigeran pada sistem AC Mobil terhadap prestasi kerjanya. Isian diekspresikan dengan tekanan pengisian refrigeran yang dimasukkan dalam sistem pendingin AC mobil melalui titik discharge kompresor. Cara yang ditempuh yaitu melakukan penelitian secara eksperimental. Unjuk kerja diukur dengan parameter koefisien prestasi (COP).
Dalam eksperimen ini diawali dengan perakitan sistem pendingin AC mobil yang terdiri kompresor, kondensor, filter dryer, katup ekspansi dan evaporator. Bahan pendingin (fluida kerja) yang dipergunakan adalah refrigeran freon-12. Untuk keperluan pengambilan data ditambahkan alat ukur seperti teraukur tekanan, thermometer, anemometer, higrometer, tachometer. AC dilengkapi kabin ruangan beban berukuran 50 cm x 50 cm x 50 cm. Penelitian ini memvariasikan tekanan pengisian mulai dari 100 psig sampai 160 psig.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar tekanan pengisian yang di isikan ke sisten AC maka akan mengakibatkan koefisien prestasi yng dihasilkan cenderung meningkat seiring dengan massa refrigern yang masuk ke sistem.

Kata kunci : AC mobil, koefisien prestasi, tekanan pengisian refrigeran.


PENDAHULUAN
Penelitian tentang sistem pendingin telah banyak dilakukan misalnya hubungan antara poros penggerak kompresor dengan koefisien prestasi yang dihasilkan sistem, laju aliran udara pendingin kondensor terhadap koefisien prestasi yang dihasilkan sistem, seluruh penelitian di atas bertujuan sama yaitu meningkatkan koefisien prestasi sistem atau sering disebut COP (Coefficient of performance).
Penelitian tentang variasi tekanan pengisian refrigeran terhadap koefisien prestasi mesin pendingin pada siklus AC mobil belum pernah dilakukan sehingga menjadi menarik untuk dikaji dan diteliti kaitan antar kedua variabel tersebut dan dapat dijadikn sebagi bahan referensi untuk penelitian-penelitian yang akan datang.

LANDASAN TEORI
Siklus AC mobil






Gambar 1. Desain AC mobil untuk penelitian.

Pada AC mobil, refrigeran dialirkan dalam saluran pipa-pipa. Sebelum masuk kompresor refrigeran berbentuk gas yang dikompresikan, setelah keluar dari kompresor berubah menjadi gas panas lanjut. Refrigeran yang berbentuk gas berubah menjadi cair jenuh kemudian melewati pengering, selanjutnya menuju alat ekspansi dan mengalami penurunan sampai tekanan evaporator. Pada evaporator cairan dari alat ekspansi mengalami evaporasi sehingga berubah menjadi uap jenuh dan masuk ke dalam kompresor untuk dikompresikan. Siklus ini berjalan terus menerus yang kemudian dikenal dengan siklus kompresi uap (Stoecker, 1996).
Gambar 2. Sistem AC mobil.

Siklus kompresi uap
Proses-proses pada siklus AC mobil membentuk siklus kompresi uap.
1-2 Kompresi adiabatis reversibel, dari uap jenuh menuju tekanan kondensor.
2-3 Pelepasan kalor reversibel pada tekanan konstan, menyebabkan penurunan panas lanjut (desuperheating) dan pengembunan refrigeran.
3-4 Ekspansi tidak reversibel pada entalpi konstan, dari cairan jenuh menuju tekanan evaporator.
4-1 Penambahan kalor reversibel pada tekanan tetap, yang menyebabkan penguapan menuju uap jenuh.











Gambar 3. Siklus kompresi uap ideal.
Skema eksperimen

















Gambar 5. Skema eksperimen.
Eksperimen dilakukan dengan mengukur tekanan (P1, P2, P3A, P3B dan P4) dan suhu (T1, T2, T3A, T3B dan T4) sistem kemudian kecepatan udara kipas kondensor disetel pada posisi pengukuran 19 ft/s konstan selama penelitian.

Diagram Tekanan-Entalpi Teoritis
Diagram tekanan entalpi yang dibuat berdasarkan siklus kompresi uap ideal. Berdasarkan diagram P-h dapat diketahui perubahan entlpi berdasarkan perubahan tekanan dan suhu yang diukur pada sistem.












Gambar 4. Diagram tekanan entalpi

Tekanan pengisian AC
Tekanan pengisian adalah pengukuran yang dilakukan pada saat refrigeran dimasukkan ke dalam sistem AC melalui titik discharge kompresor.









Hubungan antar tekanan pengisian refrigeran dengan COP sistem AC.
Hubungan terkait antara variabel tekanan pengisian dengan koefisien prestasi dapat di
P mref h COP









Hubungan antara tekanan pengisian
P.V = m. R. T
dimana :
P = Tekanan pengisian (psig)
V = Volume sistem (ft3)
m = Massa refrigeran masuk (lb)
R = Indeks gas rfrigeran (Btu/lb.OF)
T = Suhu refrigeran (0F)
kerja kompresi per laju aliran massa refrigeran yang mengalir.
1
Dampak refrigerasi/Kapasitas pendinginan/Refrigeration effect (RE).
5
koefisien prestasi atau Coefficient of performance (COP)
6

dimana :
h1 = entalpi keluar evaporator (Btu/lb)
h2 = entalpi masuk kondensor (Btu/lb)
h3 = entalpi keluar kondensor (Btu/lb)
h4 = entalpi masuk evaporator (Btu/lb)
= Laju aliran massa refrigeran (lb/min)

HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah mendapatkan data pengujian selanjutnya dianalisis, untuk data-data tekanan dan temperatur sistem AC digunakan untuk mencari harga entalpi pada setiap titik pengujian. Dari data yang diperoleh dari pembacaan diagram P-h freon 12 dan menggunakan persamaan kerja kompresi per laju aliran massa refrigeran, Proses pencekikan (throttling process), Dampak refrigerasi dan koefisien prestasi. Selain data tekanan dan temperatur sistem AC, kelembaban udara lingkungan, pencahayaan, temperatur kabin ruangan dan putaran kecepatan aliran udara melintasi kondensor juga dipantau.

Kerja kompresi sistem AC mobil
Lihat gambar 9, pengaruh tekanan pengisian terhadap kerja kompresi adalah semakin naik tekanan pengisian refrigeran ke sistem maka mengakibatkan kerja kompresi yang dihasilkan akan naik.

Gambar 9. Grafik tekanan pengisian terhadap kerja kompresi per aliran massa.

Laju aliran kondensasi per laju aliran massa sistem AC mobil

Lihat gambar 10, pengaruh tekanan pengisian terhadap dampak refrigerasi adalah semakin naik tekanan isian ke sistem maka akan mengakibatkan dampak refrigerasi yang naik.

Gambar 10. Grafik tekanan pengisian terhadap dampak refrigerasi.
Koefisien prestasi AC mobil
Lihat gambar 11, pengaruh tekanan pengisian terhadap koefisien prestasi adalah semakin naik tekanan pengisian ke sistem maka akan mengakibatkan koefisien prestasi yang dihasilkanpun naik.

Gambar 11. Grafik tekanan pengisian terhadap koefisien prestasi.



KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari uraian pembahasan yang telah disampaikan di atas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Semakin besar tekanan pengisian sistem AC maka semakin besar kerja kompresi, dampak refrigerasi dan koefisien prestasi yang dihasilkan oleh sistem tersebut.
2. Semakin besar tekanan pengisian sistem AC maka akan semakin menurunkan suhu/mendinginkan ruangan kabin
Saran
1. Penelitian tekanan pengisian refrigeran dilanjutkan dengan berbeda tipe dari refrigeran pada penelitian ini.
2. Untuk penelitian yang akan datang diharapkan agar laju aliran massa refrigeran di ukur agar melengkapi penelitian ini.
3. Konstruksi alat uji diperbaiki lagi agar memberikan performa yang optimal.


PERSANTUNAN
Terima kasih penulis mengucapkan kepada Bapak Marwan Effendy, ST, MT dan Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT selaku pembimbing tugas akhir, serta rekan-rekan satu tim penelitian yaitu Yogi Kuncoro, Desi Arna dan Suyadi Narto atas kerjasama dan kontribusinya dalam penelitian.

DAFTAR PUSTAKA
Stoecker, W.F. dan Jerold, W.J.,1996 Refrigerasi & Pengkondisian Udara, Terjemahan Supratman
Hara, edisi ke-2, Erlangga, Jakarta
Boentarto, 2003, Teknik AC Mobil, Penerbit Aneka, Solo.
Soemanto, 2004, Dasar-dasar mesin pendingin, Penerbit Andi Offset, Yogyakarta.
Ariyanto, S., 2004, Kaji eksperimental perbandingan R-12 dengan R-134a terhadap unjuk kerja mesin pendingin, Tugas akhir S-1, Teknik mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Effendy, M., 2005, pengaruh laju aliran udara pendingin di kondensor terhadap koefisien prestasi mesin pendingin AC, paper-gelagar-april-2005-[1].
Ruwiyanto, A., 2008, Redesain sistem pengkondisian udara pada Isuzu new panther, Tugas akhir S-1, Teknik mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.