BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Kebutuhan akan kondisi udara yang nyaman pada saat ini sudah menjadi kebutuhan yang tidak bisa dipisahkan dari kehidupan manusia, terutama pada kendaraan seperti mobil, kereta, pesawat dan kendaraan lainnya. Upaya manusia untuk menciptakan kondisi yang nyaman diantaranya dengan menggunakan sistem pengkondisian udara atau Air Conditioning (AC). Definisi dari Air Conditioning (AC) adalah suatu proses pengkondisian udara dimana udara itu didinginkan, dikeringkan, dibersihkan dan disirkulasikan yang selanjutnya jumlah dan kualitas dari udara yang dikondisikan tersebut dikontrol. Pemakaian sistem AC pada kendaraan bertujuan untuk mempertahankan temperatur udara di kabin berada pada kondisi yang nyaman baik itu bagi pengemudi maupun penumpang. Dalam melakukan fungsinya secara kontinyu mesin pengkondisian udara memerlukan sumber energi untuk menggerakkan kompresor agar dapat mengkompresikan aliran refrigeran yang berasal dari evaporator agar mencapai tingkat keadaan tertentu sehingga kemudian mampu melepaskan energi panasnya pada saat mengalami proses kondensasi di kondensor. Pada kendaraan, kebutuhan energi untuk 1
2 menggerakkan kompresor umumnya disuplai oleh mesin penggerak yang berupa motor bakar (mesin kendaraan). Kompresor yang merupakan komponen utama memiliki peranan penting dalam mensirkulasikan dan mengkompresikan aliran refrigeran di dalam sistem. Dalam pengoperasiannya, kompresor diputar dengan crankshaft pulley mesin melalui sabuk (drive belt). Semakin tinggi putaran mesin, maka semakin tinggi pula putaran kompresor, begitu juga sebaliknya. Dapat dikatakan bahwa perubahan putaran mesin akan mempengaruhi kerja kompresor, yang pada akhirnya akan mempengaruhi performansi sistem pengkondisian udara pada kendaraan dan berdampak pula terhadap konsumsi bahan bakar kendaraan. Sementara itu, sistem pengkondisian udara sendiri harus stabil dalam berbagai variasi putaran mesin, baik itu saat putaran langsam, putaran rendah maupun putaran tinggi untuk menjaga agar kenyamanan dalam kabin kendaraan dapat terpenuhi. Berdasarkan uraian di atas, penulis mencoba untuk melakukan pengujian pengaruh variasi putaran mesin terhadap performansi sistem pengkondisian udara pada sebuah kendaraan penumpang 1.500cc yang diproduksi tahun 2013. Parameter performansi sistem pengkondisian udara meliputi daya yang diperlukan kompresor, energi panas yang dilepaskan dari kondensor, energi panas yang diserap di evaporator (kapasitas pendinginan), serta koefisien prestasi (COP).
3 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka penulis menitikberatkan pembahasan Tugas Akhir ini pada: a. Seberapa besar performansi sistem pengkondisian udara yang terjadi pada berbagai variasi putaran mesin? b. Bagaimanakah pengaruh putaran mesin terhadap performansi sistem pengkondisian udara yang ada pada kendaraan? 1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian adalah untuk mengetahui performansi sistem pengkondisian udara yang terjadi pada masing-masing putaran mesin. Dari hasil pengujian ini, juga dapat diketahui hubungan putaran mesin terhadap performansi sistem pengkondisian udara yang ada pada kendaraan. Parameter performansi tersebut meliputi daya yang diperlukan kompresor, energi panas yang dilepaskan refrigeran di kondensor, energi panas yang diserap refrigeran di evaporator (kapasitas pendinginan), serta koefisien prestasi (COP). 1.4 Batasan dan Ruang Lingkup Penelitian Memperhatikan perumusan masalah dan cakupan di atas, maka penulis merasa perlu untuk memberikan batasan-batasan pada pengujian yang akan dilakukan dengan tujuan untuk mengarahkan secara lebih jelas permasalahan pokok yang akan dibahas. Berdasarkan hal di atas, maka permasalahan dalam penulisan ini dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:
4 1. Pengujian dilakukan pada mobil jenis kendaraan penumpang berkapasitas 1.500cc yang diproduksi pada tahun 2013. 2. Pengujian dilakukan pada: a. Variasi putaran mesin mulai dari 788 rpm sampai 3.288 rpm. b. Jenis refrigeran yang digunakan R-134a. c. Pengaturan temperatur AC pada panel pengontrol diposisikan pada pendinginan maksimal. d. Pengaturan kecepatan blower motor posisi kecepatan maksimal. e. Distribusi aliran udara dalam kabin pada posisi arah muka (ventilator mode). f. Sirkulasi udara dalam kabin pada posisi recirculation mode. g. Jumlah orang di dalam kabin hanya 1 orang. h. Pintu kendaraan dalam keadaan tertutup, sedangkan kaca mobil dan kap mesin dalam keadaan terbuka. 3. Analisis data dalam pengujian ini meliputi perhitungan daya yang diperlukan kompresor, energi panas yang dilepaskan refrigeran di kondensor, energi panas yang diserap refrigeran di evaporator (kapasitas pendinginan), serta koefisien prestasi (COP) pada berbagai variasi putaran mesin. Data-data awal didapat dari hasil pengukuran pada variasi putaran mesin tertentu mulai dari putaran mesin 788 rpm sampai dengan 3.288 rpm. Berdasarkan putaran mesin tersebut didapat besarnya nilai tekanan rendah (low pressure) pada selang masuk kompresor dan tekanan tinggi (high pressure) pada pipa keluar kondensor. Pengukuran putaran mesin dan tekanan dilakukan dengan menggunakan alatalat khusus.
5 1.5 Sistematika Penulisan Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis menggunakan sistematika penulisan sebagai berikut: 1. Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan dan ruang lingkup penelitian dan sistematika penulisan. 2. Bab II Landasan Teori Bab ini menjelaskan tentang dasar-dasar teori umum yang dipakai pada analisa dan perhitungan data. Teori diambil dari literatur yang berkaitan dengan pembahasan masalah dan pembahasan mengenai teori yang berkaitan erat dengan sistem pengkondisian udara pada kendaraan. 3. Bab III Metodologi Penelitian Bab ini menjelaskan tentang garis besar penelitian, alat tambahan, persiapan dan prosedur pengujian, skema instalasi pengujian, spesifikasi sistem AC kendaraan, analisis data hasil pengujian, serta diagram alir penelitian. 4. Bab IV Analisa dan Perhitungan Bab ini menjelaskan tentang pembahasan data-data hasil pengukuran, perhitungan performansi pada berbagai variasi putaran mesin, serta analisa pengaruh putaran mesin terhadap performansi sistem pengkondisian udara yang ada pada kendaraan. 5. Bab V Penutup Bab ini menjelaskan tentang uraian singkat dari hasil pengujian yang telah dilakukan, serta saran-saran yang perlu diberikan.