Bab III Metodelogi Penelitian 3.1. Kerangka Penelitian Analisa kinerja AC split 3/4 PK dengan mengunakan refrigeran R-22 dan MC-22 variasi tekanan refrigeran dengan pembebanan terdapat beberapa tahapan yang harus dilakukan. Pertama diawali dengan start kemudian melakukan studi pustaka untuk persiapan penelitian, setalah itu perancangan dan pembuatan alat uji kemudian melakukan percobaan alat uji dengan menggunakan refrigeran R-22 apabila sistem tidak bekerja kembali ke perancangan dan pembuatan alat uji tetapi apabila sistem bekerja berlanjut ke validasi alat ukur untuk melaksanakan pengujian dan pengambilan data dengan refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22 dengan pembebanan kemudia menganalisa data hasil dari pengujian dengan refrensi-refrensi yang mendukung setelah mengetahui hasil analisa data pengujian menyimpulkan hasil dari pengujian dan selesai. Diagram alir kerangka pelaksanaan penelitian dapat dilihat seperti pada Gambar 3.1. 3.2. Studi Pustaka Studi pustaka digunakan untuk memperdalam bidang penelitian, baik masalah performa alat uji maupun penunjang penelitian guna untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Studi pustaka juga dapat digunakan untuk membandingkan hasil penelitian atau mengembangkan penelitian 3.3. Persiapan Penelitian Persiapan penelitian dilakukan untuk mempersiapkan apa saja yang akan dibutuhkan dalam penelitian seperti peralatan untuk pembuatan alat uji, mencari refrensi, buku atau jurnal-jurnal penelitian terdahulu yang berhubungan dengan penelitian ini sebagai bahan acuan atau gambaran. 34
Mulai Studi Pustaka Persiapan Penelitian Perancangan dan Pembuatan Alat Uji Percobaan Alat Uji dengan refrigerant R-22 Validasi Alat Ukur Sistem Bekerja Tidak Ya Menggunakan Refrigeran R- 22 dengan Pebebanan Lampu 150w Pengujian dan Pengambilan Data Analisa Data Menggunakan Refrigeran MC- 22 dengan Pembebanan Lampu 150w Kesimpulan Referensi Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Metodelogi Penelitian 3.4.. Instalasi Peralatan UJi Instalasi alat uji dirangkai sedemikian rupa agar sama dengan instalasi sistem pengkondisian udara pada umumnya, untuk semua komponen disesuaikan dengan kondisi yang sebenarnya. Perbedaan terletak pada penambahan alat ukur yang digunakan untuk menentukan kondisi pada saat pengujian berlangsung. Instalasi peralatan alat uji terdiri dari beberapa komponen yang utama pada sistem pengkondisian udara, yaitu berupa evaporator, kondensor, katup ekspansi dan kompresor yang digerakan oleh listrik. Alat ukur yang dipakai antara lain,, timbangan, thermometer. Anemometer. pressure gauge voltmeter dan 35
ampermeter. Instalasi pada alat uji ditunjukan seperti pada Gambar 3.2 dan skema instalasi alat uji seperti pada Gambar 3.3. Keterangan : Gambar 3.2 Alat Uji Refrigerasi 1. Saklar AC 2. Saklar Lampu 3. Remot Kontrol 4. Ampermeter 5. Voltmeter 6. Pressure Gauge P1 7. Pressure Gauge P2 8. Pressure Gauge P3 9. Pressure Gauge P4 10. Termometer Tr 11. Termometer T1 12. Termometer T2 13. Termometer T3 14. Termometer T4 15. Evaporator 16. Lampu 36
Gambar 3.3 Skema Instalasi Peralatan Uji Keterangan: P= Thermometer T= Pressure gauge Tr= Thermometer pada ruangan 3.5. Validasi Alat Ukur 3.5.1. Termometer Dalam mengkalibrasi termometer, terlebih dahulu menyiapkan termometer acuan sebagai standar, untuk dijadikan perbandingan dengan termometer yang akan dikalibrasi. Lalu meletakan ujung sensor termocoupel secara berdekatan dalam sebuah wadah berisi air, kemudian memanaskan wadah ini. Memperhatikan dan membandingkan kenaikan temperatur yang ditunjukan semua termometer secara bertahap misalkan dari suhu 30 o C, 40 o C, 50 o C hingga 100 o C. Bila terjadi penyimpangan skala temperatur antara termometer yang dikalibrasi dengan termometer acuan, maka melakukan langkah kalibrasi. 37
3.5.2. Pressure Gauge Langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk mengkalibrasi pressure gauge sebagai berikut : 1. Mempersiapkan peralatan kalibrasi pressure gauge set, piston (1 kg = 9,81 N) dan beban 0,2 kg, 0,5 kg, 1 kg dan seterusnya. 2. Memasang pressure gauge yang dikalibrasi pada jalur yang disedikan, sehingga membentuk rangkaian tertutup. 3. Mengisi air pada bagian closely-fitting cylinder (333 mm 2 ) hingga keluar dari saluran overflow harus tidak terdapat kebocoran pada jalur yang lain. 4. Mengeluarkan udara yang terperangkap didalam dengan cara memiringkan dan mengetuk perlahan rangkaian ini. 5. Memasukan piston ke closely-fitting cylinder dan menambah beban secara bertahap. 6. Memperhatikan dan membandingkan nilai tekanan yang ditunjukan peralatan kalibrasi dengan pressure gauge yang dikalibrasi, untuk setiap setiap beban yang ditambahkan. 7. Jika terjadi penyimpangan tekanan nilai pressure gauge yang dikalibrasi dengan peralatan kalibrasi, maka melakukan kalibrasi dengan langkah-langkah seperti diatas. 3.6. Peralatan Pengujian Dalam pengujian ini membutuhkan alat yang utama maupun alat bantu untuk medorong kesuksesan dalam pengujian. Adapun alat-alat yang digunakan didalam pengujian sebagai berikut : 3.6.1. AC Split TCL 3/4 PK AC split sebagai alat utama dalam pembuatan alat pengujian. Berikut adalah spesifikasi AC split yang digunakan dalam pengujian : 38
TCL split type air conditioner Model TAC-07CS/K Capcity 7000 Btu/h Rate current 3,7 A Input power 790 W Rate volt 220-240 V Rate Frequency 50 Hz LRA of compressor 17 A Noise 50 db(a) Weight 24 Kg Water proof protection IPX4 Refrigerant/Charge R22/630 g Gambar 3.4 AC Splite TCL 3/4 PK 3.6.2. Pompa Vakum Pompa vakum adalah alat yang diperlukan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem pendingin sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti udara dan uap air. Pompa vakum dapat dilihat seperti pada Gambar 3.5. 39
Gambar 3.5 Pompa Vakum 3.6.3. Pressure Gauge pressure gauge adalah alat yang dapat didefinisikan sebagai alat untuk membaca tekanan dengan pengamatan langsung. dalam bahasa yang formal, pressure gauge adalah suatu field instrument untuk mengukur pressure (psia/bar) dengan pengamatan direct reading measurement type. Preassure gauge yang biasanya digunakan dalam penelitian ini ada dua tipe, pertama high preassure dan coumpound pressure. Untuk mengetahui bentuk dan tipenya dapat dilihat pada Gambar 3.6 warna merah untuk high pressure dan warna ungu untuk coumpound pressure. Gambar 3.6 Pressure Gauge 40
3.6.4. Termometer Termometer adalah alat untuk menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Untuk thermometer model digital tidak menggunakan air raksa, tapi menggunakan sebuah sensor panas dan pembacaannya ditampilkan dalam digit angka. Disarankan menggunakan thermometer digital karena lebih akurat dan mudah dalam pembacaannya. Termometer dapat dilihat seperti pada Gambar 3.7. Gambar 3.7 Thermometer 3.6.5. Amperemeter Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian tertutup yang berfungsi sebagai mendeteksi arus listrik pada rangkaian. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Amperemeter dapat dilihat seperti pada Gambar 3.8. Gambar 3.8 Ampermeter 41
3.6.6. Voltmeter Voltmeter adalah alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan dalam suatu tegangan listrik. Voltmeter disusun secara paralel terhadap letak komponen yang diukur dalam rangkaian. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Voltmeter dapat dilihat seperti pada Gambar 3.9. Gambar 3.9 Voltmeter 3.6.7. Manifold Gauge Manifold gauge pengukuran adalah alat yang berfungsi untuk mengkosongkan/mengisi refrigerant juga sebagai alat untuk mengidentifikasi gangguan. Manifold gauge dipenelitian ini digunakan untuk mengetahui tekanan evaporator atau tekanan isap (suction) kompresor, dan tekanan kondensor atau tekanan keluar (discharge) kompresor. Manifold gauge dapat dilihat seperti pada Gambar 3.10. Gambar 3.10 Manifold Gauge 42
3.6.8. Timbangan Timbangan adalah alat yang di pakai untuk melakukan pengukuran massa suatu benda. Timbangan digunakan untuk mengetahui berapakah massa refrigeran yang masuk kedalam alat uji baik untuk refrigeran R-22 maupun refrigeran MC- 22. Disini mengunakan timbagan digital untuk mepermudah dalam pembacaan. Timbangan yang digunakan dalam peneitian ini dapat dilihat seperti pada Gambar 3.11. 3.6.9. Refrigeran Gambar 3.11 Timbangan Refrigeran adalah zat yang mengalir dalam mesin pendingin (refrigerasi) atau mesin pengkondisian udara (AC). Zat ini berfungsi untuk menyerap panas dari benda atau udara yang didinginkan dan membawanya kemudian membuangnya ke udara sekeliling di luar benda/ruangan yang didinginkan. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22 dapat dilihat seperti pada Gambar 3.12. Gambar 3.12 Refrigeran R-22 dan MC-22 43
3.6.10. Anemometer Anemoter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara. Anemometer dipenelitian ini digunakan sebagai pengukur kecepatan laju udara dari blower evaporator dan suhu yang keluar dari blower evaporator. Anemometer dapat dilihat seperti pada Gamabar 3.13. Gambar 3.13 Anemometer 3.7. Langkah Pengujian 3.7.1. Pemeriksaan sebelum pengujian Pemeriksaan semua alat uji dan perlengkapannya adalah langkah pertama yang akan dilakukan untuk menjaga keselamatan dan kondisi peralatan agar senantiasa baik. Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum pengujian adalah: 1. Memeriksa seluruh kondisi peralatan uji antara lain seperti power supply dan sistem kelistrikan. 2. Memastikan kipas kondensor dan blower evaporator bekerja dengan baik. 3. Mencoba menyalakan alat uji untuk memeriksa adanya kebocoran. 4. Menyalakan lampu sebagai pembebanan. 5. Menempatkan wadah air untuk tempat pembuangan air. 44
3.7.2. Pemvakuman sistem Sebelum sistem pengkondisian udara ini disi refrigeran, perlu dilakukan proses pemvakuman terlebih dahulu. Hal ini penting untuk memastikan bahwa tidak ada kotoran-kotoran, uap air (bunga es) dan udara di dalam kompresor dan pipa-pipa refrigerasi yang dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan di pipa kapiler. Langkah-langkah yang dapat dilakukan dalam pemvakuman sistem sebagai berikut : 1. Memasang manifold gauge untuk kedua katup pada kompresor. 2. Menutup kedua katup manifold gauge. 3. Menghubungkan hose tekanan tinggi (merah) pada manifold gauge ke sisi buang kompresor dan hose tekanan rendah (hijau) ke sisi hisap kompresor. 4. Menyambungkan hose tengah (kuning) pada manifold gauge ke saluran hisap pompa vakum (vacum pump). 5. Membuka kedua katup pada manifold gauge. 6. Menghidupkan pompa vakum sekitar 20 menit, sehingga tekanan di manifold gauge mencapai -30 in Hg. 7. Menutup kedua katup manifold gauge dan mematikan pompa vakum. 8. Membiarkan kondisi ini lebih dari 5 menit dan memperhatikan tekanan pada manifold gauge. 9. Jika terdapat kenaikan tekanan setelah langkah no. 8 berarti terdapat kebocoran dari sistem, maka harus memeriksa dan memperbaikinya. 10. Mengulangi langkah pemvakuman l-8 kembali hingga tidak terdapat kebocoran pada saluran. 45
3.7.3. Pengisian refrigeran R-22 dan MC-22 Pengisian refrigeran R-22 dan MC-22 dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 1. Meletakan tabung R-22 atau MC-22 diatas timbangan dan mencatat berat awal. 2. Menghubungkan nipple pada tabung R-22 atau MC-22 menggunakan hose tengah pada manifold gauge. 3. Membuka katup tabung R-22 atau MC-22 agar refrigeran dapat masuk ke hose tengah ke manifold gauge dengan posisi kedua katup di manifold gauge tetap tertutup. 4. Memutar sedikit conection pada manifold gauge dengan hose tengah untuk membuang udara yang ada pada hose tengah tersebut kemudian mengencangkannya kembali. 5. Membuka kedua katup pada manifold gauge untuk memasukan refrigeran. 6. Menutup kedua katup pada manifold gauge. 3.7.4. Pengambilan Data Pengambialan data pada saat menggunakan refrigeran R-22 maupun saat mengunakan refrigeran MC-22 dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Mempersiapkan alat tulis dan lembar pengambilan data. 2. Mempersiapkan dan menempatkan seluruh alat ukur pada posisinya dan memastikannya dalam kondisi baik. 3. Menghidupkan mesin uji dan menunggu hingga kondisinya benar-benar stabil atau steady. 4. Menempatkan saklar pengkondisi udara pada posisi ON dan mengatur blower evaporator pada posisi high cool dan pada suhu evaporator dengan remot kontrol sesuai dengan suhu yang telah ditentukan untuk pengujian pada suhu 20 o C. 5. Menyalakan lampu yang berfungsi sebagai beban sebesar 150w untuk variasi tekanan dengan pembebanan. 46
6. Mengatur suhu ruangan pada suhu yang telah ditentukan (30 o C) suhu dan tekanan di P1 pada tekanan yang telah ditentukan untuk pengujian (variasi tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia) dengan pembebanan. 7. Mencatat parameter-parameter tekanan dan suhu refrigeran yang masuk dan keluar dari kompresor, kodensor, katup ekspansi dan evaporator setiap terdapat perubahan pada T1. 8. Mencatat semua suhu udara dan kecepatan laju udara yang keluar dari blower evaporator serta suhu ruangan (Tr) setiap ada perubahan pada T1. 9. Mencatat ampermeter dan voltmeter pada setiap perubahan pada T1. 10. Mematikan mesin uji sistem pengkondisian udara. 11. Mengulangi langkah 1 sampai 10 untuk setiap variasi yang telah ditentukan (variasi tekanan dengan pembebanan dan variasi tekanan tanpa pembebanan dengan suhu evaporator dan tekanan di P 1 sesuai variasi yang telah di ditentukan) 12. Mematikan alat uji dan menata kembali perlengkapan yang akan digunakan. 47