BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Prinsip Pengkondisian Udara Pengkondisian udara atau Air Conditioner (AC) merupakan suatu perlengkapan yang memelihara dan mengkondisikan kualitas udara di dalam kendaraan agar temperatur/suhu, kebersihan dan kelembabannya menyenangkan serta nyaman. Apabila di dalam ruangan temperaturnya tinggi, maka panas yang diambil agar temperatur turun disebut pendinginan. Sebaliknya, ketika temperatur di dalam ruangan rendah, maka panas yang diberikan agar temperatur naik disebut pemanasan. Kebanyakan bangunan berukuran sedang dan besar, energi panas dipindahkan dengan menggunakan udara, air dan refrigerant. Perpindahan energi panas ini seringkali dengan membawa energi tersebut dari suatu ruangan ke suatu penyerap kalor sentral (unitrefrigerasi) atau membawa kalor dari sumber kalor (pemanas atau ketel) ke ruangan. AC pada mobil pada umumnya terdiri dari cooler dengan pembersih embun (moisture remover) dan pengatur aliran udara. Pendingin (cooler) akan mendinginkan dan mengurangi kelembaban udara didalam kendaraan sehingga dihasilkan kondisi udara yang nyaman. Prinsip dasar pendinginan adalah proses penyerapan dan pelepasan panas suatu media dengan menggunakan zat yang mudah menguap (refrigerant). Kondisi refrigerant dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan yang diberikan kepadanya. 5

Prinsip pemindahan dan penyerapan panas tersebut secara sederhana dapat dicontohkan pada hal seperti berikut: 1) Seseorang akan merasa dingin saat mengoleskan alkohol, alkohol tersebut menyerap panas dan terjadi penguapan. 2) Seseorang akan merasa dingin setelah berenang meskipun saat siang hari. Hal ini disebabkan air di badan menyerap panas dan menguap. Gambar 2.1 Prinsip Pemindahan dan Penyerapan Panas Dalam Air Conditioner, proses penyerapan akan ada pemindahan panas dengan menggunakan refrigerant dengan menggunakan refrigerant yang berfungsi sebagai penyerap dan pemindah panas. 2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Siklus kompresi uap memerlukan beberapa komponen utama agar siklus ini dapat bekerja dengan baik seperti evaporator, kompresor, kondensor dan katup ekspansi. Adapun proses ideal yang terjadi pada siklus kompresi uap adalah proses evaporasi, proses kompresi, proses kondensasi dan proses ekspansi. 6

Gambar 2.2 Skema Peralatan Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Gambar 2.3 Diagram P-h Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Uap jenuh pada keadaan 1 dikompresikan secara isentropis sehingga menjadi uap panas lanjut pada keadaan 2. Refrigerant dalam bentuk uap memasuki kondensor, panas yang dikeluarkan pada tekanan konstan sampai fluida menjadi cairan jenuh pada keadaan 3. Refrigerant diekspansikan secara adiabatis melalui sebuah katup ekspansi hingga keadaan 4 agar tekanannya turun. Penurunan tekanan ini dimaksudkan untuk memungkinkan terjadinya penguapan pada evaporator, kemudian refrigerant masuk ke dalam evaporator, refrigerant itu akan mengalami proses penguapan pada tekanan konstan dengan menyerap panas 7

dari sumber temperatur dingin, hingga fluida kerja menjadi keadaan uap jenuh. Dengan demikian proses itu telah menjalani proses keliling. Perlu diketahui, bahwa proses 4-1 berlangsung secara isotermis dan sebagian besar dari proses 2-3 juga berlangsung secara isotermis. Pada siklus refrigerasi kompresi uap ada satu proses ireversibel, yaitu proses 3-4 pada katub expansi, dan semua proses-proses lainya dianggap reversibel. Untuk dapat menentukan koefisien prestasi COP (Coefisien of performance) dari siklus refrigerasi kompresi uap, sebelumnya kita harus menentukan terlebih dahulu panas yang masuk pada proses evaporasi, proses kompresi pada kompresor, proses kondensasi pada kondensor, proses ekspansi, efek refrigerasi, laju aliran kalor evaporator, laju aliran udara evaporator dan laju aliran refrigerant. Berikut penjelasannya : 2.2.1 Proses Evaporasi Proses pertukaran kalor di evaporator, dimana kalor dari lingkungan atau media yang didinginkan diserap oleh refrigerant cair dalam evaporator sehingga refrigerant cair yang berasal dari katup ekspansi yang bertekanan dan bertemperatur rendah berubah fasa, dari fasa cair menjadi uap yang mempunyai tekanan dan temperatur tinggi. Besar kalor yang diserap oleh refrigerant adalah : Qe = ṁref (h 1 h 4 ) kj/kg................... ( 1 ) dimana : Qe ref = banyaknya kalor yang diserap evaporator persatuan waktu (kj/s) = laju aliran massa refrigerant (kg/s). h1 h4 = efek refrigerasi (kj/kg) 8

2.2.2 Proses Kompresi Proses ini terjadi di kompresor dimana refrigerant yang berfasa uap dengan temperatur dan tekanan rendah dikompresi secara isentropic sehingga temperatur dan tekanannya menjadi tinggi, besar kapasitas pemanasan dapat ditulis dengan persamaan : Qw = ṁref (h 2 h 1 ) kj/kg................... ( 2 ) dimana : Qw ref = kapasitas pemanasan (kj/s) = laju aliran massa refrigerant (kg/s) h2 h1= Kerja kompresi (kj/kg) 2.2.3 Proses Kondensasi Proses yang terjadi di dalam kondensor, dimana panas dari refrigerant yang berfasa uap dari kompresor dibuang ke lingkungan sehingga refrigerant tersebut mengalami kondensasi. Pada tahap ini terjadi perubahan fasa dari fasa uap superheat menjadi fasa cair jenuh, pada fasa cair jenuh ini tekanan dan temperaturnya masih tinggi. Besarnya kalor yang dilepaskan di kondensor adalah : Qc = (h 2 h 3 ) kj/kg................... ( 3 ) dimana : Qc = kalor yang dilepas kondensor (kj/kg) h2 h3 = kerja kondensasi (kj/kg) 9

2.2.4 Proses Ekspansi Proses yang terjadi di katup ekspansi dimana refrigerant diturunkan tekanannya yang diikuti dengan turunnya temperatur isentalphi. Pada proses ini tidak ada kerja yang dilakukan atau ditimbulkan sehingga W = 0. Perubahan energi kinetik dan energi potensial dianggap nol. Proses dianggap adiabatik sehingga q = 0. Persamaan energi aliran ini adalah : h 3 = h 4 kj/kg................... ( 4 ) dimana : h3 h4 = entalpi refrigerant yang keluar dari kompresor (kj/kg) = entalpi refrigerant cair jenuh (kj/kg) 2.2.5 Efek Refrigerasi Efek refrigerasi adalah besarnya kalor yang diserap oleh refrigerant pada proses evaporasi. Dari gambar diagram tekanan-entalpi siklus kompresi uap di atas, efek refrigerasi dapat dirumuskan sebagai berikut RE = h 1 h 4 kj/kg................... ( 5 ) dimana : RE h1 h4 = efek refrigerasi (kj/kg) = entalpi refrigerant pada titik 1 (kj/kg) = entalpi refrigerant pada titik 4 (kj/kg) 10

2.2.6 Laju Aliran Kalor Evaporator Laju aliran kalor udara evaporator dirumuskan sebagai berikut : Qevap = Mud. evap (h in h out )................... ( 6 ) dimana : Qevaporator Mud.evap h in = laju aliran kalor evaporator (kj/s) = laju aliran massa udara evaporator (kg/s) = entalpi udara sisi masuk evaporator dan dikoreksi pada Twb ruang (kj/kg) h out = entalpi udara sisi keluar evaporator dan dikoreksi pada Twb ruang (kj/kg) 2.2.7 Laju Aliran Udara Evaporator Laju aliran udara melalui evaporator dirumuskan sebagai berikut : Mud. evap = ρ udara. A. V................... ( 7 ) dimana : Mud.evap ρ udara = laju massa udara evaporator (kg/s) = massa jenis udara (kg/m³) ρ udara = 1 volume spesifik................... ( 8 ) volume spesifik = RT dimana : P (m3 /kg)................... ( 9 ) R P = tetapan gas untuk udara 0,287 kj/kg.k = tekanan absolut 101,325 kpa T = suhu absolut K A = luas penampang saluran udara evaporator (0,017 m³) 11

A = 1 4 πd2................... ( 10 ) Dengan : D = diameter saluran udara evaporator (0,15 m) V = kecepatan udara melalui saluran udara keluar evaporator (m/s) 2.2.8 Laju Aliran Refrigerant Laju aliran massa refrigeran menyatakan jumlah refrigerant yang disirkulasikan tiap satuan waktu dan dapat dirumuskan sebagai berikut : ṁref = Q evap h 1 h 4................... ( 11 ) dimana : ref = Laju aliran massa refrigeran (kg/s) Qevap = Laju aliran kalor udara evaporator (kj/s) h1 h4 = Entalpi refrigeran pada titik 1 (kj/kg) = Entalpi refrigeran pada titik 4 (kj/kg) 2.2.9 Koefisien Prestasi (Coefisien of performance) Koefisien prestasi dari sistem refrigerasi adalah perbandingan antara kalor yang diserap dari ruang pendingin (efek refrigerasi) dengan kerja yang dilakukan kompresor. Koefisien prestasi dapat dirumuskan sebagi berikut : COP = h1 h4 h2 h1 dimana : = Qe Qw................... ( 12 ) COP = Coefisien of performance 12

h1 h4 h2 = Entalpi refrigeran pada titik 1 (kj/kg) = Entalpi refrigeran pada titik 4 (kj/kg) = Entalpi refrigeran pada titik 2 (kj/kg) 2.3 Analisis Termodinamika pada Siklus Kompresi Uap Pada sistim refrigerasi dan pengkondisian udara, laju aliran massa dianggap tetap (kalaupun ada, hanya perubahan kecil). Keseimbangan energinya dapat dinyatakan bahwa, besarnya energi yang masuk bersama aliran di titik 1 ditambah dengan besarnya energi yang ditambahkan berupa kalor dikurangi dengan besarnya energi dalam bentuk kerja dan dikurangi dengan energi yang meninggalkan sistem pada titik 2 sama dengan besarnya perubahan energi di dalam volume kendali. (W. F. Stoecker, 1992 : 20) Persamaan energi dapat ditulis sebagai berikut ( W. F. Stoecker, 1992 : 20)......... ( 13 ) dimana : m h v z g W E = laju aliran massa (kg/s) = Entalpi (kj/kg) = Kecepatan (m/s) = ketinggian (m) = percepatan gravitasi (m/s²) = Laju aliran energi dalam bentuk kalor (kj/s) = energi sistem (kj) 13

Gambar 2.4 Keseimbangan Energi pada Volume Kendali, Laju Aliran Mantap Sumber : Dasar-dasar Termodinamika Teknik. Jakarta: P2LPTK Masalah yang kita batasi hanya pada proses aliran mantap, karena tidak ada perubahan harga energi sistem terhadap waktu, de/d = 0. Serta laju aliran massa yang masuk pada titik 1 sama dengan laju aliran massa yang keluar pada titik 2.Sehingga persamaan energi aliran mantap, akan menjadi (W. F. Stoecker, 1992 : 21)............ ( 14 ) 2.4 Prinsip-Prinsip Psikrometri Psikrometri merupakan kajian tentang sifat-sifat campuran udara dengan uap air, dan ini mempunyai arti yang sangat penting dalam bidang teknik pengkondisian udara karena udara pada atmosfir merupakan percampuran antara udara dan uap air, jadi tidak benar-benar kering. Pada beberapa proses pengkondisian udara, kandungan air dapat disingkirkan dan ditambahkan dari udara, tergantung pada prosesnya. Pada bagan psikrometrik (psychrometric chart) ada dua hal yang penting, yaitu penguasaan akan dasar-dasar bagan dan kemampuan menentukan sifat-sifat 14

pada kelompok-kelompok keadaan lain, misalnya tekanan barometrik yang tidak standar. Untuk memahami proses-proses yang terjadi pada karta psikrometrik perlu adanya pemahaman tentang hukum Dalton dan sifat-sifat yang ada dalam karta psikometrik, antara lain : 2.4.1 Temperatur Bola Kering Temperatur bola kering merupakan temperatur yang terbaca pada termometer sensor kering dan terbuka, namun penunjukan dari temperatur ini tidak tepat karena adanya pengaruh radiasi panas di sekitarnya. 2.4.2 Temperatur Bola Basah Temperatur bola basah merupakan temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dihubungkan dengan seuntas tali yang telah dibasahi dengan air. Untuk mengukur temperatur ini dipergunanakan aliran udara sekurangnya adalah 5 m/s. Dengan cara termometer digerakgerakan atau diputar. 2.4.3 Titik Embun atau Garis Jenuh (saturation line) Titik embun adalah suhu (temperatur) air pada keadaan dimana tekanan uapnya sama dengan tekanan uap air dari udara. Jadi pada temperatur tersebut uap air dalam udara mulai mengembun dan hal tersebut terjadi apabila udara lembab didinginkan. Pada tekanan yang berbeda titik embun uap air akan berbeda, semakin besar tekanannya maka titik embunnya semakin besar. 2.4.4 Kelembaban-Relatif (relative humidity) Kelembaban relatif didefinisikan sebagai perbandingan fraksi molekul uap air di dalam udara basah terhadap fraksi molekul uap air 15

jenuh pada suhu dan tekanan yang sama. Kelembaban relatif (RH) dapat dikatakan sebagai kemampuan udara untuk menerima kandungan uap air, jadi semakin besar RH semakin kecil kemampuan udara tersebut untuk menyerap uap air. Kelembaban ini dapat dirumuskan : φ = tekanakan uap air parsial tekanan jenuh air murni pada suhu yang sama............. ( 15 ) sama dengan : φ = Pw Pws................... ( 16 ) 2.4.5 Kelembaban Spesifik (rasio kelembaban) Kelembaban spesifik (W) adalah berat atau massa air yang terkandung didalam setiap kilogram udara kering atau perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering yang ada di dalam atmosfir. Untuk menghitung perbandingan (rasio) kelembaban dapat digunakan persamaan gas ideal, jadi uap air dan udara dapat dianggap sebagai gas ideal, karena udara memiliki suhu yang cukup tinggi di bandingkan suhu jenuhnya dan tekanana uap air cukup rendah di bandingkan dengan tekanan jenuhnya. Sehingga, dapat mengikuti persamaan pv = RT, yang menpunyai kalor spesifik yang tetap. Kelembaban spesifik dapat dirumuskan : W = Mw Ps V/Rs T = = Ma Pa V/ Ra T Ps/Rs (Pt Ps)/ Ra................... ( 17 ) dimana : W Mw = Kelembaban spesifik (kg uap air/kg udara kering) = Massa uap air 16

Ma V Pt Pa Ra Rs T Ps = Massa udara kering = Volume sembarang campuran udara-uap (m³) = Tekanan atmosfer = Pa + Ps (Pa) = Tekanan parsial udara kering (Pa) = Tetapan gas untuk udara kering = 287 J/kg.K = Tetapan gas untuk uap air = 461,5 J/kg.K = Suhu absolut campuran udara-uap ( K) = Tekanan parsial uap air dalam keadaan jenuh 2.4.6 Entalpi Entalpi campuran udara kering dan uap air adalah jumlah dari entalpi udara kering dan entalpi uap air. Harga entalpi selalu didasarkan pada bidang data (datum plate), harga entalpi nol untuk udara kering dipilih pada 0 C. Harga entalpi nol untuk uap air berada pada air jenuh bersuhu 0 C, yang bidang datanya sama dengan yang digunakan untuk tabel-tabel uap (steam). 2.4.7 Volume spesifik Persamaan gas ideal digunakan untuk menghitung volume spesifik campuran udara-uap. Volume spesifik adalah volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering. 2.5 Komponen Utama Sistem Refrigerasi pada Mobil Minibus 2.5.1 Evaporator Perubahan zat cair dari refrigerant menjadi gas yang terjadi pada evaporator akan berakibat terjadi penyerapan panas pada daerah sekelilingnya, udara yang melewati kisi-kisi evaporator panasnya akan 17

terserap sehingga dengan hembusan blower udara yang keluar keruang kabin mobil akan menjadi dingin. Gambar 2.5 Evaporator Sumber : Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, edisi ke-2 Erlangga, 1996 Bentuk dan konstruksi evaporator tidak berbeda dari kondensor, tetapi fungsi kedua-duanya berlainan. Pada kondensor panas, zat pendingin harus dikeluarkan agar terjadi perubahan bentuk zat pendingin dari gas ke cair. Prinsip ini berlaku sebaliknya pada evaporator, zat pendingin cair pada kondensor harus diubah kembali menjadi gas dalam evaporator, dengan demikian evaporator harus menyerap panas. Agar penyerapan panas ini dapat berlangsung dengan sempurna, pipa-pipa evaporator juga diperluas permukaannya dengan memberi kisi-kisi (elemen) dan kipas listrik (blower), ini dilakukan supaya udara dingin juga dapat dihembus ke dalam ruangan. Pada rumah evaporator bagian bawah dibuat saluran/pipa untuk keluarnya air yang mengumpul di sekitar evaporator akibat udara yang lembab. Air ini juga akan membesihkan kotoran-kotoran yang menempel pada kisi-kisi evaporator, karena kotoran-kotoran akan turun bersama air. 18

Ada 3 macam model evaporator : 1.Evaporator model plat fin (rusuk) 2.Evaporator model supertine fin 3.Evaporator model drawn cup. Gambar 2.6 Evaporator Model Plat Fin (rusuk) Sumber : Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, edisi ke-2 Erlangga, 1996 Gambar 2.7 Evaporator Model Supertine Fin Sumber : Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, edisi ke-2 Erlangga, 1996 Gambar 2.8 Evaporator Model Drawn Cup Sumber : Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, edisi ke-2 Erlangga, 1996 19

2.5.2 Kompresor (Compressor) Kompresor digerakkan oleh tali kipas dari puli engine. Perputaran kompresor ini akan menggerakkan piston/vane dan gerakan piston/vane ini akan menimbulkan tekanan bagi refrigerant yang berbentuk gas sehingga tekanannya meningkat yang dengan sendirinya juga akan meningkatkan temperaturnya. Jenis kompresor ini dapat dibedakan menjadi : 1) Tipe Reciprocating : 2.5.2.1 Tipe Crank 2.5.2.2 Tipe Swash plate 2) Tipe Rotary 2.5.2.3 Tipe Through vane Tipe Reciprocating mengubah putaran crankshaft menjadi gerakan bolak-balik pada piston. 2.5.2.1 Tipe Crank Pada tipe ini sisi piston yang berfungsi hanya satu sisi saja, yaitu bagian atas. Oleh sebab itu pada kepala silinder (valve plate) terdapat dua katup yaitu katup isap (suction) dan katup penyalur (Discharge). Lihat gambar mekanis kompresi. Gambar 2.9 Compression Mechanism 20

Gambar 2.10 Kompresor Tipe Crank Pada langkah turun, refrigerant masuk kedalam ruang silinder dari evaporator, dan pada langkah naik refrigerant keluar dari ruang silinder menuju ke kondensor dengan tekanan meningkat dari 2,1 kg/cm2 menjadi 15 kg/cm2 yang mengubah temperatur dari 0 C menjadi 70 C. 2.5.2.2 Tipe Swash Plate Terdiri dari sejumlah piston dengan interval 72o untuk kompresor 10 silinder dan interval 120o untuk kompresor 6 silinder. Kedua sisi ujung piston pada tipe ini berfungsi, yaitu apabila salah satu sisi melakukan langkah kompresi maka sisi lainnya melakukan langkah isap (lihat bagan gambar mekanis kompresi) Gambar 2.11 Compression Mechanism 21

Gambar 2.12 Kompresor Tipe Swash Plate 2.5.2.3 Tipe Through Vane Gambar 2.13 Kompresor Tipe Through Vane Tipe through vane ini terdiri atas dua vane yang integral dan saling tegak lurus. Dan bila rotor berputar vane akan bergeser pada arah radial sehingga ujung-ujung vane akan selalu bersinggungan dengan permukaan dalam silinder. 22

Gambar 2.14 Compression Mechanism Gambar 1 : Adalah langkah awal isap dimana refrigerant masuk melalui lubang isap. Gambar 2 : Akhir langkah isap dimana lubang pengisapan telah tertutup. Gambar 3 : Awal langkah kompresi dimana refrigerant mulai dikompresikan untuk menaikkan tekanan. Gambar 4 : Langkah kompresi penuh. Gambar 5 : Langkah penyaluran/pengosongan refrigerant dari silinder ke saluran keluar menuju ke condenser melalui katup tekan (discharge valve) Gambar 6 : Penyaluran refrigerant selesai, ruang vane akan memulai dengan awal langkah isap lagi. 23

Pada aktualnya through vane yang membentuk empat ruang, bekerja secara bergantian, sehingga proses diatas akan berjalan terus menerus secara berkesinambungan. 2.5.3 Kopling magnet (Magnetic Clutch) Kopling magnet adalah perlengkapan kompressor yaitu suatu alat yang dipergunakan untuk melepas dan menghubungkan kompressor dengan putaran mesin. Peralatan intinya adalah : Stator, rotor dan pressure plate. Sistem kerja dari alat ini adalah elektro magnetic. Cara kerjanya : Puli kompressor selalu berputar oleh perputaran mesin melalui tali kipas pada saat mesin hidup. Dalam posisi switch AC off, kompressor tidak akan berputar, dan kompressor hanya akan berputar apabila switch AC dalam posisi hidup (on) hal ini disebabkan oleh arus listrik yang mengalir ke stator coil akan mengubah stator coil menjadi magnet listrik yang akan menarik pressure plate dan bidang singgungnya akan bergesekan dan saling melekat dalam satu unit (Clutch assembly) memutar kompresor. Gambar 2.15 Proses Kerja Magnitic Clutch 24

Konstruksi : Puli terpasang pada poros kompressor dengan bantalan diantaranya menyebabkan puli dapat bergerak dengan bebas. Sedang stator terikat dengan kompressor housing, pressure plate terpasang mati pada poros kompressor. Tipe F Tipe G Tipe R Tipe P Gambar 2.16 Tipe-Tipe Kompling Magnet 2.5.4 Kondensor (Kondenser) Kondensor digunakan untuk mendinginkan dan menyerap panas dari gas refrigerant yang telah ditekan oleh kompresor hingga bertemperatur tinggi, tekanan gas yang tinggi, dapat mengubah gas ini kembali menjadi cair. Gas refrigerant bertemperatur dan bertekanan tinggi ini karena dikompresikan oleh kompresor, jumlah panas yang dilepas refrigerant gas di dalam kondensor sama dengan panas yang diserap di dalam evaporator ditambah panas kerja yang dipergunakan kompresor untuk menekan refrigerant. Makin besar jumlah panas yang dilepaskan di dalam kondensor, maka makin besar pula efek mendinginkan yang akan diperoleh evaporator. 25

Gambar 2.17 Skema Perubahan Aliran Refrigerant pada Kondensor Gambar 2.18 Kontruksi pada kondensor Gambar 2.19 Kondensor dengan Eksra Fan 26

2.5.5 Dryer/Receiver Fungsi untuk menampung sementara refrigerant yang telah menjadi cair oleh kondensor untuk kemudian mensuplainya sesuai dengan beban pendinginan dan untuk membersihkan dari kotoran serta uap air yang merugikan bagi siklus refrigerant. Untuk itu di dalamnya terdapat filter, desiccant, receiver dan dryer, pada sisi atasnya terdapat sight glass untuk melihat kondisi aliran refrigerant. Gambar 2.20 Dryer/Receiver Bila refrigerant mengandung kotoran (abu), kotoran ini cenderung akan menimbulkan karat pada komponen-komponen yang fungsional, dan juga dapat menjadi beku di dalam expansion valve orifice lalu menghalangi aliran refrigerant, atau membeku di dalam evaporator dan menghalangi aliran refrigerant. Untuk mencegah gangguan seperti ini, maka di beri desiccant. 2.5.6 Katub Expansi Expansion valve Fungsi dari expansion valve ini untuk mengabutkan refrigerant kedalam evaporator, maka lubang keluar pada alat ini berbentuk lubang 27

kecil (orifice) konstan atau dapat diatur melalui katup (valve) yang pengaturannya menggunakan perubahan temperatur yang dideteksi oleh sebuah sensor panas. Berdasarkan pengaturan pengabutan ini expansion valve dibedakan menjadi : 1. Expansion valve tekanan konstan 2. Expansion valve tipe thermal Pembukaan valve sangat bergantung dari besar kecilnya tekanan Pf dari Heat sensitizing tube. Bila temperatur lubang keluar (out let) evaporator dimana alat ini ditempelkan meningkat, maka tekanan Pf > dari tekanan Ps + Pe, maka refrigerant yang disemprotkan akan lebih banyak. Sebaliknya bila temperatur lubang keluar (out let) evaporator menurun maka tekanan Pf < Ps + Pe, maka refrigerant yang disemprotkan akan lebih sedikit,dimana : Ps : tekanan pegas Pe : tekanan uap didalam evaporator Gambar 2.21 Cara Kerja Expansion Valve Tipe Thermal 28

Temperatur gas pada evaporator outlet akan tinggi, akibatnya temperatur dan tekanan daam heat sensitizing tube juga tinggi dan ball akan tertekan ke bawah untuk memungkinkan sejumlah besar refrigerant dapat bersikulasi. Sebaliknya bila beban pendingin kecil, maka hanya sejumlah kecil saja refrigerant yang disirkulasikan. Berdasarkan letak di mana tekanan jenuh diambil, terdapat dua type thermal expansion valve yaitu inner equalizing dan external equalizing, akan tetapi prinsip kerjanya sama. 2.6 Manifold Gauge Manifold pengukur adalah alat yang berfungsi selain untuk mengosongkan/mengisi refrigerant juga sebagai alat untuk mengidentifikasi gangguan. Konstruksi yang istimewa dari alat ini harus dipelajari secara seksama agar penggunaannya menjadi optimal dan terhindar dari kesalahan pemakaian. Penjelasan berikut menggunakan manipol pengukur model keran seperti pada gambar dibawah dengan 4 nipel penghubung (ada yang hanya menggunakan 3 niple penghubung, yang perbedaannya pada niple no 4 tidak ada). 2.6.1 Kondisi Hubungan saluran manifold gauge 2.6.1.1 Keran katup tekanan rendah terbuka dan keran katup tekanan tinggi Menutup (kondisi I) a) Niple 2,3,4 dan pengukur tekanan rendah saling berhubungan b) Niple 1 hanya terhubung dengan pengukur tekanan tinggi 29

Gambar 2.22 Kondisi I Saluran Manifold Gauge Sumber : Pengantar Teori Teknik Pendingin (Refrigerasi). Jakarta: P2LPTK 2.6.1.2 Keran katup tekanan rendah tertutup dan keran katup tekanan tinggi Membuka (kondisi II) a) Niple 1,2,4 dan pengukur tekanan tinggi saling berhubungan b) Niple 3 hanya terhubung dengan pengukur tekanan rendah Gambar 2.23 Kondisi II Saluran Manifold Gauge Sumber : Pengantar Teori Teknik Pendingin (Refrigerasi). Jakarta: P2LPTK 30

2.6.1.3 Kedua keran katup terbuka (kondisi III) Semua niple penghubung dan pengukur saling berhubungan. Gambar 2.24 Kondisi III Saluran Manifold Gauge Sumber : Pengantar Teori Teknik Pendingin (Refrigerasi). Jakarta: P2LPTK 2.6.1.4 Kedua keran katup tertutup (kondisi IV) a) Niple 1 berhubungan dengan pengukur tekanan tinggi b) Niple 3 berhubungan dengan pengukur tekanan rendah Gambar 2.25 Kondisi IV Saluran Manifold Gauge Sumber : Pengantar Teori Teknik Pendingin (Refrigerasi). Jakarta: P2LPTK 31

2.7 Perancangan Sistematis Metode perancangan sistematis adalah suatu metode pemecahan masalah teknik dengan menggunakan tahap demi tahap analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suatu sistem yang kompleks menjadi elemen-elemen dan mempelajari karakteristik masing-masing elemen tersebut beserta kolerasinya. Sintesis adalah penggabungan elemen-elemen yang sudah diketahui karakteristiknya untuk menciptakan suatu sistem baru. Pada metode perancangan sistematis, suatu tahap merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Dengan tahap-tahap itu informasi yang bersifat kuantitatif diproses menjadi data yang bersifat kualitatif, dngan kata lain hasil suatu langkah baru selalu lebih nyata dari langkah-langkah sebelumnya. Pada kenyataannya kondisi ini tidak selalu tercapai sehingga seringkali dibutuhkan pengulangan kerja (interasi). Metode perancagan merupakan tiap-tiap prosedur teknik dan alat bantu tertentu yang mempersentasikan sejumlah aktivitas tertentu yang digunakan oleh perancang dalam proses perancangan keseluruhan. Penyusunan merupakan sebuah metode terbaru, dari metode perancangan karena mereka berusaha untuk menghindari terjadinya kekeliruan, dari masalah yang tidak terpantau pada masalah peracangan, dari jenis kesalahan yang terjadi dengan meted yang tidak tersusun. Proses penyusunan sebuah prosedur juga tergantung pada luas cakupan yang digunakan dalam sebuah perancangan dan untuk memperluas pencarian solusi yang tepat. 32