Mesin Pendingin dan Pemanas TUGAS III MODIFIKASI AC WINDOW
Nama
: Alfin
NIM
: 121032071
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Tujuan dan manfaat a) Tujuan
Mewujudkan AC window menjadi AC portable yang sangat sederhana, murah, dan mudah dibawa kemana-mana (didalam rumah)
Membantu masyarakat memaksimalkan AC window yang sudah ada dimodifikasi menjadi AC yang praktis
b) Manfaat
Bagi mahasiswa Mengembabngkan ide rancangan (model) dalam merancang AC window menjadi AC portable yang sederhana dan praktis
Bagi masyarakat Memberikan kemudahan bagi masyarakat untuk menggunakan AC portable ini secara berpindah-pindah (didalam rumah)
1.2.
Tinjauan masalah Dalam melaksanakan penelitian ini, menggunakan beberapa literature antara lain: a. Survei lapangan b. Buku-buku literature
1.3.
Batasan masalah Dalam merancang dan memodifikasi AC window ini menjadi AC portable, dibatasi dengan beberapa permasalahan antara lain:
Konstruksi rangka Hasil penelitian dilapangan, yaitu tinggi dari rangka AC portable tidak lebih dari 2 meter, karena pada dasarnya pintu yang akan dilewati AC tersebut sebagian besar masyarakat mempunyai tinggi pintu 2 meter.
Poros dan roda gigi Desain
dengan
menggunakan
poros
dan
roda
gigi
bertujuan
agar
memudahkan pengguna untuk menaikkan dan menurunkan ac sesuai dengan udara yang dibutuhkan.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Penyegar Udara Penyegaran udara adalah suatu proses mendinginkan udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu. Selain itu, mengatur aliran udara dan kebersihannya. Sistem penyegar udara pada umumnya dibagi menjadi 2 golongan utama, yaitu:
Penyegar udara untuk kenyamanan
Penyegaran udara untuk industri
2.2. Siklus dari Mesin Refrigerasi Siklus refrigerasi untuk pendinginan yang banyak dipakai adalah siklus refrigerasi kompresi uap dan siklus refrigerasi absorpsi. 2.2.1. Siklus Refrigerasi Kompresi Uap Cara kerja mesin refrigerasi adalah menggunakan refrigerasi yang terdiri dari proses penguapan, kompresi, pengembunan dan ekspansi. Untuk melaksanakan proses-proses tersebut dibutuhkan komponen-komponen didalam refrigerator yaitu evaporator, kompresor, kondensor, dan katup ekspansi. a. Kompresor Kompresor berfungsi menaikan tekanan dan temperature pada refrigeran. Kompresor dapat dibagi dalam 2 jenis utama, yaitu kompresor positip, dimana gas diisap masuk ke dalam silinder dan dikompresikan, dan jenis non positip, dimana gas yang dihisap masuk dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetic untuk menaikkan tekanan.
Kompresor torak Biasanya digunakan untuk kecepatan tinggi, akan tetapi pada kompresor torak yang konvensional kecepatan putar tersebut ada batasnya. Hal ini
disebabkan karena terbatasnya kekuatan material dan terjadinya getaran yang disebabkan oleh bagian mesin yang bergerak bolak-balik.
Gambar 2.1 Konstruksi kompresor torak (silinder ganda) kecepatan tinggi
Kompresor putar Kompresor putar dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu jenis daun berputar dan daun stasioner (diam). Pada jenis pertama daun terletak pada rotor yang berputar tetapi dapat bergerak dalam arah radial. Jenis ini banyak dipakai pada penyegar udara berkapasitas rendah. Sedangkan pada jenis daun stasioner, daun terletak menempel pada permukaan rotor yang berputar ( torak berputar).
Kompresor sekrup Semula dirancang untuk memperoleh kompresor udara tanpa minyak pelumas , memiliki dua buah rotor yang berpasangan, berturut-turut dengan gigi jantan dan gigi betina. Kompresor sekrup memiliki beberapa keuntungan, yaitu lebih sedikit jumlah bagian yang bergesekan, perbandingan kompresi
yang tinggi dalam satu tingkat, relative stabil terhadap pengaruh cairan (kotoran).
Gambar 2.2 Mekanisme Kompresor Sekrup
Kompresor semi hermatik Listrik dibuat menjadi satu dengan kompresor. Jadi, rotor motor listrik tersebut berada di dalam perpanjangan engkol dari kompresor tersebut.
Gambar 2.3 Penampang Kompresor Semi Hermatik
Kompresor hermatik Hampir sama dengan kompresor semi hermatik. Perbedaannya hanya terletak pada cara penyambungan rumah (baja) kompresor dengan stator motor penggerak.
Gambar 2.4 Kompresor Putar Hermatik
b. Kondensor Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk melepas kalor refrigerant akibat dari hasi pengompresian refrigerant tersebut. Kondensor dibagi menjadi beberapa jenis yaitu:
Kondensor tabung dank oil
Kondensor jenis pipa ganda
Kondensor pendingin udara
c. Katup ekspansi Katup ekspansi dipergunakan untuk megekspansikan secara adiabatic cairan refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah. Jadi, melaksanakan proses throttle atau proses ekspansi entalpi konstan. Selain itu, katup ekspansi mengatur supaya evaporator dapat selalu bekerja sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigerasi yang maksimal. Adapun jenis dari katup ekspansi yaitu:
Katup ekspansi otomatik termostatik
Katup ekspansi manual
Katup ekspansi tekanan konstan
Katup ekspansi kapilar
d. Evaporator Evaporator digunakan untuk penguapan dan pengembunan. Tekanan cairan refrigeran yang diturunkan pada katup ekspansi, didistribusikan secara merata ke dalam pipa evaporator oleh distributor refrigeran. Evaporator dapat dibagi menjadi beberapa jenis yaitu:
Evaporator jenis ekspansi kering
Evaporator jenis setengah basah
Evaporator jenis basah
BAB III
PERANCANGAN KONSTRUKSI 3.1. Konstruksi Mesin Pendingin Dari gambar pendingin ruang jenis jendela. Menunjukkan konstruksi penyegar udara jendela dengan kompresor torak atau kompresor putar. Kipas udara daun banyak dipasang didalam kamar (didalam bagian evaporator), sedangkan kipas udara propeler dipasang didalam kamar (dibagian kondensor), motor listrik menggerakkan kedua kipas udara tersebut. Koil udara pendingin (evaporator) terdiri dari pipa-pipa eririp alumunium. Pengaturan temperatur kamar dapat dilakukan dengan jalan menjalankan dan memberhentikan kerja kompesor, berdasarkan pengukuran temperatur masuk. Pengerap udara ruang biasanya berukuran kecil, mudah dipasang dan dijalankan, disamping itu kapasitas pendinginnya cukup besar. Jenis ini biasa digunakan dirumah maupun didalam gedung. Untuk keperluan pemanasan, mesin ini dilengkapi dengan pemanas listrik dan koil udara dengan uap atau air panas sebagai fluida kerjanya 3.2. Konstruksi Rangka Mesin Pendingin Desain konstruksi rangka menyerupa dengan
konstruksi menara, bahan
yang digunakan adalah plat besi bersiku dengan lebar siku-siku plat 40 mm dengan tebal plat 4 mm. Pengelasan yang digunakan adalah jenis las listrik. 3.3. Roda Gigi Transmisi Digunakan dua jenis roda gigi, yaitu roda gigi bulat dan roda gigi as. Roda gigi as ini terpasang di bagian tengah-tengah dari rangka dengan arah horinzontal dan juga sekalian as dari poros. Dudukan dari
roda gigi as ini terletak senter
dibagian bawah dari AC. Sedangkan roda gigi bulat dipasang dibagian tengah arah vertikal dan berhubungan dengan engkol pemutar 3.4. Konstruksi Tambahan Merupakan konstruksi corong dari udara panas yang dihasilkan oleh refrigeran melalui kondensor. Disini dirancang bentuk menyerupai corong segi
empat dan dibagian ujung yang mengecil dari corong tersebut dipasang selang. Tujuan pemasangan selang adalah sebagai saluran udara hangat yang dihasilkan kondensor. 3.5. Penyelesaian/Finishing. Dalam penyelesaian finishing adalah pengamplasan semua bagian dari rangka agar karat-karat yang menempel pada permukaan besi dapat terangkat semuanya. Setelah pengamplasan dilakukan pengecatan. Setelah semua selesai barulah dilakukan uji coba tahap akhir untuk mengetahui apakah benda yang dirancang bekerja dengan baik atau pun tidak.
BAB IV PERHITUNGAN
4.1. Perhitungan Roda Gigi Roda gigi berfungsi sebagai transmisi untuk menaikkan dan menurunkan AC. Roda gigi yang digunakan adalah roda gigi lurus, selain itu juga digunakan reduser yaitu alat transmisi roda gigi yang berfungsi untuk memperlambat putaran. Diketahui data-data sebagai berikut :
Daya motor penggerak puli 75 watt dan putaran motor 1400 rpm
Diameter roda gigi (N1) 120 mm
Diameter roda gigi (N2) 60 mm
Diameter puli (D1) 200 mm
Diameter puli (D2) 80 mm
Kecepatan reduser 10:1
a. Putaran masing-masing dari komponen dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada)
= Maka kecepatan puli (N2) adalah : N2=
Disini menggunakan reduser dengan perbandingan kecepatan yaitu input 10 dan output 1 Maka, N1=
= 56 Rpm
b. Untuk kecepatan roda gigi dapat dihitung dengan rumus (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada)
= N2 = c. Untuk mengetahui jarak dan waktu yang dibutuhkan dalam menaikkan dan menurunkan AC (Diktat Eleman Mesin Universitas Gadjah Mada) N
= Jumlah putaran akhir/Final gear
H
= Jarak/panjang langkah yang ditempuh
D1
= Diameter ulir AS
D2
= Diameter ulir mur
T
= Waktu
N=
xH
d. Beban Pendingin Beban pendingin adalah jumlah beban yang dapat mempengaruhi besarnya pendingin yang terjadi di dalam ruangan. Beban pendingin tersebut meliputi beban pendingin berasal dari dinding, pintu, lantai, manusia, dan lampu. Beban pendingin (Stoeker, 1994;63) Q = U x A x ( - ) U = ⁄ Q = Beban pendingin U = Koefisien perpindahan panas A = Luas Alas to = Temperatur luar t1= Temperatur dalam
e. Beban pendingin lampu Q = Jumlah lampu x Daya lampu x Kalor sensible x Lama menyala x ⁄ Q = ( Q tot x 10% ) x Q tot
f. Coeficient of Performance (COP)
=
=
BAB V CARA KERJA DAN PERAWATAN AC PORTABLE
5.1. Cara Kerja AC Portable Pada dasarnya cara kerja system pendingin adalah sama. Tapi disini didesain dudukan atau rangka dari mesin pendingin tersebut agar dapat dipindah tempatkan dari suatu ruangan ke ruangan yang lain. Disini digunakan AC window yang seharusnya AC itu tidak dapat dipindahkan. 5.2. Perawatan Adapun jenis perawatan sebagai berikut:
Perawatan preventif Perawatan dilakukan secara harian yaitu sebelum dan sesudah peralatan beroperasi. Tujuannya untuk mencegah penurunan kemampuan peralatan secara keseluruhan yang dialami oleh bagian-bagian komponen tertentu.
Perawatan korektif Perawatan yang dilakukan secara berkala secara periode-periode tertentu untuk melakukan pemeriksaan bagian komponen-komponen yang sebelumnya diperkirakan memiliki data-data yang sudah ada.
Perawatan testoratif Disebut juga perawatan tingkat tiga atau perawatan berat, karena dilakukan pada
periode
tertentu
setelah
komponen-komponen
yang
diperkirakan
sebelumnya memiliki data-data yang sudah ada. Beberapa hal yang harus diperhatikan sebgai langkah-langkah perawatan yang tepat dan efektif untuk mencegah dan mengatasi kerusakan mesin refrigerant
Kemampuan dan instalasi mencegah kebocoran pada tekanan yang rendah (diabawah tekanan atmosfir) Mencegah udara agar tidak masuk kedalam sistem
Instalasi hendaknya cukup kuat untuk menahan tekanan gas serta tahan terhadap korosi
Sistem refrigerasi harus bebas dari uap air
Harus bebas dari debu dan kotoran
Mempertahankan kualitas yang digunakan sebagai media pendingin untuk mencegah timbulnya kerak
Penggunaan minyak pelumas yang sesuai untuk mencegah terjadinya kerak dan reaksi refrigerant yang digunakan.
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan Setelah rancangan selesai dikerjakan hingga selesai, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: a. Refrigerator jenis window ini selain diletakkan diatas jendela dapat pula dimodifikasi menurut keinginan kita b. Refrigerator ini dapat dipindahkan tempatnya sesuai yang kita butuhkan c. Refrigerator
yang cukup simple dan sederhana juga praktis dalam
penggunaannya d. Refrigerator ini memiliki tempertur pendingin yang ideal antara 15-25 °C sesuai dengan udara segar yang kita butuhkan e. Udara hangat dari kondensor juga bisa dimanfaatkan sebagai penghangat bila diperlukan modifikasi tambahan f. Udara tidak mempengaruhi system reffrigerasi, yang berpengaruh adalah kalor yang ada didalam udara tersebut g. Bila tidak digunakan, refrigerator dapat disimpan digudang atau ditempat yang tidak membutuhkan pendinginan.
6.2. Saran a. Refrigerator memerlukan perawata secara kontinyu, maka diharapkan adanya maintenance secara rutin untuk menajaga umur ekonomis refrigerator tersebut b. Pada bagian filter harus sering dibersihkan agar tidak menghambat sirkulasi udara c. Pengoperasian yang tepat, guna menjaga refrigerator dapat berfungsi secara optimal dan maksimal d. Perawatan secara keseluruhan, seperti pemberian minyak pelumas pada bagian bantal dan poros-poros, serta pada bagian roda gigi.
DAFTAR PUSTAKA
Stoecker FW & Jones WJ, 1987, Refrigerasi dan Pengondisian Udara, Erlangga Jakarta.
William C Reunold & Henry C Perkins, 1983, Thermodinamika Teknik , edisi kedua, Erlangga Jakarta.
Wilber F Stoecker, Jerald W Jones, Ir Supratman Hara, Pengondisian Udara, edisi kedua, Erlangga Jakarta.
Refrigerasi dan
