kondensor dan evaporator

29
MAKALAH SISTEM AC ANALISIS PRINSIP KERJA, KONSTRUKSI, GANGGUAN/KERUSAKAN KONDENSOR DAN EVAPORATOR DISUSUN OLEH : KELOMPOK 1 o HADI SANJAYA (5131122003) o RAYMOND M PURBA (5133122021) o HELMI ANDRIAN (5132122005) PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2014 / 2015

Upload: hutasoitasjgn

Post on 09-Dec-2015

480 views

Category:

Documents


35 download

DESCRIPTION

lg

TRANSCRIPT

MAKALAH SISTEM AC

ANALISIS PRINSIP KERJA, KONSTRUKSI, GANGGUAN/KERUSAKAN KONDENSOR DAN EVAPORATOR

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 1

o HADI SANJAYA (5131122003)

o RAYMOND M PURBA (5133122021)

o HELMI ANDRIAN (5132122005)

PENDIDIKAN TEKNIK OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2014 / 2015

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami ucapkan atas berkat dan rahmat Tuhan Yang Maha Esa,

sehingga kami dapat menyusun dan menyelesaikan makalah ini dengan baik. Dalam makalah

ini akan dibahas tentang “Analisis prinsip Kerja, Konstruksi, Gangguan/Kerusakan pada

kondensor dan evaporator AC”.

Makalah ini dibuat dengan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu

menyelesaikan tantangan dan hambatan selama mengerjakan makalah ini. Oleh karena itu,

kami mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam

penyusunan makalah ini.

Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah ini.

Oleh karena itu kami sangat mengharapkan pembaca untuk memberikan saran dan kritik yang

dapat membangun kami. Kritik konstruktif dari pembaca sangat kami harapkan untuk

penyempurnaan makalah selanjutnya. Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan

manfaat bagi kita sekalian.

Medan, Maret 2015

Penulis

i

BAB IPENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan AC (air conditioner) pada mobil merupakan hal yang tidak bisa

dielakkan lagi. Udara yang semakin panas ditambah polusi yang semakin parah menjadikan

pemakaian AC mobil menjadi sangat penting bagi penumpang, baik mobil angkutan umum

maupun mobil pribadi. Disamping memperoleh kenyaman dengan menggunakan AC,

keamanan penumpang lebih terjamin karena pintu dan jendela kaca mobil harus ditutup saat

AC dihidupkan, hal tersebut menyebabkan penggunaan AC pada mobil semakin banyak.

Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka

perkembangan teknologi dibidang teknik pendinginan pun menjadi semakin pesat khususnya

pada sistem service and repair pada komponen AC mobil.

Oleh karena itu penulis tertarik membahas tentang salah satu komponen dari sistem

AC pada mobil yaitu Kondensor dan Evaporator. Karena komponen ini sangat berperan

penting dalam terjadinya pendinginan dalam mobil (AC Cooler) sehingga menyebabkan

komponen sering mengalami masalah.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan pemilihan judul di atas permasalahan yang diangkat dapat dirumuskan

sebagai berikut:

1. Apa yang dimaksud dengan Kondensor dan Evaporator dan fungsinya dalam sistem

AC mobil?

2. Jenis –jenis Kondensor/Evaporator dan prinsip kerjanya?

3. Troubleshooting dan perbaikan Kondensor dan Evaporator?

3

BAB IIKOMPONEN-KOMPONEN SISTEM AC DAN FUNGSI

1. Kompresor

Digunakan untuk mensirkulasi refrigran di dalam system AC. Compressor ini akan

menghisap uap Freon dan memampatkannya sehingga suhunya meningkat. Selanjutnya

kompresor akan mengalirkan uap refrigran ke kondensor dalam keadaan uap bertekana

tinggi menuju cair.

       2. Kondensor

Kondensor berfungsi untuk menyerap panas dari refrigran yang dikompresikan oleh

compressor. Yaitu denagn cara mengkipasi kondensor dengan extra fan. Selain itu

kondensor juga menjaga agar suhu dari refrigran tidak melebihi 70 derajat celcius.

4

3. Receiver Dryer

Komponen ini berfungsi untuk wadah penampungan refrigran dan sekaligus mengeringkan

refrigran (menghilangkan kelembaban) dengan cara menyerap uap air yang terkandung di

dalam refrigran. Selian itu  receiver dryer juga berfungsi untuk menyaring refrigran sebelum

dialirkan ke katup ekspansi.

        4. Katup ekspansi

Berfungsi untuk mengijeksikan refrigran yang telah meglami filtrasi di receiver dryer ke

dalam evaporator. Selian itu receiver dryer juga berfungsi untuk menurunkan suhu dan

tekanan dari refrigran. Refrigran cair bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi diubah menjadi

refrigran cair yang mempuyai tekanan dan suhu yang lebih rendah kemudian dialirkan ke

dalam evaporator.

5

5. Evaporator

Berfungsi mengambil panas zat pendingin agar menjadi lebih dingin serta merubahnya

menjadi gas. Sepintas mirip kondensor cuma evaporator lebih banyak mengambil panas

dibandingkan kondensor. Evaporator diletakkan dalam dashboard mobil dan dilengkapi

motor blower atau kipas peniup untuk menghembuskan udara dingin ke dalam kabin mobil.

Agar udara yang ditiup bersih maka diperlukan filter untuk menyaring kotoran yang ikut

tertiup blower.

jenis evaporator:

tipe plate fin

tipe serventine tube

6

6. Blower

Blower di dalam ruang penumpang berfungsi untuk mensirkulasi udara ke evaporator.

Persinggungan udara dan evaporator akan memmbuat udara yang mengalir menjadi lebih

dingin dan kemudian dihembuskan/dialirkan ke ruang penumpang.

7. Extra Fan

berfungsi untuk mendinginkan freon di dalam kondensator agar suhu froen tidak melebihi

70 derajat

8.Pulley dan belt

pulley berfungsi sebagai rumah belt. Pulley dan belt merupakan komponen penerus tenaga

dari mesin ke kompresor AC mobil. Jenis belt yang digunakan pada AC mobil

diantaranya adalah V belt dan ribbed belt. Perbedaan keduanya terletak pada bentuk dan

7

kemampuan meneruskan tenaga. Jenis ribbed belt memiliki kemampuan meneruskan

tenaga lebih baik dari pada jenis V belt dan tidak mudah slip.

9. Pipa refrigerant

Pipa refrigerant AC terbuat dari karet (pipa elastic) dan pipa logam yang tahan terhadap

tekanan dan temperature tinggi serta tahan terhadap getaran. Bagian dalam pipa logam

terbuat dari tembaga dan alumunium yang diproses dengan baik sehingga lebih tahan

terhadap unsur kimia dalam refrigerant. Pipa karet dibuat berlapis-lapis agar lebih kuat

menahan kebocoran dan reaksi unsur kimia.

10. Pengatur suhu elektronik (Thermistor)

Termistor adalah sebuah resistor yang mempunyai koefisien termal negative. Artinya,

semakin rendah suhunya, semakin tinggi tahanannya, dan sebaliknya. Sifat ini

dimanfaatkan oleh amplifier untuk menghidupkan dan mematikan kompresor. Pada suhu

tinggi, tahanan thermistor rendah, amplifier akan mengalirkan arus listrik dari baterai ke

kopling magnet, sehingga kompresor bekerja. Pada saat suhu rendah, tahanan thermistor

tinggi, amplifier akan memutus arus listrik dari baterai ke kopling magnet, sehingga

8

kompresor tidak bekerja.

11. Pressure Switch

Pressure switch merupakan komponen kelistrikan AC mobil yang berfungsi memutus dan

menghubungkan aliran listrik yang menuju ke kompresor yang bekerja berdasarkan

tekanan refrigerant. Pada tekanan refrigerant yang tidak normal, pressure switch akan

bekerja. Pressure switch yang banyak digunakan pada system AC mobil adalah tipe dual

pressure switch. Pressure switch dipasang pada pipa yang berisi cairan diantara receiver

dan katup ekspansi. Alat ini mampu mendeteksi ketidaknormalan tekanan di dalam

system dan akan memutus aliran listrik yang menuju kopling magnet jika terjadi tekanan

yang terlalu tinggi atau terlalu rendah, sehingga kompresor berhenti bekerja. Pressure

switch akan bekerja pada tekanan 448 psi untuk R-134a dan 378 psi untuk R-12.

Jika terdapat kebocoran pada pipa, seal, dan pada sambungan antar komponen sehingga

tekanan dalam system cukup rendah, sekitar 28 psi untuk R-134a dan 378 psi untuk R-12,

pressure switch akan mematikan kopling magnet.

12. Amplifier

Amplifier merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi mengatur kerja AC mobil agar

selalu dalam kondisi aman dan sesuai dengan keinginan pemakai. Pada prinsipnya

amplifier bekerja sebagai relay otomatis yang menghubungkan dan memutus aliran listrik

dari baterai yang menuju ke kopling magnet. Terdapat dua jenis amplifier yang digunakan

pada AC mobil, yaitu temperature control amplifier dan temperature control idling

9

stabilizer amplifier.

13. Sakelar (Selector switch)

Sakelar yang digunakan pada system AC mobil umumnya adalah jenis sakelar putar.

Sakelar ini digunakan untuk mematikan dan menghidupkan kompresor, serta memilih

kecepatan putaran blower evaporator. Sakelar terdiri dari tombol putar (menunjuk posisi

off, low, medium, dan high) dan terminal listrik.

Saat tombol diputar pada posisi off, hubungan antar terminal terputus. Pada posisi low,

sakelar akan menghubungkan terminal line ke posisi low dan kompresor. Pada posisi

medium, sakelar akan menghubungkan terminal line ke posisi medium dan kompresor. Pada

posisi high, sakelar akan menghubungkan terminal line ke posisi high dan kompresor. Untuk

mengetahui adanya arus listrik yang menghubungkan antar terminal pada sakelar, digunakan

multitester.

10

BAB III.

EVAPORATOR DAN KONDENSOR

Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa mampu menghitung kebutuhan evaporator dan kondensor.  Cakupan dari pokok

bahasan ini meliputi keseimbangan panas dan massa pada evaporator dan kondensor, analisis

rancangan evaporator dan kondensor serta berbagai jenis evaporator dan kondensor

A. Pendahuluan

Kondensor dan evaporator adalah jenis dari penukar panas (heat exchanger).   Refrigeran

melepaskan panas di kondensor dan menyerap panas di evaporator. Salah satu kalisfikasi

kondensor dan evaporator dilihat dari letak refrigeran (di dlam atau di luar tabung) dan dari

zat pendingin yang digunakan (gas atau cair). Klasifikasi ini dijelaskan pada tabel 1. Gas

yang umum digunakan adalah udara dan air merupakan cairan yang sering digunakan sebagai

zat pendingin.

Tabel 1. Klasifikasi refrigeran di kondensor dan evaporator

Komponen Refrigeran Zat pendingin

Kondensor

Di dalam pipa Gas di luar

Cairan di dalam*

Di luar pipa Gas di dalam

Cairan di dalam

Evaporator

Di dalam pipa Gas di luar

Cairan di luar

Di luar pipa Gas di dalam*

Cairan di luar

* = jarang digunakan         

Evaporator dan kodensor umumnya berbentuk pipa. Perpindahan panas terjadi dari refrigeran

ke dinding dalam ke dinding luar lalu ke zat pendingin. Tidak semua panas refrigeran dapat

11

diserap oleh zat pendingin karena adanya koefisien pindah panas pada dinding pipa.

Koefisien pindah panas ini dihitung dengan persamaan:

............................................................8-1

dengan Uo = koefisien pindah panas keseluruhan (W/m2K)

            ho = koefisien pindah panas di dalam pipa (W/m2K)

            hi = koefisien pindah panas di luar pipa (W/m2K)

            x = tebal pipa (m)

            Ao = luas pipa luar (m2)

            Am = luas rata-rata pipa (m2)

            Ai = luas pipa dalam (m2)

Jika cairan berada di dalam pipa, maka koefisien pindah panas di dalam pipa dihitung

dengan:

............................................................8-2

dengan h = koefisien konveksi (W/m2K)

            D = diameter dalam pipa (m)

            k = konduktifitas termal fluida (W/mK)

            V = kecepatan aliran fluida (m/det)

            ρ = rapat massa fluida (kg/m3)

            μ = viskositas fluida (Pa.detik)

            cp = panas jenis fluida (J/kgK)

12

Pada heat exchanger dengan fluida yang berbeda (cairan dan gas), karena perbedaan nilai

koefisien konveksi, maka akan terjadi perbedaan perpindahn panas. Untuk mengantisipasi hal

ini, pipa pada bagian fluida yang berupa gas, diperluas permukaannya dengan penambahan

sitip (fin). Karenanya, persamaan koefisien pindah panas keseluruhan ditulis kembali

menjadi:

............................................................8-3

dengan hf = koefisien konveksi udara (W/m2K)

            Ap = luas pipa antara sirip (m2)

            Ae = luas sirip (m2)

            η = efektifitas sirip

efektifitas sirip bar dihitung dengan persamaan:

............................................................8-4

 

............................................................8-5

 

dengan L = panjang sirip (m)

            k = konduktifitas bahan sirip (W/m)

            y = setengah dari tebal sirip (m)

atau menggunakan grafik di bawah. Grafik di bawah digunakan untuk sirip lingkaran. Pada

sirip persegi, luasan sirip persegi diubah menjadi luasan srip lingkaran untuk mendapatkan

diameter sirip.

13

14

B. Kondensor

Berdasarkan zat pendingin yang digunakan, kondensor dibedakan menjadi kondensor

berpendingin udara dan air. Sedangkan menurut konstruksinya, kondensor berpendingin air

dibagi menjadi shell and tube, double pipe, dan shell and coil condensor. Pada kondensor

udara, dibedakan menjadi kondenser dengan aliran udara paksa dan alami. Di bawah adalah

gambar beberapa jenis kondensor.

Gambar 8.1. Kondensor berpendingin udara Gambar 8.2. Kondensor berpendingin air

Laju  perpindahan panas pada kondensor adalah fungsi dari kapasitas refrigerasi dan suhu

evaporasi serta suhu kondensasi. Kondensor harus dapat membuang panas yang diserap di

evaporator dan yang ditambahkan di kompresor. Istilah yang umum digunakan untuk

menunjukkan tingkat perpindahan panas dari kondenser ke evaporator adalah rasio pelepasan

panas (heat rejection ratio) yang dihitung dengan persamaan:

...............8-6

namun rasio perpindahan panas ini kurang tepat karena tidak memperhitungkan kerja

15

kompresi. Nilai rasio perpindahan panas ini juga dapat dihitung dengan bantuan grafik di

bawah.

Pada kondensor, terjadi kondensasi pada uap yang mengembun di luar pipa. Koefisien

kondensasi yang terjadi di luar pipa dihitung dengan persamaan:

............................................................8-7

denganhct = koefisien kondensasi (W/m2K)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

ρ = rapat massa fluida (kg/m3)

hfg = kalor laten penguapan (J/kg)

μ = viskositas kondensat (Pa.detik)

Δt = perbedaan suhu antara kondensat dan pipa (K)

N = jumlah pipa dalam baris vertikal

D = diameter luar pipa (m)

saat kondensor berpendingin air telah digunakan selama beberapa waktu, akan terjadi

pengendapan pada pipa karena adanya kotoran pada fluida yang mengalir.  Pengendapan ini

akan mengurangi proses pindah panas dan besarnya disebut

sebagai fouling factor Beberapa perusahan menetapkan fouling factor sebesar0.000176

m2K/W.Koefisien pindah panas keseluruhan ditulis ulang menjadi:

............................................................8-8

refrigeran berada dalam keadaan superheat, sebaran suhu digambarkan pada grafik dibawah.

16

Karena perbedaan penurunan suhu ini, beda temperatur antara refrigeran dan pendingin

dihitung dengan persamaan:

............................................................8-9

PRINSIP KERJA KONDENSOR

Kondensor atau condenser pada Ac mobil berfungsi untuk mendinginkan atau membuang

panas dari refrigerant atau freon bersuhu dan bertekanan tinggi yang datang dari kompessor

ac. Menggunakan cooling fan mesin atau condenser fan untuk merubah gas freon menjadi

cair.

Singkatnya kondensor adalah komponen ac mobil yang berfungsi untuk merubah freon

dalam bentuk atau wujud gas menjadi bentuk cair atau kondensasi.

Contoh peristiwa kondensasi:

Sebongkah es di masukan kedalam gelas, beberapa saat kemudian bagian luar gelas

terbentuk titik-titik air.

Ketika mengendarai mobil saat hujan, bagian dalam kaca mobil ikut berembun atau

terbentuk titik-titik air

17

Refrigerant atau freon dalam wujud gas yang di pompa oleh kompressor ac, masuk lewat

inlet (warna merah) dalam kondisi bersuhu dan bertekanan tinggi. Hembusan atau hisapan

angin dari fan condensor dan atau cooling fan membuang panas yang di hasilkan serta

menurunkan tekanan refrigerant dan terjadi perubahan wujud dari gas menjadi cair.

Selanjutnya modulator yang juga terdapat filter drier didalamnya bertugas untuk memastikan

bahwa yang keluar dari kondensor adalah refrigerant (freon ) cair, sebelum di kabutkan oleh

expansi valve.

Jika kemampuan kondensor untuk mendinginkan atau membuang panas berkurang

menyebabkan tekanan pada siklus refrigerant naik dan menjadi penyebab ac mobil tidak

dingin serta membebani mesin dan mengurangi kemampuan ac untuk mendinginkan kabin.

Penting untuk menjaga kondensor tetap bersih dari debu atau kotoran dan memastikan

cooling fan bekerja dengan baik.

Masalah yang sering dterjadi pada kondensor ac mobil adalah:

1. Kemampuan pendinginan kurang, hal ini biasanya terjadi karena kotoran dan debu

jalanan yang menempel atau bekas deburan cat yang kemungkinan bisa saja terjadi.

2. Kondensor ac bocor, biasanya terjadi karena masalah usia mobil, sampai mobil berumur

lima tahun pun atau kilometer tempuh sampai 500 ribukilometer, belum tentu kondensor akan

keropos dan bocor, kondensor bocor biasanya karena accident atau benturan dengan benda

keras, ini berdasarkan catatan kerja saya Ya.

18

3. Letak dan Posisi Kondensor, Jika pendinginan kondensor menggunakan satu kipas atau

dua kipas tetapi kedua kipas tersebut posisinya berada dibelakang radiator seperti Blazer atau

Avanza Xenia, Vios, maka jarak antara kondensor dan radiator tidak boleh terlalu jauh dan

terlalu dekat, tujuannya adalah agar pendinginan kondensor maksimal,silakan lihat gambar

dibawah.

4. Kondensor Ac tersumbat, kondensor ac tersumbat biasa terjadi untuk kendaraan yang

sudah berumur lama, biasanya sumbatan kondensor ini berasal dari keausan kompresor

berupa kerak kehitaman yang bisa juga dilihat dari sighglass pada pipa ac tekanan tinggi.

19

C. Evaporator

Pada banyak sistem pendinginan,

refrigeran akan menguap di

evaporator dan mendinginkan fluida

yang melalui evaporator. Evaporator

ini disebut sebagai direct-expansion

evaporator. Berdasarkan zat yang

didinginkan, evaporator dibedakan

menjadi evaporator pendingin udara

dan pendingin cairan. Berdasarkan

konstruksinya, evaporator pendingin

udara dibedakan menjadi plat, bare

tube, dan finned evaporator.

Evaporator plat biasa digunakan pada

kulkas rumah. Evaporator pendingin

udara ini umumnya digunakan untuk

sistem pengkondisian udara (AC).

Gambar 8-3. Evaporator

Evaporator pendingin cairan umumnya digunakan untuk mendinginkan air, susu, jus, dan

kegunaan industri lainnya. Jenis evaporator yang sering digunakan adalah evaporator bare-

tube karena proses pengambilan panas terjadi langsung dari bahan ke ferigeran. Terdapat

bebrapa tipe evaporator yang sering digunakan, seperti pipa ganda, Baudelot cooler, tipe tank,

shell and coil cooler dan shell and tube cooler.

Masalah yang sering terjadi pada evaporator ac mobil adalah:

Jika Evaporator beku akan membuat ac menjadi tidak dingin, ditandai dengan angin semakin

lama semakin mengecil dan semakin mengecil.

Kemungkinan Penyebabnya sebagai berikut :

- Evaporator Kotor karena debu (sensor otomatis thermostart menempel pada badan

evaporator, jika sensor tersebut ter selimuti debu maka akan membuat otomatis compressor

menjadi tidak stabil untuk memutuskan arus ke compressor, alhasil membuat compressor

20

akan jalan terus memompa Freon terus menerus dan membuat Evaporator mendapatkann

supply Freon dingin secara menerus sehingga lama kelamaan menjadi Freeze / beku)

- Expansi Valve mampet

- Termostart Mati / Tidak bekerja

di kota besar yang penuh dengan polusi, DEBU adalah sesuatu yang tidak bisa kita hindari.

oleh sebab itu karena faktor pemakaian, lama kelamaan evaporator ac mobil juga akan kotor.

Awal gejala dari evaporator kotor adalah :

- Hembusan angin menjadi pelan

- Bau Asem / Bau Tidak Sedap

- Kurang dingin pada saat Siang Hari

ada cara manual yang kita bisa ketahui sendiri tanda-tanda ac mobil kotor, yaitu dengan cara

stel angin ke posisi maximal, lalu perhatikan antara suara blower dengan hembusan angin

yang keluar apakah seimbang? Jika ac kotor suara kipas blower nya berisik seperti tertahan

namun angin yang keluarnya sangat pelan.

Bagaimana Solusi untuk kasus beku pada evaporator :

- EVAPORATOR perlu di turunkan untuk dibersihkan, lalu sensor juga jangan ketinggalan

untuk dibersihkan dari debu2 yang menempel

- Jika Expansi Valve Mampet solusinya diganti

- Begitu pun Dengan thermostart jika mati juga harus diganti

Jika anda mengalami kasus beku, lalu belum sempat dibawa kebengkel ac mobil, ini ada

sedikit tips sementara yang bisa dilakukan agar ac mobil bisa kembali dingin normal lagi

untuk SEMENTARA WAKTU.

21

- MATIKAN TOMBOL (A/C) : tujuannya agar compressormati dan tidak memompa Freon

kedalam evaporator

- HIDUPKAN BLOWER AC KEPOSISI MAXIMAL : tujuannya agar angin dapat

Melumerkan Es yang sudah membeku pada evaporator.

Diamkan dengan posisi seperti ini kira-kira 3 menit-5 menit, lalu setelah itu kembalikan ke

posisi semula, yaitu dengan menekan tombol saklar A/C dan kembalikan Posisi angin blower

sesuai kemauan anda. dengan cara ini bisa membuat angin otomatis kencang dan kembali

normal.

tapi Tips ini tidak disarankan untuk jangka panjang ya, karena kalau dibiarkan beku untuk

jangka panjang akan membuat komponen lain seperti compressor,dll menjadi bermasalah.

jadi sebaiknya jika sudah sempat sebaiknya segera dibawa ke bengkel untuk di check.

22

DAFTAR PUSTAKA

http://kelixmamat.blogspot.com/2013/05/komponen-ac-dan-fungsinya.html

http://lombokpromocenter.blogspot.com/2012/04/prinsip-dan-cara-kerja-kondensor-

pada.html

http://www.otoqita.com/2014/03/fungsi-condensor-ac-mobil-dan-masalahnya.html

http://www.oto.co.id/infootomotif/Tips_detail.asp?ContentID=OTO2307052001123-438437

23