View
480
Download
35
Category
Preview:
DESCRIPTION
lg
Citation preview
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
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
Recommended