BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori. 2.1 AC Split

BAB II Dasar Teori

BAB II

DASAR TEORI

2.1 AC Split Split Air Conditioner adalah seperangkat alat yang mampu mengkondisikan suhu

ruangan

sesuai

dengan

yang

kita

inginkan,

terutama

untuk

mengkondisikan suhu ruangan agar lebih rendah dari suhu lingkungan

sekitarnya. Air Conditioner merupakan alat yang dapat mengatur temperatur sesuai dengan kebutuhan, sehingga penghuni di dalam ruangan mendapatkan

kenyamanan termal. Prinsip kerja AC Split adalah sama halnya dengan mesin pendingin lainnya, yaitu melepas panas dari ruangan yang didinginkan. Contoh gambar AC split LG inverter dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 AC Split LG Hercules Inverter (sumber : LG Inverter) Pada Air Conditioner udara ruang terhisap disirkulasikan secara terusmenerus oleh blower yang terdapat di indoor unit melalui sirip evaporator yang mempunyai suhu yang lebih rendah dibanding suhu ruang, saat udara ruangan bersirkulasi melewati evaporator, udara ruangan yang temperaturnya lebih tinggi dari evaporator diserap panasnya oleh bahan pendingin/refrigeran

Analisis Performansi AC Split Inverter 1PK LG S10INV-2 pada Set Temperatur 25-26oC

4

BAB II Dasar Teori

(evaporator), kemudian kalor yang diterima oleh evaporator dilepaskan

keluar ruangan ketika aliran refrigeran melewati kondenser (outdoor unit).

Jadi, temperatur udara yang rendah atau dingin yang dirasakan pada

ruangan, sebenarnya adalah sirkulasi udara di dalam ruangan, bukan udara

yang dihasilkan oleh seperangkat AC Split. Unit AC Split hanyalah tempat

bersirkulasinya udara ruangan yang sekaligus menangkap kalor (panas) pada

ruangan yang bersirkulasi melewati evaporator hingga mencapai temperatur yang diinginkan. Siklus tersebut digambarkan pada Gambar 2.2.

Evaporator

Alat Ekspansi

Kompresor

Kondenser

Gambar 2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap

2.2 Komponen-Komponen AC Split Komponen-komponen dari AC split inverter ini sama halnya dengan komponen pada sistem refrigerasi pada umumya. Berikut merupakan komponen-komponen dari AC split inverter, di antaranya :


5

BAB II Dasar Teori

2.2.1

Kompresor Kompresor merupakan jantung dari sistem refrigerasi kompresi uap. Jika dalam suatu sistem tidak ada kompresor maka sistem tersebut tidak

akan

berjalan.

Fungsi

dari

kompresor

adalah

untuk

mengkompresi refrigeran sehingga tekanan dan temperatur dari

refrigeran menjadi lebih tinggi, sehingga refrigeran dapat mengalir

menuju kondenser. Di dalam kompresor refrigeran berfasa uap. Dalam AC Split LG inverter jenis kompresor yang digunakan yaitu jenis kompresor Rotary.

2.2.2 Kondenser Keluran dari kompresor refrigeran selanjutnya mengalir ke kondenser. Karena berasal dari kompresor maka refrigeran masih memiliki tekanan dan temperatur yang tinggi. Fungsi dari kondenser adalah membuang panas ke lingkungan sehingga temperatur dari kondenser dibuat lebih tinggi dari temperatur lingkungan agar dapat melepas kalor ke lingkungan. Di kondenser terjadi proses kondensasi dan tejadi proses isobar. Di kondenser refrigeran cair jenuh.

2.2.3 Alat Ekspansi Keluaran dari kondenser refrigeran berfasa cair dan kemudian mengalir menuju alat ekspansi. Fungsi dari alat ekspansi adalah untuk mengekspansi

refrigeran,

sehingga

temperatur

refrigeran

dan

tekanannya menjadi turun dan refrigeran dapat mengalir ke evaporator. Terjadi proses isoentalpi. Alat ekspansi yang digunakan dalam AC Split LG ini menggunakan alat ekspansi berupa pipa kapiler.


6

BAB II Dasar Teori

2.2.4

Evaporator Selanjutnya refrigeran dari alat ekspansi akan mengalir ke evaporator. Fungsi dari evaporator adalah sebagai media pendinginan dari sistem refrigerasi, dimana evaporator akan menarik kalor dari suatu ruangan.

Masukan evaporator berfasa cair karena dalam fasa cair refrigeran

mampu menyerap kalor. Di evaporator terjadi proses isobar. Keluaran

dari evaporator refrigeran berfasa uap jenuh. Selanjutnya refrigeran akan masuk ke kompresor. Keluaran dari evaporator fasanya berubah menjadi uap jenuh.

2.2.5

Akumulator Akumulator adalah sebuah alat yang digunakan untuk menyimpan cairan refrigeran yang berasal dari evaporator untuk mencegah masuknya cairan tersebut kedalam kompresor dan meyakinkan yang masuk ke kompresor adalah fasa gas.

2.2.6

Strainer Strainer adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penyaring refrigeran dari kotoran dan mengeringkan refrigeran dengan menyerap uap air yang terkandung dalam refrigeran.

2.2.7

Refrigeran Refrigeran bertindak sebagai media penyerapan kalor di evaporator. Refrigeran menyerap kalor dari benda atau produk yang didinginkan sehingga wujud refrigeran berubah dari cair menjadi gas, sedangkan di kondenser refrigeran membuang panas ke lingkungan atau bahan lain sehingga wujudnya berubah dari gas menjadi cair. Berikut ini adalah syarat dari refrigeran :


7

BAB II Dasar Teori



Tidak beracun.



Tidak berwarna, tidak berbau dalam semua keadaan.



Tidak dapat terbakar atau meledak sendiri, juga bila

bercampur

dengan

udara,

minyak

pelumas

dan

sebagainya.



Tidak korosif terhadap logam yang banyak dipakai pada sistem refrigeran dan tata udara.



Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor, tetapi tidak mempengaruhi atau merusak minyak pelumas

tersebut. 

Mempunyai struktur kimia yang stabil.

Refrigeran yang digunakan dalam AC Split LG inverter ini menggunakan refrigeran R-410.

2.3 Air Conditioner (AC) Inverter Pada penyejuk udara terdapat unit luar yang di dalamnya terdapat kompresor yang diputar oleh motor listrik. Motor listrik yang digunakan merupakan jenis motor listrik AC yang menggunakan sumber listrik ac atau bolak-balik untuk menjalankannya. Motor listrik AC memiliki karakteristik daya listrik yang dibutuhkannya akan sebanding dengan kecepatan putarannya, artinya semakin besar motor tersebut memutar sesuatu maka semakin besar pula daya listrik yang dikonsumsinya. Dengan menggunakan inverter, maka sumber tegangan bolak-balik yang menyuplai motor dapat diatur besar tegangannya maupun frekuensinya, dengan cara sumber dari PLN disearahkan terlebih dahulu menggunakan penyearah, kemudian dibuat menjadi bolak-balik dengan menggunakan inverter. Sekarang tidak harus tegangan dan frekuensi tetap yang didapat dari sumber PLN. Kecepatan putaran motor sebanding dengan frekuensi sumbernya, sedangkan besar torsi motor sebanding dengan arus yang Analisis Performansi AC Split Inverter 1PK LG S10INV-2 pada Set Temperatur 25-26oC

8

BAB II Dasar Teori

mengalir. Karena dapat mengatur besar tegangan dan frekuensi sumber maka tentu saja daya listrik yang masuk ke motor juga dapat diatur besarnya sesuai

dengan kebutuhan beban yang harus diputar oleh motor.

Disinilah letak peran dari teknologi inverter pada penyejuk udara.

Ketika suhu udara mulai sedikit naik, maka daya motor perlu ditambah sedikit saja untuk kembali membuat suhu ruangan menjadi turun, sebaliknya ketika suhu sudah cukup dingin maka daya motor dapat dikurangi cukup untuk

menjaga suhu tersebut relatif konstan. Hal ini berbeda dengan penyejuk udara

yang tidak menggunakan inverter dimana motor digerakkan dengan daya

penuh setiap saat, pengaturan suhu dilakukan dengan mematikan motor ketika suhu ruangan dingin dan menyalakannya kembali dengan daya maksimal ketika suhu sudah mulai naik. Pada Gambar 2.3 terlihat beda konsumsi daya antara penyejuk udara yang memanfaatkan inverter dan yang tidak. Terlihat jelas bahwa penyejuk yang menggunakan inverter memang dapat menghemat konsumsi daya listrik.


9

BAB II Dasar Teori

Gambar 2.3 Grafik Konsumsi Daya Listrik Pada Penyejuk Udara Tanpa Inverter, dan dengan Menggunakan Inverter. (sumber : courtesy of frostair.com.au)

2.4 Psikrometrik Terapan Psikrometrik adalah suatu istilah yang berkaitan dengan sifat termodinamika udara basah serta dapat menganalisis kondisi dan proses-proses yang melibatkan udara basah. Dalam perancangan sistem tata udara, psikrometrik dapat digunakan untuk menentukan menentukan kondisi dan debit udara catu, kondisi udara keluar koil pendingin, kondisi udara masuk koil pendingin, bypass factor, temperatur titik embun alat (apparatus dew point), dan beban total yang harus ditanggung oleh koil pendingin. Kondisi udara catu, kondisi udara keluar koil, kondisi udara masuk koil pendingin, by pass factor, dan temperatur titik embun alat dapat dimanfaatkan untuk menentukan kondisi kerja mesin pendinginan (Setyawan, 2011:37). Analisis Performansi AC Split Inverter 1PK LG S10INV-2 pada Set Temperatur 25-26oC

10

BAB II Dasar Teori

2.5 Diagram Psikrometrik Gambar 2.4 merupakan contoh dari psychrometric chart dari Carrier yang

biasa digunakan untuk mengetahui kondisi udara pada sistem Tata udara.

Gambar 2.4 Diagram Psikrometrik (sumber : Carrier) Gambar 2.5 menunjukan gambar diagram psikrometri sederhana. Sumbu datar dibagian bawah menyatakan tdb (Dry Bulb Temperature) / temperatur tabung kering udara. Pada bagian kiri dengan arah miring terdapat skala entalpi dan twb (Wet Bulb Temperature) / temperatur tabung basah udara. Sumbu tegak sebelah kanan menyatakan rasio kelembaban udara, yang merupakan perbandingan berat uap air yang tekandung di udara dengan berat udara kering. Pada sumbu ini juga sering kali dilengkapi dengan skala rasio kalor sensibel atau sensible heat ratio, SHR. Selanjutnya gari-garis lengkung di dalam diagram menyatakan skala kelembaban relatif atau relative humidity.


11

BAB II Dasar Teori

w twb dan h

SHR

RH

tdb

Gambar 2.5 Digram Psikrometri Sederhana

2.5.1

Dry Bulb Temperature (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.

2.5.2

Wet Bulb Temperature (Temperatur Bola Basah) Temperatur bola basah merupakan temperatur yang terbaca pada termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah. Untuk mengukur temperatur ini diperlukan aliran udara sekurangnya adalah 5 m/s. Temperatur bola basah sering disebut dengan temperatur jenuh adiabatik.

2.5.3

Relative Humidity (Kelembaban Relatif) Kelembaban relatif didefinisikan sebagai perbandingan antara tekanan persial uap air yang ada di dalam udara dengan tekanan jenuh uap air yang ada pada temperatur yang sama. Kelembaban relatif dapat


12

BAB II Dasar Teori

dikatakan sebagai kemampuan udara untuk menerima kandungan uap

air, jadi semakin besar RH semakin kecil kemampuan udara tersebut

untuk menyerap uap air.

2.5.4 Entalpi

Entalpi merupakan energi kalor yang dimiliki oleh suatu zat pada

temperatur tertentu, atau jumlah energi kalor yang diperlukan untuk

memanaskan 1 kg udara kering dan x kg air (dalam fasa cair) dari 0oC sampai mencapai t oC dan menguapkannya menjadi uap air (fasa gas).

2.5.5 Volume Spesifik Volume spesifik merupakan volume udara campuran dengan satuan meter-kubik per kilogram udara kering.

2.6 Proses – Proses Psikrometrik Setyawan (2011/39), proses yang dialami oleh udara secara umum ada 8 macam. Proses-proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.6.

4

3

2

0 1

5

6

7

8

Gambar 2.6 Proses-Proses Udara Analisis Performansi AC Split Inverter 1PK LG S10INV-2 pada Set Temperatur 25-26oC

13

BAB II Dasar Teori

Dari Gambar 2.6 dapat dijelaskan proses-proses yang dialami oleh udara sebagai berikut : a. Proses 0-1 Pemanasan Sensibel

Terjadi pada udara yang mengalami pemanasan tanpa mengalami

penambahan atau pengurangan uap air. Ini terjadi pada udara yang

melewati koil pemanas.

b. Proses 0-2 Pemanasan dan Humidifikasi

Terjadi pada udara yang mengalami pemanasan disertai dengan penambahan uap air. Ini terjadi pada udara yang mendapatkan semprotan air dengan temperatur lebih tinggi dibanding temperatur tabung kering udara. c. Proses 0-3 Humidifikasi Terjadi pada udara yang tidak mengalami pemanasan maupun pendinginan tetapi terjadi penambahan uap air. Ini terjadi pada udara yang mendapatkan semprotan air dengan temperatur sama dengan temperatur tabung kering udara. d. Proses 0-4 Pendinginan dan Humidifikasi Terjadi pada udara yang mengalami pendinginan dan penambahan uap air. Proses ini terjadi pada udara yang mendapatkan semprotan air alami. e. Proses 0-5 Pendinginan Sensibel Terjadi pada udara yang mengalami pendinginan tanpa disertai penambahan dan pengurangan uap air. Proses ini terjadi pada udara yang didinginkan oleh koil yang temperaturnya lebih rendah dibanding temperatur tabung keringnya tetapi sama atau lebih tinggi dari pada temperatur titik embunnya. Analisis Performansi AC Split Inverter 1PK LG S10INV-2 pada Set Temperatur 25-26oC

14

BAB II Dasar Teori

f. Proses 0-6 Pendinginan dan Dehumidifikasi

Terjadi pada udara yang mengalami pendinginan dengan pengurangan

uap air. Proses ini terjadi pada udara yang didinginkan oleh koil yang

temperaturnya lebih rendah dibanding temperatur titik embunnya.

g. Proses 0-7 Dehumidifikasi

Terjadi pada udara yang mengalami pengurangan uap air tanpa adanya pemanasan dan pendinginan. Proses ini terjaddi pada udara yang melewati dehumidifier seperti silica gel, meskipun pada kenyataannya tidak dapat diwujudkan (not practical).

h. Proses 0-8 Pemanasan dan Dehumidifikasi Terjadi pada udara yang mengalami pemanasan dan pengurangan uap air. Proses ini terjadi pada udara yang melewati koil pemanas dan dehumidifier.


15

BAB II Dasar Teori

Tabel 2.1 : Proses-Proses Udara Proses 0-1

0-2

0-3

0-4

0-5

0-6

0-7

0-8

Nama

- tdb bertambah - twb bertambah Pemanasan sensibel - Kelembaban relatif berkurang - Rasio kelembaban tetap - tdb bertambah - twb bertambah Pemanasan dan Humidifikasi - Kelembaban relatif bertambah / berkurang / tetap - Rasio kelembaban bertambah - tdb tetap - twb bertambah Humidifikasi - Kelembaban relatif bertambah - Rasio kelembaban bertambah - tdb berkurang - twb bertambah/berkurang/tetap Pendinginan dan Humidifikasi - Kelembaban relatif bertambah - Rasio kelembaban bertambah - tdb berkurang - twb berkurang Pendinginan Sensibel - Kelembaban relatif bertambah - Rasio kelembaban tetap - tdb berkurang - twb berkurang Pendinginan dan Dehumidifikasi - Kelembaban relatif bertambah / berkurang / tetap - Rasio kelembaban berkurang - tdb tetap - twb berkurang Dehumidifikasi - Kelembaban relatif berkurang - Rasio kelembaban berkurang - tdb bertambah - twb bertambah/berkurang/tetap Pemanasan dan Dehumidifikasi - Kelembaban relatif berkurang - Rasio kelembaban berkurang


Keterangan

16

BAB II Dasar Teori

2.7 Kapasitas Pendinginan Gambar skematik proses pendinginan secara sederhana dapat dilihat pada

Gambar 2.7.

Koil Pendingin

1

2

Gambar 2.7 Skematik Proses Pendinginan

Proses pendinginan pada Gambar 2.7 disertai dengan penurunan uap air atau pendinginan dan dehumidifikasi. Proses ini dilakukan dengan cara melewatkan udara pada koil pendingin atau ruangan semburan air dimana temperaturnya lebih rendah dari temperatur udara sehingga terjadi penurunan kalor laten dan kalor sensibel. Jika di gambarkan pada karta psikrometrik maka proses pendinginan dan dehumidifikasi dapat dilihat pada Gambar 2.8.

twb1 w1 w2

twb2

tdb2

tdb1

Gambar 2.8 Karta Psikrometrik Proses Pendinginan dan Dehumidifikasi


17

BAB II Dasar Teori

Pada proses pendinginan, udara akan mengalami penurunan pada temperatur udara kering. Secara umum, jika udara didinginkan atau

dipanaskan dari kondisi 1 ke kondisi 2, maka berlaku

... (1) atau ...(2)

dimana :

q = daya yang dilepas oleh udara, [W] atau [Btu/hr]. = laju aliran massa udara kering, [kg d.a /s] atau [lb/hr]. = selisih entalpi udara kering kondisi 1 dan kondisi 2, [kJ/kg d.a]. = entalpi udara kering pada kondisi 1, [kJ/kg d.a] atau [Btu/lb]. = entalpi udara kering pada kondisi 2, [kJ/kg d.a] atau [Btu/lb]. Dengan laju aliran massa udara kering : ... (3) imana, = laju aliran massa udara kering, [kg/s d.a] atau [lb/hr]. ρd.a = massa jenis udara kering, [kg d.a /m3]. Qd.a = debit udara kering, [m3/s d.a]. Dengan debit udara kering : Qd.a = Vd.a x A

...(4)

dimana, Qd.a = debit udara kering, [m3/s d.a]. Vd.a = kecepatan aliran udara kering, [m/s d.a]. A = luas permukaan aliran udara, [m2].


18

BAB II Dasar Teori

2.8 Daya Listrik Ada 3 faktor yang perlu diperhatikan pada saat menentukan kebutuhan PK

AC, yakni kapasitas pendinginan (cooling capacity) AC (BTU/hr – British

Thermal Unit per hour), daya listrik (Watt), dan daya kompresor AC.

Sebagian orang mungkin lebih mengenal angka PK (Paard Kracht/Daya

Kuda/Horse Power (HP)) pada AC. Sebenarnya PK itu adalah satuan daya pada compressor AC bukan daya pendingin AC. Namun PK lebih dikenal

dibandingkan BTU/hr.


19

BAB II DASAR TEORI. BAB II Dasar Teori. 2.1 AC Split

Recommend Documents