30

Bab III

Metodelogi Penelitian

3.1. Kerangka Penelitian

Dalam pengujian analisa kinerja AC split merk TCL 3/4 PK mengunakan

refrigeran R-22 dan MC-22 dengan variasi tekanan tanpa pembebanan terdapat

beberapa tahapan yang dilakukan. Pertama diawali dengan start kemudian

melakukan studi pustaka untuk persiapan penelitian, setalah itu perancangan dan

pembuatan alat uji kemudian melakukan percobaan alat uji dengan menggunakan

refrigeran R-22 apabila sistem tidak bekerja kembali ke perancangan dan

pembuatan alat uji tetapi apabila sistem bekerja berlanjut ke validasi alat ukur

untuk melaksanakan pengujian dan pengambilan data dengan refrigeran R-22 dan

refrigeran MC-22 tanpa pembebanan kemudia menganalisa data hasil dari

pengujian dengan referensi-referensi yang mendukung setelah mengetahui hasil

analisa data pengujian menyimpulkan hasil dari pengujian dan selesai. Diagram

alir kerangka pelaksanaan penelitian dapat dilihat seperti pada Gambar 3.1.

3.2. Studi Pustaka

Studi pustaka dilakukan guna memperdalam bidang yang akan diteliti,

baik mengenai masalah kinerja alat uji maupun pembuatan piranti penunjang

penelitian guna mendapatkan hasil maksimal. Studi pustaka juga digunakan

untuk membandingkan hasil penelitian atau mengembangkan penelitian terdahulu

atau literatur yang berhubungan dengan topik penelitian.

3.3. Persiapan Penelitian

Persiapan penelitian dilakukan guna untuk mempersiapkan apa saja yang

dibutuhkan didalam penelitian seperti membeli peralatan untuk pembuatan alat

pengujian, mencari refrensi, buku atau jurnal-jurnal penelitian terdahulu yang

berhubungan dan berguna untuk penelitian ini sebagai bahan acuan serta

berkonsultasi dengan dosen pembimbing untuk menetukan instalasi peralatan uji.

31

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodelogi Penelitian

3.4. Instalasi Peralatan UJi

Instalasi peralatan uji dirangkai sedemikian rupa agar identik dengan

instalasi sistem pengkondisian udara ruangan pada umumnya, dimana semua

komponen utama disesuaikan dengan kondisi sebenarnya. Perbedaan terletak pada

penambahan alat ukur yang dipakai untuk menentukan kondisi pada saat

pengujian.

Instalasi peralatan uji terdiri dari kornponen utama sistem pengkondisian

udara, yaitu berupa evaporator, kondensor, katup ekspansi dan kompresor yang

digerakan oleh motor listrik. Alat ukur yang dipakai antara lain termometer

Percobaan Alat Uji dengan refrigerant R-22

Persiapan Penelitian

Studi Pustaka

Perancangan dan Pembuatan Alat Uji

Kesimpulan

Analisa Data

Pengujian dan

Pengambilan Data

Referensi

Dengan

Refrigeran MC-

22 Tanpa

Pembebanan

Dengan

Refrigeran

R-22 Tanpa

Pebenbanan

Tidak

Ya

Sistem

Bekerja

Validasi Alat Ukur

Start

Selesai

32

digital, pressure gauge, anemometer, timbangan, voltmeter dan ampermeter.

Instalasi alat uji ditunjukan seperti pada Gambar 3.2 dan skema instalasi alat uji

seperti pada Gambar 3.3.

Gambar 3.2 Alat Uji Pengkondisian Udara

Keterangan :

1. Saklar AC

2. Saklar Lampu

3. Remot Kontrol

4. Ampermeter

5. Voltmeter

6. Pressure Gauge P1

7. Pressure Gauge P2

8. Pressure Gauge P3

9. Pressure Gauge P4

10. Termometer Tr

11. Termometer T1

12. Termometer T2

13. Termometer T3

14. Termometer T4

15. Evaporator

16. Lampu

33

P3 T3 P2 T2

Receiver

Katup Ekspansi Kompresor

P4 T4 P1 T1

Tr

Gambar 3.3 Skema Instalasi Peralatan Uji

Keterangan :

P = Pressure Gauge

T = Termometer

Tr = Termometer pada Ruangan

3.5. Validasi Alat Ukur

3.5.1. Termometer

Dalam mengkalibrasi termometer ada beberapa langkah kaliberasi yang

dilakukan antara lain sebagai berikut :

1. Menyiapkan termometer acuan sebagai standar yang dijadikan sebagai

perbandingan dengan termometer yang akan dikalibrasi.

2. Meletakan ujung sensor termocoupel secara berdekatan dalam sebuah wadah

berisi air, kemudian memanaskan wadah ini.

Ruangan

Kondensor

Evaporator

34

3. Memperhatikan dan membandingkan kenaikan temperatur yang ditunjukan

semua termometer secara bertahap misalkan dari suhu 30 oC, 40

oC, 50

oC

hingga 100 oC.

4. Bila terjadi penyimpangan skala temperatur antara termometer yang

dikalibrasi dengan termometer acuan, maka melakukan langkah kalibrasi

seperti diatas.

3.5.2. Pressure Gauge

Langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk mengkalibrasi pressure

gauge sebagai berikut :

1. Mempersiapkan peralatan kalibrasi pressure gauge set, piston (1 kg = 9,81 N)

dan beban 0,2 kg, 0,5 kg, 1 kg dan seterusnya.

2. Memasang pressure gauge yang dikalibrasi pada jalur yang disedikan, sehingga

membentuk rangkaian tertutup.

3. Mengisi air pada bagian closely-fitting cylinder (333 mm2) hingga keluar dari

saluran overflow harus tidak terdapat kebocoran pada jalur yang lain.

4. Mengeluarkan udara yang terperangkap didalam dengan cara memiringkan dan

mengetuk perlahan rangkaian ini.

5. Memasukan piston ke closely-fitting cylinder dan menambah beban secara

bertahap.

6. Memperhatikan dan membandingkan nilai tekanan yang ditunjukan peralatan

kalibrasi dengan pressure gauge yang dikalibrasi, untuk setiap setiap beban

yang ditambahkan.

7. Jika terjadi penyimpangan tekanan nilai pressure gauge yang dikalibrasi

dengan peralatan kalibrasi, maka melakukan kalibrasi dengan langkah-langkah

seperti diatas.

3.6. Peralatan Pengujian

Dalam pengujian membutuhkan alat utama maupun alat bantu untuk

kesuksesan dalam pengujian. Adapun alat-alat yang digunakan didalam pengujian

sebagai berikut :

35

3.6.1. AC Split TCL 3/4 PK

AC split digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan alat uji

pengkondisian udara dan dapat dilihat seperti pada Gambar 3.4. Berikut adalah

spesifikasi AC split yang digunakan dalam pengujian :

TCL split type air conditioner

Model TAC-07CS/K

Capcity 7000 Btu/h

Rate current 3,7 A

Input power 790 W

Rate volt 220-240 V

Rate Frequency 50 Hz

LRA of compressor 17 A

Noise 50 dB(A)

Weight 24 Kg

Water proof protection IPX4

Refrigerant/Charge R22/630 g

Gambar 3.4 AC Splite TCL 3/4 PK

3.6.2. Pompa Vakum

Pompa vakum diperlukan untuk mengosongkan refrigeran dari sistem

pendingin sehingga dapat menghilangkan gas-gas yang tidak terkondensasi seperti

udara dan uap air. Hal ini dilakukan agar tidak mengganggu kerja mesin

refrigerasi. Karena uap air yang berlebihan dalam sistem pendingin dan

refrigerator dapat memperpendek umur operasi filter drier dan mengakibatkan

penyumbatan, khususnya pada bagian sisi tekanan rendah seperti di katup

ekspansi atau pada pipa kapiler. Adanya uap air dan gas-gas tidak terkondensasi

dalam sistem akan menghalangi perpindahan panas di kondensor dan evaporator.

Pompa vakum dapat dilihat seperti pada Gambar 3.5.

36

Gambar 3.5 Pompa Vakum

3.6.3. Pressure Gauge

Secara sederhana pressure gauge dapat didefinisikan suatu alat untuk

membaca tekanan dengan pengamatan langsung. Kalau dalam bahasa detail dan

formal, pressure gauge adalah suatu field instrument untuk mengukur pressure

(psia/bar) dengan pengamatan direct reading measurement type. Preassure gauge

yang digunakan dalam penelitian ini ada dua tipe, pertama high preassure dan

coumpound pressure. Untuk mengetahui bentuk dan tipenya dapat dilihat pada

Gambar 3.6 warna merah untuk tekanan tinggi (high pressure) dan warna biru

untuk tekanan rendah (coumpound pressure).

Gambar 3.6 Pressure Gauge

37

3.6.4. Termometer

Termometer berfungsi untuk mengukur temperatur. Kerja dari termometer

berdasarkan efek pemuaian dan penyusutan dari air raksa (termometer manual).

Untuk termometer model digital tidak menggunakan air raksa, tapi menggunakan

sebuah sensor panas dan pembacaannya ditampilkan dalam digit angka.

Disarankan menggunakan termometer digital karena lebih akurat dan mudah

dalam pembacaannya. Termometer dapat dilihat seperti pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Thermometer

3.6.5. Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus

listrik. Ampermeter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang

berfungsi untuk mendeteksi arus listrik pada rangkaian. Amperemeter bekerja

sesuai dengan gaya lorentz dan gaya magnetik. Arus yang mengalir pada

kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang

dapat menggerakkan jarum amperemeter. Amperemeter dapat dilihat seperti pada

Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Ampermeter

38

3.6.6. Voltmeter

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur teganggan

listrik. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat

arus. Gaya magnetik tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur

voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Voltmeter dapat dilihat seperti pada

Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Voltmeter

3.6.7. Manifold Gauge

Digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran pada alat pengkondisian

udara pada saat pengisisan. Manifold gauge dipenelitian ini digunakan pada

proses pengisian massa refrigeran untuk mengetahui tekanan setalah evaporator

atau tekanan sebelum kondensor. Manifold gauge dapat dilihat seperti pada

Gambar 3.10 (http://www.shineyear.com.tw/products/product4.php).

Gambar 3.10 Manifold Gauge

39

3.6.8. Timbangan

Digunakan untuk mengetahui berapakah massa refrigeran yang masuk

kedalam alat uji baik untuk refrigeran R-22 maupun refrigeran MC-22. Disini

mengunakan timbagan digital untuk mepermudah dalam pembacaan. Timbangan

dapat dilihat seperti pada Gambar 3.11 (http://timbanganbandung.blogspot.com/).

Gambar 3.11 Timbangan

3.6.9. Refrigeran

Refrigeran adalah media perpindahan panas yang menyerap kalor dengan

penguapan pada temperatur rendah dan memberikan kalor dengan pengembunan

pada temperatur dan tekanan tinggi. Refrigeran merupakan fluida kerja dalam

sistem refrigerasi. Refrigeran yang digunakan dalam penelitian ini adalah

refrigeran R-22 dan refrigeran MC-22 dapat dilihat seperti pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Refrigeran R-22 dan MC-22

40

3.6.10. Anemometer

Anemoter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara.

Anemometer dipenelitian ini digunakan sebagai pengukur kecepatan laju udara

dari blower evaporator dan suhu yang keluar dari blower evaporator. Anemometer

dapat dilihat seperti pada Gamabar 3.13.

Gambar 3.13 Anemometer

3.7. Langkah Pengujian

3.7.1. Pemeriksaan Sebelum Pengujian

Sebelum melakukan pengujian melakukan pemeriksaan seluruh peralatan

uji dan perlengkapannya merupakan langkah pertama yang mungkin dilakukan

untuk menjaga keselamatan dan kondisi peralatan alat uji agar senantiasa baik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan sebelum melakukan pengujian adalah:

1. Memeriksa seluruh kondisi peralatan alat uji antara lain seperti power supply

dan sistem kelistrikan.

2. Memastikan kipas kondensor dan blower evaporator bekerja dengan baik dan

tidak ada kerusakan.

3. Mencoba menyalakan alat uji untuk memeriksa adanya kebocoran pada

instalasi pemipaan.

4. Menempatkan wadah air pada selang pembuangan untuk tempat pembuangan

air.

41

3.7.2. Pemvakuman Sistem

Sebelum sistem pengkondisian udara ini diisi dengan refrigeran, hal

terpenting yang harus diperhatikan adalah ada tidaknya uap air dalam sistem. Uap

air dapat membeku di dalam alat ekspansi dan mengakibatkan penyumbatan. Oleh

sebab itu, uap air ini harus dikeluarkan terlebih dahulu dengan cara pemvakuman

sistem.

Petunjuk pemvakuman sistem pada AC split sebagai berikut

(http://indonesiasejahtera.wordpress.com/2009/12/17/petunjuk-teknis-retrofit-ac-

splitwindowpackage-unit-dengan-menggunakan-refrigeran-hidrokarbon-mc-22/) :

1. Memasang manifold gauge untuk kedua katup pada kompresor.

2. Menutup kedua katup pada manifold gauge.

3. Menghubungkan hose tekanan tinggi (selang warna merah) pada manifold

gauge ke sisi buang kompresor dan hose tekanan rendah (selang warna biru)

ke sisi hisap kompresor.

4. Menyambungkan hose tengah (selang warna kuning) pada manifold gauge ke

saluran hisap pompa vakum (vacum pump).

5. Membuka kedua katup pada manifold gauge.

6. Menghidupkan pompa vakum sekitar 15 menit, sehingga tekanan pada

manifold gauge mencapai -30 in Hg.

7. Menutup kedua katup pada manifold gauge dan mematikan pompa vakum.

8. Membiarkan kondisi ini lebih dari 5 menit dan memperhatikan tekanan pada

manifold gauge.

9. Jika terdapat kenaikan tekanan setelah langkah no.8 berarti terdapat

kebocoran dari sistem, maka harus memeriksa dan memperbaiki kebocoran

tersebut.

10. Mengulangi langkah pemvakuman l-8 kembali hingga tidak terdapat

kebocoran.

42

3.7.3. Pengisian Refrigeran R-22 dan MC-22

Pengisian refrigeran R-22 dan MC-22 dalam pengujian ini dilakukan

dengan cara sebagai berikut :

1. Meletakan tabung R-22 atau MC-22 diatas timbangan dan mencatat berat

awal untuk mengetahui berapa isian massa refrigeran yang masuk pada alat

pengkondisian udara.

2. Menghubungkan nipple pada tabung R-22 atau MC-22 dengan hose tengah

(selang warna kuning) pada manifold gauge.

3. Membuka kran tabung R-22 atau MC-22 sehingga refrigeran masuk melalui

hose tengah (selang warna kuning) dengan posisi kedua katup pada manifold

gauge tetap tertutup (untuk musicool dianjurkan hanya membuka kran pada

tabung musicool hanya 1/3 bagian saja)

4. Memutar sedikit conection pada manifold gauge dengan hose tengah untuk

membuang udara yang terdapat pada hose tengah tersebut kemudian

mengencangkan kembali.

5. Membuka kedua katup pada manifold gauge dan tabung refrigran untuk

memasukan refrigeran sampai mencapai tekanan pada P1 (katup hisap

kompresor) sesuai dengan tekanan yang ditentukan dalam pengujian ini

(variasi tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia).

6. Menutup kedua katup pada manifold gauge jika tekanan pada P1 sudah benar-

benar stabil.

7. Melakukan pengujian dan pengambilan data.

8. Mengulangi langkah 1-7 untuk masing-masing variasi tekanan (variasi

tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia)

3.7.4. Pengambilan Data

Pengambialan data saat menggunakan refrigeran R-22 maupun saat

mengunakan refrigeran MC-22 dilakukan dengan langkah-langkah sebagai

berikut:

1. Mempersiapkan alat tulis dan lembar pengambilan data.

2. Mempersiapkan dan menempatkan seluruh alat ukur pada posisinya dan

memastikannya dalam kondisi yang baik.

43

3. Menghidupkan alat uji dan menunggu hingga kondisinya benar-benar stabil

atau steady.

4. Mengatur blower evaporator pada posisi high cool dan pada suhu evaporator

dengan remot kontrol sesuai dengan suhu yang telah ditentukan untuk

pengujian yaitu pada suhu 20 oC.

5. Mengatur suhu ruangan pada suhu yang ditentukan (30 oC) dan tekanan pada

pressure gauge di P1 pada tekanan yang telah ditentukan untuk pengujian ini

(variasi tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia).

6. Mencatat parameter-parameter tekanan dan suhu refrigeran yang masuk dan

keluar dari kompresor, kodensor, katup ekspansi dan evaporator setiap

terdapat perubahan nilai pada termometer di T1.

7. Mencatat parameter suhu udara dan kecepatan laju udara yang keluar dari

blower evaporator serta suhu ruangan (Tr) setiap ada perubahan nilai pada

termometer di T1.

8. Mencatat parameter ampermeter dan voltmeter setiap ada perubahan nilai

pada termometer di T1.

9. Mematikan mesin uji sistem pengkondisian udara.

10. Mengulangi langkah 1 sampai 9 untuk setiap variasi tekanan yang telah

ditentukan (variasi tekanan 15 psia, 30 psia, 45 psia dan 60 psia).