TEKANAN

1.1 Tekanan (Pressure)

Jika suatu benda di panaskan, pergerakan-pergerakan dari molekul-molekulnya menjadi lebih kuat dan benda tersebut akan mengambang. Benda-benda tersebut dapat berbentuk padat, cair atau gas, semuanya apabila dipanasi tentu akan mengembang, tetapi jika mengembangnya dibatasi, misalnya gas yang berbeda di dalam suatu ruangan tertutup, maka gas tersebut akan memberikan tekanan yang lebih besar kepada ruangan yang membatasinya. Makin besar panas yang diberikan makin besar tekanan yang ditimbulkan. Tekanan tersebut dapat diukur dengan manometer dalam satuan pound per square inch (Psi) atau kilogram per centimeter persegi (KG/cm²)

Tekanan ada 3 macam yaitu:

1. Tekanan atmosfer

2. Tekanan Manometer

3. Tekanan Absolute atau Mutlak.

1. Tekanan Atmosfir

Adalah tekanan yang ditimbulkan oleh atmosfir pada semua arah. Tekanan tersebut dapat dibaca pada Barometer air raksa. Sebagai standar tekanan atmosfir diambil tekanan pada permukaan air laut, yaitu sebesar :

= 76 cm air raksa (Hg)

= 29.92 Inch of Mercury (“Hg)

= 14,965 Psi

= 1.033 atau 1 Kg/cm2

Pada setiap ketinggian tertentu, tekanan atmosfer tidak sama besarnya. Makin tinggi kita naik ke gunung, makin berkurang tekanan atmosfer yang kita alami, sebaliknya makin dalam kita menyelam ke dalam laut, tekanan atmosfer yang kita alami makin besar.

2. Tekanan manometer (Gauge Pressure)

Adalah tekanan yang dapat kit abaca atau ditunjukan oleh jarum pada manometer. Sebagai standar tekanan pada permukaan air laut dinamakan 0 Psig (pound per squire inch gauge), atau 0 kilogram per centimeter persegi (Kg/cm²). Pada permukaan air laut: 14.7 Psi tekanan atmosfir = 0 Psig tekanan manometer. Tekanan di bawah 0 Psig dinamakan Vakum.

100% Vakum pada permukaan air laut adalah vakum dengan satuan:

= 29.92 “Hg.

= 0 Psig.

= 760 mm Hg

= 1 Kg/cm²

3. Tekanan absolute (Absolut Pressure)

Adalah jumlah tekanan dari tekanan manometer di tambah tekanan atmosfir pada suatu waktu tertentu. Satuannya dalam pound per square inch absolute (Psia) atau kilogram per centimeter persegi (Kg/cm²).

Pada permukaan air laut tekanan absolute adalah = 14.7 Psig.

100% vakum pada tekanan absolute ………………= 0 Psig.

Absolut Pressure = Gauge Pressure + 14.7 (Psig)

Tekanan Absolut = Tekanan manometer + 1 (Kg/cm²).

Misalnya gas dalam tabung tekanannya kit abaca pada manometer 165 Psig. Maka tekanan absolute dari gas tersebut = 165 + 14.7 = 179.7 Psig.

Daftar persamaan Tekanan

Atmosfir (atm)	(Kg/cm2)	Psi	In Hg	mmHg
1	1.033	14.7	29.92	760
0.9678	1	14.22	28.96	735.5
0.0680	0.0703	1	2.036	51.71
0.0334	0.0345	0.4912	1	25.4
0.001315	0.00136	0.0193	0.03937	1

4. Udara

Udara adalah suatu kebutuhan mutlak untuk mempertahankan hidup kita di atas bumi. Untuk mendapatkan suhu dan kelembaban yang kita inginkan, udara dapat dipanaskan atau didinginkan dan uap air pada udara dapat ditambah atau kurangi.

a. Susunan dari udara

Udara terdiri dari campuran gas-gas dan uap air. Udara kering (dry air) adalah udara tanpa uap air yang terutama terdiri dari Nitrogen (zat lemas ± 78% dari volume udara), oksigen (zat asam ± 21%), sisanya 1% terdiri dari karbon dioksida, dan gas-gas lainnya sepwserti hydrogen, helium, neon dll.

Udara kering ini susunannya sama dimana-mana, tetapi jumlah uap airnya berbeda-beda tergantung dari tempat dan keadaan udara di sekitarnya. Yang dimaksud dengan udara adalah campuran dari udara kering dan uap air yang terjadi di alam bebas.

b. Satuan udara

Jumlah udara dapat dinyatakan dalam satuan volume (cubic feet) atau dalam satuan berat (pound). Besarnya volume dari udara untuk sesuatu jumlah berat tertentu, tergantung dari tekanan dan suhu dari udara tersebut. Volumenya akan berbanding terbalik degan tekanan barometer dan berbanding lurus dengan suhu absolute. Artinya apabila tekanannya bertambah besar, volumenya juga bertambah besar.

c. Standar Udara

Volume dari suatu berat udara akan berbeda jika suhu atau tekanan dari udara tersebut berubah, maka standar udara diperlukan untuk menentukan perhitungan-perhitungan dari alat-alat yang berhubungan dengan udara, agar didapat keadaan yang sama.

Standar udara ditentukan oleh udara kering pada suhu 70^oF (21^oC) dan stansar tekanan pada permukaan air laut 14.7 Psia adalah sebagai berikut:

Volume specifikasi (specific volume…………..13.34 cuft/lb

Rapat gas (density)…………………1/13.34……0.075lb/cuft

Panas jenis (specific heat)………………………0.24 Btuh/lb/oF.

d. Suhu Udara

Suhu udara di Indonesia rata-rata 90oF (32^oC), suhu badan manusia 98.6^oF (37^oC) adalah lebih tinggi dari pada suhu udara sekitarnya, hingga kita memerlukan pakaian untuk membungkus badan kita agar panasnya tidak hilang.

Suhu Dry Buld dan Suhu Wet Buld

Pada air conditioning suhu udara yang dipakai adalah suhu Dry Buld (D.B), yang dapat dibaca pada thermometer dalam keadaan kering.Jika bulb dari thermometer dibungkus dengan kain putih yang bersih atau sumbu dan di beri air sampai basah maka penguapan dari air yang menyelubungi bulb akan menurunkan suhu thermometer dan suhunya yang kit abaca dinamakan Wet Bulb (W.B). Suhu wet bulb selalu lebih rendah dari pada suhu dry bulb, kecuali kelembaban udara (Relatif Humidity) adalah 100%, maka suhunya adalah sama.

Jika Wt bulb thermometer ditempatkan dalam udara yang kering, maka penguapan air pada sumbu jadi lebih cepat dari pada jika ditemaptkan dalam udara basah, maka perbedaan suhu dry bulb dan suhu wet bulb dapat dipakai untuk menentukan kelembabab udara.

e. Kelembaban (Humidity)

Kelembaban adalah suatu istilah untk menerangkan persentase dari air atau uap air dalam udara. Jumlah maximum uap air yang dapat dikandung oleh udara pada suatu volume tertentu dari udara hanya tergantung dari suhu udara. Udara panas dapat menyimpan panas lebih banyak uap air dari pada udara dingin. Jumlah kelembaban di udara dapat mempengaruhi tingkat penguapan dari badan kita, udara kering dapat mempercepat penguapan sehingga mendinginkan permukaan yang menguap dan badan kita merasa dingin. Udara lembab menghalangi penguapan dari badan kita, sehingga kita merasa panas, meskipun pada suhu dari thermometer yang sama.

Kelembaban dapat diukur dengan 2 cara :

1. Absolute humidity (kelembaban mutlak).

2. Relative humidity (kelembaban nisbi).

f. Absolute (Specific) Humidity

Uap air di udara dinamakan kelembaban. Kelembaban mutlak udara pada suatu keadaan tertentu dapat diterangkan sebagai berat sesungguhnya dari uap air yang dikandung oleh tiap pound udara kering.

Karena berat uap air di dalam sangat kecil, maka biasanya diukur dalam grain dan tidak dalam pound (1 grain = 1/7000 lbs)

g. Relative Humidity (R.H)

Relative humidity adalah suatu perbandingan yang dinyatakandalam persen antara berat uap air sesungguhnya dalam 1 cuft udara terhadap berat uap air dalam 1 cuft udara jenuh pada suhu yang sama.

Misalnya udara pada suhu tertentu untuk tiap 1 cuft. Hanya dapat mengandung uap air separuhnya dari pada jumlah uap air yang dapat dikandung oleh udara jenuh pada suhu yang sama, maka RH udara adalah 50%. RH dari udara jenuh adalah 100%.

h. Keadaan yang sejuk dan nyaman (comfort condition)

Keadaan yang sejuk dan nyaman bagi manusia adalah keadaan udara dalam kamar sebagai berikut:

Suhu dry bulb 77^oF (25^oC)

Suhu wet bulb 65^oF (18.3^oC)

R. humidity 50 s/d 60 %

Aliran udara 15 s/d 20 FPM

REFRIGERATION

BAB 1

DASAR-DASAR TEORI ROOM AIR CONDITIONER

1.1 Dasar-dasar Listrik

1. Magnet

Semua magnet mempunyai 2 kutub: Kutub Utara dan Kutub Selatan. Bumi adalah magnet, ujung Utara Sebagai Kutub Utara dan ujung Selatan sebagai Kutub Selatan. Telah kita ketahui, kutub-kutub yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub yang tidak senama akan tarik menarik.

Garis-garis yang menghubungkan Kutub Utara dan Kutub Selatan dari magnet, dinamakan Flux. Lapangan dimana Flux ini bekerja dinamakan Medan magnet.

Flux ini dapat melalui semua benda-benda dan isolasi-isolasi seperti: gelas, mica, kayu, udara atau benda-benda lain yang lazim dipakai sebagai isolasi alat-alat listrik. Besi lunak adalah benda yang paling baik sebagai penghantar flux dari pada semua benda-benda yang lain, karena itu besi lunak banyak dipakai sebagai bagian dari alat-alat motor listrik.

Magnet merupakan suatu penghubung antara tegangan mekanik dan listrik.

2. Listrik

Aliran listrik ada 2 macam:

1. Arus searah atau aliran rata atau Direct Current (DC)

2. Arus bolak balik atau aliran tukar atau Altemating Currrent (AC)

a. Ampere (A)

Arus listrik satu ampere adalah jumlah electron (diukur dengan coulumb) yang mengalir selama satu detik.

Untuk mengukur besarnya ampere/arus digunakan ampere meter, memakainya disambung seru dengan salah satu kabel. Ampere Tang (clampon Ampermeter atau snap around Ammeter), juga suatu alat yang dipakai untuk mengukur besarnya, amper memakainya ujung amper tang dililitkan pada salah satu kabel, bekerja berdasarkan induksi.

b. Ohm (A)

Tahanan listrik yang disebabkan oleh air raksa didalam pipa gelas dengan penampang 1 mm² dan panjang 1.063 mm pada 20^oC, dinamakan 1 ohm.

Untuk mengukur besarnya Ohm, digunakan Ohm meter.

Ingat : Aliran listrik harus diputuskan, sebelum mengukur dengan Ohm meter.

c. Volt (V)

Tegangan listrik yang diperlukan untuk mengalirkan arus listrik sebesar 1 amper dengan tahanan sebesar 1 Ohm, dinamakan 1 volt. Untuk mengukur besarnya Volt dipakai Volt meter, memakainya dihubungkan parallel dengan kedua kabel.

Tegangan yang banyak dipakai:

100 – 125 Volt, 200 -240 Volt, dan 350 – 440 Volt.

Menurut rumus hokum Ohm: I = E E = I x R

R

Di mana: I = intensity = aliran (A)

E= electro motive force = tegangan (V)

R= resistansi = tahanan (Ω)

d. Watt (W)

Tegangan listrik yang mempunyai arus 1 ampere dan tegangan 1 Volt, dinamakan 1 Watt.

Pada arus searah : W=ExI

Pada arus bolak balik (1 Ph) : W=ExIxCos Ф

Pada arus bolak balik (3 Ph) : W=√3ExIxCos Ф

e. Phase (Ph)

Aliran listrik yang bermuatan posistif dinamakan phase (fasa) atau (+), dan yang bermuatan negative dinamakan 0 atau (-).

Ada 3 macam phase :

1 phase 2 kabel : 1 (+) dan 1 (-)

2 phase 3 kabel : 2 (+) dan 1 (-)

3 phase 4 kabel : 3 (+) dan 1 (-)

Pada aliran listrik 3 phase, kita mempunyai 4 buah kabel, dimana 1 buah dinamakan O (N) dan yang 3 buah dinamakan R, S, dan T.

f. Masa (Ground atau Earth)

Sebagai pengaman, untuk mengalirkan aliran listrik ke tanah. Mesin-mesin dan motor listrik rangkanya (frame) sering di beri kawat tembaga yang dapat mengalirkan aliran listrik ke tanah, sehingga tidak berbahaya bagi kita. Pada lemari es atau RAC kabel tersebut berwarna hijau atau hijau dan kuning.

g. Power Faktor (PF)

Faktor kerja dari aliran tukar/arus bolak balik (AC), adalah perbandingan Watt dari Watt meter, dengan Volt x Ampere dari hasil pengukuran Volt meter dan Amperemeter.

Tenaga pada aliran tukar : W = E x I x Cos Ф = V x A x cos Ф

PF = cos Ф =	W
	V x A

Besarnya tenaga pada arus bolak balik tidak hanya ditentukan oleh V x A tetapi juga ditentukan oleh besarnya Cos Ф atau power factor.

Pada umumnya power factor besarnya antara 0.7 – 0.9.

Untuk memperbaiki power factor sering dipakai Running Capacitor.

h. Randemen Motor (Motor efficiency)

Randemen atau hasil guna adalah perbandingan antara tegangan yang dihasilkan oleh motor pada porosnya (output), dengan tenaga yang diperlukan oleh motor pada terminal (input) pada satuan yang sama, dinyatakan dalam %.

=	Output	x 100 %
	Input

Randemen motor

Contoh :

Motor arus bolak balik, 1 Ph, keterangan pada pelat nama sebagai berikut:

Randemen motor =	Watt	=	700	= 0.723 = 72%
	V x A x PF		110x11x0.8

i. Cycle

Sering juga disebut Frekuensi atau Periode.

Jumlah perubahan lengkap (periode) pada aliran tukar yang terjadi dalam waktu satu detik, dinamakan 1 cycle.

Satuannya : Cycle per second (c/s)

Periode per second (p/s)

Herz (Hz)

Indonesia dan eropa mempunyai aliran tukar dengan frekuensi 50 Hz, sedangkan Amerika dan Philipina 60 Hz.

Satu Cycle = 1/50 detik, terjadi 2 perubahan Amplitudo + dan -.

3. Capacitor

Sering disebut juga Condensor atau Condensator Adalah suatu alat listrik yang dapat menyimpan listrik. Terdiri dari 2 lapis logam tipis yang mempunyai penghantar listrik yang baik, dan diantaranya diberi osilasi atau dielectric.

Isolasi atau dielectric tersebut dapat terdiri dari: ruangan udara, mica, kertas, gelas, minyak, dan sebagainya. Luas dari logam tipis dan kualitas dari dielectric adalah yang menentukan daya simpan listriknya. Daya simpan listrik tersebut atau kapasitasnya diukur dalam Farad (F) atau Micro Farad (MFD = µF).

1 Farad = 1,000,000 MFD

1 MFD = 1,000,000 Pico Farad.

Capacitor dinilai juga dengan Volt, yaitu yang menentukan daya tahanannya terhadap tegangan yang melalui kedua logam tipis, tanpa membuat bunga api pada isolasinya. Janganlah menghubungkan capacitor tersebut, lebih tinggi dari 110 % dari pada volt yang tertera pada Capacitor. Keterangan mengenai Micro Farad, Volt dan ukur listrik AC atau DC, selalu disebutkan dan dicetak pada capacitor.

Prinsip kerja dari capacitor adalah jika kedua terminal dari capacitor dihubungkan dengan aliran listrik bolak balik (AC), maka capacitor tersebut akan diisi, selama Volt dan Ampere dari aliran listrik positif, maka salah satu terminal dan logam tipis didalamnya menjadi jenuh dengan electron, sedangkan logam tipis yang lain jumlah electronnya berkurang dan protonnya bertambah.

Jika aliran listrik bertukar karena adanya perubahan cycle, muatan listrik tersebut akan dibuang kembali pada waktu Volt dan Ampere negative. Waktu electron tersebut dibuang, maka muatannya yang disimpan dapat menimbulkan sumber tenaga baru dan dapat menyebabkan tambahan arus pada lilitan pembantu pada motor listrik.

Capacitor ada dua macam:

1. Star capacitor atau dry capacitor.

2. Run capacitor atau electrolytic capacitor.

Capacitor dihubungkan Paralel dan Seri.

Ct = C1+C2+C3+…

Jika 2 atau lebih capacitor dihubungkan parallel, maka hasil MFDnya adalah jumlah dari MFD masing-masing capacitor. Sedangkan Voltnya sama dengan Volt yang terendah dari capacitor-capacitor yang dipakai.

Vt = V terkecil dari V1, V2, V3…

Jika hanya 2 capacitor:

Ct = C1 x C2

C1 + C2

Jika lebih dari 2 capacitor:

Vt = V1 + V2 + V3 + …..

1.2 Prinsip kerja motor listrik

Tenaga listrik dapat berubah menjadi tenaga mekanik oleh motor listrik. Perubahan ini didapat dengan merubah tenaga listrik menjadi magnetis, dan magnetis dapat menimbulkan gerakan. Telah kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

U

U

U

U

S

S

S

S

Gb. Magnet pada poros akan berputar, jika ditaruh diantara medan magnet.

Batang magnet pada poros akan berputar sampai kutub U mendekati kutub S dari magnet yang tetap, dan kutub S dari magnet pada poros yang berputar akan mendekati kutub U dari magnet yang tetap. Magnet yang dapat berputar dinamakan Rotor atau armature dan magnet yang tidak berputar dinamakan Stator.

Magnet pada stator kutub0kutubnya dapat berubah-ubah dengan merubah arus listrik dari positif ke negative secara electro magnetis.

S

S

S

S

U

U

U

U

Gb. Dengan merubah aliran listrik pada stator, medan magnet juga akan berubah dan menyebabkan rotor berputar pada porosnya.

Waktu rotor dalam kedudukan tegak, kutub U dari rotor ditarik oleh kutub S dari stator, begitupun kutub S dari rotor ditarik oleh kutub U dari stator, sehingga rotor berputar dan setelan rotor mencapai kedudukan datar, arus listrik akan bertukar dari positif ke negative dan polaritas dari stator juga berganti juga sehingga kutub-kutbnya berubah, maka setelah kutub U dari rotor mendekati kutub U dari stator, mereka akan saling tolak menolak, sampai rotor kembali kekedudukan tegak, lalu mendekati kutub yang lain. Pada waktu itu arus berubah lagi dan kutub-kutubnya juga kembali berubah, sehingga rotor dapat terus berputar terus menerus.

Jumlah putaran motor listrik 2 kutub dapat di terangkan sebagai berikut:

Dalam 1 cycle terjadi dua perubahan: positif dan negative. Pada listrik 50 Hz (50 Cycle per detik) terdapat perubahan 50 kali positif dan 50 kali negative, atau 100 kali perubahan dalam 1 detik. Dengan 100 kali perubahan berarti motor akan berputar 50 kali jadi dalam 1 menit motor akan berputar 50 x 60 = 3000 putaran per menit (RPM).

Motor dengan 2 kutub ini telah menjadi sangat popular pada motor hermatik untuk lemari es. Pada motor yang mempunyai 4 kutub, jumlah putarannya akan menjadi lebih rendah, dan prinsipnya hampir sama dengan motor 2 kutub.

Pada motor 4 kutub, 1 putaran dibutuhkan 4 perubahan atau 2 cycle, jadi untuk 50 cycle dalam 1 detik (50 Hz) akan berputar sebanyak 25 kali dalam 1 menit menjadi 25 x 60 = 1500 RPM.

Pada motor listrik biasanya ada slip ±4% dari jumlah putaran idealnya, untuk 1500 RPM sebenarnya hanya tinggal 1440 RPM.

Kecepatan motor dapat diterangkan dengan rumus sebagai berikut:

n =	120 x f
	P

Dimana:

N = Jumlah putaran permenit (RPM)

F = Jumlah frekuensi (cycle)

P = Jumlah kutub pada stator, minimum 2 dan selalu genap.

120 = Tiap-tiap menit ada 60 detik x kali perubahan dalam 1 cycle.