Vol. 3, No. 1, Maret 2018 e-ISSN: 2502-8944 ENTHALPY-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin

## STUDI EKSPERIMEN PENGARUH KECEPATAN PUTAR MESIN PENGGERAK KOMPRESOR PADA SISTEM KELISTRIKAN AC MOBIL
Esparuling 1 , Budiman Sudia 2 , La Hasanuddin 3
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo 2’3 Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jln. H.E.A Mokodompit, Kampus Bumi Tridarma Andonohu, Kendari 93232

## Abstrak
Proses pendinginan pada hakekatnya merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam suatu ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan putar mesin penggerak kompresor terhadap temperatur ruang waktu optimum cabin pada daerah tropis. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah panel sistem kelistrikan AC. Adapun metode penelitian yang dilakukan dengan cara eksperimen secara langsung pada alat tersebut dengan parameter kecepatan putaran mesin penggerak kompresor dengan temperatur yang ingin dicapai 20 o C, 22 o C, 24 o C dan 26 o C. Hasil penelitian menujukan bahwa semakin semakin tinggi putaran kerja kompresor semakin singkat waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan cabin. Pada putaran mesin 1500 rpm, Cp = 293,07 J/mol.K, W = 0,02542 m, t op = 0,00219 jam. Pada putaran mesin 2000 rpm, Cp = 234,48 J/mol.K, W = 0,0285 m, t op = 0,00220 jam. Pada putaran mesin 2500 rpm, Cp = 175,88 J/mol.K, W = 0,03303m, t op = 0,00222 jam. Pada putaran mesin 3000 rpm, Cp = 117,275 J/mol.K, W = 0,04059  m, t op = 0,00223 jam. Pada putaran mesin penggerak kompresor 3000 rpm diperoleh waktu aktual yang paling singkat t act = 2,073 menit dan waktu optimum t op = 0,00223 jam.
Kata kunci: Kompresor, temperatur, waktu, panel AC, dan mesin penggerak.

## Abstract
The cooling process is essentially a process of transfer of heat energy contained in a room. This study aims to determine the effect of the rotating speed of the compressor driving machine on the optimum cabin optimum time temperature in the tropics. Equipment used in this research is panel of electrical system of air conditioner. The research method is done by way of experiment directly on the tool with the speed parameters of the engine speed of the compressor with the temperature to be achieved 20 o C, 22 o C, 24 o C dan 26 o C. The results showed that the higher the compressor turn speed the shorter the time required to cool the cabin. At the engine speed of 1500 rpm, Cp = 293.07 J/mol.K, W = 0.02542 m, t op = 0.00219 hours. At 2000 rpm engine speed, Cp = 234.48 J/mol.K, W = 0.0285 m, t op = 0.00220 hours. At the engine speed of 2500 rpm, Cp = 175.88 J/mol.K, W = 0.03303m, t op = 0.00222 hours. At 3000 rpm engine speed, Cp = 117.275 J/mol.K, W = 0.04059 m, t op = 0.00223 hours. At the speed of 3000 rpm compressor engine speed obtained the actual time of the shortest t act = 2.073 minutes and the optimum time t op = 0.00223 hours.
Keywords: Compressor, temperature, time, AC panel, and propulsion.
1. Pendahuluan
Sejak diciptakannya mobil dengan ruang penumpang tertutup, muncul pemikiran bagaimana caranya agar ruangan di dalam mobil tersebut tidak terasa panas dan pengap. Setelah berbagai cara dilakukan, muncullah ide yang paling efektif untuk mengurangi rasa panas, gerah, dan pengap di dalam mobil yakni dengan memasang AC ( Air Conditioner ). Pada tahun 1930 konsep pengondisian udara pada kendaraan di perkenalkan oleh
General Motors di Laboratorium, dan konsep ini pertama kali menggunakan refrigerant R12 serta pengaplikasianya pada industri mobil Cadilac .
Proses pendinginan atau refrigerasi pada hakekatnya merupakan proses pemindahan energi panas yang terkandung di dalam suatu ruangan. Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi tetapi hanya dapat memindahkannya dari satu substansi ke substansi lainnya. Untuk keperluan pemindahan energi panas ruang, dibutuhkan
suatu fluida penukar kalor yang selanjutnya disebut Refrigeran. Pengkondisian udara pada suatu ruang mengatur mengenai kelembaban, pemanasan dan pendinginan udara dalam ruangan. Pengkondisian ini bertujuan memberikan kenyamanan, sehingga mampu mengurangi keletihan yang efeknya untuk meningkatkan kebugaran. Sistem pengkondisian udara pada suatu ruang umumnya terdiri dari evaporator, kondensor, receiver dan kadang-kadang dilengkapi elemen pemanas yang tergabung menjadi satu dalam
evaporator housing .
Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang diinginkan banyak alternatif yang dapat diterapkan, diantaranya adalah dengan menaikkan koefisien perpindahan kalor kondensasi dan dengan menambahkan kecepatan udara pendingin pada kondensor sehingga akan diperoleh harga koefisien prestasi yang lebih besar. Dengan kecepatan udara pendingin pada kondensor maka laju aliran massa akan menurun sehingga menyebabkan daya kompresor juga mengalami penurunan. Suatu pemikiran baru yang muncul adalah bagaimana jika kecepatan penggerak kompresor divariasikan sehingga jumlah putaran kompresor juga akan semakin besar. Fenomena ini menarik untuk dikaji apakah perubahan kecepatan kompresor akan mempengaruhi kinerja sistem pendingin kompresi uap.

## 2. Teori Dasar Prinsip Kerja Mesin Pendingin
Prinsip  kerja  mesin  pendingin  merujuk pada siklus kompresi uap standar. Dalam sebuah mesin pendingin, refrigerant dialirkan dalam saluran pipa-pipa. Sebelum masuk kompresor, refrigerant dengan kondisi uap jenuh dikompresikan sehingga uap keluar kompresor menjadi uap panas lanjut. Uap tersebut mengalir pada bagian
kondensor untuk melepaskan kalor ke lingkungan sehingga terjadi proses kondensasi. Uap berubah menjadi cair jenuh kemudian melewati dryer , selanjutnya menuju katup ekspansi dan mengalami penurunan sampai tekanan evaporator. Pada evaporator cairan dari katup ekspansi mengalami vaporasi sehingga berubah menjadi uap jenuh dan masuk ke dalam kompresor untuk dikompresikan. Siklus berjalan terus menerus sehingga di dapat temperatur yang diinginkan.
Gambar 1. Sistem refrigerasi kompresi uap, a) diagram skematik, b) Diagram T-s, c) Diagram P-h (Dincer dan Kanoglu, 2010) Gambar 1.a merupakan diagram skematik dari sistem refrigerasi kompresi uap. Namun untuk lebih memahami sistem refrigerasi ini, siklus refrigerasi juga dapat digmbarkan melalui diagram temperatur- entropi (T-s) dan diagram tekanan entalpi (P-h). Berikut merupakan penjelasan dari setiap proses berdasarkan diagram di atas:.
Proses-proses yang membentuk siklus kompresi uap standar dapat dijelaskan melalui proses berikut dibawah ini:
Proses 1-2, merupakan kompresi adiabatik dan reversible dari uap jenuh ketika keluar dari evaporator menuju tekanan kondensor. Akibat adanya kerja dari kompresor, tekanan uap dan temperatur refrigerant menjadi lebih tinggi dan bergerak menuju kondensor.
Apabila perubahan energi kinetik dan energi potensial diabaikan, maka kerja kompresor adalah: E = E                                                       [1] m h + W = m h                                        [2] W = m (h h )                                  [3]
Dimana: = laju aliran massa refrigerant (kg/s)
= entalpi (kJ/kg)
= daya kompresor (kW) Proses 2-3 adalah proses pelepasan kalor reversible pada tekanan konstan, menyebabkan penurunan panas lanjut ( desuper heating ) dan pengembunan refrigerant . Kapasitas laju aliran kalor kondensasi. m h = m(h Q )                                    [4] Q = m (h h                                          [5]
Dimana:
= kalor yang dilepas kondensor ke lingkungan yang bertemperatur tinggi (kW)
Proses 3-4 ialah proses ekspansi tidak reversible pada entalpi konstan, dari cairan jenuh menuju tekanan evaporator. Proses pencekikan (throttling process) pada sistem pendingin terjadi di dalam pipa kapiler atau katup ekspansi. Proses di sini berlangsung pada proses adiabatik, sehingga. m h = m h                                                   [6] h = h                                                             [7]
Proses 4-1 merupakan penambahan kalor reversibel pada tekanan tetap, yang menyebabkan penguapan menuju uap jenuh. Kapasitas laju aliran kalor evaporasi dirumuskan m h + Q = m h                                       [8]
Q = m(h h )                                         [9]
Dimana:
= kalor yang diserap evaporator dari lingkungan yang bertemperatur rendah
(kW)
Kesetimbangan energi untuk keseluruhan sistem refrigerasi dirumuskan sebagai berikut:

## W + Q = Q                                              [10]
Istilah prestasi di dalam siklus refrigerasi disebut dengan koefisien prestasi atau coefficient of performance (COP) yang didefinisikan sebagai :

## COP =
Q W = h h h
h                              [11]
Dimana: h 1 = Entalpi keluar evaporator [Btu/lb]
h 2 = Entalpi masuk kondensor [Btu/lb]
h 3
= Entalpi keluar kondensor [Btu/lb]
h 4 = Entalpi masuk evaporator [Btu/lb] m ref = Laju aliran massa refrigerant [lbm/min].

## Air Conditioner (AC)
Air Conditioner merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengkondisikan udara didalam ruangan sesuai dengan yang diinginkan oleh penghuni. Prinsip kerja dari pengkondisi udara adalah dengan menyerap kalor tersebut dilepaskan keluar ruangan dengan bantuan refrigerasi. Konstruksi AC terbagi menjadi dua bagian, yaitu : 1. Bagian yang dipasang didalam ruang
( indoor unit ), meliputi evaporator, motor blower , filter udara, kontrol panel listrik dan pengontrol temperatur.
2. Bagian yang dipasang diluar ruangan ( outdoor unit ), meliputi kompresor, kondensor, kipas, accumulator, stainer, pipa kapiler.

## Sistim Refrigerasi AC Mobil
Sistem refrigerasi yang paling sederhana memiliki komponen utama yaitu kompresor, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator (Arismunandar, 2002). Untuk mendapatkan suhu udara yang sesuai dengan yang diinginkan banyak alternatif yang dapat diterapkan, diantaranya adalah dengan menaikkan koefisien perpindahan kalor kondensasi dan dengan menambahkan kecepatan udara pendingin pada kondensor sehingga akan diperoleh harga koefisien prestasi yang lebih besar.
Gambar 2. Sistem refrigerasi AC mobil (Direktur Pembinaan SMK, 2006)

## Kerja Refrigerasi AC Mobil
Beberapa persamaan yang digunakan untuk menghitung kerja refrigerasi panel air condution yaitu:
1. Perhitungan kapasitas panas dengan menggunakan persamaan:
Cp dT = A( T ) + B 2 T T + C 3 T T ) + D 4 T T + E 5 T T [12] Sumber: Himmelblau, 1996) Dimana: Cp = Kapasitas panas (J/mol.K) A,B,C,D,E  = Konstanta untuk gas Tref = Temperatur referensi  (K) T = Temperatur operasi (K) Tabel 1. Cp gas (Carl L.Yaws, 1996) 2. Perhitungan tebal optimun dalam menahan perpindahan kalor dengan persamaan: W = 2. . T C . / [13]
(Sumber: Kutz, Myer, 2006)
Dimana : W  = Tebal optimum dalam menerima perpindahan kalor
= Konduktifitas termal pada kaca
0,84 (J/m.s.co)
= Rapat massa kaca 2600 (kg/m 3 ) Cp  = Kapasitas panas (J/mol.K)
3. Perhitungan waktu optimum dalam cabin dengan persamaan:
t = W × Cp × 2 × 3600 × A [14]
(Sumber: Kutz, Myer, 2006) Dimana :
A  = Luas cabin 31,28 (m 2 ) W  = tebal optimum dalam menahan perpindahan panas (m) Cp  = Kapasitas panas (J/mol.K) t op = Waktu optimum dalam cabin (s)
4. Daya transmisi perpindahan refrigerant pada evavorator dengan persamaan: P = . A(t t ) d [15]
(Sumber: Stephen Helba, 2002)
Dimana:
P tra = Daya transmisi (Watt) A  = Luas (m2) = Konduktifitas termal pada kaca
(J/m.a.co)
T 1 = Temperatur lingkungan (ref) ( o C) T 2 = Temperatur operasi ( o C) 5. Perhitungan torsi mesin dengan persamaan berikut:

## P = n. T

## 9,55                                                 [16]
(Sumber: Stephen Helba, 2002)
Dimana:
P kom = Daya kompressor (W)
n  = Jumlah putaran (rpm) T  = Torsi (N/m)
6. Perhitungan daya kompressor dengan persamaan:
P = 2. . n. T

## 60                                    [17]
Komponen Utama Sistem Refrigerasi
Adapun komponen utama sistem refrigerasi terdiri dari kompresor, kondensor, receiver , expansion valve , evaporator, Magnetic clutch, refrigerant .

## Sifat-Sifat Thermal
Fungsi utama dari sistim pengkondisian udara adalah untuk mengatur kondisi udara dalam keadaan konstan, melalui pengaturan suhu dan kelembaban itu sendiri. Dalam hal ini dijelaskan beberapa istilah penting yang terdapat dalam sistim pengkondisian udara.
a. Tekanan.
Tekanan didefinisikan sebagai tekanan tegak lurus pada bidang datar oleh benda padat, cair dan gas dan mempunyai satuan kg/cm 2 . b. Temperatur (suhu)
Temperatur adalah derajat panas atau tingkat kedinginan dari suatu benda dan mempunyai satuan Celcius ( o C) atau derajat Fahrenhait. c. Panas
Panas adalah adalah satu bentuk energi.
Ada dua satuan panas yaitu Kcal dan
BTU ( British Thermal Units ).
d. Kelembaban
Kelembaban adalah uap air yang terkandung di dalam udara. Ada dua jenis kelembaban yaitu kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Kelembaban relatif adalah jumlah uap air yang terkandung di dalam udara di banding dengan jumlah udara yang dapat menahannya pada temperatur tertentu. Kelembaban mutlak adalah jumlah air yang terkandung didalam udara dibanding dengan udara kering.

## Batas Kenyamanan Thermal
Berada di dalam bangunan kita berharap tidak merasa kepanasan, tidak merasa kegelapan akibat kurangnya cahaya, dan tidak merasakan bising yang berlebihan. Setiap bangunan diharapkan dapat memberikan kenyamanan termal, visual dan audio. Kenyamanan termal sangat dibutuhkan tubuh agar manusia dapat beraktifitas dengan baik (di rumah, sekolah ataupun di kantor/tempat bekerja). Szokolay, 1973 dalam ‘ Manual of Tropical Housing and Building’ menyebutkan kenyamanan tergantung pada variabel iklim (matahari/radiasinya, suhu udara, kelembaban udara, dan kecepatan angin) dan beberapa faktor individual/subyektif seperti pakaian, aklimatisasi, usia dan jenis kelamin, tingkat kegemukan, tingkat kesehatan, jenis makanan dan minuman yang dikonsumsi, serta warna kulit. Indonesia mempunyai iklim tropis dengan karakteristik kelembaban udara yang tinggi (dapat mencapai angka 80%), suhu udara relatif tinggi (dapat mencapai hingga 35 o C), serta radiasi matahari yang menyengat serta mengganggu, yang menjadi persoalan yaitu bagaimana menciptakan kenyamanan termal dalam bangunan dalam kondisi iklim tropis panas lembab.
Sejalan dengan teori, Lippsmeier (1994) menunjukkan beberapa penelitian yang membuktikan batas kenyamanan
(dalam Temperatur Efektif/TE) berbeda- beda tergantung kepada lokasi geografis dan subyek manusia (suku bangsa) yang diteliti.
Tabel 2. Batas kenyamanan pada beberapa daerah (Lippsmeier, 1994)

## 3. Metodologi Penelitian
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian yaitu tachometer, thermometer analog, stopcwath, accu sedangkan bahan penelitian kompresor AC, kondensor, katup expansion termostatik, evaporator, filter dryer , kipas udara pendingin, ruangan penyekat, mesin penggerak 6.5 HP dengan putaran maksimum 16000 rpm. Untuk mengetahui pengaruh kecepatan putar mesin penggerak kompresor terhadap temperatur ruang, maka metode penelitian yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode eksperimen dengan metode analisis kualintatif. Penelitian eksperimen adalah suatu penelitian yang berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi yang terkontrol secara tepat. (Sudjana, 1996). Sedangkan yang dimaksud analisa kualintatif adalah suatu metode analisis yang memberikan gambaran dan memaparkan secara jelas hasil eksperimen dalam bentuk angka- angka. Nilai yang diambil dari eksperimen ini adalah data pengaruh kecepatan putaran penggerak kompresor terhadap temperatur yang terbaca pada cabin , dimana pada cabin ini dilengkapi alat thermometer dan kecepatan putar mesin penggerak kompresor diuji dengan menggunakan alat tachometer .  Alat  ini  akan  mengukur parameter pengujian pada sistem kelistrikan AC mobil.

## Indentifikasi Variabel Variabel Bebas
Variabel bebas adalah merupakan variabel yang menjadi sebab berubahnya atau timbulnya variabel terikat (Sugiyono, 1997). Dalam penelitian ini variabel bebasnya adalah variasi kecepatan putaran mesin bensin 4 langkah pada kecepatan putaran mesin 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm dan 3000 rpm.

## Variabel Terikat
Variable terikat adalah variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat karena adanya variabel bebas (Sudjana, 1996). Variabel terikat dalam penelitian ini adalah nilai temperatur ruang.

## Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah variabel yang dikendalikan dan dibuat konstan sehingga peneliti dapat melakukan penelitian yang bersifat membandingkan (Sudjana, 2006). Variabel kontol yaitu mesin refrigerant daur kompresi uap yang bekerja normal dan konstan serta menggunakan refrigerant 12 (R-12).

## Desain Eksperimen
Desain eksperimen adalah langkah- langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan agar data yang semestinya diperlukan dapat diperoleh sehingga akan membawa kepada analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan-persoalan yang dibahas. (Sudjana, 1996).` Pada penelitian ini terdapat satu variabel bebas, yang pada desain eksperimen disebut faktor. Faktor pada penelitian ini adalah perubahan putaran mesin pada kecepatan 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm dan 3000 rpm dan masing-masing perlakuan dilakukan replikasi sebanyak lima kali sehingga diperoleh sample sebanyak 25
sampel. Data yang telah diperoleh dari hasil pengujian kemudian diolah pada program Microsoft Exel . Data-data yang telah diolah disajikan dalam bentuk tabel dan grafik batang untuk dianalisa dan dibahas hubungan kecepatan putar mesin penggerak kompresor terhadap temperatur yang dihasilkan pada ruang cabin . Parameter temperatur menjadi acuan utama dalam penelitian ini, dimana temperatur tersebut harus memenuhi standar batas kenyamanan penggunaan AC pada daerah tropis yaitu 20 o C-26 o C G (Lippsmeier, 1994).

## 4. Analisa dan Pembahasan
Perhitungan kapasitas panas dengan menggunakan persamaan (12)

## Cp dT
= 29,52600 (303 293 K ) + 8,90000 × 10 2 303 293 K + 3,81000 × 10 3 303 293 K + 3,26000 × 10 4 303 293 K + 8,86000 × 10 5 303 293 K = 293,07 J/mol. K Tabel 3. Kapasitas panas T ( o C) CP (J/mol.K) Konstanta Cp Untuk Gas 20 293.07 A 29,52600 22 234.49 B -8,90000x10 -03 24 175.89 C 3,81000x10 -05 26 117.27 D -3,26000x10 -08 E 8,86000x10 -12 Perhitungan tebal optimum dalam menahan perpindahan kalor dengan persamaan (13) W = 2 × 0,84 J m. s. co × 293 K 293,068 J mol. K .× 2600 kg/m
/

## W = 0.02542 m
Tabel 4. Tebal optimum dalam menerima perpindahan kalor T2 T2 Cp W (J/m.Co)  ( o C) ( o K)  (J/mol.K) (Kg/m 3 ) (m) 0.84 20 293 293.068 2600 0.02542 0.84 22 295 234.486 2600 0.02851 0.84 24 297 175.888 2600 0.03303 0.84 26 299 117.275 2600 0.04059
Untuk menghitung waktu optimum dalam cabin dapat menggunakan persamaan (14)
t = (0,0254)  m × 293,068 J mol.K × 2600 kg/m 2 × 3600 × 31,28 m
t = 0.00219 s Tabel 5. Waktu optimum dalam cabin W CP A t m (J/mol.K) (kg/m 3 ) (m 2 ) (hr) 0.02542 293.068 2600  31.28 0.00219 0.02851 234.486 2600  31.28 0.00220 0.03303 175.888 2600  31.28 0.00222 0.04059 117.275 2600  31.28 0.00223
Untuk menghitung waktu optimum dalam cabin dapat menggunakan persamaan (15).
P = (0,84 J/m. s. co) × (31,28 m ) × (30
20 C)
0,005 m

## P = 52550,400 Watt
Tabel 6. Daya transmisi perpindahan refrigerant pada evaporator
T1 T2 A d P
( o F) ( o F) (m 2 ) (m 2 ) (J/m.Co) (Watt) 30  20 31.28 0.005 0.84 52550.400 30  22 31.28 0.005 0.84 42040.320 30  24 31.28 0.005 0.84 31530.240 30  26 31.28 0.005 0.84 21020.160

## Perhitungan torsi mesin persamaan (16)
T = 9,55 × (6,5 × 746 W) 1500 rpm
T = 30,872 N/m
Tabel. 7. Torsi mesin n P Konstanta T (rpm) (Watt) N/m 1500 4849 9.55 30.872 2000 4849 9.55 23.154 2500 4849 9.55 18.523 3000 4849 9.55 15.436 Perhitungan daya compressor dengan persamaan (17) P = 2 × 3,14 × 30,871 N/m × 1500 rpm 60
P = 4846,90 Watt Tabel 8. Daya Kompressor T n P N/m (rpm) Watt 30.872 1500  3.14 4846.90 23.154 2000  3.14 4846.90 18.523 2500  3.14 4846.90 15.436 3000  3.14 4846.90

## Pembahasan
Untuk menguraikan hasil analisan maka dilakukan pembahasan beberapa hubungan grafik berikut ini:
1. Hubungan kapasitas panas terhadap tebal optimum dalam menahan perpindan kalor Tabel 9. Hubungan kapasitas panas terhadap tebal optimum dalam menahan perpindahan panas. T T Cp W ( o C) ( o K) (kg/m 3 ) (J/mol.K) (m) 20 293 2600 293.068 0.0254 22 295 2600 234.486 0.0285 24 297 2600 175.888 0.0330 26 299 2600 117.275 0.0406
Gambar 3. Grafik hubungan kapasitas panas terhadap tebal optimum dalam menahan perpindahan kalor Pada grafik diatas hubungan kapasitas panas (Cp) terhadap tebal optimum dalam menahan perpindahan kalor (W). Hasil didapatkan berturut- turut 0,0254 m dengan kapasitas panas 293,068 J/mol.K; 0,0285 m dengan kapasitas panas 234,486 J/mol.K; 0,0330 m dengan kapasitas panas 175,888 J/mol.K; dan 0,0406 m dengan nilai kapasitas panas 117,257 J/mol.K. Nilai kapasitas panas tertinggi diperoleh 293,068 J/mol.K pada tebal optimum dalam menahan perpindahan kalor sebesar 0,0254 m, sedangkan nilai kapasitas panas terendah diperoleh 117,257 J/mol.K pada tebal optimum dalam menahan perpindahan kalor dengan nilai 0,0406 m. Hasil tersebut diatas menunjukan bahwa semakin
1.000 51.000 101.000 151.000 201.000 251.000 301.000 351.000 Kap asitas Pa na s ((J/m ol. K) Tebal (m)
Vol. 3, No. 1, Maret 2018 e-ISSN: 2502-8944 ENTHALPY-Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
tinggi kapasitas panas terjadi maka semakin rendah tebal optimum yang dicapai dalam menahan perpindahan kalor.
2. Hubungan temperatur operasi terhadap waktu optimum dalam kabin Tabel 10. Hubungan waktu optimum dalam kabin terhadap temperatur operasi T T T n ( o C) ( o K) ( o F) (rpm) 20 293 68 1500 22 295 72 2000 24 297 75 2500 26 299 79 3000 W A t m (kg/m3) (m2) (s) 0.025417 2600 31.28 0.00219 0.028512 2600 31.28 0.00220 0.033031 2600 31.28 0.00222 0.040588 2600 31.28 0.00223 Gambar 4. Grafik hubungan waktu optimum dalam kabin terhadap temperatur operasi
Pada grafik diatas menjelaskan hubungan waktu optimum dalam cabin (t) terhadap temperatur operasi yang dicapai ( o C). Hasil didapatkan pengukuran diperoleh berturut-turut 0,00219 s pada temperatur operasi 20 o C; 0.00220 s dengan temperatur operasi 22 o C; 0,00222 s dengan temperatur operasi 24 o C; dan 0,00223 s
pada temperatur operasi 26 o C. Nilai perhitungan waktu optimum dalam cabin tertinggi diperoleh 0,00223 s pada temperatur operasi 26 o C, sedangkan nilai kapasitas panas terendah diperoleh 0,00219 s pada temperatur operasi 22 o C. pada grafik tersebut memperlihatkan bahwa semakin tinggi temperatur operasi yang terjadi maka semakin lama pula waktu optimum yang akan dicapai dalam cabin.
3. Hubungan putaran terhadap torsi mesin
Tabel 11. Hubungan putaran terhadap
torsi mesin P n T (Watt) (rpm)  N/m 4849 1500 30.872 4849 2000 23.154 4849 2500 18.523 4849 3000 15.436
Gambar 5. Grafik hubungan putaran terhadap torsi mesin
Pada Gambar 5, grafik hubungan putaran (n) terhadap torsi mesin (T). Hasil perhitungan berturut-turut putaran 1500 rpm dengan torsi mesin 30,872 N/m; putaran 2000 rpm dengan torsi mesin 23,154 N/m; putaran 2500 rpm dengan torsi mesin 18,523 N/m; dan putaran 3000 rpm dengan torsi mesin 15,436 N/m. Nilai torsi tertinggi
0.00216 0.00217 0.00218 0.00219 0.00220 0.00221 0.00222 0.00223 0.00224 20 22 24 26 W aktu o pti m um (s) Temperatur ( o C) 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 1500 2000 2500 3000 To rsi ( N/m) Putaran (rpm)
diperoleh 30,872 N/m pada putaran 1500 rpm, sedangkan nilai torsi terendah 15,436 N/m pada putaran 1500 rpm. Hubungan torsi dengan putaran berbanding terbalik dimana semakin tinggi putaran yang terjadi maka semakin rendah torsi yang dicapai oleh mesin tersebut.
Tabel 12. Data hasil pengujian waktu rata- rata yang didapatkan pada masing-masing
temperatur Temperatur ( o C) Putaran (rpm) 1500 2000 2500 3000 20 3.287 3.033 2.207 2.073 22 2.167 2.080 1.763 1.573 24 1.497 1.383 1.207 1.180 26 1.167 1.087 0.813 0.507 Pada tabel diatas memperlihatkan data rata-rata waktu yang dicapai setiap putaran mesin penggerak compressor pada berbagai temperatur ruang cabin. Pada variasi putaran mesin penggerak compressor 1500 rpm dengan temperatur cabin 20 o C didapatakan waktu rata-rata 3,287 menit; putaran 2000 rpm didapatkan waktu rata-rata 3,033; putaran 2500 rpm didapatkan waktu rata-rata 2,207 menit; dan putaran 3000 rpm didapatkan  waktu  2,073  menit.  Variasi putaran mesin penggerak compressor 1500 rpm dengan temperatur cabin 22 o C didapatakan waktu rata-rata 2,1677 menit; putaran 2000 rpm didapatkan waktu rata-rata 2,080; putaran 2500 rpm didapatkan waktu rata-rata 1,763 menit; dan putaran 3000 rpm didapatkan  waktu  1,573  menit.  Variasi putaran mesin penggerak compressor 1500 rpm dengan temperatur 24 o C didapatakan waktu rata-rata 1,497 menit; putaran 2000 rpm didapatkan waktu rata-rata 1,383; putaran 2500 rpm didapatkan waktu rata-rata 1,207 menit; dan putaran 3000 rpm didapatkan  waktu  1,180  menit.  Variasi putaran mesin penggerak compressor 1500
rpm dengan temperatur 26 o C didapatakan waktu rata-rata 1,167 menit; putaran 2000 rpm didapatkan waktu rata-rata 1,087; putaran 2500 rpm didapatkan waktu rata-rata 0,813 menit; dan putaran 3000 rpm didapatkan waktu 0,507 menit.
Gambar 6. Grafik hubungan putaran terhadap waktu pendinginan
Pada Gambar 6, grafik menjelaskan hubungan putaran mesin penggerak kompressor, dimana dari gambar di atas, trend line grafik mengalami penurunan secara keseluruhan setiap putarannya. Pada temperatur 20 o C dengan variasi putaran 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, dan 3000 rpm didapatkan waktu yang paling cepat untuk mendinginkan cabin yaitu 2,073 menit pada putaran 3000 rpm. Pada temperatur 22 o C dengan variasi putaran 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, dan 3000 rpm didapatkan waktu yang paling cepat untuk mendinginkan cabin yaitu 1,573 menit pada putaran 3000 rpm. Pada temperatur 24 o C dengan variasi putaran 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, dan 3000 rpm didapatkan waktu yang paling cepat untuk mendinginkan cabin yaitu 1,180 menit pada putaran 3000 rpm. Pada temperatur 26 o C dengan variasi putaran 1500 rpm, 2000 rpm, 2500 rpm, dan 3000 rpm didapatkan waktu yang paling cepat untuk mendinginkan cabin yaitu 0,507 menit pada putaran 3000 rpm. dari data tersebut dapat dijelaskan bahwa semakin tinggi putaran mesin penggerak compressor maka semakin singkat waktu yang
0 1 2 3 4 1500 2000 2500 3000 W ak tu Pe n di ng in a n ( s) Putaran Mesin (rpm) T.20 OC T.22 oC T.24 oC T.26 oC
dibutuhkan untuk mendinginkan ruang cabin. Hubungan torsi dengan putaran mesin penggerak compressor berbanding terbalik dimana semakin tinggi putaran penggerak compressor yang terjadi maka semakin rendah torsi yang dicapai oleh mesin penggerak compressor tersebut sedangkan hubungan putaran mesin penggerak compressor dengan kapasitas kalor berbanding lurus dimana semakin tinggi putaran mesin penggerak compressor maka kapasitas panas yang dicapai semakin besar dalam menyerap panas dan waktu yang dibutuhkan lebih singkat.

## Kesimpulan
Adapun kesimpulan penelitian yang telah dilakukan adalah kecepatan putar berpengaruh tehadap waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan cabin dimana semakin tinggi putaran kerja compressor semakin singkat waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan cabin. Pada putaran mesin penggerak compressor 3000 rpm diperoleh waktu yang paling singkat untuk untuk mencapai suhu 20 o C yaitu 2.073 menit.
Batas kenyaman manusia pada temperatur 20 o C, 22 o C, 24 o C, 26 o C dapat dicapai dengan menaikkan kecepatan putar mesin penggerak compressor yaitu 3000 rpm.

## Saran
Setelah dilakukan penelitian maka saran-saran penelitian ini adalah:
1. Perlu dilakukan penelitian sistem refrigerasi dengan memberikan beban
pendinginan.
2. Sebaiknya alat-alat ukur tekanan dan temperatur didelengkapi untuk mendapatkan hasil yang akurat.

## Daftar Pustaka
Anonim, 2006. Materi Pelatihan Berbasis Kompetensi Sektor Otomotif Sub Sektor Kendaraan Ringan . Direktorat Jenderal Pembinaan Pelatihan dan Produktivitas. Jakarta.
Arismunandar, Wiranto dan Sito, Heizo,
2002. Penyegaran Udara . PT. Pradnya Paramita : Jakarta 1981.
Dincer, I., dan Kanoglu, M., 2010. Refrigeration System and Application.
Second Edition . John Wiley dan Sons: Chichester.
George Lippsmeier, 1994, Tropenbau Building in the Tropics, Bangunan Tropis (terj.), Erlangga: Jakarta.
Himmelblau, Carl.L, Yaws, 1996, Edisi 6 Appendix E , Vol 1-4.
Kutz, Myer, 2006. Heat Transfer
Calculation . USA. Mc. Graw-Hill
Sudjana, 1996. Metode Penelitian . Tarsito :
Bandung.
Sudjana, 2006, Metoda Statistik . Edisi 6. Tarsito : Bandung.