DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori
2.1.1 Air Cooler
2.1.1.2 Bagian-BagianAir cooler
Air Cooler terdiri dari beberapa bagian antara lain: a. Rumah atau casing
Bagian yang merupakan frame atau rangka dari sebuah air cooler dan berfungsi sebagai tempat melekatnya cooling pad, pompa, dan instalasi water distribution.
9
Gambar 2.3. Casing air cooler
b. Blower atau fan
Blower atau fan merupakan peralatan yang berfungsi mengalirkan udara luar dengan prinsip perbedaan tekanan yang terjadi pada inlet dan outlet. Untuk kapasitas mulai dari 1000 cm hingga 2000 cm digunakan fan tipe axial sedangkan untuk kapasitas 3000 cm keatas digunakan blower tipe aliran sentrifugal.
10 c. Cooling pad
Cooling pad merupakan bagian yang berfungsi sebagai media pendingin. Umumnya cooling pad terbuat dari bahan fiberglass, serat selulosa, atau aspen wood fiber.
Gambar 2.5. Cooling pad
d. Pompa
Pompa berfungsi mensirkulasi air dari water tank (tempat penampungan air). Pompa bekerja ketika udara dialirkan oleh fan melewati cooling pad dimana pompa mengalirkan air dari water tank ke bagian atas cooling pad.
11 e. Filter
Filter merupakan bagian yang berfungsi sebagai penyaring udara yang akan menyaring partikel debu.
Gambar 2.7. Filter
f. Water distribution line
Water distribution line merupakan peralatan yang tepat terletak di bagian atas dari cooling pad. Peralatan ini berfungsi mendistribusikan air agar seluruh permukaan dari cooling pad dapat menerima aliran air sehingga seluruh permukaan dapat dijaga tetap basah (E-source, 1995)
12 2.1.1.3 Komponen Utama Mesin Pendingin
Komponen utama mesin pendingin kompresi uap terdiri dari beberapa komponen utama seperti: (a) evaporator, (b) kompresor, (c) kondenser dan (d) pipa kapiler.
a. Evaporator
Evaporator adalah bentuk pipa yang dikonstruksi sedemikian rupa. Fungsinya sebagai alat pendinginyang memiliki tekanan yang sangat rendah didalamnya.Refrigeran cair yang berasal dari pipa kapiler atau keran ekspansi berubah wujudnya menjadi gas ketika memasuki evaporator.Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi, alumunium atau dari kuningan.Namun kebanyakan terbuat dari alumanium dan besi.
Gambar 2.9. Evaporato
b. Kompresor
Kompresor adalah suatu alat mekanis yang bertugas untuk mengisap uap refrigeran dari evaporator kemudian menekannya (mengkompres) sehingga suhu dan tekanan uap refrigeran tersebut menjadi lebih tinggi.
Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu kompresor torak, kompresor sentrifugal, dan kompresor rotary, selanjutnya dari macam – macam kompresor tersebut dibagi dalam 3 kategori,
13
yaitu: Kompresor jenis terbuka, kompresor jenis hermatik, kompresor jenis semi hermatik.
1. Kompresor jenis terbuka (Open type compressor)
Jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing – masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah.Tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik. Salah satu ujung poros engkol dari kompresor menonjol keluar, sebuah puli dari luar dipasang pada ujung poros tersebut. Puli pada kompresor berfungsi sebagai roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondesor dan kompresor sendiri. Karena ujung poros keluar dari rumah kompresor, maka harus diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar. Keuntungan kompresor jenis terbuka:
Putaran kompresor dapat diubah dengan cara mengganti diameter puli.
Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah.
Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan penggantian komponen.
2. Kompresor jenis hermetik (Hermatic type compressor)
Jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor.
Keuntungan dari kompresor hermatik:
Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau.
Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah.
14
Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar.
Kerugian dari kompresor hermetik adalah:
Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui.
Kerusakan yang terjadi didalam kompresor sudah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka.
Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil.
Gambar2.10. Kompresor hermetik 3. Kompresor jenis semi hermetik
Kompresor semi hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya berada satu rumah dengan housing kompresor tapi tidak dilas sehingga masih bisa dibuka untuk perbaikan.
c. Kondensor
Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair.Jenis kondensor yangbanyak digunakan pada teknologi saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara.Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat mesin pendingin bekerja, kondensor akan
15
terasa hangat bila dipegang.Agar proses perubahan wujud yang diinginkan ini dapat terjadi, maka kalor atau panas yang ada dalam gas refrigeran yang bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem.
Gambar 2.11. Kondensor
d. Pipa kapiler
Pipa kapiler adalah suatu pipa pada mesin pendingin baik itu air conditioner, air cooler dll.Pipa kapiler ini adalah pipa yang paling kecil jika di banding dengan pipa lainnya. Untuk pipa kapiler suatu mesin pendingin berukurandiameter 0,028 inci (0,71mm). Kerusakan pada pipa kapiler di mesin pendingin ini biasanya disebabkan karena pipa kapiler ini mengalami kebuntuan akibat kotoran yang masuk dan juga oli. Gas refrigeran yang keluar dari kompresor telah menjadi gas yang bertekanan kemudian mengalir melalu pipa-pipa kondensor dan melewati proses penyaringan di filter setelah itu baru menuju pipa kapiler. Penempatan pipa kapiler ini biasanya digulung untuk menghemat tempat dengan menggunakan mal kapasitor agar tidak rusak (digulung
16
melingkar).Pipa kapiler berfungsi sebagai alat untuk menurunkan tekanan, merubah fase refrigeran dari cair menjadi fase campuran cair dan gas.
Gambar 2.12. Pipa kapiler
Filter adalah alat yang mempunyai fungsi menyaring kotoran – kotoran yang berbentuk padat yang terbawa refrigeran yang berasal dari sistem itu sendiri atau dari kotoran sisa pemotongan pipa tembaga pada proses pengelasan, dapat juga dari korosi saluran pipa. Filter dipasang pada daerah bertekanan tinggi pada ujung pipa kondensor yang menuju pipa kapiler dengan tujuan jika ada kotoran atau ada udara yang terjebak dalam siklus tersebut akan tersaring terlebih dahulu agar pipa kapiler tidak tersumbat.
17 2.1.1.4 Siklus Kompresi Uap
Gambar 2.13 menyajikan skematik mesin pendingin siklus kompresi uap. Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 menyajikan proses siklus kompresi uap pada diagram P – H dan diagram T – S.
Gambar 2.14. Skematik mesin pendingin siklus kompresi uap
18
Gambar 2.16. Diagram T-s siklus kompresi uap
Siklus kompresi uap pada Gambar 2.13, Gambar 2.14 dan Gambar 2.15 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut: proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan lanjut, proses ekspansi (proses penurunan tekanan), evaporasi, dan proses pemanasan lanjut.
Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap: a. Proses kompresi (1-2)
Proses kompresi terjadi pada tahap 1-2 dari Gambar 2.14 dan Gambar2.15. Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran a kan menyebabkan kenaikan pada tekanan
19
sehingga temperatur refrigeran akan lebih tinggi dari temperatur lingkungan (refrigeran mengalami fasa superheated / gas panas lanjut)
b. Proses pendinginan suhu gas panas lanjut (2-2a)
Proses pendingin dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh terjadi pada tahap 2-2a dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Refrigeran mengalami penurunan suhu pada tekanan tetap. Hal ini disebabkan adanya kalor yang mengalir ke lingkungan, karena suhu refigeran lebih tinggi dari suhu lingkungan.
c. Proses kondensasi (2a-2b)
Proses kondensasi terjadi pada tahap 2a-2b dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses ini gas jenuh mengalami perubahan fase menjadi cair jenuh. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan tetap. Pada proses ini terjadi aliran kalor dari kondensor ke lingkungan karena suhu kondensor lebih tinggi dari suhu udara lingkungan.
d. Proses pendinginan lanjut (2b-3)
Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.14 dan Gambar 2.15. Pada proses pendinginan lanjut terjadi proses penurunan suhu refrigeran dari keadaan cair jenuh ke refrigeran cair. Proses ini berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini di perlukan agar kondisi refrigeran keluar kondensor benar- benar dalam fase cair.