BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.3 Komponen-komponen Mesin
Mesin penghasil aquades menggunakan mesin siklus kompresi uap dimana sebuah mesin yang bekerja dengan cara mengembunkan uap air yang terdapat di udara. Prinsip dasarnya, aquades yang dihasilkan merupakan kandungan uap air di udara yang mengembun setelah didinginkan oleh evaporator. Uap air yang mengembun karena temperatur yang rendah di evaporator kemudian berubah wujud menjadi cair. Air hasil pengembunan ini kemudian ditampung sehingga disebut aquades.
Banyak sedikitnya air hasil pengembunan dipengaruhi oleh jumlah kandungan air yang terdapat di udara. Semakin banyak kandungan uap air yang ada di udara atau semakin tinggi tingkat kelembaban relatifudara, maka akan semakin banyak pula jumlah aquades yang dihasilkan. Oleh sebab itulah diperlukannya rangkaian tambahan yaitu bak pencurah air/humidifier untuk meningkatkan kandungan uap air di udara, sehingga jumlah aquades yang dihasilkan dapat meningkat.
Mesin penghasil aquades terdiri atas dua bagian utama, yaitu mesin siklus kompresi uap dan komponen bak pencurah air/humidifier. Pada bagian mesin siklus kompresi uap terdiri atas komponen-komponen dasar berupa kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, dan evaporator. Sedangkan pada rangkaian
sudah dilubangi sedemikian rupa, selang dan pipa PVC untuk mengalirkan air, dan juga bak penampung.
Komponen-komponen utama mesin siklus kompresi uap terdiri dari kompresor, kondensor, filter, pipa kapiler, evaporator.
a. Kompresor
Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Cara kerja kompresor yaitu menghisap sekaligus mengkompresi refrigeran agar terjadi perputaran atau sirkulasi refrigeran yang mengalir di dalam pipa-pipa mesin siklus kompresi uap. Jenis kompresor yang digunakan dalam mesin siklus kompresi uap adalah kompresor hermetik, lebih tepatnya kompresor hermetik torak (reciprocating compressor) yang digerakkan oleh motor listrik. Jenis kompresor hermetik lainnya yaitu kompresor hermetik
rotary dan kompresor hermetik open type.
Kompresor hermetik jenis rotary banyak dipergunakan pada mesin AC, sedangkan kompresor jenis torak banyak dipergunakan pada mesin kulkas, freezer,
showcase maupun dispenser.
Gambar 2.1 Kompresor hermetik jenis torak
Gambar 2.2 Kompresor hermetik jenis rotary.
Sumber : http://citrapelanginusantara.blogspot.co.id/2011/04/scroll-compressor_22.html
Gambar 2.3 Kompresor hermetik jenis open type
Sumber : https://hvactutorial.files.wordpress.com/2012/11/two-stage-semi-hermetic-compressor.jpg
Kompresor hermetik jenis torak dapat dilihat pada Gambar 2.1, jenis rotary
motor penggerak/motor listrik berada dalam satu tempat atau tabung tertutup dan bersatu dengan kompresor. Motor penggerak langsung memutarkan poros kompresor, sehingga jumlah putaran kompresor sama dengan jumlah putaran motornya. Kompresor bekerja secara dinamis dalam perputaran refrigeran. Fase yang terjadi ketika refrigeran masuk dan keluar kompresor berupa gas. Namun kondisi gas yang keluar dari kompresor berupa gas panas lanjut dimana suhu gas ini lebih tinggi dari suhu kerja kondensor.
b. Kondensor
Kondensor adalah komponen yang berfungsi sebagai tempat pengembunan atau kondensasi refrigeran. Di dalam kondensor berlangsung tiga proses yaitu proses penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh, proses dari gas panas jenuh menuju ke cair jenuh, dan proses dari cair jenuh menjadi cair lanjut (proses pendinginan lanjut). Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh menuju ke cair jenuh berlangsung pada tekanan yang tetap. Saat ketiga proses berlangsung, kondensor akan membuang energi dalam bentuk kalor ke lingkungan sekitar.
Jenis kondensor yang sering digunakan dalam kapasitas kecil adalah kondensor pipa dengan jari-jari penguat (seperti pada kulkas 1 pintu), kondensor pipa dengan plat besi (seperti pada kulkas 2 pintu), dan kondensor pipa bersirip. Kondensor berdasarkan media pendinginannya dibagi menjadi tiga, yaitu kondensor berpendingin udara (air cooled condenser), kondensor berpendingin air (water cooled condenser), dan kondensor berpendingin air dan udara (evaporative condenser). Pada umumnya kondensor yang digunakan dalam mesin pendingin adalah kondensor pipa dengan jari-jari penguat, namun pada mesin AC menggunakan jenis kondensor pipa bersirip.
Pada Gambar 2.4 menyajikan contoh gambar kondensor dengan jari-jari penguat dengan 5 lintasan. Pada kondensor dengan jari-jari penguat, fungsi dari jari-jari penguat selain untuk menguatkan konstruksi juga sebagai sirip yang berfungsi untuk memperluas permukaan sehingga laju perpindahan kalor menjadi lebih besar.
Gambar 2.4 Kondensor dengan jari-jari penguat
Sumber : http://parma-teknik.blogspot.co.id/2012/10/kondensor-kulkas.html Pada Gambar 2.5 menyajikan contoh gambar kondensor dengan plat besi. Kondensor dengan plat besi banyak ditemui pada mesin-mesin kulkas, freezer, dan
showcase yang diproduksi pada saat ini. Tujuannya adalah agar menambah luas penampang kondensor sehingga perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan dapat lebih cepat.
Gambar 2.5 Kondensor dengan plat besi
Sumber : http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2015/04/kondensor-berpendingin-udara.html
Pada Gambar 2.6 menyajikan contoh gambar kondensor pipa bersirip. Kondensor pipa bersirip. Kondensor pipa bersirip banyak ditemui pada mesin AC rumah tangga. Fungsi adanya sirip pada kondensor ini bertujuan agar pelepasan kalor ke lingkungan bisa lebih cepat.
Gambar 2.6 Kondensor pipa bersirip
Sumber : http://ferinuril.blogspot.co.id/2016/03/cara-kerja-mesin-pendingin-air.html
c. Pipa kapiler
Pipa kapiler merupakan alat ekspansi dalam komponen mesin siklus kompresi uap yang berfungsi menurunkan tekanan refrigeran dan mengalirkan refrigeran menuju evaporator. Pipa kapiler biasanya berukuran sekitar 0,8-2,0 mm. Pada pipa kapiler, refrigeran yang mengalir berada pada fase cair, sehingga tidak jarang akan mengeluarkan bunyi seperti aliran air pada saat mesin beroperasi. Fungsi pipa kapiler sangat vital karena menghubungkan dua bagian tekanan yang berbeda, yaitu tekanan tinggi dan tekanan rendah. Refrigeran bertekanan tinggi sebelum melewati pipa kapiler akan diubah atau diturunkan tekanannya. Akibat dari penurunan tekanan refrigeran menyebabkan terjadinya penurunan suhu pada fase campuran cair dan gas. Pada bagian inilah refrigeran mencapai suhu terendah.
Jenis alat ekspansi lainnya yang dapat digunakan untuk menurunkan tekanan yaitu hand valve, AXV (automatic expansion valve), dan TXV (thermostatic expansion valve). Katup ekspansi jenis AXV dan TXV biasanya
digunakan pada unit mesin pendigin berkapasitas besar dan berkapasitas sedang. Katup ekspansi jenis AVX dan TXV juga berfungsi untuk mengatur aliran refrigeran. Berbeda dengan pipa kapiler, pipa kapiler tidak mampu mengatur laju aliran refrigeran berdasarkan beban pendinginnya.
Pada Gambar 2.7 memperlihatkan contoh dari pipa kapiler yang digunakan pada AC, freezer, maupun showcase. Gambar 2.8 memperlihatkan contoh dari hand valve yang kerap kali dipergunakan untuk memindahkan refrigeran dari tabung ke mesin pendingin. Gambar 2.9 memperlihatkan contoh dari AXV (automatic expansion valve). Gambar 2.10 memperlihatkan contoh dari TXV (thermostatic expansion valve).
Gambar 2.7 Pipa kapiler
Sumber : http://servicepelitateknik.blogspot.co.id/2017/08/komponen-komponen-ac-dan-fungsinya.html
Gambar 2.8 Hand valve
Gambar 2.9 Automatic expansion valve
Sumber : https://hvactutorial.files.wordpress.com/2011/07/automatic-expansion-valve.jpg?w=1400
Gambar 2.10 Thermostatic expansion valve
Sumber : https://mariners.page4.me/clip-image0063_450_330.jpg
d. Evaporator
Evaporator merupakan tempat terjadinya perubahan fase fluida dari bentuk campuran cair dan gas menjadi gas, atau dapat disebut juga sebagai tempat penguapan. Saat perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor tersebut diperoleh dari lingkungan evaporator. Hal ini terjadi karena temperatur refrigeran
lebih rendah dari pada temperatur sekelilingnya, sehingga kalor dapat mengalir ke refrigeran. Proses penguapan refrigeran di evaporator berlangsung pada tekanan tetap dan suhu yang tetap. Berbagai jenis evaporator yang sering digunakan pada mesin siklus kompresi uap adalah jenis evaporator pipa dengan sirip (seperti pada kulkas 2 pintu), evaporator pipa-pipa dengan jari-jari penguat (seperti pada freezer), dan jenis evaporator plat (seperti pada kulkas 1 pintu).
Pada Gambar 2.11 menyajikan gambar evaporator dengan sirip, Gambar 2.12 menyajikan gambar evaporator dengan jari-jari penguat, dan Gambar 2.13 menyajikan gambar evaporator dengan plat.
Gambar 2.11 Evaporator dengan sirip
Sumber : http://www.shenglin-tech.com/uploads/131209/2-13120914395Y51.jpg
Gambar 2.12 Evaporator pipa-pipa dengan jari-jari penguat
Sumber : http://image.made-in-china.com/4f0j00ivlaCZtjCGgd/WOT-Evaporator- Wire-Tube-Evaporator-Refrigerator-Evaporator-.jpg
Gambar 2.13 Evaporator plat
Sumber : https://tommyji.en.made-in-china.com/product/LbTJRWNyCqrX/China-Deep-Fridge-Aluminium-Plate-Roll-Bond-Evaporator-Coil.html
e. Filter
Filter merupakan komponen yang digunakan untuk menyaring kotoran-kotoran yang terbawa pada saat proses sirkulasi refrigeran. Dengan adanya filter, refrigeran yang membawa kotoran akan tersaring dan kemudian refrigeran yang telah melewati filter menjadi lebih bersih, sehingga proses sirkulasi refrigeran dapat berlangsung dengan maksimal. Selain itu jika tidak adanya filter, kotoran akan mudah masuk ke dalam pipa kapiler sehingga dapat menyebabkan pipa kapiler menjadi tersumbat yang dapat mengakibatkan sistem menjadi tidak bekerja secara optimal atau tidak bekerja sama sekali. Oleh sebab itu, filter ditempatkan sebelum pipa kapiler.
Gambar 2.14 menyajikan gambar filter yang terdapat pada mesin-mesin siklus kompresi uap yang diproduksi saat ini.
Gambar 2.14 Filter
Sumber : http://servicepelitateknik.blogspot.co.id/2017/08/komponen-komponen-ac-dan-fungsinya.html
f. Kipas
Kipas merupakan komponen yang terdiri dari motor listrik dan baling-baling. Kipas berfungsi untuk mengalirkan fluida gas atau udara. Pada sistem siklus kompresi uap, udara yang dihembuskan oleh kipas akan mempercepat proses perpindahan kalor, seperti dari kondensor menuju lingkungan, dan dari lingkungan ke evaporator. Kipas ini juga berfungsi untuk membantu membuang kalor pada kondensor sehingga temperatur kondensor akan lebih stabil dan kondensor akan terhindar dari overheat.
Pada Gambar 2.15 menyajikan gambar kipas dengan 4 sudu yang biasa terdapat pada kondensor.
Gambar 2.15 Kipas
Sumber : http://andriemultiteknik.com/2018/03/11/komponen-ac-split-pendukung.html