BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.3 Komponen-Komponen Mesin
Mesin pendingin adalah peralatan yang berfungsi untuk memindahkan kalor dari dalam ruangan ke luar ruangan atau menyerap kalor dari lingkungan bersuhu rendah kemudian dipindahkan ke lingkungan bersuhu tinggi. Mesin pembuat air aki menggunakan mesin kompresi uap merupakan sebuah sistem yang menghasilkan air aki dengan mengembunkan uap air yang ada di udara. Pada dasarnya air aki yang dihasilkan merupakan uap air di udara yang mengembun setelah didinginkan oleh evaporator. Uap air yang mengembun
karena temperatur yang rendah di evaporator kemudian berubah wujud dari uap menjadi cair. Air hasil pengembunan ini ditampung dan menjadi produk air aki. Air hasil pengembunan ini dapat dijadikan air aki karena sifat kimianya yang netral atau murni.
Jumlah uap air yang ada di udara sangat berpengaruh terhadap banyaknya air aki yang dapat dihasilkan. Semakin banyak uap air yang ada di udara, maka akan semakin banyak pula jumlah air aki yang dihasilkan. Oleh sebab itulah mesin ini membutuhkan tambahan rangkaian pencurah air untuk menghasilkan uap air yang banyak, sehingga air aki yang dihasilkan akan bertambah.
Pada mesin pembuat air aki menggunakan mesin siklus kompresi uap terdapat dua bagian utama, yaitu bagian mesin kompresi uap dan bagian pencurah air. Pada bagian mesin kompresi uap menggunakan komponen-komponen mesin kompresi uap, komponen utama dari mesin dengan siklus kompresi uap terdiri dari: kompresor, kondensor, evaporator, pipa kapiler, filter dan kipas pada kondensor. Sedangkan komponen-komponen pada bagian pencurah air antara lain adalah pompa air, rangkaian pipa PVC yang telah dilubangi dan kipas untuk menghembuskan udara melewati curahan air menuju ke evaporator, serta penampung air aki. Untuk mempercepat proses penangkapan air, dari alat pencurah air pada mesin pembuat air aki ini ditambahkan peralatan berupa kain yang dinamakan dengan jarik.
a. Kompresor
Kompresor berfungsi untuk menaikkan tekanan refrigeran dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Kompresor bekerja menghisap sekaligus mengkompresi refrigeran sehingga terjadi sirkulasi atau perputaran refrigeran yang mengalir di dalam pipa-pipa mesin pendingin. Jenis kompresor yang sering dipakai pada mesin pendingin adalah kompresor hermetik (jenis torak atau jenis rotari) yang digerakkan oleh motor listrik.
Kompresor hermetik jenis rotari dapat dilihat pada Gambar 2.1, kompresor hermetik jenis torak dapat dilihat pada Gambar 2.2, sedangkan untuk kompresor jenis hermetik jenis open type dapat dilihat pada Gambar 2.3. Motor penggerak kompresornya berada dalam satu tempat atau rumah yang tertutup, bersatu dengan kompresor. Motor penggerak langsung memutarkan poros kompresor, sehingga jumlah putaran kompresor sama dengan jumlah putaran motornya. Kompresor bekerja secara dinamis menghisap sekaligus mengkompresi refrigeran sehingga terjadi sirkulasi refrigeran mengalir dalam pipa-pipa mesin pendingin. Fase yang terjadi ketika masuk dan keluar kompresor berupa gas. Kondisi gas yang keluar kompresor berupa gas panas lanjut. Suhu gas refrigeran yang keluar dari kompresor lebih tinggi dari suhu kerja kondensor.
Gambar 2.2 Kompresor hermetik torak Gambar 2.3 Kompresor open type (Sumber):
http://komponensistemrefrigerasi.blogspot.co.id/2013/12/komponen-sistem-pendingin.html
b. Kondensor
Kondensor adalah alat yang berfungsi sebagai tempat pengembunan atau kondensasi refrigeran. Dalam kondensor berlangsung dua proses yaitu proses penurunan suhu refrigeran dari gas panas lanjut menjadi gas jenuh dan proses berikutnya dari gas panas jenuh menuju ke cair jenuh. Proses pengembunan refrigeran dari kondisi gas jenuh menuju ke cair jenuh berlangsung pada tekanan tetap dan suhu yang tetap. Saat kedua proses tersebut berlangsung, kondensor membuang kalor dalam bentuk panas ke lingkungan sekitar. Jenis kondensor yang sering dipakai dalam kapasitas kecil adalah kondensor dengan bentuk jari-jari penguat, pipa dengan plat dan pipa bersirip. Tiga jenis kondensor berdasarkan media pendinginnya, kondensor berpendinginan udara (air cooled condenser), kondensor berpendinginan air (water cooled condenser) serta kondensor berpendinginan udara dan air (evaporative condenser). Umumnya kondensor yang dipakai dalam mesin pindingin kulkas satu pintu, showcase, freezer, dan chest freezer adalah kondensor pipa dengan jari-jari penguat, sedangkan untuk kulkas dua pintu dan mesin AC menggunakan jenis pipa bersirip.
Gambar 2.4 Kondensor dengan jari-jari Gambar 2.5 Kondensor pipa penguat bersirip
c. Pipa kapiler
Menurut Stocker dan Jones (1989), pipa kapiler merupakan salah satu alat ekspansi. Alat ini mempunyai dua kegunaan, yaitu menurunkan tekanan refrigeran cair dan mengatur aliran refrigeran ke evaporator. Pipa kapiler umumnya mempunyai ukuran panjang 1 meter hingga 6 meter, dengan diameter dalam 0,5 milimeter hingga 2 milimeter. Ketika refrigeran mengalir di dalam pipa kapiler terjadi pernurunan tekanan refrigeran dikarenakan adanya gesekan dengan bagian dalam pipa kapiler. Proses penurunan tekanan refrigeran dalam pipa kapiler secara ideal berlangsung pada entalpi konstan atau tetap. Pada saat refrigeran masuk dalam pipa kapiler, refrigeran dalam fase cair penuh. Saat masuk ke dalam evaporator, refrigeran dalam fase cair dan gas. Jenis alat ekspansi lainnya yang dapat digunakan untuk menurunkan tekanan, yaitu hand valve (Gambar 2.7), AXV (automatic expansion valve ) (Gambar 2.8), TXV (thermostatic expansion valve) (Gambar 2.9). Katup ekspansi jenis AXV dan TXV biasanya digunakan pada unit mesin pendingin berkapasitas besar dan berkapasitas sedang.
Gambar 2.6 Pipa kapiler Gambar 2.7Hand valve
Gambar 2.8 Automatic expansion valve
(Sumber): http://komponensistemrefrigerasi.blogspot.co.id/2013/12/komponen-sistem-pendingin.html
Gambar 2.9 Thermostatic expansion valve
(Sumber): http://komponensistemrefrigerasi.blogspot.co.id/2013/12/komponen-sistem-pendingin.html
d. Evaporator
Evaporator merupakan tempat perubahan fase dari cair menjadi gas, atau dapat disebut juga sebagai tempat pendidihan refrigeran. Saat perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor tersebut diambil dari lingkungan evaporator yaitu berupa benda-benda yang ada di dalam evaporator mesin pendingin atau dari udara yang melewati evaporator. Hal ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah dari pada temperatur sekelilingnya, sehingga panas dapat mengalir ke refrigeran. Proses penguapan refrigeran di evaporator berlangsung dalam tekanan tetap dan suhu tetap. Berbagai jenis evaporator yang sering digunakan pada mesin pendingin adalah jenis pipa dengan sirip, jenis pipa-pipa tanpa sirip dan jenis pipa dengan permukaan plat.
Gambar 2.10 Evaporator jenis pipa dengan sirip
Gambar 2.11 Evaporator jenis pipa tanpa sirip
(Sumber): https://pic.made-in-china.com/4f0j00ivlaCZtjCGgd/WOT-Evaporator-Wire-Tube-Evaporator-Refrigerator-Evaporator-.jpg
Gambar 2.12 Evaporator jenis pipa plat
(Sumber): http://komponensistemrefrigerasi.blogspot.co.id/2013/12/komponen-sistem-pendingin.html
e. Filter
Filter adalah alat yang berguna untuk menyaring kotoran yang terbawa saat proses sirkulasi refrigeran, contoh-contoh kotoran seperti, karat pada pipa, tatal sisa proses pengerjaan pipa. 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 ada filter, kotoran akan masuk ke dalam pipa kapiler dan dapat membuat pipa kalor menjadi tersumbat dan menyebabkan sistem menjadi tidak bekerja. Oleh sebab itu filter di tempatkan sebelum pipa kapiler.
Gambar 2.13 Jenis-jenis filter
(Sumber): http://www.iceage-hvac.com/Uploads/Product/2014-11-10/54601e5ba0474.jpg
f. Kipas
Kipas ini terdiri dari motor listrik dan baling-baling. Kipas ini berfungsi untuk mengalirkan udara ke arah kondensor. Udara yang dialirkan oleh kipas akan mempercepat proses perpindahan kalor dari kondensor menuju lingkungan.
Gambar 2.14 Kipas
Komponen utama dari sistem pencurah air antara lain adalah pipa PVC, pompa air, kipas angin, kain, kotak penampungan air dan kran pipa PVC.