BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1.4 Komponen komponen siklus kompresi uap
Komponen utama dari mesin dengan siklus kompresi uap terdiri dari kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Komponen tambahan mesin siklus kompresi uap terdiri dari filter, thermostat, kipas dan ice pack sebagai variasi pengujian alat.
2.1.4.1 Kompresor
Kompresor adalah unit mesin pendingin yang berfungsi untuk menaikkan tekanan dan mensirkulasi refrigeran yang mengalir dalam unit mesin pendingin. Beberapa jenis kompresor seperti : sentrifugal, scroll, sekrup dan hermatik.
a. Kompresor Sentrifugal
Prinsip dari kompresor sentrifugal adalah menggunakan gaya sentrifugal untuk mendapatkan energi kinetik pada impeller sudu dan energi kinetik ini diubah menjadi tekanan potensial. Tekanan dan kecepatan uap yang rendah dari saluran sunction dihisap kedalam lubang masuk atau mata roda impeller oleh aksi dari shaft rotor, dan kemudian diarahkan dari ujung-ujung pisau ke rumah kompresor untuk diubah menjadi tekanan yang bertambah.
b. Kompresor Scroll
Prinsip kerja dari kompresor scroll adalah menggunakan dua buah scroll (pusaran). Satu scroll dipasang tetap dan salah satu scroll lainnya berputar pada orbit. Refrigeran dengan tekanan rendah dihisap dari saluran hisap oleh scroll dan dikeluarkan melalui saluran tekan yang letaknya pada pusat orbit dari scroll tersebut.
c. Kompresor Sekrup
Uap refrigeran memasuki satu ujung kompresor dan meninggalkan kompresor dari ujung yang lain. Pada posisi langkah hisap terbentuk ruang hampa sehingga
uap mengalir kedalam. Nila putaran terus berlanjut, refrigeran yang terkurung digerakan mengelilingi rumah kompresor. Pada putaran selanjutnya terjadi penangkapan kuping rotor jantan oleh lekuk rotor betina, sehingga memperkecil volume rongga dan menekan refrigeran tersebut keluar melalui saluran buang.
d. Kompresor Hermatik
Pada kontruksi kompresor hermetik bagian kompresor dan elektro motor bersatu di dalam casing. Dengan demikian untuk dapat melihat motor listriknya, maka terpaksa rumah casing harus di buka dengan cara paksa (dirusak). Gambar 2.5 merupakan contoh dari kompresor hermatik yang biasa di pakai pada mesin pendingin kulkas, freezer, showcase, maupun pada chest freezer.
Gambar 2.5 Kompresor Hermatik Sumber :
http://1.bp.blogspot.com/.36s9y8S7r2E/VVlima0f2vI/AAAAAAAAAQc/DXFiO 6aafVo/s1600/logo4.jpg
2.1.4.2 Kondensor
Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair. Jenis kondensor yang banyak 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 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. Kondensor mempunyai fungsi melepaskan panas yang diserap refrigeran di evaporator dan kerja yang diperlukan selama proses kompresi. Dilihat dari sisi media yang digunakan kondensor dapat dibedakan 2 macam yaitu :
a. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)
Air cooled condenser yaitu kondensor yang menggunakan udara sebagai media
pendingin. Air cooled codenser mempunyai dua tipe diantaranya :
1. Natural Draught Condenser
Dimana proses perpindahan kalornya dilakukan dengan aliran udara secara alami, yang disebabkan karena perbedaan massa jenis fluida/udaranya. Suhu udara yang tinggi menyebabkan udara memiliki massa jenis yang lebih rendah. Contoh jenis ini adalah kondensor yang dipakai pada mesin kulkas 1 pintu.
Gambar 2.6 Natural Draught Condenser Sumber: https://www.google.co.id/search?q=Natural+Draft+Condenser&source=ln ms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmtbvDo4PVAhWKRY8KHWcmA 8QQ_AUICigB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=evaporator+dengan+s irip&imgdii=8B68PvRE5Ytc7M:&imgrc=8q3ZRhN0cJ1JAM:
2. Force Draught Condenser
Dimana proses perpindahan kalornya dilakukan dengan aliran udara yang dipaksakan, biasanya untuk mengalirkan udara dilakukan dengan menggunakan kipas udara dan blower. Contoh jenis ini adalah kondensor yang dipakai pada mesin kulkas 2 pintu.
Gambar 2.7 Force Draught Condenser Sumber : https://www.google.co.id/search?q=Natural+Draft+Condenser&source=lnm s&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmtbvDo4PVAhWKRY8KHWcmA8QQ_A UICigB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=Force+Draught+Condenser&imgrc= HmyUxNF5hBPewM:
b. Kondensor Berpendingin Air (Water Cooled Condenser)
Water cooled condenser adalah kondensor yang menggunakan air sebagai
media pendinginnya. Menurut proses aliran yang ada pada kondensor ini terbagi menjadi dua jenis yaitu :
1. Waste Water System
Suatu sistem dimana air yang disuplai untuk membandingkan kondensor diambil dari pusat-pusat air, kemudian dialirkan melewati kondensor, setelah itu air dibuang dan tidak dipergunakan lagi.
2. Recirculating Water System
Suatu sistem dimana air yang telah mendinginkan kondensor dan meninggalkan kondensor disalurkan ke dalam cooling tower, untuk diturunkan temperaturnya pada temperatur yang dikehendaki. Air dari cooling tower dipergunakan kembali dan dikirim kembali menuju kondensor.
2.1.4.3 Evaporator
Evaporator merupakan tempat perubahan fase dari cair menjadi gas, atau dapat disebut juga sebagai tempat penguapan. Saat perubahan fase, diperlukan energi kalor. Energi kalor tersebut diambil dari lingkungan evaporator. Hal tersebut 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 siklus kompresi uap adalah jenis pipa dengan sirip, pipa-pipa dengan jari-jari penguat dan jenis plat.
Gambar 2.8 Evaporator dengan sirip Sumber: https://www.google.co.id/search?q=Natural+Draft+Condenser&source=ln ms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmtbvDo4PVAhWKRY8KHWcmA8QQ_ AUICigB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=evaporator+dengan+sirip&imgdii= 8B68PvRE5Ytc7M:&imgrc=8q3ZRhN0cJ1JAM:
Gambar 2.9 Evaporator pipa-pipa dengan jari-jari penguat
Sumber:
https://www.google.co.id/search?q=Natural+Draft+Condenser&source=ln ms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmtbvDo4PVAhWKRY8KHWcmA8QQ_ AUICigB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=Evaporator+jenis+pipa+untuk+dis
Gambar 2.10 Evaporator plat Sumber: https://www.google.co.id/search?q=Natural+Draft+Condenser&source=ln ms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjmtbvDo4PVAhWKRY8KHWcmA8QQ_ AUICigB&biw=1366&bih=662#tbm=isch&q=evaporator+kulkas+1+pintu&imgr c=tUp0VAOSugJ5jM: 2.1.4.4 Pipa Kapiler
Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan teknan refrigeran. Pipa kapiler ditempatkan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Refrigeran cairan yang mengalir melalui pipa kapiler akan mengalami pressure drop yang berarti tekanan refrigeran diturunkan sesuai dengan kebutuhan tekanan evaporator. Suhu kerja evaporator akan menyesuaikan dengan tekanan kerja evaporator. Penggunaan pipa kapiler pada mesin pendingin mempermudah kerja pada waktu start, karena dengan mempergunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja,
tekanan pada kondensor dan evaporator selalu sama. Hal ini berarti meringankan tugas kompresor pada waktu start.
Gambar 2.11 Pipa Kapiler Sumber:
http://1.bp.blogspot.com/.kRccdAf_lx8/VKYqUTGkYUI/AAAAAAAAAUg/He RwRNrm5Mw/s1600/pipa%2Bkapiler.gif
2.1.4.5 Filter
Filter adalah alat yang berguna untuk menyaring kotoran yang terbawa saat proses sirkulasi refrigeran. Dengan adanya filter, bahan pendingin yang membawa kotoran akan tersaring dan kemudian bahan pendingin yang telah melewati filter menjadi lebih bersih sehingga proses proses sirkulasi refrigeran dapat berlangsung dengan maksimal. Jika tidak ada filter, kotoran akan masuk dalam pipa kapiler dan dapat membuat pipa kapiler menjadi tersumbat dan menyebabkan sistem menjadi tidak bekerja. Oleh sebab itu filter dipasang sebelum pipa kapiler.
Gambar 2.12 Filter Sumber: http://4.bp.blogspot.com/.PITAzm8OBio/VgX8BY8KNuI/AAAAAAAAAOQ/Nc VICPl7Xk4/s1600/filter.jpg 2.1.4.6 Thermostat
Thermostart adalah alat yang mempunyai fungsi untuk mengatur batas
suhu dalam ruangan evaporator, mengatur lama kompresor berhenti dan mengatur kerja kompresor. Pada thermostart dilengkapi dengan tabung yang berisi cairan yang mudah menguap. Tabung tersebut di tempatkan pada ruangan mesin pendingin (ruang evaporator), kemudian disalurkan oleh pipa kapiler ke ruang gas.
Prinsip kerja thermostart adalah jika ruang dalam mesin pendingin mencapai titik beku (dalam evaporator sudah mencapai suhu yang ditentukan), maka cairan dalam tabung thermostart akan beku, cairan yang membeku akan menyusut, dengan terjadinya penyusutan berarti gas dari ruang gas akan mengalir ke pipa kapiler yang kosong, ruang gas akan menjadi kendur, pegas akan menekan sehingga kontak saklar akan membuka dengan demikian terputuslah hubungan listrik dari PLN. Terputusnya arus listrik maka kompresor akan berhenti bekerja
dalam waktu yang relatif lama dan apabila ruang pendingin atau evaporator suhunya naik dan tidak pada titik beku. Fluida dalam thermostart akan menjadi cair yang berarti ruang gas memberi tekanan pada saklar kontak sehingga saklar menutup dan menghubungkan kembali arus listrik dari PLN, kompresor akan bekerja kembali dan demikian berturut-turut kerja thermostart.
Gambar 2.13 Thermostart Sumber: https://www.google.co.id/search?q=thermostart&source=lnms&tbm=isch &sa=X&ved=0ahUKEwju1orJrYPVAhUOSo8KHb-_C7IQ_AUICigB&biw=1366&bih=613#tbm=isch&q=thermostat+kulkas&imgdii =SnzxXohNPqUMyM:&imgrc=oKAxdsTOgU7VVM:
2.1.4.7 Kipas
Kipas ini terdiri dari motor listrik dan baling-baling. Kipas ini berfungsi untuk mengalirkan udara melewati. Udara yang dihembuskan oleh kipas akan mempercepat proses perpindahan kalor.
Gambar 2.14 Kipas Sumber: https://www.google.co.id/search?q=thermostart&source=lnms&tbm=isch &sa=X&ved=0ahUKEwju1orJrYPVAhUOSo8KHb-_C7IQ_AUICigB&biw=1366&bih=613#tbm=isch&q=kipas+exhaust+fan&imgdi i=Ld9WX2V2hc2aOM:&imgrc=N0VfuCLVWbASmM: 2.1.4.8 Ice Pack
Ice pack adalah pengganti biang es (dry ice) atau es kering. Bentuknya
berupa jel dalam kontener yang tidak mudah pecah atau bocor. Jika biang es digunakan ia akan habis dan berubah menjadi gas karbon dioksida, sehingga
hanya dapat digunakan sekali saja. Ice pack dapat digunakan berkali-kali dengan hanya mendinginkan kembali kedalam lemari pembuat es (freezer).
Gambar 2.15 Ice Pack Sumber: https://www.google.co.id/search?q=thermostart&source=lnms&tbm=isch&sa=X &ved=0ahUKEwju1orJrYPVAhUOSo8KHb-_C7IQ_AUICigB&biw=1366&bih=613#tbm=isch&q=ice+pack&imgrc=DceXXg g7PFCv8M: