BAB 2 DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.2 Siklus Kompresi Uap
2.1.2.4 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 kipas, dan filter dryer
a. Kompresor
Kompresor adalah unit mesin pendingin siklus kompresi uap yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan dan mensirkulasikan refrigeran pada fase uap yang mengalir dalam unit mesin pendingin. Dari cara kerja mensirkulasikan refrigeran, kompresor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yaitu : (1) Kompresor Open Unit (2) Komponen Sentrifugal (3) Kompresor Scroll (4) Kompresor Sekrup (5) Kompresor Semi Hermetik (6) Kompresor Hermetik
1. Kompresor Open Unit (open type compresor)
Pada jenis kompresor ini letak kompresor terpisah dari tenaga penggeraknya. Masing-masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah. Tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik, turbin ataupun engine. Karena antara penggerak eksternal dengan bagian pengkompresinya tidak satu rumah (tidak bersatu), sehingga diperlukan belt (flexible coupling) sebagai penyambung penggerak ke kompresor shaft. Kompresor ini perlu menggunakan seal untuk
mencegah kebocoran yang sering terjadi pada poros yang keluar dari houing kompresor jika tekanan didalam crankcase lebih rendah dibandingkan tekanan atmosfer. Pendingin motor menggunakan udara luar sehingga perlu adanya ventilasi untuk membuang kalor dari motor. Kompresor ini memiliki keuntungan bila salah satu komponen mengalami kerusakan, maka bisa diganti tanpa membongkar sistemnya.
Gambar 2.5 Kompresor open type (Sumber : https://www.gea.com)
2. 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.
Gambar 2.6 Kompresor sentrifugal
(Sumber : https://semestapikiranku.wordpress.com)
3. 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.
Gambar 2.7 Kompresor scroll
4. 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. Nilai 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.
Gambar 2.8 Kompresor sekrup
(Sumber : http://screwcompressor.blogspot.com)
5. Kompresor Semi Hermetik
Pada kontruksi semi hermetik bagian poros engkol dari kompresor menjadi satu dengan motor listrik, sehingga beberapa kerugian mekanis dapat dieliminasi. Dengan demikian penggunaan seal pencegah kebocoran refrigeran pada kompresor cenderung berkurang, namun harus diperhatikan agar dipergunakan isolator listrik pada motor listrik sebai baiknya, dan juga harus menggunakan refrigeran yang mempunyai sifat sebagai isolator. Pada kompresor semi-hermentik bagian-bagian penutup dan penyambungannya masih dapat dibuka.
Gambar 2.9 Kompresor semi hermetik (Sumber : https://www.indotrading.com)
6. Kompresor Hermetik
Pada dasarnya, kompresor hermetik hampir sama dengan semi-hermetik, perbedaannya hanya terletak pada cara penyambungan rumah (baja) kompresor dengan stator motor penggeraknya. Pada kompresor hermetik dipergunakan sambungan las sehingga rapat udara. Pada kompresor semi-hermetik dengan rumah terbuat dari besi tuang, bagian-bagian penutup dan penyambungnya masih dapat dibuka. Sebaliknya dengan kompresor hermetik, rumah kompresor dibuat dari baja dengan pengerjaan las, sehingga baik kompresor maupun motor listriknya tak dapat diperiksa tanpa memotong rumah kompresor.
b. Kondensor
Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas refrigeran 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. Agar proses perubahan wujud yang diinginkan dapat terjadi, maka kalor atau panas yang ada dalam gas refrigeran yang bertekanan tinggi harus dibuang keluar dari sistem. Kondensor mempunyai fungsi untuk melepaskan panas yang diserap refrigeran di evaporator dan kerja kompresor selama proses kompresi. Dilihat dari sisi media yang digunakan kondensor dapat dibedakan 2 macam yaitu :
1. Kondensor Berpendingin Udara (Air Cooled Condenser)
Air cooled condenser adalah kondensor yang menggunakan udara sebagai
media pendingin. Air cooled condenser mempunyai dua tipe yaitu : (1) Natural
Draught Condenser (2) Force draught condenser.
a. Natural Draught Condenser
Pada tipe ini proses perpindahan kalornya berlangsung secara konveksi bebas atau konveksi alami. Aliran udara berlangsung karenanya adanya beda massa jenis. Pada proses ini ada peralatan tambahan yang dipergunakan untuk menggerakan aliran udara. Kondensor jenis ini dapat ditemui pada kondensor kulkas satu pintu, show case, chest freezer maupun frezeer.
Gambar 2.11 Natural draught condensor (Sumber : https://tommyji.com)
b. Force Draught Condenser
Pada tipe ini proses perpindahan kalornya berlangsung secara konveksi paksa. Aliran udara berlangsung karena adanya kipas udara atau blower. Jenis ini ditemui pada mesin kulkas dua pintu maupun pada mesin AC.
Gambar 2.12 Force draught condenser
(Sumber : https://lmr.com/item/LRS-19712E/Mustang-AC-Condenser)
2. 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 :
kondensor, diambil dari pusat-pusat air kemudian dialirkan melewati kondensor setelah itu air dibuang keluar dan tidak dipergunakan lagi.
b. Recirculating Water System
Suatu sistem dimana air yang dipergunakan untuk mendinginkan kondensor dan telah meninggalkan kondensor disalurkan ke dalam cooling tower, untuk diturunkan temperaturnya sesuai pada temperatur yang dikehendaki. Selanjutnya air dipergunakan lagi dan dialirkan kembali ke kondensor.
c. 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 sekitar 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 2.13 Evaporator jenis pipa dengan sirip
Gambar 2.14 Evaporator jenis pipa dengan jari-jari penguat (Sumber : https://encrypted-tbn0.gstatic.com)
Gambar 2.15 Evaporator jenis plat (Sumber : http://www.chinacooling.cn)
d. Pipa kapiler
Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan serta suhu refrigeran pada siklus kompresi uap yang ditempatkan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Penggunaan pipa kapiler pada mesin siklus kompresi uap mempermudah kerja kompresor pada waktu start, karena tekanan kondensor dan evaporator sama.
Gambar 2.16 Pipa kapiler
(Sumber : https://docplayer.info/66691657-Chest-freezer-dengan-daya-kompresor-1- 5-pk-dan-panjang-pipa-kapiler-150-cm-skripsi.html)
e. Kipas
Kipas tersusun atas motor listrik dan baling-baling atau sudu-sudu. Kipas ini berfungsi untuk mengalirkan udara melewati kondensor. Udara yang dihembuskan oleh kipas akan mempercepat proses perpindahan kalor.
Gambar 2.17 Kipas
(Sumber : https://tornadofan.co.id/products/tornado-industrial-floor-fan)
f. Filter Dryer
Filter Dryer merupakan tabung penyimpan refrigeran cair yang
didalamnya terdapat fiber dan desiccant (bahan pengering) yang berfungsi untuk menyaring benda-benda asing dan uap air dari sirkulasi refrigeran. Filter dryer pada pemasanganya diletakan setelah kondensor.
Gambar 2.18 Filter dryer
(Sumber : https://www.smartclima.com/copper-filter-dryer.htm)