DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori .1 Freezer .1 Freezer
2.1.4 Komponen Pendukung Freezer
Selain komponen utama, freezer juga memiliki beberapa komponen pendukung lain yang berfungsi untuk membantu kerja dari mesin pendingin, yaitu : thermostate, filter, heater dan fan.
a. Thermostat
Thermostat adalah suatu alat yang mempunyai fungsi untuk mengatur batas suhu dalam ruang evaporator, mengatur lamanya kompresor berhenti dan mengatur untuk menjalankan kompresor bekerja. Pada thermostat dilengkapi dengan tabung yang berisi cairan yang mudah menguap. Tabung tersebut ditempatkan pada ruang mesin pendingin (ruang evaporator).
Prinsip kerja thermostat adalah jika ruang dalam mesin pendingin mencapai suhu tertentu (dalam evaporator sudah mencapai suhu yang ditentukan), maka cairan dalam thermostat akan menyusut, dengan terjadinya penyusutan gas dalam ruang gas mengalir ke pipa kapiler yang kosong. Ruang gas akan menjadi kendur, pegas akan menekan sehingga kontak saklar akan membuka dengan
17
demikian terputuslah hubungan listrik. Dengan terputusnya hubungan listrik maka kompresor akan berhenti bekerja dalam waktu yang relatif lama. Apabila ruang pendingin atau evaporator suhunya naik dan mencapai suhu tertentu, fluida dalam thermostat akan menjadi cair yang berarti ruang gas memberi tekanan pada saklar kontak sehingga saklar menutup dan menghubungkan kembali arus listrik. Kompresor akan bekerja kembali, demikian berturut – turut kerja thermostat.
18 b. Filter
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.
Gambar 2.13 Filter
c. Heater
Heater merupakan alat yang berfungsi untuk membantu mempercepat
pencairan bunga es pada evaporator kulkas dua pintu dengan menggunakan elemen panas. Heater bekerja secara bergantian dengan kompresor yang diatur oleh timer, setelah kontak pada timer memutuskan aliran listrik yang masuk ke kompresor dan mengalihkanya ke heater maka elemen panas akan bekerja, kemudian temperatur disekitar evaporator akan naik sampai seluruh bunga es
19
mencair, heater akan mati setelah thermostate menerima suhu yang dihasilkan oleh heater.
Gambar 2.14 Heater
d. Fan
Fan motor atau kipas angin berfungsi mengalirkan udara. Pada kulkas atau
freezer terdapat 2 fan. Fan pertama adalah fan motor evaporator, yang berfungsi
untuk mengalirkan udara dingin dari evaporator ke seluruh bagian rak (rak es, rak buah dan rak sayur). Fan kedua adalah fan motor kondensor, fan ini berada dibagian bawah kilkas atau freezer yang berdekatan dengan kondensor yang berfungsi menghisap atau mendorong udara. Pemasangan fan bertujuan agar proses perpindahan kalor dari kondensor ke udara dapat berlangsung dengan baik. Aliran udara dingi dari fan juga dipergunakan untuk mendinginkan kompresor.
20
Gambar 2.15 fan 2.1.5 Refrigeran
R134a sebagai salah satu alternatif memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan relatif stabil. Sehingga jenis refrigeran R134a yang sering digunakan untuk mesin pendingin.
21
Persyaratan refrigeran untuk unit refrigerasi adalah sebagai berikut : a. Tidak beracun
b. Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan udara, pelumas dan sebagainya
c. Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem pendingin.
d. Bila terjadi kebocoran mudah mencari gantinya.
e. Mempunyai susunan kimia yang stabil, tidak terurai setiap kali dimampatkan, diembunkan dan diuapkan.
f. Konduktivitas thermal tinggi. 2.1.6 Siklus Kompresi Uap
Gambar 2.18 menyajikas sekilas rangkaian mesin freezer, sedangkan Gambar 2.19 dan Gambar 2.20 berturut – turut menyajikan siklus kompresi uap pada diagram P-h dan diagram T-s.
22
Gambar 2.18 Diagram P-h siklus kompresi uap
Gambar 2.19 Diagram T-s siklus kompresi uap
Siklus kompresi uap pada Gambar 2.18, Gambar 2.19 dan Gambar 2.20 tersusun dari beberapa tahapan sebagai berikut : proses kompresi, proses pendinginan dengan penurunan suhu, proses kondensasi, proses pendinginan
23
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 2.19 dan Gambar 2.20. Refrigeran dalam bentuk uap panas lanjut masuk ke kompresor, kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan 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 2.19 dan Gambar 2.20. 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 2.19 dan Gambar 2.20. 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.
24 d. Proses pendinginan lanjut (2b-3)
Proses pendinginan lanjut terjadi pada tahap 2b-3 dari Gambar 2.19 dan Gambar 2.20. 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.
e. Proses penurunan tekanan (3-4)
Proses penurunan tekanan terjadi pada tahap 3-4 dari Gambar 2.19 dan Gambar 2.20. Dalam fasa cair refrigeran mengalir menuju ke komponen pipa kapiler dan mengalami proses penurunan tekanan dan penurunan suhu. Sehingga suhu refrigeran lebih rendah dari temperatur lingkungan. Pada tahap ini fasa refrigeran berubah dari fase cair menjadi fase campuran : cair dan gas.
f. Proses evaporasi (4-4a)
Proses evaporasi terjadi pada tahap 4-4a dari Gambar 2.19 dan Gambar 2.20. Refrigeran dalam fasa campuran cair dan gas mengalir ke evaporator dan kemudian menerima kalor dari lingkungan yang akan didinginkan sehingga fasa dari refrigeran berubah seluruhnya menjadi gas jenuh. Proses berlangsung pada tekanan yang tetap, demikian juga berlangsung pada suhu yang tetap.
g. Proses pemanasan lanjut (4a-1)
Proses pemanasan lanjut terjadi pada tahap 4a-1 dari Gambar 2.19 dan Gambar 2.20. Pada saat refrigeran meninggalkan evaporatorrefrigeran kemudian