DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Komponen Sistem Pendingin Ruangan
Sistem pendingin terdiri dari beberapa komponen yang masing-masing dihubungkan dengan menggunakan pipa-pipa tembaga atau selang pada akhirnya merupakan sebuah sistem yang bekerja secara serempak (simultan).
Komponen-komponen sistem pendingin yang digunakan adalah sebagai berikut :
a. Kompresor
Kompresor merupakan jantung dari sistem pendingin ruangan dan refrigerasi.
Sebagaimana jantung pada tubuh manusia yang memompa darah keseluruh tubuh.
Kompresor menekan bahan pendingin ke semua bagian dari sistem. Pada sistem pendingin, kompresor bekerja membuat perbedaan tekanan, sehingga bahan pendingin dapat mengalir dari satu bagian ke bagian lain dari sistem. Karena adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah, maka bahan pendingin cair dapat mengalir melalui alat pengatur bahan pendingin (pipa kapiler) ke evaporator. Adapun fungsi dari kompresor adalah :
1. Mensirkulasi bahan pendingin (refrigeran).
2. Mempertinggi tekanan agar bahan pendingin (refrigeran) dapat berkondensasi pada kondisi ruangan.
3. Mempertahankan tekanan yang konstan pada evaporator.
4. Untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu rendah dari evaporator kemudian menekan gas tesebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi lalu dialirkan ke kondensor.
5. Menciptakan perbedaan antara daerah sisi tekanan tinggi dan daerah sisi tekanan rendah.
Pada kompresor kemampuan yang dihasilkan dinyatakan dalam daya kuda disebut dengan horse power (HP). Adapun efisiensi energi yang dihasilkan kompresor, sebanding dengan kapasitas pendingin dan daya kompresor atau disebut Energi Efficienscy Ratio (EER). Gambar 2.2 menyajikan salah satu jenis kompresor yang dapat dipergunakan dengan penggerak mula motor bakar.
Gambar 2.2 Kompresor
(Sumber : https://http://doktermobil.com/cara-memeriksa-kompresor-ac-mobil/)
b. Kondensor
Kondensor sebagai alat penukar kalor yang berfungsi memindahkan kalor dari refrigeran ke udara lingkungan dengan bantuan ekstra fan. Kontruksi kondensor sama dengan kontruksi radiator, terdiri dari susunan pipa persegi dan sirip – sirip yang berfungsi untuk memperbesar laju perpindahan kalor.
Kondensor dibagi tiga macam tergantung dari medium yang mendinginkannya:
1. Kondensor dengan pendingin udara (air cooled) 2. Kondensor dengan pendingin air (water cooled)
3. Kondensor dengan pendingin campuran udara dan air (evaporative).
Kondensor dengan pendingin udara biasanya dibuat oleh pabrik agar suhu kondensasinya berkisar antara 45-60°C di atas suhu udara sekitar. Gambar 2.3 menyajikan contoh dari gambar kondensor.
Gambar 2.3 Kondensor
(Sumber : https://www.blibli.com/p/kr-sirip-halus-kondensor-ac-2-in-1)
c. Katup Ekspansi
Katup ekspansi berfungsi untuk menurunkan tekanan dan temperatur refrigeran, sehingga timbul efek dingin pada evaporator. Ada 2 jenis katup ekspansi yang biasa digunakan dalam sistem AC mobil, yaitu katup ekspansi jenis termostatik dan katup ekspansi jenis pipa orifice. Gambar 2.4 menyajikan contoh dari gambar katup ekspansi jenis pipa orifice yang digunakan pada penelitian ini.
Gambar 2.4 Katup Ekspansi Jenis Pipa Orifice
(Sumber :https://acmobilbagussurabaya.files.wordpress.com/2017/01/expansion- valve-ac-mobil-kapiler.jpg?w=640)
b. Evaporator
Evaporator adalah alat penyerap panas dari udara atau benda dan mendinginkan media sekitarnya. Penyerapan kalor ini menyebabkan refrigeran mendidih dan berubah wujud dari cair menjadi uap (kalor/panas laten). Panas yang dipindahkan berupa :
1. Panas sensibel (perubahan temperatur) temperatur refrigeran yang memasuki evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai temperatur jenuh penguapan (evaporator saturation temparature). Setelah terjadi penguapan, temperatur uap yang meninggalkan evaporator harus juga dinaikkan untuk mendapatkan kondisi uap panas lanjut (super-heated vapor).
2. Panas laten (perubahan wujud) Perpindahan panas terjadi penguapan refrigeran.
Untuk terjadinya perubahan wujud, diperlukan panas laten. Dalam hal ini perubahan wujud tersebut adalah dari cair menjadi uap atau menguap (evaporasi). Refrigeran akan menyerap panas dari ruang sekelilingnya. Adanya
proses perpindahan panas pada evaporator dapat menyebabkan perubahan wujud dari cair menjadi uap.
Kapasitas evaporator adalah kemampuan evaporator untuk menyerap panas dalam periode waktu tertentu dan sangat ditentukan oleh perbedaan temperatur evaporator (evaporator temperature difference). Perbedaan tempertur evaporator adalah perbedaan antara temperatur jenis evaporator (evaporator saturation temperature) dengan temperatur substansi/ benda yang didinginkan. Gambar 2.5 menyajikan contoh dari gambar evaporator.
Gambar 2.5 Evaporator (Sumber :https:sh-venttech.com) c. Refrigeran
Refrigeran adalah zat pembawa kalor selama sirkulasinya dan akan menyerap kalor pada tekanan dan suhu yang rendah pada evaporator dan kemudian dimanfaatkan oleh kompresor menjadi tekanan dan suhu tinggi untuk selanjutnya melalui kondensor akan dibuang panasnya dan tekanannya diturunkan. Banyak zat yang digunakan sebagai refrigeran antara lain Ammonia, Metyl chloride, R600, R32,
R410, R-134a dan lain-lain. Pemilihan refrigeran untuk saat ini berdasarkan sifat yang ramah terhadap lingkungan, tidak merusak lapisan ozon, umur hidupnya di udara pendek dan tidak menyebabkan pemanasan global. Gambar 2.6 menyajikan contoh dari gambar tabung berisi refrigeran.
Gambar 2.6 Tabung Berisi Refrigeran
(Sumber :https://rotarybintaro.co.id/product/freon-r134-klea-tabung-murni/) Sifat-sifat yang dikehendaki dari suatu refrigeran :
a. Kalor laten penguapan harus tinggi.
b. Tekanan pengembunannya rendah, sebab refrigeran dengan tekanan kondensasi tinggi memerlukan kompresor yang besar.
c. Tekanan penguapannya lebih tinggi dari tekanan atmosfir, sehingga bila terjadi kebocoran udara luar tidak dapat masuk ke dalam sistem.
d. Stabil, tidak bereaksi dengan material yang digunakan, tidak korosif.
e. Tidak beracun dan berbau.
f. Tidak mudah terbakar dan meledak.
g. Mudah didapat dan harganya murah.
Komponen tambahan pada mesin AC ruangan bertenaga motor bakar meliputi baterai, extra fan, filter receiver dryer, kabel penghubung dan kopling magnet.
a. Baterai
Baterai pada AC ruangan bertenaga motor bakar berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Baterai sendiri dalam sistem kelistrikan khususnya kelistrikan AC berfungsi sebagai pensuplai energi listrik pada saat sistem AC beroperasi yang berupa kipas pada kondensor dan evaporator. Gambar 2.7 menyajikan contoh dari gambar baterai ACCU.
Gambar 2.7 Baterai ACCU
(Sumber :https://www.blibli.com/jual/accu-gs-ns70)
b. Filter Receiver Dryer
Fungsi dari filter receiver dryer adalah untuk menyaring refrigeran dari kotoran yang dapat menghambat sirkulasi refrigeran pada mesin siklus kompresi uap dengan penggerak mula motor bakar. Komponen pada filter receiver dryer yang bertugas untuk menyaring kotoran adalah filter. Selain terdapat filter, filter receiver dryer juga terdapat desicant. Desicant inilah yang berguna untuk memisahkan uap air dari refrigeran. Uap air harus dihilangkan dari refrigeran karena nantinya dapat membeku dan mengambat sirkulasi refrigeran, sehingga AC ruangan dengan
penggerak mula motor bakar tidak dingin. Gambar 2.8 menyajikan contoh dari gambar filter receiver dryer. Filter receiver dryer ditempatkan sebelah katup ekspansi, agar ketika masuk ke katup ekspansi kondisi refrigeran sudah benar-benar bersih.
Gambar 2.8 Filter Receiver Dryer
(Sumber :https://www.bisaotomotif.com/2015/11/fungsi-dan-kontruksi-receiver-dryer-.html)
c. Kabel Penghubung
Kabel pada rangkaian sistem AC ruangan dengan penggerak mula motor bakar berfungsi untuk menghubungkan komponen kelistrikan AC dengan sumber daya dan komponen yang lainnya. Gambar 2.9 menyajikan contoh dari gambar kabel penghubung.
Gambar 2.9 Kabel Penghubung
(Sumber :https://otomania.gridoto.com/read/241183070)
d. Kopling Magnet
Kopling mangnet ini berfungsi untuk memutus dan menghubungkan poros kompresor dengan poros penggeraknya. Pada saat mesin AC ruangan dengan penggerak mula motor bakar bekerja, pully berputar karena terhubung oleh motor bakar dengan belt yang terhubung. Pada saat ini kompresor belum bekerja. Ketika AC dihidupkan, ACCU memberikan arus listrik ke koil stator sehingga timbul medan elektromagnet yang akan menarik pressure plate dan menekan permukaan pully. Hal ini mengakibatkan pressure plate berputar mengikuti putaran pully sehingga kompresor akan berputar. Kopling magnet memiliki tiga bagian utama sebagai berikut :
a. Stator
Stator merupakan gulungan magnet yang terpasang pada rumah kompresor.
b. Rotor
Rotor merupakan bagian yang berputar yang terhubung dengan poros mesin melalui belt. Diantara permukaan bagian dalam dari rotor dan front housing dari kompresor terpasang bantalan. Gambar 2.10 menyajikan contoh dari gambar kopling magnet.
Gambar 2.10 Kopling Magnet
(Sumber :https://www.bisaotomotif.com/2015/10/cara-kerja-kopling-magnet-pada.html)