TINJAUAN PUSTAKA
2.2 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 b. Kondensor c. Flow Control d. Evaporator e. Refrigerant f. Fan Motor 2.2.1 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 (refrigerant).
2. Mempertinggi tekanan agar bahan pendingin (refrigerant) dapat berkondensi pada kondisi ruangan.
3. Mempertahankan tekanan yang konstan pada evaporator.
4. Untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu rendah dari evaporator dan kemudian menekan gas tesebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi lalu dialirkan kekondensor.
5. Menciptakan perbedaan antara daerah sisi tekanan tinggi dan daerah sisi tekanan rendah.
Pada kompresor motor daya kemampuan tenaga yang dihasilkan dinyatakan dalam daya kuda disebut dengan horse power (hp) dalam satuan watts. Adapun efisiensi tenaga energi yang dihasilkan kompresor, sebanding dengan kapasitas pendingin dan daya kompresor atau disebut Energy Efficienscy Ratio (EER).
Gambar 2.1 Kompresor [3] 2.2.2 Kondensor
Kondensor adalah suatu alat yang berfungsi untuk membuang udara panasdari AC referigerator pada tempratur dan tekanan tinggi, sehingga digunakanuntuk mencairkan uap / gas refrigrant dan membuang udara panas keluar. Kondensor akan merubah uap refrigeran tekanan tinggi tersebut menjadi cairan tekanan tinggi dan adanya medium pendingin pada kondensor (udara
maupun air). Jadi panas dari ruangan dan panas dari kompresor akan diserap mediumpendingin.
1. Kondensor dibagi tiga macam tergantung dari medium yang mendinginkannya:
2. Kondensor dengan pendingin udara (air cooled) 3. Kondensor dengan pendingin air (wa ter cooled)
4. Kondensor dengan pendingin campuran udara dan air (evaporative)
Kondensor dengan pendingin udara biasanya dibuat oleh pabrik agar suhu kondensasinya berkisar antara 30 - 50 °C di atas suhu udara sekitar. melepaskan panas yang diserap refrigeran di evaporator dan panas yang terjadi selama panas kompresor, yang lazimnya dirumuskan sebagai berikut:
Qc = Qo + Wt ... (2.1) Qc = Panas yang dilepaskan kondensor Qo = Panas yang diserap evaporator Wt = Panas proses kompresor
Gambar 2.2 Kondensor [3] 2.2.3 Flow Control / Katup Ekspansi
Setelah refrigerant terkondensasi di kondensor, refrigerant cair tersebut masuk ke-katup ekspansi yang mengontrol jumlah refrigeran yang masuk ke-
evaporator. Ada banyak jenis katup ekspansi salah satunya adalah pipa kapiler (capillary tube).
Pipa kapiler dibuat dari pipa tembaga dengan lubang dalam yangsangat kecil. Panjang dan lubang pipa kapiler dapat mengontrol jumlah bahan pendingin yang mengalir ke evaporator.
Pipa Kapiler gunanya untuk:
1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir didalamnya 2. Mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir melaluinya 3. Membangkitkan tekanan bahan pendingin dikondensor.
Sistem yang memakai pipa kapiler berbeda dengan yang memakai keran ekspansi atau keran pelampung. Pipa kapiler tidak dapat menahan atau menghentikan aliran bahan pendingin pada waktu kompresor sedang bekerja maupun pada saat kompresor sedang berhenti waktu kompresor dihentikan, refrigeran yang melalui pipa kapiler akan mulai menguap. Selanjutnya berlangsung proses penguapan yang sesungguhnya di evaporator. Jika refrigeran mengandung uap air, maka uap air akan membeku dan menyumbat pipa kapiler. Agar kotoran tidak menyumbat pipa kapiler, maka pada saluran masuk pipa kapiler dipasang saringan yang disebut strainer. Ukuran diameter dan panjang pipa kapiler dibuat sedemikian rupa, sehingga refrigerant cair harus menguap pada akhir evaporator. Jumlah refrigeran yang berada dalam sistem juga menentukan sejauh mana refrigeran di dalam evaporator berhenti menguap, sehingga pengisian refrigeran harus cukup agar dapat menguap sampai ujung evaporator. Bila pengisian kurang, maka akan terjadi pembekuan pada sebagian evaporator. Bila pengisian berlebih, maka ada kemungkinan refrigerant cair akan masuk ke kompresor yang akan mengakibatkan rusaknya kompresor. Jadi sistem pipa kapiler mensyaratkan suatu pengisian jumlah refrigeran yang tepat.
Gambar 2.3. Pipa Kapiler [3] 2.2.4 Evaporator
Evaporator adalah alat penyerap panas dari udara atau benda dan mendinginkan media sekitarnya. Penyerapan kalor ini menyebabkan refgeran mendidih dan berubah wujud dari cair menjadi uap (kalor/panas laten).
Panas yang dipindahkan berupa :
1. Panas sensibel (perubahan tempertaur) temperatur refrigerant yang memasuki evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai temperatur jenuh penguapan (evaporator saturation temparatur e). Setelah terjadi penguapan,temperatur uap yang meninggalkan evaporator harus jugaa dinaikkan untuk mendapatkan kondisi uap panas lanjut (super-heated vapor)
2. Panas laten (perubahan wujud)
Perpindahan panas terjadi penguapan refrigerant. Untuk terjadinya perubahan wujud, diperlukan panas laten. Dalam hal ini perubahan wujud tersebut adalah dari cair menjadi uap atau menguap (evaporasi). Refrigerant akanmenyerap 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 panasdalam 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.
Kemampuan memindahkan panas dan konstruksi evaporator (ketebalan, panjang dan sirip) akan sangat mempengaruhi kapaistas evaporator.
Gambar 2.4 Evaporator [3] 2.2.5 Refrigrant
Refrigran adalah zat pembawa kalor selama sirkulasinya dan akanmenyerap 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 refrigerant antara lain Ammonia, Metyl chloride, R-12, R-22, R-134a dan lain-lain.
Sifat-sifat yang dikehendaki dari suatu refrigerant : 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 boleh beracun dan berbau.
f. Tidak boleh mudah terbakar dan meledak. g. Mudah didapat dan harganya murah.
Table 2.1 Penamaan Refrigerant, Kode Warna Serta Rumus Kimianya Nomor Refrigerant Kodewarna
cylinder Namadanrumuskimia R – 11 Orange Triclhoromonofluoromethane CCl3F R – 12 Putih Diclhorodifluoromethane CCl2F2 R – 22 Birupucat Monochlorodifluoromethane CHClF2
R – 500 Kuning Azeotropic mixture
R – 502 Ungumuda Azeotropic mixture
R – 503 Aqua marine Azeotropic mixture
R – 504 Tan Azeotropic mixture
R – 717 Perak Ammonia NH3
Untuk setiap mesin pendingin refrigeran yang digunakan berbeda-beda tergantung kapasitas/penggunaannya, jenis kompresor dan lain-lainnya. Kadang-kadang satu tipe refrigerant cocok untuk beberapa penggunaan.
2.2.6 Fan Motor
Fan motor berfungsi untuk memutar daun kipas dan blower. Selain itu fanjuga berfungsi untuk menghembuskan udara baik udara segar atau udara yangdi kondisikan kedalam ruangan dan menghembuskan udara panas keluar.
Ada beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi kondisi ruangan, yaitu: a. suhu / temperatur
b. kelembaban udara
c. distribusi udara / kecepatan gerak udara d. kebersihan udara.