KOMPRESSOR MENJADI UDARA INSTRUMENT 4.1Refrigrasi
4.2 Sistem Kerja Mesin Pendingin
4.2.1 Kompresor unit
Kompresor terdiri dari motor penggerak dan kompresor. Kompresor bertugas untuk menghisap dan menekan refrigran sehingga refrigran beredar dalam unit mesin pendingin,sedangkan motor penggerak bertugas memutar kompresor tersebut. Ditinjau dari cara penggeraknya kompresor unit dibagi atas 3 bagian yaitu:
1. Jenis unit vterbuka
Disini kompresor dan motor penggerak masing – masing berdiri sendiri untuk memutarkan kompresor dipergunakan ban (belt) motor penggeraknya biasanya adalah motor listrik atau diesel.
2. Semi hermatic unit ( unit semi hermatik )
Disini kompresor dan motor listrik juga berdiri sendiri, tetapi dihubungkan sehingga seolah – olah menjadi satu buah. Untuk memutar kompresor, poros motor listrik dihubungkan dengan poros kompresornya langsung. 3. Hermatic unit (unit hermatik)
Disini kompresor dan motor listrik benar – benar menjadi satu unit yang tertutup rapat. Kelemahannya jika terjadi kerusakan pada kompresor atau motor listrik sulit untuk diperbaiki. Keuntungannya ialah bahwa bentuknya dapat menjadi lebih kecil,tidak banyak memakan tempat,harganya relatif murah,cocok sekali unit kompresor pada domistik refrigrator. Disini perpindahan daya dari motor listrik ke kompresor dapat menjadi lebih sempurna.
Fungsi dan prinsip unit kompresor jenis 1,2, dan 3 adalah sama yaitu untuk mengedarkan refrigran dalam unit mesin pendingin agar dapat berlangsung proses pendinginan. Untuk dasar pengertian kerja kompresor perhatikan Gambar 4.1 dibawah ini:
Gambar 4.1. Kompresor Menghisap Uap Refrigran
Selama langkah masu, katup inlet membuka untuk membiarkan uap mengalir dari evaporator ke dalam silinder.
Untuk memahami cara kerja sistem pendingin perhatikan gambar 4.2. jika motor penggerak berputar maka akan memutar kompresornya. Dengan berputarnya kompresor maka refrigran (yang dalam ujud gas) akan naiksuhu maupun tekanannya. Hal ini disebabkan melekul – melekul dari refrigran bergerak lebih cepat dan saling bertabrakan akibat adanya kompresi.
Temperatur dari gas refrigran akan merambat pada pipa – pipa kondensor dan media pendinginan. Pada bagian kondensor ini di usahakan adanya media pendinginan yang baik, sebab dengan adanya pendinginan yang baik pada bagian kondensor ini akan membantu memperlancar terjadinya proeses kondensasi (uap panas dari refrigran berubah menjadi cairan, mengembun).
Penempatan kondensor harus pada tempat yang cukup luas,agar aliran udara tidak terhalang. Untuk lebih memperlancar sirkulasi udara dipasang kipas angin pada kondensornya. Pada kondensor dengan pendingin air, kondensor direndam dalam air,airnya diedarkan dengan pompa. Temperatur dan tekanan gas refrigran akan naik terus menerus sampai keseimbangan dicapai. Setelah terjadi proses kondensi (pengembunan) gas refrigran, sebagai cairan disimpan dalam receiver, sebagian cairan refrigran mengalir menerusi saluran cairan tekanan tinggi menuju refrigran control setelah melewati drier strainer (saringan).
Kondensor bayak dipergunakan pada unit dengan freon sebagai refrigran berkapasitas relatif kecil, misalnya pada penyegar udara jenis paket,pendingin air dan sebagiannya. Pada Gambar 4.3 digambarkan kondensor dengan koil pipa pendingin didalam tabung yang dipasang pada posisi vertikal. Koil pipa pendingin tersebut biasanya terbuat dari tembaga,tanpa sirip atau dengan sirip(aerofin tube).
Pada kondensor, air mengalir didalam koil pipa pendingn. Endapan dan kerak yang terbentuk didalam pipa harus dibersihkan dengan mempergunakan zat kimia.
Gambar 4.3. Kondensor 4.2.2 Saringan
Biasanya saringan terdiri atas cilica gel dan screen. Silica gel berfungsi menyerap kotoran,dan air. Sedengkan screen yang terdiri dari kawat kasa yang halus gunanya untuk menyaring kotoran dalam sistem seperti potongan timah,karat dan lainnya. Jadi didalam sistem harus tidak ikut mengalir air, asam serbuk,atau kotoran.
Pada kompresor hermatik, apabila motornya terbakar saringan harus diganti yang baru. Apabila kotoran – kotoran akibat kawat yang terbakar tersebut melewati pipa kapiler atau keran ekspansi, akan menyebabkan saluran buntu. Apabila pipa kapiler/keran ekspansi buntu maka tidak akan terjadi proses pendinginan.
Waktu menyambung saringan dengan pipa kapiler/keran ekspansi, bagian saringan yang disambung dengan refrigran control letaknya sebaiknya lebih
rendah dibandingkan dengan bagian saringan yang disambung dengan kondensor agar hanya refrigerator cair saja yang mengalir masuk ke pengontrolan refrigran 4.2.3 Pipa kapiler
Pipa kapiler gunanya untuk menurunkan tekanan dan mengatur jumlah cairan refrigran yang mengalir. Diameter dan pipa kapiler tergantung dari kapasitas mesin pendinginnya. Pada umumnya pengontrolan refrigran pada domestik refrigrator adalah pipa kapiler. Penggunaan pipa kapiler pada mesin pendingin akan mempermudah pada waktu strat karena dengan mempergunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja tekanan pada kondensor dan evaporator cenderung sama. Hal mini berarti meringankan tugas kompresor pada waktu start. 4.2.4 Katup Expansi
Katup Ekspansi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4 berfungsi untuk mengekspansikan secara adiabatik cairan refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah. Ada bermacam-macam jenis katup ekspansi, antara lain:
1. Automatic Expantion Valve 2. Thermostatic Expantion Valve 3. Katup Apung Sisi Tekanan Tinggi 4. Katup Apung Sisi Tekanan Rendah 5. Manual Expantion Valve
6. Pipa Kapiler
7. Thermoelectric Expantion Valve 8. Electronic Expantion Valve
Dari banyak jenis katup ekspansi tersebut yang paling banyak digunakan untuk sistem pendingin komersial adalah pipa kapiler karena beban yang didinginkan relatif konstan dan mempunyai harga yang relatif murah.
Gambar 4.4 Katup Expansi 4.2.5 Evaporator
Evaporator seperti ditunjukkan pada gambar 4.5 berfungsi sebagai alat penyerap kalor dari lingkungan ke refrigerant sehingga refrigerant akan mengalami perubahan fasa dari cair menjadi uap. Berdasarkan bentuk dan permukaan koilnya, evaporator dibagi menjadi 3 macam, yaitu :
1. Evaporator Pipa Telanjang ( Bare Tube Evaporator ). 2. Evaporator Pelat ( Plate Surface Evaporator ).
3. Evaporator Bersirip ( Finned Evaporator ).
Dalam proses pendinginan, pada umumnya temperatur permukaan bidang evaporator lebih rendah daripada titik embun dari udara masuk. Apabila udara ruangan menyentuh permukaan koil pendingin, uap air dalam udara akan
mengembun sehingga koil menjadi basah. Pada umumnya temperatur bola kering (Tdb) udara keluar evaporator adalah 15OC – 17OC dan temperatur bola basah (Twb) 13OC – 15OC untuk evaporator dengan penguapan 2OC – 7OC, kecepatan udara sekitar 2 m/s sebagai kondisi standard an menggunakan koil dengan 3 atau 4 baris.
Gambar 4.5. Evaporator 4.3 Refrigran.
Refrigeran merupakan suatu media pendingin yang dapat berfungsi untuk menyerap kalor dari lingkungan atau untuk melepaskan kalor ke lingkungan. Sifat-sifat fisik termodinamika refrigerant yang digunakan dalam sistem refrigerasi perlu diperhaatikan agar sistem dapat bekerja dengan aman dan ekonomis, adapun sifat refrigerant yang baik adalah :
1. Tekanan penguapannya harus cukup tinggi, untuk menghindari kemungkinan terjadinya vakum pada evaporator dan turunya efisiensi volumetrik karena naiknya perbandingan kompresi.
2. Tekanan pengembunan yang rendah sehingga perbandingan kompresinya rendah dan penurunan prestasi kompresor dapat dihindari.
3. Kalor laten penguapan harus tinggi agar panas yang diserap oleh evaporator lebih besar jumlahnya, sehingga untuk kapasitas yang sama, jumlah refrigerant yang dibutuhkan semakin sedikit.
4. Koefisien prestasi harus tinggi, ini merupakan parameter yang penting untuk menentukan biaya operasi.
5. Konduktifitas thermal yang tinggi untuk menentukan karakteristik perpindahan panas.
6. Viskositas yang rendah dalam fasa cair atau gas. Dengan turunnya tahanan aliran refrigerant dalam pipa kerugian tekanannya akan berkurang.
7. Konstata dielektrik yang kecil, tahanan listrik yang besar serta tidak menyebabkan korosi pada material isolasi listrik.
8. Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang digunakan sehingga tidak menyebabkan korosi.
9. Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau.
10.Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan meledak.
11.Dapat bercampur dengan minyak pelumas tetapi tidak merusak dan mempengaruhinya.
12.Harganya murah dan mudah dideteksi jika terjadi kebocoran.