5.2.1 Penyebab unjuk kerja (COP) mesin kendingin menjadi lebih rendah Nilai unjuk kerja (COP) mesin pendingin yang menggunakan refrigeran
5.2.1.2 Refrigeran bercampur atau terkontaminasi dengan udara
Udara adalah sesuatu yang tidak diinginkan pada sistem AC, karena udara sangat sulit/tidak bisa dikondensasikan. udara tidak dapat berubah wujud dari gas menjadi cair melalui tekanan yang dibangkitkan oleh kompresor AC, jika terdapat
93 udara pada refrigeran, maka volume refrigeran yang diisikan pada sistem AC juga tidak seperti yang diharapkan, akibatnya unjuk kerja AC akan menurun. Udara yang beredar pada sistem AC juga menyebabkan freeze-up (pembekuan) pada evaporator, kejadian tersebut dapat menyebabkan pendinginan ruangan kadang-kadang terasa dingin dan kadang-kadang-kadang-kadang tidak, suara yang timbulkan oleh kompressor semakin berisik, bahkan kalau dibiarkan hal tersebut dapat merusak kompressor.
Udara dapat masuk pada sistem AC melalui berbagai cara, misalnya saat sistem AC dibuka waktu service lakukan, meskipun sistem AC divakum sebelum pengisian refrigeran, akan tetapi udara tetap beredar dalam instalasi sistem AC karena adanya udara yang dikandung oleh refrigeran yang terkontaminasi. Udara dapat juga masuk ke instalasi sistem AC melalui kebocoran, bahkan ketika sistem berisi refrigeran dan jika tekanan berada di bawah 0, udara dan uap lembab akan tetap berada dalam intalasi sistem AC. Komponen dryer atau filter hanya akan menyerap kelembaban udara tapi tidak akan mengurangi volume udara yang terkandung dalam refrigeran, tidak ada cara untuk mencegah kekosongan ruang yang ditempati udara bila refrigeran terkontaminasi udara. Udara juga sering masuk ke instalasi sistem AC ketika melakukan penambahan refrigeran, jika tangki alat recovery-charging AC terkontaminasi udara, maka udara akan masuk ke sistem AC bersama-sama dengan refrigeran.
Sebagian alat recovery-charging AC didisain ke secara otomatis agar dapat memisahkan udara dari tangki, dan sebagian alat yang lain harus diakukan secara manual, sekali sehari direkomendasikan untuk membuang kandungan udara
94 yang ada dalam tangki alat recovery-charging AC, agar kemurnian refrigeran dapat dijaga, kadang-kadang teknisi melakukan pekerjaan itu dengan teliti, akan tetapi peralatan yang sudah tua tidak secara otomatis membersihkan udara dari tangki dengan akurat, akibatnya pencemaran refrigeran oleh udara menjadi masalah yang sudah umum terjadi.
Untuk memeriksa kemungkinan refrigeran terkontaminasi oleh udara, teknisi di tempat penjual refrigeran harus mencatat tekanan pada tangki penyimpan/penampung, jika melebihi tekanan maksimum yang dizinkan sesuai dengan suhu lingkungan, maka berkemungkinan terdapat udara dalam tangki penampung, oleh sebab itu tangki perlu divakum sebelum dimasukan refrigeran. Masalah yang paling sulit adalah mendiagnosa refrigeran terkontaminasi oleh udara, sebagian alat deteksi/identifikasi dapat mengetahui prosentase kontaminasi udara pada refrigeran, sedangkan alat yang lain tidak bisa medeteksinya, hanya akibat dari refrigeran yang tercampur udara dapat didiagnosa setelah AC bekerja, yaitu adanya freeze-up pada sistem AC dan suara kompressor yang lebih berisik.
AC yang bekerja dengan normal dan refrigeran yang tidak terkontaminasi udara akan dapat menurunkan suhu 25 sampai 30 derajat C lebih dingin dari suhu udara luar dan juga dapat menurunkan kelembaban udara menjadi tingkat kelembaban yang lebih nyaman. Sebagai contoh; bagaimana kontaminasi udara dapat menyebabkan kesalahan diagnosa pada mobil Cadillac tahun 1994-1995. Pada kendaraan ini ditemukan kode kesalahan A047 hal itu menandakan refrigeran pada sistem AC mobil ini kurang, waktu memeriksa tekanan dengan manometer terlihat semua dalam keadaan normal.
95 Mengosongkan dan memvakum serta mengisi kembali refrigeran pada kendaraan tersebut akan dapat memecahkan masalah untuk sementara waktu, tetapi apabila beberapa hari kemudian kendaraan kembali lagi dengan masalah yang sama, berarti tangki alat recovery-charging AC anda terkontaminasi oleh udara. Hanya ada satu jalan untuk mengatasi hal tersebut yaitu dengan memastikan kemurnian refrigeran yang diisikan pada sistem AC Cadillac itu.
5.2.1.3 Terjadinya multi kontaminasi refrigeran
Kontaminasi silang atau multi kontaminasi yang sering terjadi akhir-akhir ini disebabkan berbagai alasan, salah satunya adalah para penjual yang dahulunya hanya menyediakan satu jenis refrigeran, saat ini juga memasarkan jenis refrigeran yang lain, sebagai contoh bahwa R-12 dipakai pada kendaraan yang lebih tua dan R-134a untuk kendaraan yang baru. Pengganti R-12 telah berkembang pesat, saat ini sekurangnya terdapat enam jenis refrigeran yang beredar di pasaran seperti Freeze 12, FRIGC, Free Zone, Hot Shot, McCool Chill-It GHG-X4 and R-406A dan berjuta-juta kg bahan ini telah terjual kepada konsumen.
Mahalnya harga R-12 telah menyebabkan berkembang biaknya refrigeran alternatif, tetapi harga yang tinggi dari R-12 juga telah mendorong orang menyelundupkannya, meskipun sebagian mereka telah ditangkap dan penegakan hukum terus dilaksanakan, akan tetapi masih ada orang yang mencari keuntungan dengan jalan pintas melalui cara mendaur ulang R-12 dengan refrigeran murah lainnya seperti R-22. Mahalnya harga R-12 juga telah telah menyebabkan
96 sebagian orang menggunakan refrigeran yang mudah terbakar secara tidak sah. sebagai konsekuensinya banyak dan semakin banyak "barang rombengan" yang dimasukan ke dalam sistem AC, hal ini tidak saja menyebabkan masalah untuk pengendara mobil tetapi membawa petaka bagi orang yang menggukan alat recovery-charging AC, seperti halnya virus yang akan menular dari satu kendaraan ke kendaraan yang lain.
Karakter pendinginan R-134a hampir sama dengan R-12, tidak beracun dan tidak dapat menyala serta tidak merusak ozon-berwawasan lingkungan. Guna mengurangi resiko kontaminasi silang diantara dua zat pendingin ini, EPA menyarankan bahwa diperlukan perbedaan service valve untuk R-134a dan juga label yang berbeda dari R-12 agar para teknisi segera dapat mengenali jenis zat pendingin yang digunakan pada kendaraan. Demikian juga service valve yang berbeda dibuatkan untuk jenis zat pendingin yang lain, akan tetapi dengan semakin banyaknya kendaraan yang memakai R-134a yang sudah berada diluar garansi maka timbul persoalan terkontaminasinya zat pendingin tersebut.
5.2.1.4 Refrigeran alternatif
Dengan meningkatnya harga R-134a, maka refrigeran alternatif juga menjadi banyak dan kontaminasi silang semakin lebih sering terjadi. Agar menjadi pengganti alternatif yang sah dari R-12, refrigeran harus mendapat ijin dari EPA (Environment Protection Agency), dilakukan penetapan kriteria refrigeran yaitu tidak merusak lingkungan, tidak mudah terbakar, tidak merusak lapisan ozon dan lain-lain.
97 Meskipun kriteria tersebut telah sesuai dengan yang ditetapkan EPA, bukan berarti refrigeran baru itu disetujui atau ditetapkan sebagai pengganti R-12, oleh karena itu tidak sah mencampur refrigeran yang berbeda pada sistem AC kendaraan. Semua refrigeran yang lama harus dipindahkan sebelum refrigeran baru dimasukkan ke dalam sistem AC secara legal. Satu-satunya refrigeran alternatif sebagai pengganti R-12 pada sistem AC kendaraan adalah R-134a, refrigeran ini lebih baik dari R-12 bila semua prosedur dikuti dengan benar, dan R-134a tidak boleh sedikitpun tercampuran dengan refrigeran lain.
Fraksinasi adalah pemisahan komposisi yang dapat terjadi pada campuran yang disebabkan oleh perbedaan kimia diantara zat pendingin (molekul ringan dan yang unsur yang lebih berat tidak bisa bercampur), serta perbedaan indek tingkat kebocoran melalui seal dan hose instalasi AC (lebih kecil molekul, tingkat kebocoran lebih tinggi dari pada molekul yang lebih besar), indek penyerapan oli kompressor dan drier juga berbeda. Fraksinasi dapat merubah susunan campuran secara keseluruhan, juga menyebabkan kesulitan saat melakukan daur ulang karena komposisi campuran tersebut sudah tidak sesuai saat daur ulang dan yang akan diisikan pada sistem AC.
Alternatif penggati zat pendingin R-12 hanya R-134a, karena lebih sederhana dan mudah melaksankannya, mengurangi resiko kontaminasi dan mengeliminasi kebutuhan pada alat recovery-charging AC yang beragam jika penganti R-12 juga banyak. Para pemasok yang lain mengatakan bahwa produk mereka lebih baik dari 134a, sistem mereka telah dirancang untuk pengganti R-12. juga tidak perlu mengganti oli kompresor atau drier (yang biasanya
98 direkomendasikan bila mengubah R-12 ke R-134a). Mereka juga mengatakan bahwa fraksinasi adalah masalah yang dibesar-besarkan, bukan merupakan masalah utama saat mendaur ulang produk mereka (mendaur ulang campuran yang dilakukan sekarang tidak perlu, akan tetapi EPA melihat bahwa pekerjaan tersebut dapat dilaksanakan).
5.2.1.5 Refrigeran illegal
Akibat buruk yang lain dari kenaikan harga R-12 adalah pemakaian refrigeran illegal, yaitu penggunaan refrigeran yang tidak sesuai dengan kriteria EPA (mengacu pada faktor pencemaran, keamanan dan lingkungan). Refrigeran yang mudah terbakar terdiri dari sebagian besar hidrokarbon (sejenis metan, gas hidrokarbon, isobutane, dan lain-lain). Sudah diumumkan bahwa refrigeran yang mudah terakar tidak boleh lagi dipakai pada AC kendaraan, tapi karena harganya yang murah masih ada sebagian kecil kendaraan memakai refrigeran tersebut sampai saat ini.
Refrigeran yang mudah terbakar berbahaya jika digunakan pada kendaraan, bila terjadi kebocoran refrigeran dapat menyebabkan ledakan kebakaran yang sangat hebat pada ruang penumpang. Jika terjadi tabrakan/kecelakaan dikawatirkan juga terjadi kebocoran refrigeran yang akan menyebabkan bahaya kebakaran dan kerusakan lebih fatal pada kendaraan, demikian juga resiko kebocoran dan bahaya kebakaran akan mengancam teknisi saat melukakan service. Refrigeran mudah terbakar hanya digunakan pada beberapa aplikasi sistem AC stasioner .
99
5.2.1.6 Kelarutan dalam minyak pelumas
Refrigeran dan pelumas dapat bercampur dan tidak dapat bercampur tergantung pada jenis dan ukuran kompresor. Pada kompresor torak jenis kecil dimana tidak memungkinkan untuk dipasang pemisah oli, maka diperlukan pasangan refrigeran, oli-refrigeran yang larut dengan baik satu sama lain agar pelumas tidak tertinggal di kondensor, katup ekspansi atau evaporator. Pada sistem kompresor yang memungkinkan terjadinya pencampuran refrigeran-oli, maka perlu diperhatikan adanya penurunan kerapatan dan viskositas minyak pelumas tersebut agar tidak terjadi kegagalan pelumasan.
Pelumas refrigeran secara garis besar dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu oli mineral yang berasal dari mnyak bumi dan oli sintetik. Terdapat dua jenis oli mineral Napthenic dan Paraffinic, keduanya merupakan senyawa hidrokarbon jenuh, tetapi oli mineral napthenic mempunyai ikatan cyclic yang menyebabkan oli jenis ini viskositas dan temperatur curahnya lebih rendah dibandingkan oli mineral Parafficnic yang banyak mengandung lilin paraffin. Dalam praktek keduanya terdapat dalam mineral oli dengan komposisi yang berbeda-beda. Refrigeran sintetik yang banyak digunakan adalah alkyl-benzene, polyo ester (POE), dan polyalkylglycol (PAG).
Hampir semua refrigeran halokarbon larut dengan baik dalam oli mineral, kecuali R-22, R-114, R-502 yang hanya larut sebagian. Oleh sebab itu, penggunaan refrigeran yang hanya terlarut sebagian ini pada sistem refrigerasi yang kecil dan refrigeran tercampur dengan minyak pelumas memerlukan perhatian pada sistem pemipaan yang memungkinkan minyak pelumas kembali ke
100 kompresor secara gravitasi. R-134a tidak bercampur dengan oli mineral, sehingga pasangan refrigeran-minyak pelumas ini tidak digunakan pada mesin refrigerasi kapasitas kecil yang tidak memungkinkan dipasangnya pemisah oli.
Pada umumnya viskositas dan massa jenis oli pelumas akan menurun jika bercampur dengan refrigeran. Besarnya penurunan viskositas dan massa jenis ini meningkat dengan meningkatnya jumlah refrigeran yang terlarut, temperatur dan tekanan. Oleh sebab itu perlu diperhatikan agar penurunan viskositas dan massa jenis ini tidak sampai menyebabkan kegagalan pelumasan.
Pelumas kompresor dibutuhkan untuk memberi pelumasan pada bantalan kompresor (bearing), dan komponen yang bergerak dan bergesekan. Pelumas kompresor bersikulasi bersama-sama refrigeran sehingga harus digunakan pelumas khusus yang dapat bercampur dengan refrigeran dan tidak membeku pada temperatur rendah (evaporator).
Jenis pelumas yang biasa digunakana adalah PAG (polyalkyleneglycol) untuk refrigeran R-134a dan minyak pelumas mineral untuk R-12. Minyak pelumas R-12 tidak dapat digunakan untuk R-134a, karena tidak akan bercampur dengan refrigeran ini.
Saat sistem MAC (Mobile Air Conditioning) beroperasi, sebagian pelumas yang bercampur dengan refrigeran akan terbawa keluar kompresor, sehingga sejumlah pelumas akan ditemukan di kondensor, evaporator, receiver dryer, dan komponen lainnya. Namun, sejumlah tertentu pelumas harus bersikulsi berasama-sama refrigeran untuk melumasi bagian-bagian yang memerlukan.
101 Jumlah pelumas di dalam kompresor tidak boleh terlalu banyak atau terlalu sedikit. Jika jumlah pelumas terlalu banyak, maka pelumas akan menempel pada dinding pipa kondensor dan evaporator dan menghalangi perpindahan panas. Akibatnya kapasitas pendinginan akan menurun. Kandungan pelumas dalam refrigeran yang mencapai 10% dapat menurunkan kapasitas pendinginan 8%. Jika jumlah pelumas dalam kompresor terlalu sedikit akan menyebabkan temperatur kompresor meningkat, komponen cepat aus dan rusak akibat temperatur yang tinggi.
Dalam menangani pelumas untuk R-134a perlu diperhatikan agar pelumas ini tidak terkena udara bebas terlalu lama karena sifatnya yang sangat higroskopik dan iritasi. Dengan beberapa plastik dan cat minyak pelumas ini bereaksi.
Pelumasan pada silinder dan torak biasanya dilakukan dengan percikan oleh batang penghubung, atau pelat swash dan wobble. Pada jenis kompresor TV terdapat pemisah pelumas di dalam kompresor. Hal ini dibuat dengan maksud untuk memperbaiki efek pendinginan dengan mencegah pelumas terbawa ke kondensor dan evaporator.
Pemisah pelumas ditempatkan pada sisi tekanan tinggi (discharge). Campuran refrigeran dan pelumas yang keluar dari katup keluaran dengan dipandu oleh deflektor di alirkan ke arah bawah. Akibat adanya perbedaan massa jenis dan efek gravitasi, pelumas akan terpisah dengan uap refrigeran. Pelumas yang terkumpul akan kembali ke ruang tengah kompresor yang tekanannya lebih kecil dari tekanan keluaran melalui lubang pelumas atau katup.
102 5.2.2 Cara meningkatkan unjuk kerja (COP) mesin pendingin
Langkah-langkah yang dapat dilakukan untuk mengoptimalkan unjuk kerja (COP) mesin pendingin yang menggunakan refrigeran CFC-12/R-12 hasil recovery dan recycle dari hasil penelitian diatas adalah antara lain :
a) Meningkatkan kemurnian refrigeran CFC-12/R-12 dengan mendaur ulang (proses recycle) menggunakan mesin 3R multi laluan.
b) Mereklamasi refrigeran (Reclamation) adalah upaya untuk menperoleh ulang refrigeran yang melekulnya telah rusak dan tidak dapat dimurnikan dengan cara recycling. Berbeda dengan proses recycling yang hanya melibatkan proses-proses fisik seperti penyaringan kotoran dan pemisahan pelumas, proses reclaiming melibatkan proses kimia untuk memperbaiki susunan melekul.
c) Penanganan refrigeran CFC-12/R-12 hasil recovery dan recycle mesin 3R yang baik dan benar; pengosongan, pemakuman, uji kebococoran, pemakuman, isi oli dan pengisian refrigeran sesuai dengan tekanan optimal.
d) Perawatan termasuk menjaga kebersihan AC mobil.