DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar teori
2.1.2 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja Freezer
Gambar 2. 5 Scraped Surface Freezer
2.1.2 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja Freezer
Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang terbanyak digunakan, dengan komponen utamanya adalah kompresor, evaporator, pipa kapiler atau katup expansi, dan kondensor. Keempat komponen tersebut melakukan proses yang saling berhubungan dan membentuk siklus kompresi uap.
Gambar 2. 6 Siklus Kompresi Uap pada Diagram P – h
Gambar 2. 7 Siklus Kompresi Uap pada Diagram T - s Proses yang terjadi pada siklus refrigerasi kompresi uap:
a. Proses kompresi (1 – 2), proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik. Kondisi awal refrigerant pada saat masuk di kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah dikompresi refrigerant menjadi uap bertekanan tinggi. Oleh karena proses ini dianggap isentropik, maka temperatur ke luar kompresor pun meningkat.
b. Proses penurunan suhu (2 – 3), proses kondensasi (3 – 4) dan proses pendinginan lanjut (4 – 5) proses ini berlangsung di kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi keluar dari kompresor membuang kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di kondensor terjadi penukaran kalor antara refregeran dengan udara, sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin dan akhinya refrigeran mengembun manjadi cair. Proses pendinginan lanjut betujuan untuk mengkondisikan refrigeran benar – benar berwujud cair sebelum masuk pipa kapiler.
c. Proses ekspansi (5 – 6), proses ini berlangsung di pipa kapiler atau katup expansi secara isoentalpi. Hal ini berarti tidak terjadi penambahan entalpi tetapi terjadi penurunan tekanan dan penurunan temperatur. Proses penurunan tekanan terjadi pada katup expansi yang berbentuk pipa kapiler atau orifice yang berfungsi mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan.
d. Proses evaporasi (6 – 7), proses ini berlangsung di evaporator secara isobaris. Refrigeran dalam wujud cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan sekitar / media yang didinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas bertekanan rendah.
e. Proses pemanasan lanjut (7 – 1) dengan proses pemanasan lanjut ini di harapkan refrigeran yang masuk kompresor benar – benar berwujud gas.
2.1.3 Evaporator
Evaporator adalah jaringan atau bentuk pipa yang dikonstruksikan sedemikian rupa dengan berbagai macam bentuk. Fungsi sebagai alat yang bekerja untuk menyerap kalor dilingkungan sekitarnya, karena kalor diserap evaporator maka suhu disekitar evaporator akan menjadi rendah . Pipa evaporator ada yang terbuat dari bahan tembaga, besi aluminium atau dari kuningan.
Evaporator dibagi menjadi 3 kategori tergantung pada media atau bahan yang akan didinginkan:
a. Air cooled evaporator adalah Evaporator yang mendinginkan udara secara langsung. Udara yang didinginkan ini didistribusikan melalui sistem distribusi udara. Pada evaporator ini, refrigeran mengalir didalam pipa – pipa logam dan udara mengalir diluarnya. Sistem pendistribusian udara tersebut dilakukan dengan pemasangan kipas angin (blower).
Gambar 2. 9 Air cooled evaporator
b. Liquid cooled evaporator adalah Evaporator yang berfungsi mendinginkan air sampai suhu tertentu dan di pompa ke AHU ( Air Handling unit ), FCU ( Fan Coil Unit ), atau tipe – tipe pemakaian lain. Sistem ini biasanya digunakan dalam unit – unit sistem tata udara yang berkapasitas besar.
c. Standard evaporator adalah Evaporator yang biasa digunakan pada freezer umumnya.
Gambar 2. 11 Standard evaporator
2.1.4 Kompresor
Kompresor adalah suatu alat dalam mesin pendingin yang cara kerjanya dinamis atau bergerak, yakni menghisap sekaligus memompa udara sehingga terjadilah sirkulasi udara yang mengalir dari pipa – pipa mesin pendingin.
Ada 3 macam kompresor yang biasa digunakan dalam mesin pendingin saat ini, yaitu kompresor bertorak, kompresor sentrifugal, dan kompresor rotary, selanjutnya dari macam – macam kompresor tersebut dibagi dalam 3 kategori, yaitu:
a. Kompresor jenis terbuka ( Open type compressor ), jenis kompresor ini terpisah dari tenaga penggeraknya, dan masing – masing bergerak sendiri dalam keadaan terpisah. Tenaga penggerak kompresor umumnya motor listrik. Salah satu ujung poros engkol dari kompresor menonjol keluar, sebuah puli dari luar dipasang pada ujung poros tersebut. Puli pada kompresor berfungsi sebagai roda gaya yang digunakan sebagai daun kipas untuk mendinginkan kondenser dan kompresor sendiri. Karena ujung poros engkol keluar dari rumah kompresor, maka harus diberi pelapis agar refrigeran tidak bocor keluar. Keuntungan kompresor jenis terbuka adalah :
1. Putaran kompresor dapat diubah dengan cara mengganti diameter puli. 2. Ketinggian minyak pelumas dapat diketahui dengan mudah.
3. Jika terjadi kerusakan dapat dengan mudah diketahui dan melakukan penggantian komponen.
4. Pada daerah yang belum tersedia listrik, kompresor dapat bekerja dengan sumber tenaga listrik lain seperti mesin diesel.
Kerugian kompresor jenis terbuka adalah : 1. Harga lebih mahal.
2. Bentuknya besar dan berat. 3. Memerlukan ruang yang besar.
b. Kompresor jenis hermatik ( Hermatic type compressor ), jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam satu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor.
Keuntungan dari kompresor hermatik adalah : 1. Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau.
2. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah. 3. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran.
4. Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar. Kerugian dari kompresor hermatik adalah :
1. Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui.
2. Kerusakan yang terjadi di dalam kompresor susah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka.
3. Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil.
Gambar 2. 12 Kompresor jenis hermatik
c. Kompresor jenis semi hermatik ( Semi hermatic type compressor ), jenis kompresor yang motor penggerak serta kompresornya berada dalam satu rumahan, akan tetapi motor penggeraknya terpisah dari kompresor. Kompresor digerakkan oleh motor penggerak dengan sebuah poros penghubung antara motor penggerak dengan kompresor.
Gambar 2. 13 Kompresor jenis semi hermatik
2.1.5 Kondensor
Kondensor adalah alat yang mempunyai fungsi mengkondensasi bahan pendinginan gas dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Refrigeran yang dipompakan dari kompresor akan mengalami penekanan sehingga mengalir ke pipa kondensor. Refrigeran yang berada dalam pipa
kondensor akan mengalami pengembunan. Dari sini refrigeran yang sudah mengembun akan menjadi cair dan mengalir menuju pipa evaporator. Ada 3 jenis kondensor berdasarkan media pendinginan, yaitu:
a. Air cooled condenser : Kondensor yang menggunakan udara sebagai pendinginnya.
Gambar 2. 14 Air cooled condenser
b. Water cooled condenser : Kondensor yang menggunakan air sebagai pendinginnya.
Gambar 2. 15 Water cooled condenser
c. Standard condenser : Kondensor yang dipergunakan pada freezer standar
