1 1
T
T
e
e
kni
kni
k
k
Pe
Pe
nd
nd
ing
ing
in
in
T
Te
ekni
knik
k Pe
Pend
nding
ingin
in
Sistem Kompresi Uap
Sistem Kompresi Uap
2 2
•• Sistem pendingin (Sistem pendingin (refrigeration systemrefrigeration system) adalah suatu) adalah suatu proses untuk menjaga temperatur r
proses untuk menjaga temperatur ruang atau zat/baranguang atau zat/barang tetap rendah dari temperatur udara sekitar
tetap rendah dari temperatur udara sekitar
•• Sebagai suatu alat untuk menjaga temperatur Sebagai suatu alat untuk menjaga temperatur agar tetapagar tetap rendah dari udara sekitar! sistem pendingin ban"ak
rendah dari udara sekitar! sistem pendingin ban"ak
dipakai se#ara luas dalam kehidupan mas"arakat! baik dipakai se#ara luas dalam kehidupan mas"arakat! baik untuk penga$etan (makanan) maupun untuk penghasil untuk penga$etan (makanan) maupun untuk penghasil barang di industri
barang di industri
•• Peralatan/mesiPeralatan/mesin pendingin terdiri dari n pendingin terdiri dari empat komponenempat komponen utama! "aitu e%aporator! kompresor! kondensor! dan alat utama! "aitu e%aporator! kompresor! kondensor! dan alat kontrol re&rigeran (alat
kontrol re&rigeran (alat penahan untuk ekspansipenahan untuk ekspansi re&rigeran)
re&rigeran)
•• 'isamping itu ada alat tambahan 'isamping itu ada alat tambahan untuk menjaga mesinuntuk menjaga mesin bekerja sesuai dengan temperatur "ang diinginkan!
bekerja sesuai dengan temperatur "ang diinginkan! misaln"a termostart! alat kontrol kompresor
2 2
•• Sistem pendingin (Sistem pendingin (refrigeration systemrefrigeration system) adalah suatu) adalah suatu proses untuk menjaga temperatur r
proses untuk menjaga temperatur ruang atau zat/baranguang atau zat/barang tetap rendah dari temperatur udara sekitar
tetap rendah dari temperatur udara sekitar
•• Sebagai suatu alat untuk menjaga temperatur Sebagai suatu alat untuk menjaga temperatur agar tetapagar tetap rendah dari udara sekitar! sistem pendingin ban"ak
rendah dari udara sekitar! sistem pendingin ban"ak
dipakai se#ara luas dalam kehidupan mas"arakat! baik dipakai se#ara luas dalam kehidupan mas"arakat! baik untuk penga$etan (makanan) maupun untuk penghasil untuk penga$etan (makanan) maupun untuk penghasil barang di industri
barang di industri
•• Peralatan/mesiPeralatan/mesin pendingin terdiri dari n pendingin terdiri dari empat komponenempat komponen utama! "aitu e%aporator! kompresor! kondensor! dan alat utama! "aitu e%aporator! kompresor! kondensor! dan alat kontrol re&rigeran (alat
kontrol re&rigeran (alat penahan untuk ekspansipenahan untuk ekspansi re&rigeran)
re&rigeran)
•• 'isamping itu ada alat tambahan 'isamping itu ada alat tambahan untuk menjaga mesinuntuk menjaga mesin bekerja sesuai dengan temperatur "ang diinginkan!
bekerja sesuai dengan temperatur "ang diinginkan! misaln"a termostart! alat kontrol kompresor
Siklus Sistem Mesin Pendingin Siklus Sistem Mesin Pendingin
•• ir ir *"#le *"#le (Siklus (Siklus Udara)Udara)
•• Steam +et Steam +et *"#le *"#le (Siklus Uap (Siklus Uap ,ertempe,ertemperatur Tratur Tinggi)inggi) •• bsorption bsorption *"#le *"#le (Siklus (Siklus bsorpsi)bsorpsi)
•• --aapour *ompression pour *ompression *"#le *"#le (Siklus K(Siklus Kompresi Uap)ompresi Uap)
'ari Ke empat siklus sistem m
'ari Ke empat siklus sistem mesin pendingin "ang
esin pendingin "ang
ban"ak dipakai pada berbagai unit mesin
ban"ak dipakai pada berbagai unit mesin
pendingin sampai saat ini adalah
pendingin sampai saat ini adalah
siklus kompresi uap
.
Siklus Kompresi Uap
Sering disebut me#hani#al re&rigeration0! se#ara sederhana prinsip dari siklus kompresi uap adalah meman&aatkan
proses penguapan (#airan pada saat menguap men"erap panas)
*ontoh sederhana
lkohol diteteskan di atas telapak tangan! pada saat alkohol tersebut menguap maka pada telapak tangan terasa dingin! artin"a ada panas "ang terserap pada saat alkohol tersebut menguap dari telapak tangan
Pengertian Siklus Kompresi Uap
dalah siklus sistem mesin pendingin "ang menggunakan proses penguapan dalam men"erap panas! dengan
menggunakan media re&rigeran serta peralatan utama "ang meliputi 3 Kompresor 3 Kondensor 3 Katup ekspansi 3 4%aporator By @ Damawidjaya Biksono, M.T.
5
Tahapan proses "ang dialami oleh
re&rigerant dalam sistem mesin pendingin
meliputi
3 Kompresi
3 Kondensasi
3 4kspansi
3 4%aporasi
By @ Damawidjaya Biksono, M.T.6
Tahapan Siklus Kompresi Uap
Tahap Kompresi
proses penekanan dan penghisapan media pendingin dengan menggunakan komponen kompresor
7
Tahapan Siklus Kompresi Uap
Tahap Kondensasi
Proses pengembunan media pendingin dengan
menggunakan komponen kondensor
8
Tahapan Siklus Kompresi Uap
Tahap Ekspansi
Proses penurunan tekanan media pendingin
dengan menggunakan komponen katup ekspansi
19
Tahapan Siklus Kompresi Uap
Tahap Evaporasi
Proses penguapan media pendingin dengan
menggunakan komponen e%aporator
:uhammad ;asbi!ST!:T 11
12
:uhammad ;asbi!ST!:T 1
Perubahan Wujud Benda
Status benda dapat ber$ujud dalam tiga &asa "ang berbeda! "aitu sebagai zat padat, zat cair dan gas :isaln"a! air berbentuk zat #air! tetapi dapat mun#ul pula berupa zat padat! "aitu es! dan dapat mun#ul pula berupa uap air atau gas Semua benda atau materi! di ba$ah kondisi suhu dan tekanan tertentu! dapat mun#ul dalam salah satu dari ketiga &ase tersebut di atas Penambahan dan penurunan energi "ang dikenakan pada suatu benda dapat berpengaruh terhadap suhu dan $ujud benda
1.
Fasa Padat
,enda dalam &asa padat atau solid! memiliki energi potensial internal relati%e ke#il
:olekul benda tersebut agak sedikit rapat akibat adan"a ga"a tarik dan ga"a gra&itasi
Struktur molekuln"a menjadi kaku sehingga pergerakan molekul menjadi terbatas
Karena struktur molekuln"a kaku (rigit) maka pada &asa padat ini ukuran dan bentuk benda #enderung tetap dan tidak dapat dimampatkan (non #ompressible)
1
Fasa Cair
:olekul pada benda "ang berada pada &asa #air memiliki energi "ang lebih besar daripada ketika berada pada &asa padat
4nergi "ang lebih besar ini! dapat mengatasi adan"a ga"a tarik3menarik molekul sehingga dapat lebih bebas
bergerak
:olekuln"a bebas bergerak kemana saja sehingga zatn"a mudah mengalir mengikuti bentuk bejana "ang
ditempatin"a
15
Fasa as
:olekul benda dalam &asa gas memiliki energi "ang lebih besar daripada energi "ang dimiliki ketika berada dalam &asa #air
<a mempun"ai energi "ang lebih dari #ukup untuk
mengatasi adan"a ga"a "ang dapat mengekangn"a
Konsekuensin"a! mereka dapat terbang dengan ke#epatan tinggi Selalu bertubrukan dengan sesaman"a dan juga
dinding kontainern"a
=leh karena itu gas akan tetap berada pada ukurann"a tetapi tidak pada bentukn"a
>as mudah dikompresi tetapi juga mudah bo#or bila kontainern"a tidak bagus
16
• Panas laten adalah energi panas "ang bila ditambahkan atau diambil dari suatu benda akan menimbulkan
perubahan $ujud tanpa merubah suhun"a
17
Saturasi! Panas lanjut! dan Super dingin
Saturasi (saturation)! Panas lanjut (superheat ) dan
dingin lanjut atau superdingin (subcooled ) adalah istilah untuk kondisi benda ketika berada pada suhu dan
tekanan tertentu
?e&rijeran "ang digunakan sebagai &luida penukar kalor dalam mesin re&rijerasi! akan mengalami ketiga kondisi tersebut ketika sedang bersirkulasi di dalam mesin
re&rijerasi
18
Kondisi $ujud air pada saat berada di garis '4 adalah
#ampuran antara bentuk #air dan gas :endekati titik '! jumlah air lebih ban"ak! tetapi mendekati titik 4 jumlah uap lebih
ban"ak Kondisi $ujud benda "ang terdiri dari #ampuran gas dan #air! lazim disebut sebagai kondisi saturasi (saturation) ir pada titik ' disebut likuid saturasi dan Uap pada titik ' disebut gas saturasi
29
• Uap pada titik @! disebut uap panas lanjut (superheat %apour)
• Kondisi $ujud es pada saat berada di garis ,* adalah #ampuran antara bentuk padat dan #air :endekati titik ,! jumlah masih bentuk padat! tetapi mendekati titik *! bentuk #air lebih ban"ak 4s pada titik ,! disebut
sebagai suhu saturasi es! dan pada titik *!disebut suhu saturasi air
• 4s pada suhu 329o*! titik ! disebut sebagai suhu
dinginlanjut es (sub#olled) dengan derajad sub#ooled sebesar 29
22
2
?e&rigeran
Proses pendinginan atau re&rigerasi pada hakekatn"a merupakan proses pemindahan energi panas "ang terkandung di dalam ruangan tersebut
Sesuai dengan hukum kekekalan energi maka kita tidak dapat menghilangkan energi tetapi han"a dapat
memindahkann"a dari satu substansi ke substansi lainn"a
Untuk keperluan pemindahan energi panas ruang!
dibutuhkan suatu &luida penukar kalor "ang selanjutn"a disebut ?e&rigeran
2. Proses pemindahan panas
berlangsung antara es dan udara "ang ada di dalam re&rijerator 4s menerima energi panas dari udara! suhu udara turun 4s
mengalami pemanasan
sehingga suhun"a naik dan men#air menjadi air! dan dibuang ke luar melalui saluran pembuangan
2 4&ek re&rigerasi diperoleh dengan #ara menguapkan liAuid re&rijeran "ang
ditempatkan di dalam re&rijerator Karena re&rijeran (?1.a) berada di ba$ah
tekanan atmos&ir normal (1!912 bar)! maka kondisi saturasi re&rijeran di#apai pada suhu 328!7o* Penguapan pada suhu rendah ini! men"ebabkan re&rijeran dapat men"erap panas udara ruang
dengan #epat Panas "ang diserap
melalui penguapan liAuid re&rijeran akan dibuang keluar ruang melalui lubang
angin oleh gas re&rijeran 4&ek
pendinginan akan berlangsung terus hingga liAuid re&rijeerann"a habis Kontainer "ang digunakan untuk men"impan liAuid re&rijeran disebut
e%aporator 4%aporator adalah salah satu bagian penting dalam sistem re&rijerasi kompresi mekanikal
25 Sistem Kompresi Uap merupakan mesin re&rigerasi "ang berisi &luida penukar kalor (re&rigeran) "ang bersirkulasi terus menerus
Selama bersirkulasi di dalam unitn"a maka re&rigeran
tersebut akan selalu mengalami perubahan $ujud dari uap ke liAuid dan kembali ke uap
Proses tersebut berlangsung pada suhu dan tekanan "ang berbeda! "aitu tekanan tinggi dan pada tekanan rendah Tekanan tinggi diperoleh karena adan"a e&ek kompresi! "ang dikerjakan oleh kompresor
=leh karena itu sistem re&rijerasi ini lazim disebut sebagai sistem kompresi uap
26
Pengaruh Tekanan BiAuid terhadap Suhu
4%aporasi ?e&rigeran
• ,esarn"a tekanan liAuid re&rigeran pada sistem kompresi gas akan menentukan besarn"a suhu liAuid men#apai titik
penguapann"a =leh karena itu dalam sistem kompresi gas penentuan besarn"a tekanan liAuid re&rigeran "ang disalurkan ke bagian e%aporator memegang peranan penting dalam
upa"a memperoleh suhu e%aporasi "ang diinginkan 'alam sistem kompresi gas pengaturan tekanan liAuid re&rigeran "ang akan diuapkan di e%aporator dilakukan melalui katub ekspansi
• 'alam sistem kompresi gas! biasan"a suhu e%aporasi normal dibuat dengan ketentuan sebagai berikut 89* di ba$ah suhu ruang "ang diinginkan Sebagai #ontoh! suatu ruang
pendingin (#oldroom) diinginkan mampu memelihara suhu konstan sebesar 9 9*! maka suhu e%aporasin"a harus diatur agar dapat men#apai 38 9*
28
Kompresor
1 Penggolongan berdasarkan :etode Kompresi 3 :etode Kompresi Positi&
C Kompresor torak bolak balik
(Kerja tunggal dan kerja ganda )
C Kompresor torak tingkat ganda bolak balik C Kompresor putar
C Kompresor sekrup
3 :etode kompresi Sentri&ugal
C Kompresor sentri&ugal satu tingkat C Kompresor sentri&ugal tingkat ganda
9
Kompresor
2 Penggolongan :enurut bentuk 3 +enis %ertikal
3 +enis horisontal
3 jenis silinder ban"ak (jenis3- ! jenis3D dan +enis --) Penggolongan menurut ke#epatan putar
3 jenis ke#epatan rendah 3 jenis ke#epatan tinggi
1
Kompresor
. Penggolongan berdasarkan jenis re&rigeran 3 kompresor ammonia
3 kompresor &reon 3 kompresor *=2
Penggolongan menurut konstruksi 3 jenis terbuka
3 jenis hermatik
3 jensi semi hermatik
2
* berteknologi <n%erter
• <E-4?T4? "ang terdapat di dalam unit * merupakan alat/komponen untuk mengatur ke#epatan motor3motor listrik 'isini <E-4?T4?n"a terdiri dari ?e#ti%ier dan
Pulse3$idth modulator! dengan menggunakan <E-4?T4? motor listrik menjadi %ariable speed!
ke#epatann"a bisa diubah3ubah atau disetting sesuai dengan kebutuhan
• Teknologi in%erter sendiri sudah umum dipakai industri dalam proses produksi dengan tujuan lebih #epat! lebih hemat dan lebih akurat0 (tapi tentu saja harga lebih
mahal)
,agaimana * in%erter bekerja
• * in%erter menggunakan kompresor dengan arus '* ('ire#t *urrent arus searah)! seperti arus listrik "ang
dihasilkan oleh batu baterai ,erbeda dengan kompresor dengan arus * (lternating *urrent arus bolak balik) "ang mempun"ai ke#epatan putaran motor "ang
konstant! motor '* kompresor mempun"ai ke#epatan putaran "ang dapat diatur oleh seberapa besar arus listrik "ang diberikan
• Kata kun#i "ang kedua adalah regulasi (pengaturan)!
"aitu mengatur berapa arus listrik "ang diberikan kepada kompresor
• pa parametern"aF Parametern"a adalah perbedaan suhu! "aitu antara suhu ruangan "ang sebenarn"a dan suhu "ang kita inginkan (suhu "ang tertera di remote *) +ika perbedaan suhun"a besar! maka arus "ang
diberikan juga besar! supa"a kompresor bekerja &ull po$er
