Studi Eksperimental Performansi Mesin Pendingin (AC Split) 1 PK dengan Penambahan Alat Akumulator Menggunakan Refrigeran MC-22

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sistem Pengkondisian Udara/AC

Sistem Pengkondisian udara atau yang lebih dikenal dengan Sistem

pendingin adalah suatu proses dimana mengkondisikan udara suatu ruangan

sehingga mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai dengan yang

dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari suatu ruangan tertentu. Prinsip dari

Sistem pendingin didasarkan atas kenyataan bahwa suatu zat cair dapat diuapkan

pada suhu berapa saja yang diinginkan, dengan cara mengubah tekanan di

permukaan zat cair tersebut[1]. Sebagai contoh jika kita memanaskan air di pantai

(tekanan tinggi) dan di puncak gunung (tekanan rendah), kita akan mendapatkan

kenyataan bahwa air yang kita masak di pantai akan lebih lambat mendidih

(100˚C) dibandingkan dengan yang di puncak gunung (85 ˚C). Berarti semakin

rendah tekanan yang diberlakukan terhadap zat cair maka akan semakin cepat

menguap.

Berdasarkan sifat fisika, bahwa suatu fluida jika mengalami perubahan fasa,

maka fluida itu akan menyerap atau melepaskan sejumlah kalor sebesar kalor

latennya. Dalam proses penguapan suatu fluida, kalor laten penguapannya dapat

diambil dari fluida itu sendiri atau dari sumber panas disekitarnya. Bila kalor laten

penguapannya diambil dari fluida itu sendiri yaitu dengan cara menurunkan

tekanannya, maka suhu fluida itu akan turun. Jika diambil dari medium

sekitarnya, maka akan terjadi perpindahan panas dari medium sekitarnya ke fluida

tersebut, sehingga suhu sekitarnya menjadi turun.

Agar dalam proses pendingin suatu medium dapat berlangsung, maka

diperlukan fluida yang dapat menguap pada suhu relatif rendah dan pada tekanan

yang relatif tinggi. Fluida yang digunakan disebut refrigeran. Berdasarkan

sifat-sifat fisika zat cair di atas, uap refrigeran dapat diembunkan kembali pada

temperatur berapa saja dengan menggunakan tekanan dari uap tersebut. Selain

mengatur tekanan juga dibutuhkan medium lain untuk menerima kalor laten yang

udara. Untuk mengatasi hal ini, maka dibuat suatu sistem pendingin dengan

menggunakan beberapa komponen yang dapat mensirkulasi refrigeran.

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 :

Kompresor merupakan jantung dari sistem pendingin ruangan dan

refrigerasi (Gambar 2.1). 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

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 watt. 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 panas

dari AC/referigerator pada temperatur dan tekanan tinggi, sehingga digunakan

untuk mencairkan uap /refrigran dan membuang udara panas keluar (Gambar 2.2).

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 medium

pendingin.

Kondensor dibagi tiga macam tergantung dari media yang mendinginkannya.

a. Kondensor dengan pendingin udara (air cooled)

b. Kondensor dengan pendingin air (water cooled)

c. 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)

Qo = Panas yang diserap evaporator

Wt = Panas proses kompresor

Gambar 2.2 Kondensor [4]

2.2.3.Flow Control / Katup Ekspansi

Setelah refrigeran terkondensasi di kondensor, refrigeran cair tersebut

masuk ke-katup ekspansi yang mengontrol jumlah refrigeran yang masuk ke

evaporator. Ada banyak jenis katup ekspansi salah satunya adalah pipa kapiler

(Gambar 2.3).

Pipa kapiler dibuat dari pipa tembaga dengan lubang dalam yang sangat

kecil. Panjang dan lubang pipa kapiler dapat mengontrol jumlah bahan pendingin

yang mengalir ke evaporator.

Pipa kapiler gunanya untuk:

a. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir didalamnya

b. Mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir melaluinya

c. 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

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 refrigeran 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 [4]

2.2.4.Evaporator

Evaporator merupakan alat penyerap panas dari udara atau benda dan

mendinginkan media sekitarnya (Gambar 2.4). Penyerapan kalor ini menyebabkan

refrigeran mendidih dan berubah wujud dari cair menjadi uap.

Panas yang dipindahkan berupa :

1. Panas sensibel (perubahan temperatur) temperatur refrigeran yang memasuki

evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai temperatur jenuh

penguapan (evaporator saturation temparature). Setelah terjadi penguapan,

temperatur uap yang meninggalkan evaporator harus juga dinaikkan untuk

mendapatkan kondisi uap panas lanjut (super-heated vapor)

2. Panas laten (perubahan wujud)

Perpindahan panas terjadi penguapan refrigeran, untuk terjadinya

perubahan wujud diperlukan panas laten. Dalam hal ini perubahan wujud tersebut

adalah dari cair menjadi uap atau menguap (evaporasi). Refrigeran akan menyerap

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

panas dalam periode waktu tertentu dan sangat ditentukan oleh perbedaan

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 [4]

2.2.5 Refrigrant (Musicool 22)

Refrigran adalah zat pembawa kalor selama sirkulasinya dan akan

menyerap 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, MC22 dan lain-lain.

Musicool adalah refrigerant hidrokarbon yang ramah lingkungan. Banyak

jenis refrigeran yang merupakan bahan perusak ozon dan dapat menimbulkan efek

rumah kaca. Musicool 22 biasa digunakan untuk AC Window,AC Split dan

sejenisnya.

 10 Keuntungan menggunakan Musicool 22 :

a. Tidak memerlukan penggantian komponen

b. Tidak memerlukan penggantian oli / pelumas

c. Jumlah pengisian media pendingin hanya 30% dari jumlah media

pendingin CFC maupun HFC

d. Menurunkan aliran listrik rata-rata 18 - 23%

e. Menambah umur pemakaian kompresor

g. Momen torque terhadap motor listrik penggerak kompresor menjadi turun

h. Pada kompresor 1 phase, saat dilakukan penyalaan tidak memerlukan

bantuan "starting kapasitor"

i. Tidak merusak lapisan ozon

j. Tidak meningkatkan pemanasan global

 Petunjuk Pemakaian :

a. Zat pendingin Hidrokarbon musicool MC-22 dapat digunakan untuk berbagai

peralatan pendingin yang sebelumnya menggunakan HCFC R-22

b. Musicool MC-22 memiliki kesesuaian dengan oli yang ada dalam komRresor

c. Sebaiknya tabung M SICOOL digoyang-goyangkan sebelum digunakan

untuk mendapatkan campuran yang baik

d. Pengisian ke dalam peralatan pendingin hanya diperlukan maksimum 30%

dari berat pengisian oleh HCFC R-22. Pengisian yang berlebih akan

mengakibatkan pendiginan tidak optimal

Gambar 2.5 Tabung Musicool MC-22

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 system.

d. Stabil, tidak bereaksi dengan material yang digunakan, tidak korosif.

e. Tidak boleh beracun dan berbau.

Untuk setiap mesin pendingin refrigeran yang digunakan berbeda-beda

tergantung kapasitas/penggunaannya, jenis kompresor dan lain-lainnya.

Kadang- kadang satu tipe refrigeran cocok untuk beberapa penggunaan.

2.2.6 Fan Motor

Fan motor berfungsi untuk memutar daun kipas dan blower. Selain

itu fan juga berfungsi untuk menghembuskan udara baik udara segar atau udara

yang di 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.

Gambar.2.6. Fan Motor [4]

2.3 Prinsip Kerja Pendingin Ruangan

Kompresor AC yang ada pada sistem pendingin digunakan sebagai alat

untuk memampatkan fluida (refrigran), jadi refrigeran yang masuk ke dalam

kompresor AC dialirkan ke kondensor yang kemudian dimampatkan di

kondensor. Di bagian kondensor ini refrigeran yang dimampatkan akan berubah

dari fase uap menjadi fase cair, maka refrigeran mengeluarkan kalor yaitu kalor

penguapan yang terkandung di dalam refrigeran. Adapun besarnya kalor yang

dilepaskan oleh kondensor adalah jumlah dari energi kompresor yang diperlukan

dan energi kalor yang diambil evporator dari substansi yang akan didinginkan.

jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigeran yang berada pada

pipa-pipa evaporator.

Prinsip pendinginan udara pada AC melibatkan siklus refrigerasi, yakni

udara didinginkan oleh refrigeran/pendingin (freon), lalu freon ditekan

menggunakan kompresor sampai tekanan tertentu dansuhunya naik, kemudian

didinginkan oleh udara lingkungan sehingga mencair. Proses tersebut berjalan

berulang-ulang sehingga menjadi suatu siklus yang disebut siklus pendinginan

pada udara yang berfungsi mengambil kalor dari udara dan membebaskan kalor

ini ke luar ruangan. Prinsip kerja mesin pendingin ruangan ditunjukkan pada

Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Prinsip kerja mesin pendingin ruangan [4]

2.3.1. Jenis-jenis Pendingin Ruangan

Ada da banyak tipe mesin AC, namun secara garis besar dapat kita bagi

sebagai berikut:

1. AC Window

Pada AC jenis window, semua jenis komponen AC seperti filter udara,

evaporator, blower, kompresor, kondensor, refrigeran filter, ekspansion valve dan

control unit terpasang pada satu base plate, kemudian base plate beserta semua

komponen AC tersebut dimasukkan kedalam kotak plate sehingga menjadi satu

unit (Gambar 2.7). Biasanya dipilih karena pertimbangan keterbatasan ruangan,

seperti pada rumah susun.

Kelebihan AC window:

a) Pemasangan pertama maupun pembongkaran kemabali apabila

dipindahkan mudah dipasang.

b) Pemeliharan/perawatan mudah

c) Harga murah

Kekurangan AC window:

a) Karena semua komponen AC terpasang pada base plate yang

posisinya dekat dengan ruangan yang didinginkan, maka cenderung

menimbukan suara berisik

b) Tidak semua ruangan dapat dipasang AC window, karena AC window

harus dipasang dengan cara bagian kondensor menghadap tempat

terbuka supaya udara panas dapat di buang ke ruang bebas.

Gambar 2.8 AC window [5]

2. AC Split

Pada AC jenis split komponen AC dibagi menjadi dua unit indoor yang

terdiri dari filter udara, evaporator dan evaporator blower, ekspansion valve dan

control unit, serta unit outdoor yang terdiri dari kompresor, kondensor, kondensor

blower dan refrigeran filter. Selanjutnya antara unit indor dengan unit

dihubungkan dengan 2 buah saluran refrigeran, satu buah untuk menghubungkan

evaporator dengan kompresor dan satu buah untuk menghubungkan refrigeran

filter dengan ekspansion velve serta kabel power untuk memasok arus listrik

untuk kompresor dan kondensor blower. AC split cocok untuk ruangan yang

membutuhkan kenyamanan, seperti ruang tidur, ruang kerja atau perpustakaan.

Kelebihan AC split:

b) Suara di dalam ruangan tidak berisik.

Kekurangan AC split:

a) Pemasangan pertama maupun pembongkaran apabila akan dipindakan

membutuhkan tenaga terlatih.

b) Harganya lebih mahal.

Tipe terpisah ini dapat berupa tipe split tunggal (single split unit cassette

unit luar ruang melayani satu unit dalam ruang) dan dapat berupa tipe split ganda

(multi split type, cassette unit luar ruang melayani beberapa unit dalam ruang).

Selain itu, berdasarkan pemasangannya, tipe terpisah ini masih dapat dibagi lagi

menjadi:

a. Tipe langit-langit/dinding (ceiling/wall type) indoor unit dipasang di dinding

bagian atas (Gambar 2.9).

Gambar 2.9 Wall type [5]

b. AC Standing

Tipe lantai (floor type) indoor unit diletakkan di lantai (Gambar 2.9). Tipe

lantai ada yang berbentuk seperti almari, ada juga yang sebenarnya sama dengan

tipe langit-langit tetapi dipasang di lantai. Jenis AC ini cocok digunakan untuk

kegiatan-kegiatan situasional dan mobil karena fungsinya yang mudah

dipindahkan.

c. Tipe kaset (cassette type) indoor unit dipasang di langit-langit, menghadap

ke bawah (Gambar 2.10).

Gambar 2.11 Cassette type [5]

3. AC Sentral

Pada AC jenis udara dari ruangan didinginkan pada cooling plant di luar

ruangan tersebut, kemudian udara yang telah dingin dialirkan kembali kedalam

ruangan tersebut. Biasanya cocok untuk dipasang di sebuah gedung bertingkat

(berlantai banyak), seperti hotel atau mall.

Kelebihan AC sentral:

a) Suara di dalam ruangan tidak berisik sama sekali

b) Estetika ruangan terjaga, karena tidak ada unit indoor

Kekurangan AC sentral:

a) Perencanaan, instalasi, dan pemeliharaan membutuhkan tenaga ahli

b) Apabila terjadi kerusakan pada waktu beroperasi maka akan terasa pada

seluruh ruangan

c) Pengaturan temperatur hanya dapat dilakukan pada sentral cooling plant

d) Biaya investasi awal serta biaya operasi dan pemeliharaan mahal.

AC sentral melibatkan sistem jaringan distribusi udara (ducting) untuk

mencatu udara sejuk ke dalam ruang dan mengambil kembali untuk diolah

kembali. Lubang tempat udara dari sistem AC yang masuk ke dalam ruangan

disebut difuser (diffucer), sedangkan lubang tempat udara kembali dari dalam

2.4. Termodinamika Sistem Refrigerasi

Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan kalor dari suatu

benda/ruangan ke lingkungan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih

rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi,

panas tidak dapat dimusnahkan tetapi dapat dipindahkan. [6]

Sehingga refrigerasi selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas

dan perpindahan panas. Siklus refrigrasi memperlihatkan apa yang terjadi atas

panas setelah dikeluarkan dari udara oleh refrigeran di dalam koil (evaporator).

Siklus ini didasari oleh dua prinsip, yaitu:

a. Saat refrigeran cair berubah menjadi uap, maka refrigeran cair itu

mengambil atau menyerap sejumlah panas.

b. Titik didih suatu cairan dapat diubah dengan jalan mengubah tekanan

yang bekerja padanya. Hal ini sama artinya bahwa temperatur suatu

cairan dapat ditingkatkan dengan jalan menaikkan tekanannya, begitu

juga sebaliknya.

Pada dasarnya sistem refrigerasi dibagi menjadi dua, yaitu:

1. Sistem refrigerasi mekanik

Sistem refrigerasi ini menggunakan mesin-mesin penggerak atau alat

mekanik lain dalam menjalankan siklusnya. Yang termasuk dalam sistem

refrigerasi mekanik diantaranya adalah:

a. Siklus kompresi uap (SKU)

b. Refrigerasi

c. Refrigerasi ultra rendah/ kriogenik

d. Siklus sterling

2. Sistem refrigerasi non-mekanik

Berbeda dengan sistem mekanik, sistem ini tidak memerlukan mesin-mesin

penggerak seperti kompresor dalam menjalankan siklusnya, yang termasuk dalam

sistem refrigerasi non-mekanik diantaranya adalah:

a. Refrigerasi termoelektrik

b. Refrigerasi siklus absorbsi

c. Refrigerasi steam jet

e. Heat pipe

2.4.1. Siklus Refrigerasi Kompresi Uap

Dari sekian banyak jenis-jenis sistem refrigerasi, yang paling umum

digunakan adalah refrigerasi dengan kompresi uap (Gambar 2.12). Komponen

utama dari sebuah siklus kompresi uap adalah kompresor, evaporator, dan katup

ekspansi. Berikut adalah sistem konvensional siklus kompresi uap.

Gambar 2.12 Sistem refrigerasi kompresi uap [4]

Gambar 2.13 Diagram P – h siklus kompresi uap [4]

Win Qout

Qin Kondensor

Evaporator

Kompresor Alat Ekspansi

Sisi Tekanan Rendah

Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap saperti pada gambar

diatas adalah sebagai berikut:

a. Proses kompresi (1-2)

Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik.

Kondisi awal refrigeran pada saat masuk kompresor adalah uap jenuh bertekanan

rendah, setelah mengalami kompresi refrigeran akan menjadi uap bertekanan

tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik, maka temperatur keluar

kompresor pun meningkat. Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigerant

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Wc = h2– h1 ... (2.2)

Dimana;

Wc = Besarnya kerja kompresor (kJ/kg)

h1 = Entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)

h2 = Entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

b. Proses kondensasi (2-3)

Proses ini berlangsung di dalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan

tinggi dan bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang

kalor sehingga fasanya berubah jadi cair. Hal ini berarti bahwa di dalam

kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya

(udara), sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang

menyababkan uap refrigeran mengembun menjadi cair. Besar panas per-satuan

massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor dinyatakan sebagai:

Qc = h2– h3 ... (2.3)

Dimana :

Qc = Besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)

h2 = Entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)

c. Proses ekspansi (3-4)

Proses ekspansi ini berlangsung secara isoentalpi. Hal ini berarti tidak

terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur.

Dapat dituliskan dengan:

H3 = h4 ... (2.4)

Proses penurunan tekanan terjadi pada katub ekspansi yang berbentuk pipa

kapiler atau orifice yang berfungsi untuk mengatur laju aliran refrigeran dan

menurunkan tekanan.

d. Proses evaporasi (4-1)

Proses ini berlangsung secara isobar isothermal (tekanan konstan,

temperatur konstan) di dalam evaporator. Panas dari dalam ruangan akan diserap

oleh cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fasa

menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator

sebenarnya adalah campuran cair dan uap.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator adalah:

Qe = h1– h4 ... (2.5)

Dimana :

Qe = Besarnya panas yang diserap di evaporator (kJ/kg)

h1 = Entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)

h4 = Entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan

bersirkulasi lagi. Begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai.

Untuk menentukan harga entalpi pada masing-masing titik dapat dilihat dari tabel

2.4.2. Siklus Kompresi Uap Aktual

Pada kenyataannya siklus kompersi uap mengalami penyimpangan dari

kompresi uap standar (Gambar 2.14). Perbedaan penting siklus kompresi siklus

uap aktual dari siklus standar adalah :

a. Terjadi penurunan tekanan di sepanjang pipa kondensor dan evaporator.

b. Adanya proses dibawah dingin cairan yang meninggalkan kondensor

sebelum memasuki katup ekspansi.

c. Pendinginan lanjut uap yang meninggalkan evaporator sebelum memasuki

kompresor.

d. Terjadi kenaikan entropi pada saat proses kompresi (kompresi tak

isentropik).

e. Proses ekspansi berlangsung non-adiabatik.

Walaupun siklus aktual tidak sama dengan siklus standar, tetapi proses

ideal dalam siklus standar sangat bermanfaat dan diperlukan untuk mempermudah

analisis secara teoritik.

2.4.3 Siklus Kompresi Uap Standar dan Modifikasi

Siklus kompresi uap AC standar dan modifikasi dengan penambahan alat

akumulator. Alat akumulator berfungsi untuk memisahkan antara refrigeran cair

dengan gas, pemisahan ini bertujuan agar refrigeran yang masuk ke kompresor

seluruhnya fasa gas karena fungsi kompresor disini untuk mengkompresikan gas

bukan cairan. Dengan modifikasi ini akan meringankan kerja kompresor karena

yang dikompresikan kompresor gas seluruhnya.

Untuk lebih mempermudah pemahaman tentang efek yang dihasilkan

setelah modifikasi dengan penambahan alat akumulator bisa dilihat pada gambar

dibawah.

Gambar 2.15 Sistem refrigerasi kompresi uap setelah modifikasi

Gambar 2.16 Siklus kompresi uap standar dan modifikasi

2.5 Akumulator

Refrigeran gas dari Evaporator yg bercampur dengan refrigeran cair dan

juga pelumas yg terbawa sirkulasi dalam sistem masuk ke inlet akumulator. Pada

saat masuk ke akumulator kecepatan aliran refrigeran turun dengan tiba-tiba

sehingga pelumas dan refrigeran cair yg berat jenisnya lebih besar dari refrigeran

dalam bentuk gas akan turun ke bagian bawah akumulator. Sementara refrigeran

dalam bentuk gas akan langsung masuk ke bagian pipa outlet Accumulator.

Didalam akumulator antara pipa masuk dan pipa keluar tidak tersambung

melainkan terpisah oleh suatu ruangan, yang mana ini memungkinkan terpisahnya

cairan dengan gas refrigeran. Hal ini terjadi karena cairan memiliki berat jenis

yang lebih besar sehingga hanya yang berupa gas saja yang mampu terhisap oleh

kompresor sedangkan cairan akan mengendap dibagian bawah dari accumulator

sampai terjadi peningkatan temperatur dalam tabung tersebut sehingga ia mampu

menguap menjadi gas.

Pipa keluar dari akumulator dibuat berputar 180 derajat yaitu masuk dari

bagian atas kemudian pipa dilengkung ke bagian bawah Accumulator dan keluar

dari bagian atas (baik langsung vertical atau berbelok 90 derajat).

Dibagian bawah pipa outlet Accumulator terdapat sebuah lubang (bleed hole) ada

yang dilengkapi filter ada juga yg tidak.

Melalui bleed hole inilah refrigeran cair dan pelumas yg terperangkap di

bawah, ikut kembali terbawa masuk ke pipa keluar dari akumulator.

Prinsipnya sama seperti cara kerja teknik pengecatan dengan air compressor atau

air brush, dimana refrigeran gas, pelumas dan refrigeran cair dicampur sehingga

berbentuk seperti kabut (mist). Proses pengabutan ini juga terjadi mulai dari inlet

Accumulator dimana refrigeran cair tidak langsung jatuh ke bagian bawah

Accumulator, tetapi diputar dengan sudut dibawah 90 derajat sehingga aliran

refrigeran keluar dari inlet Accumulator akan berputar untuk memecah refrigeran

cair dan gas maupun pelumas menjadi pertikel-partikel yang lebih kecil. Pada

proses ini kerja kompresor jadi lebih maksimal dan meningkatkan kerja dari

 Kelebihan akumulator, yaitu :

1. Meningkatkan kerja dari sistem mesin pendingin.

2. Mencegah terjadinya kompresi basah pada kompresor

3. Meningkatkan usia pakai kompresor.

4. Lebih hemat biaya listrik dibandingkan dengan mesin pendingin yang

tanpa menggunakan alat tambahan akumulator.

5. Umur pakai alat akumulator yang panjang, dikarenakan pada alat ini tidak

ada sistem yang bergerak jadi kemungkinan rusak sangat jarang.

 Kekurangan akumulator, yaitu :

1. Biaya awal yang cukup mahal (± Rp 800.000).

2. Masih jarang digunakan pada pada AC Split.

3. Ukuran akumulator yang cukup besar (panjang ± 20 cm dan lebar ± 10).