Materi Singkat Teknik Pendingin
Materi Singkat Teknik PendinginPada awalnya untuk pengawetan makanan digunakan es atau salju
sejak 1000 tahun sebelum masehi. Pada tahun 1850 mulai dipakai mesin
pendingin yang memakai kompressor dengan bahan pendingin udara. Kemudian
dipakai bahan pendingin amonia, keburukannya beracun, sampai akhirnya
di temukan bahan pendingin freon yang lebih aman dan digunakan sampai
sekarang.
1.2 Jenis dan Tipe Mesin pendingin
Jenis dan tipe mesin pendingin disesuaikan dengan kegunaan dan daya yang
dimilikinya. Misalnya AC untuk kantor-kantor besar berbeda dengan AC
untuk rumah tangga. Begitu juga untuk jenis kulkas.Karena di pasaran
sudah tersedia berbagai jenis dan tipe mesin pendingin.
1.2.1 Jenis-jenis Mesin Pendingin
Dari berbagai mesin pendingin yang ada, serta ditinjau dari segi
kegunaan dan fungsinya, yang umum kita kenal ada 4 macam mesin
pendingin, antara lain :
1.2.1.1 RefrigerantJenis ini lebih dikenal dengan sebutan kulkas atau lemari es. Tipe
dan kapasitasnya bermacam-macam, dan umumnya digunakan untuk rumah
tangga. Fungsinya untuk mendinginkan minuman, mengawetkan bahan makanan,
menhasilkan es. Suhu untuk lemari es dipertahankan 3o -100 C
1.2.1.2 FreezerJenis yang satu ini tidak berbeda dengan kulkas, hanya saja kapasitas lebih besar, dan suhunya lebih rendah.
1.2.1.3 Air Conditioner (AC)Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan disekelilingnya menjadi
lebih baik dan suasana lebih nyaman. Air Conditioner adalah salah satu
yang dapat memenuhi kebutuhan itu. Dengan membuat keadaan menjadi lebih
sejuk. Sesuai dengan namanya air conditioner berarti pengatur udara
diperlukan sekurangnya 3 peraturana. Suhu udaraAdalah derajat panas atau dingin dari udara yang diukur dengan
thermo-meter. Udara harus didinginkan untuk membuat suhu di dalam
ruangan menjadi sejuk. Suhu kamar yang sejuk dan nyaman adalah 240 – 270
Cb. KelembabanUntuk mendapatkan udara yang sejuk dan nyaman di dalam ruangan, kita
harus mengatur kelembaban udara dengan mengambil uap air dari udara atau
menambahkan uap air pada udara yang mengalir di dalam ruangan. Jumlah
uap air di dalam udara dinyatakan dengan %. Jadi AC selain dapat
menyejukkan udara juga dapat membersihkan udara yang ada dalam ruangan.
AC rumah tangga dapat dioperasikan dengan listrik satu phase pada 110
Volt atau 220 Volt. Kapasitas mulai 4.000 s/d 25.000 BTU/h.
1.2.1.4 Kipas AnginWalaupun pada dasarnya peralatan yang satu ini tidak menghasilkan
udara atau suhu yang dingin sebagaimana kulkas atau AC, tetapi putaran
dan sistem kerjanya mirip dengan kerja dari kedua peralatan diatas.
BAB IIDASAR –DASAR MESIN PENDINGIN
2.1 Proses Dasar Terjadinya Dingin
Dingin merupakan hasil yang diciptakan oleh mesin pendingin terutama
kulkas dan freezer. Sedangkan AC lebih ke keadaan sejuk. Proses
terjadinya pendinginan yang diciptakan oleh mesin pendingin sebenarnya
merupakan tiruan terjadinya dinginyang disebabkan oleh alam. Dan dingin
sebenarnya merupakan suatu proses penguapan karena adanya panas akan
menimbulkan udara dingin disekitarnya. Dingin terjadi karena adanya
penguapan, dan penguapan berlangsung karena adanya panas
.2.2 Terjadinya Dingin Pada Ruang mesin
Proses dingin di dalam mesin pendingin karena adanya pemindahan
panas. Setiap mesin pendingin mampu menghasilkan suhu dingin dengan cara
menyerap panas dari udara yang ada dalam ruang pada mesin pendingin itu
sendiri. Bahan yang digunakan untuk menghasilkan penguapan yang begitu
cepat sehingga mampu menghasilkan udara dingin. Biasanya untuk keperluan
ini digunakan gas Freon. Gas ini dalam sistem pendinginan memiliki
bentuk yang berubah-ubah, yaitu dari bentuk cairan menjadi bentuk gas
(uap). Pada kompresor, gas yang telah berubah menjadi uap tadi takanan
dan panasnya dinaikkan untuk selanjutnya uap panas yan berasal dari gas
itu diturunkan atau didinginkan pada bagian kondensor sampai membentuk
cairan. Kemudian sesampainya pada evaporator cairan itu diturunkan
tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas yang ada di sekitarnya.
Kemudian dalam bentuk uap refrigerant tadi dihisap kembali oleh bagian
kompresor dan dikeluarkan lagi seperti semula. Proses seperti ini
berlangsung secara berulang. Dalam sistem mesin pendingin jumlah
refrigerant yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah bentuknya
karena adanya proses seperti diatas.
2.3 Istilah – istilah Teknik di Bidang Pendinginan
2.3.1 TekananTekanan ialah gaya yang bekerja secara vertikal pada bidang datar
luas 1 cm2, oleh benda padat, cair atau gas. Pada umumnya satuannya
kg/cm
2.2.3.2 Temperatur / SuhuSuhu adalah derajat panas atau tingkat kedinginan. Ukuran suhu
dinyatakan dengan angka dan angka ini disebut derajat seperti 0C
(derajat Celcius), 0F(derajat Fahrenheit)
2.3.3 Kalor (Panas)Kalor adalah energi yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda
atau wujudnya berubah. Jika kalor dilepaskan suhu benda akan turun.
Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat dipindahkan, tetapi tidak
dapat dihilangkan. Kalor dapat diukur meskipun kita tidak melihatnya.
Satuan dari kalor joule (J), Kalori , BTU.
2.3.4 Kalor JenisKalor jenis suatu zat ialah jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 kilo zat itu sebesar 10K atau satu derajat Kelvin.
Bilangan kalor jenis dinyatakan dengan satuan K Cal/Kg 0C.
2.3.5 Panas BebasUmumnya, apabila memanaskan atau mendinginkan suatu benda, suhu dari
benda tersebut mengalami perubahan. Panas yang mempengaruhi langsung
pada suatu benda demikian disebut panas bebas.
2.3.6 Kalor LatenPanas yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat menjadi
cair, dan cair menjadi gas atau sebaliknya tanpa mengubah suhunya
disebut kalor laten (panas laten). Satuan Kalor Laten : Joule, Kalori,
BTU,
2.3.7 Kalor SensibelKalor sensibel adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan
atau menurunkan suhu suatu benda. Satuan dalam : Joule, Kalori, atau
BTU.
2.3.8 Massa JenisMassa sebuah benda banyaknya zat atau materi yang dikandung suatu
benda satuan Kg. Massa Jenis suatu zat ialah massa zat itu dibagi
volumenya pada 00C. satuannya Kg/m3, Kg/l.
2.3.9 Bahan Pendingin (Refrigerant)Refrigerant adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai
penghantar panas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin
pendingin. Bahan pendingin (refrigerant) adalah suatu zat yang mudah
berubah wujud dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Dapat mengambil
panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Untuk instalasi
Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai
refrigerant.
2.3.10 Effek PendinginanAdalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor
yang dapat diserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator.
Satuannya dalam K Cal/Kg.
2.3.11 Kapasitas PendinginanUntuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam.
2.3.12 FrostBila kita mendinginkan udara terus-menerus, volume uap air dalam
udara menjadi kecil, dan sebagian uap air yang menyentuh pada permukaan
suatu benda yang rendah suhunya akan berbentuk embun-es yang halus.
Peristiwa demikian disebut Frost.
2.3.13 DinginDingin adalah suhunya rendah atau tidak ada panas. Dingin adalah
akibat dari pengambilan kalor. Lemari es menghasilkan dingin dengan
mengambil kalori dari bagian dalamnya. Lemari es tidak dapat
menghilangkan kalor, tetapi dapat memindahkan melalui bahan pendingin.
2.3.14 Tekanan Maksimum, Temperatur MaksimumBenda gas seperti freon, bila di beri tekanan dalam silinder tertutup
di bawah suhu udara bebas, menjadi uap air jenuh dan akhirnya berubah
menjadi cairan melalui fase pengembunan. Akan tetapi, bila suhu naik
sampai suatu derajat, gas tersebut tidak mengembun lagi sekalipun di
beri tekanan. Benda gas mempunyai batas kemampuan di mana sudah tidak
berdaya untuk mengubah fase gas ke fase cair. Temperatur yang terdapat
pada batas tersebut disebut temperatur maksimum dan tekanan pada gas
yang terjadi pada batas tersebut dikatakan tekanan maksimum.
2.4 Dasar Termodinamika
2.4.1 Hukum Pertama Termodinamika· Perubahan kalor dapat menghasilkan usaha dari perubahan energi dalam.· Kalor yang masuk sistem menjelma sebagai penambahan energi dalam sistem
2.4.2 Hukum Kedua Termodinamika* Kalor tidak mungkin berpindah dari sistem yang bersuhu rendah ke sistem yang bersuhu tinggi secara spontan.
* Tidak mungkin ada sembarang proses yang dapat memindahkan panas
dari satu temperatur ke temperatur lain yang lebih tinggi.
* Panas yang diserap oleh suatu sistem tidak dapat diubah
seluruhnya menjadi kerja mekanik pada suatu proses melingkar, ini
berarti pastilah ada panas yang terbuang ke sekeliling secara
percuma
.2.4.3 Entalpy* Entalpy dari suatu sistem didefinisikan sebagai penjumlahan
energi dalam dengan selisih hasil kali tekanan dan volume.
* Entalpy dapat didefinisikan kalor total dari panas bebas dan
panas laten yang terdapat pada suatu benda. Harga entalpy
dinyatakan dalam satuan K Cal?Kg.2.5 Diagram Garis Molier dan Siklus Pendinginan
2.5.1 Diagram Garis MolierDiagram ini menggambarkan hasil penyelidikan dalam sebuah garis yang
disebut garis molier, yang dapat kita manfaatkan untuk menentukan
kapasitas, tenaga dan sebagainya dari tiap komponen instalasi mesin
pendingin guna perencanaan.Jika kita menggambarkan sirkulasi bahan pendingin dalam instalasi
pendingin pada diagram garis molier, akan terdapat garis persegi A, B,
C, D.
1.Proses Kompresi RefrigeranTitik A menyatakan keadaan gas refrigeran yang berada di tempat
kompresor menghisap bahan pendingin, yang masih rendah tekanannya (pada
tingkat P). Dari titik A-B
2. Proses PengembunanGas refrigeran yang masuk ke dalam kondensor garis horisontal akan
berubah dari tingkat gas menjadi cair. Perubahan dari tingkat gas
menjadi cair karena didinginkan (membuang panas). Dari titik B-C
3. Proses PengembanganBahan pendingin yang menjadi cair pada titik C, akan turun terus
sampai titik ketika mengembang dalam kabut pada tepat kedudukan pipa
kapiler/klep ekspansi.
4. Proses PenguapanRefrigeran berupa kabut yang masuk ke dalam evaporator menarik panas
dari molekul gas sekitarnya, sehingga entalpy bertambah. Dari titik D-A
menggambarkan pertambahan entalpy dan perubahan fase dari cair ke gas.
BAB III
BAGIAN-BAGIAN PENTING MESIN PENDINGIN
3.1 BAGIAN – BAGIAN MESIN PENDINGIN3.1.1
KOMPRESOR
Kompresor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya adalah
untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan
kemudian menekan/memampatkan gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan
tekanan dan suhu tinggi, lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja
kompresor adalah untuk
1. Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin
cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan
menyerap lebih banyak panas dari sekitarnya.
2. Menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalu menaikkan
tekanan dan suhu gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya
ke kondensor sehingga gas tersebut dapat mengembun dan memberikan
panasnya pada medium yang mendinginkan kondensor.Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai pada mesin-mesin pendingin yaitu :1. Kompresor Torak, kompresinya dikerjakan oleh torak.
2. Kompresor Rotasi, kompresinya dikerjakan oleh blade atau vane dan roller
3. Kompresor Centrifugal, kompresor centrifugal tidak mempunyai
alat-alat tersebut kompresi timbul akibat gaya centrifugal yang
terjadi karena gas diputar oleh putaran yang tinggi kecepatannya dan
impeller.Ketiga macam kompresor mempunyai keunggulan masing-masing.
Pemakaiannya ditentukan oleh besarnya kapasitas, penggunaannya,
instalasinya dan jenis bahan pendingin yang dipakai.
3.1. 2 KONDENSOR
Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk
gas menjadi cair. Bahan pendingin dari kompresor dengan suhu dan
tekanan tinggi, panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor
ke udara. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas
mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah
menjadi cair.
3.1.3 EVAPORATOR
Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair
menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding – dindingnya,
mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas
tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor.
3.1.4 SARINGAN
Saringan untuk AC dibuat dari pipa tembaga berguna untuk menyaring
kotoran-kotoran di dalam sistem, seperti : potongan timah, lumpur,
karat, dan kotoran lainnya agar tidak masuk ke dalam pipa kapiler atau
keran ekspansi. Saringan harus menyaring semua kotoran di dalam sistem,
tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan atau membuat sistem
menjadi buntu.
3.1.5 PIPA KAPILER
Pipa kapiler gunanya adalah untuk :1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa tersebut.
2. Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.
3.1.6 KERAN EKSPANSIK
eran ekspansi ada 2 macam1. Automatic Expasion Valve
2. Thermostatic Expansion ValveThermostatic Exspansion Valve lebih baik dan lebih banyak dipakai,
tetapi pada AC hanya dipakai automatic expansion valve, maka disini kita
hanya akan membicarakan automatic expansion valve saja. Gunanya untuk
menurunkan cairan dan tekanan tekanan evaporator dalam batas-batas yang
telah di tentukan dengan mengalirkan cairan bahan pendingin dalam jumlah
yang tertentu ke dalam evaporator
.3.1.7 BAHAN PENDINGIN
Bahan pendingin adalah suatu zat yang mudah di rubah bentuknya dari
gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas dari
evaporator dan membuangnya di kondensor. Bahan pendingin diantaranya
yang dewasa ini banyak dan secara umum digunakan Refrigerant-11 (R-11),
R-12, R-13, R-22.
3.1.8 MINYAK KOMPRESOR
Minyak kompresor untuk mesin-mesin pendingin harus mempunyai
sifat-sifat yang khusus untuk keperluan ini. Minyak kompresor dipakai
untuk melindungi dan melumasi bagian-bagian yang bergerak dari
kompresor. Karena dalam kenyataan minyak kompresor selalu berhubungan,
bahkan bercampur dengan bahan pendingin di dalam kompresor dan mengalir
bersama-sama ke semua bagian dari sistem.Minyak harus tahan terhadap
suhu dan tekanan yang tinggi dari kompresor dan tetap dapat memberikan
pelumasan dan melindungi bagian-bagian kompresor yang bergerak agar
jangan aus dan rusak.
ALAT – ALAT LISTRIK PADA AC
OPERATION CONTROL
Semua air conditioner mempunyai operation control atau kontrol panel yang terdiri dari 3 bagian :
1. Selector switch (pengatur hubungan) atau main switch. Macamnya ada
2 : Rotation Switch (putar) dan Push Switch (tekan). Fungsi dari
keduanya adalah sama, untuk menjalankan fan saja atau menjalankan fan
dari kompresor bersama-sama.2. Thermostat (pengatur suhu), sering juga dinamakan Air temperatur
control gunanya adalah : mengatur batas-batas suhu di dalam ruangan,
mengatur lamanya kompresor berhenti, dan menghentikan, menjalankan
kembali kompresor secara otomatis.
3. Ventilation control (pengatur aliran udara), ada yang berbentuk
knop yang di putar atau batang yang digerakkan ke kanan/ ke kiri atau ke
atas/ke bawah untuk mendapatkan kedudukan Close : tidak ada udara yang
masuk atau ke luar, open : damper terbuka ke dalam untuk mengalirkan
udara ke luar dari kamar, Fresh: damper terbuka ke luar, untuk
mengalirkan udara segar dari luar masuk ke dalam kamar.
3.2.2 OVERLOAD MOTOR PROTECTOR (PENGAMAN MOTOR)
Dipasang untuk melindungi kompresor, yang memakai bi-metal dan
heater. Bekerjanya dipengaruhi oleh amper yang terlalu besar dan panas
dari motor atau kompresor. Bi-metal ini di hubungkan oleh
kontak-kontak, yang dapat membuka kontaknya apabila amper yang lewat
terlalu besar dan panas dari motor atau kompresor yang terlalu tinggi.
Setelah lewat beberapa menit motor dan kompresor menjadi dingin, dan
kontak-kontak dapat berhubungan kembali.
START CAPACITOR
Start capacitor direncanakan untuk dipakai dalam waktu yang singkat
paling lama 3 detik dan tidak berulang-ulang. Biasanya hanya di perlukan
waktu 1 detik untuk memutar motor yang besar sampai 7 hp, sangat jarang
yang memerlukan waktu start sampai 3 detik. Pada kompresor hermetik,
start capacitor harus dipakai dengan relay, untuk menghubungkan dan
melepaskan kembali aliran listrik dari start capcitor.
RUN CAPACITOR
Run capacitor dapat memperbaiki effisiensi dengan mempertinggi atau
memperbaiki faktor kerja dan menurunka amper. Menjalankan motor tanpa
run capacitor yang tepat, dapat menurunkan kopel, faktor kerja,
effisiensi, sedangkan ampernya naik. Run capacitor rusak dapat
menyebabkan motor terbakar.
STARTING RELAY
Starting relay pada kompresor hermetik unit adalah suatu switch yang
bekerja otomatis, berdasarkan magnit yang dibangkitkan untuk
menghubungkan dan melepas hubungan listrik dari start capacitor atau
lilitan bantu, setelah motor mencapai putaran penuh.
UNTUK KOMPRESOR HERMETIK
Kompresor hermetik mempunyai motor listrik, dimana motor dan
kompresor berada di dalam rumah yang tertutup rapat. Rotor dan motor
menjadi satu dengan poros kompresor, maka jumlah putaran motor dan
kompresor sama. Motor listrik satu phase untuk kompresor hermetik harus
mempunyai starting kopel yang kuat dan effisiensi kerja yang baik.
Motornya terutama mendapat pendinginan dari bahan pendingin yang dihisap
dari evaporator, maka kompresor hermetik tidak boleh dijalankan untuk
jangka waktu yang lama tanpa mendapat pendingin yang cukup
3.2.7 FAN MOTOR
Fan motor digunakan sebagai tenaga penggerak untuk memutar daun kipas
atau blower untuk mengalirkan udara dingin dari evaporator dan untuk
mendinginkan kondensor
.
BAB IV
PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN
4.1 LEMARI ES (REFRIGERATOR)
Adalah suatu unit mesin pendingin dipergunakan dalam rumah tangga,
untuk menyimpan bahan makanan atau minuman. Untuk menguapkan bahan
pendingin di perlukan panas. Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan
pendingin yang digunakan sudah menguap pada suhu -200C. panas yang
diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang pendingin, karena itu
suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam evaportor
yang ditempatkan dalam ruang pendingin. Karena sirkulasi udara, ruang
pendingin ini akan menjadi dingin seluruhnya.
4.1.1 Cara Kerja Instalasi Mesin Kulkas
Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat
dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke
kondensor, setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa
kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini akan
menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas
tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler
cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap
panas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian
siklus kembali terulang.
4.1.2 Jenis Aliran Udara Pendingin
Jenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam
1. Secara alamiah tanpa fan motor, di dalam lemari es udara
dingin pada bagian atas dekat evaporator mempunyai berat jenis
lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dingin akan mengalir ke
bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian bawah lemari es
karena berat jenisnya lebih kecil dan di desak oleh udara dingin
dari atas, akan mengalir naik ke atas menuju evaporator. Udara
panas oleh evaporator didinginkan menjadi dingin dan berat lalu
mengalir ke bawah lagi. Demikianlah terjadi terus menerus secara
alamiah.
2. Aliran udara di dalam lemari es dengan di tiup oleh fan motor,
lemari es yang memakai fan motor, dapat terjadi sirkulasi udara
dingin yang kuat dan merata ke semua bagian dari lemari es. Udara
panas di dalam lemari es dihisap oleh fan motor lalu dialirkan
melalui evaporator. Udara menjadi dingin dan oleh fan motor di dorong
melalui saluran atau cerobong udara, di bagi merata ke semua bagian
dalam lemari es
.4.2 Air Conditioner (AC)
Air conditioner atau alat pengkondisi udara membantu manusia
memberikan udara sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi
tubuh. Air conditioner bentuknya lebih kecil dari lemari es, tetapi
tenaga motor listrik sebagai penggerak yang diperlukan jauh lebih besar.
Proses pendinginan yang harus dilakukan yaitu untuk menyejukkan udara
dalam suatu ruangan luas atau kamar, adalah jauh lebih lebih besar dari
pada lemari pendingin atau kulkas. Secara umum dapat dibedakan menjadi 2
jenis :
1. AC Window/ Jendela
2. AC Split
4.2.1 Prinsip Kerja AC
Prinsip kerja AC dapat dibagi 3 bagian :
1. Kerja bahan pendingin, Setelah ke dalam kompresor diisi gas
freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh
kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju
saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami
penahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di
dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan
di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus
ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah
menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus
kembali terulang.
2. Kerja Aliran Udara, kerja aliran udara ada 2 bagian yang
terpisah yaitu : bagian muka atau bagian depan dan bagian belakang
atau bagian yang panas. Bagian depan bagian dari evaporator
merupakan bagian dingin, dimana fan menghembuskan udara meniup
evaporator sehingga udara yang keluar dari bagian depan udara
dingin. Sedangkan bagian belakang fan meniup kondensor untuk
mendinginkan sehingga udara yang keluar udara panas dari kondensor.
3. Kerja Alat-alat Listrik, Alat-alat listrik dari AC adalah
bagian-bagian yang paling banyak variasinya dan paling banyak
menimbulkan gangguan-gangguan. Pada prinsipnya dapat dibagi dalam 2
bagian : fan mSUMBER : http://bemteunnes.wordpress.com/2008/04/23/materi-singkat-teknik-pendingin/SISTEM AIR CONDITIONER (AC)
CARA KERJA SISTEM AC
Untuk menghasilkan pendinginan ada 4 langkah operasi pendinginan, dan refrigerant disirkulasikan berulang kali dengan perubahan-perubahan sebagai berikut (cair –uap / gas - cair):
1. KompresiRefrigerant ditekan dalam kompresor sampai kondisinya menjadi cair dengan temperatur yang tinggi. Gas refrigerant dalam evaporator dihisap oleh kompresor akan membuat tekanannya tetap rendah didalam evaporator, dan untuk membuat cairan refrigerant menjadi gas secara dinamis pada temperatur yang rendah (0oC). Maka tekanan gas refrigerant ditekan dalam silinder, dan berubah menjadi tinggi, sehingga temperatur dan tekanan refrigerant akan mudah menjadi cair walaupun proses pendinginan dalam temperatur yang lebih tinggi.
2. Kondensasi.Refrigerant diubah dari gas menjadi cair dan didinginkan dari temperatur yang tinggi di dalam kondensor. Refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan tinggi itu dipancarkan dalam kondensor menjadi cairan dan disalurkan ke receiver drier. Hal itu juga dinamakan proses kondensasi panas. Panas yang tinggi dari refrigerant itu dapat dikeluarkan oleh kondensor sehingga refrigerant menjadi dingin dan dapat melakukan proses penyerapan panas di ruangan dalam kendaraan.
3. Ekspansi.Tekanan cairan refrigerant diturunkan oleh katup ekspansi. Hal itu disebut proses ekspansi, dimana gas bertekanan itu dikabutkan dengan mudah dalam evaporator sehingga refrigerant menjadi gas, dan expansion valve ini mengatur aliran cairan refrigerant sambil menurunkan tekanannya.Cairan refrigerant yang dikabutkan ini dalam evaporator diatur oleh tingkat pendinginan yang harus dilakukan dibawah temperatur pengabutan. Untuk itu, penting untuk mengontrol jumlah refrigerant yang dibutuhkan dengan melakukan pengecekan yang benar.
4. Evaporasi.Refrigerant dirubah dari cairan ke gas dalam evaporator. Cairan refrigerant dikabutkan oleh hisapannya sendiri dimana saat proses evaporasi panas latent dibutuhkan dari udara disekitar evaporator. Udara melepaskan panas untuk didinginkan, dan dialirkan ke dalam ruang dalam kendaraan oleh kipas pendingin sambil menurunkan temperatur ruangan itu. Cairan refrigerant itu disalurkan dari expansion valve di dalam evaporator kemudian sekaligus menjadi uap refrigerant, dan perubahan itu terjadi berulang kali dari kondisi cair ke gas. Tekanan dan temperatur dalam perubahan itu selalu berkaitan, jika tekanan di-set maka temperatur juga akan diatur. Untuk pengabutan yang dilakukan saat temperatur lebih rendah dari perubahan itu (Cair -> Gas) dalam kondisi seperti diatas, tekanan dalam evaporator juga harus dibuat tetap rendah. Karena itu, gas dari refrigerant yang dikabutkan haruslah dikurangi secara terus menerus keluar evaporator oleh hisapan kompresor.sumber :http://m-edukasi.net/online/2008/sistemac/carakerja.html
SISTEM AIR CONDITIONER (AC)
CARA KERJA SISTEM AC
untuk menghasilkan pendinginan ada 4 langkah operasi pendinginan, dan refrigerant disirkulasikan berulang kali dengan perubahan-perubahan sebagai berikut (cair –uap / gas - cair):
1. KompresiRefrigerant ditekan dalam kompresor sampai kondisinya menjadi cair dengan temperatur yang tinggi. Gas refrigerant dalam evaporator dihisap oleh kompresor akan membuat tekanannya tetap rendah didalam evaporator, dan untuk membuat cairan refrigerant menjadi gas secara dinamis pada temperatur yang rendah (0oC). Maka tekanan gas refrigerant ditekan dalam silinder, dan berubah menjadi tinggi, sehingga temperatur dan tekanan refrigerant akan mudah menjadi cair walaupun proses pendinginan dalam temperatur yang lebih tinggi.
2. Kondensasi.Refrigerant diubah dari gas menjadi cair dan didinginkan dari temperatur yang tinggi di dalam kondensor. Refrigerant yang bertemperatur dan bertekanan tinggi itu dipancarkan dalam kondensor menjadi cairan dan disalurkan ke receiver drier. Hal itu juga dinamakan proses kondensasi panas. Panas yang tinggi dari refrigerant itu dapat dikeluarkan oleh kondensor sehingga refrigerant menjadi dingin dan dapat melakukan proses penyerapan panas di ruangan dalam kendaraan.
3. Ekspansi.Tekanan cairan refrigerant diturunkan oleh katup ekspansi. Hal itu disebut proses ekspansi, dimana gas bertekanan itu dikabutkan dengan mudah dalam evaporator sehingga refrigerant menjadi gas, dan expansion valve ini mengatur aliran cairan refrigerant sambil menurunkan tekanannya.Cairan refrigerant yang dikabutkan ini dalam evaporator diatur oleh tingkat pendinginan yang harus dilakukan dibawah temperatur pengabutan. Untuk itu, penting untuk mengontrol jumlah refrigerant yang dibutuhkan dengan melakukan pengecekan yang benar.
4. Evaporasi.Refrigerant dirubah dari cairan ke gas dalam evaporator. Cairan refrigerant dikabutkan oleh hisapannya sendiri dimana saat proses evaporasi panas latent dibutuhkan dari udara disekitar evaporator. Udara melepaskan panas untuk didinginkan, dan dialirkan ke dalam ruang dalam kendaraan oleh kipas pendingin sambil menurunkan temperatur ruangan itu. Cairan refrigerant itu disalurkan dari expansion valve di dalam evaporator kemudian sekaligus menjadi uap refrigerant, dan perubahan itu terjadi berulang kali dari kondisi cair ke gas. Tekanan dan temperatur dalam perubahan itu selalu berkaitan, jika tekanan di-set maka temperatur juga akan diatur. Untuk pengabutan yang dilakukan saat temperatur lebih rendah dari perubahan itu (Cair -> Gas) dalam kondisi seperti diatas, tekanan dalam evaporator juga harus dibuat tetap rendah. Karena itu, gas dari refrigerant yang dikabutkan haruslah dikurangi secara terus menerus keluar evaporator oleh hisapan kompresor.
sumber:http://m-edukasi.net/online/2008/sistemac/carakerja.html
ss
A. Siklus Carnot
Salah satu jenis mesin refrigerasi
yang umum digunakan pada zaman sekarang adalah jenis kompresi uap.
Mesin pendingin jenis ini bekerja secara mekanik dan perpindahan panas
dilakukan dengan memanfaatkan sifat refrigeran yang berubah dari fase
cair ke fase gas (uap) dan kembali ke fase cair secara berulang-ulang.
Refrigeran mendidih pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan air
pada tekanan yang sama. Misalnya, amonia yang sering digunakan sebagai
refrigeran, pada tekanan 1 atmosfir (101.3 kPa) dapat mendidih pada suhu
-33 oC. Suhu titik didih refrigeran dapat diubah dengan cara mengubah
tekanannya, misalnya, untuk menaikkan suhu titik didih amonia menjadi 0
oC, tekanan harus dinaikkan menjadi 428.5 kPa.Keragaan suatu siklus
refrigerasi umumnya dinyatakan dalam berbagai terminologi, seperti ton
refrigerasi, koefisien tampilan, dan efisiensi refrigerasi. Satu ton
refrigerasi didefinisikan sebagai kapasitas pendinginan yang diserap
oleh satu ton es untuk menjadi cair selama 24 jam, yaitu 1357 W (200
Btu/menit)
.Istilah ton refrigerasi umum digunakan untuk mesin pendingin berkapasitas besar.
Berasal dari standar yang digunakan, yaitu panas yang diserap oleh 1
ton (2000 lb) es saat mencair selama 24 jam. Karena panas laten
pencairan es adalah 144 Btu/lb, maka panas yang diserap (2000 lb X 144
Btu/lb)/(24 jam X 60 menit) adalah 200 Btu/menit.
Siklus Carnot adalah siklus
termodinamik ideal yang mampu-balik, yang pada mulanya digunakan sebagai
standar terhadap kemungkinan maksimum konversi energi panas ke energi
mekanik. Dalam bentuk sebaliknya, juga digunakan sebagai standar
penampilan maksimum suatu alat pendingin. Siklus Carnot tidak mungkin
diterapkan karena tidak mungkin mendapatkan suatu siklus yang mutlak
mampu-balik di alam nyata, tetapi dapat dianggap sebagai kriteria
pembatas untuk siklus-siklus lainnya.
Siklus Carnot berlangsung dengan
suatu urut-urutan yang terdiri atas 4 proses yang mampu-balik, yaitu dua
proses adiabatik dan dua proses isotermik. Gambar 3-1 menunjukkan
bagaimana siklus tenaga Carnot bekerja secara sederhana pada sistem gas
di dalam piston, sedangkan Gambar 3-2 menunjukkan proses-proses siklus
Carnot yang dipetakan pada diagram p-v dan diagram T-s.
Gambar 3-1. Siklus Carnot
|
Gambar 3-2. Siklus Carnot pada diagram p-v dan T-s
|
Ke empat proses tersebut adalah :
Proses 1-2 : |
Kompresi gas secara adiabatik hingga mencapai suhu tinggi TH |
Proses 2-3 : |
Ekspansi gas secara isotermik pada suhu TH sambil menerima energi sebesar QH dari lingkungan (reservoir) bersuhu tinggi (TH) |
Proses 3-4 : |
Ekspansi gas secara adiabatik hingga mencapai suhu rendah TC |
Proses 4-1 : |
Kompresi gas secara isotermik hingga mencapai kondisi awalnya sambil melepas energi sebesar QC ke lingkungan (reservoir) bersuhu rendah (TC)
|
Kerja yang terjadi selama
proses-proses tersebut ditunjukkan dengan luasan di bawah kurva proses
pada diagram p-v. Pada proses 1-2 dan 4-1 kerja diberikan pada sistem
untuk melakukan kompresi, sedangkan pada proses 2-3 dan 3-4 dilepas oleh
gas untuk melakukan pengembangan (ekspansi). Dengan demikian, wilayah
yang dibatasi oleh keempat kurva tersebut merupakan kerja bersih yang
terjadi (dilepas oleh sistem) selama proses dalam satu siklus.
Siklus Carnot yang bekerja sebagai mesin panas mempunyai efisiensi:
|
.........
|
3-1
|
dimana TC dan TH adalah suhu dalam
satuan kelvin dan s adalah entropi. Subskrip "maks" menunjukkan bahwa
efisiensi tersebut adalah efisiensi maksimum yang mungkin terjadi pada
siklus tenaga manapun yang bekerja di antara dua sumber panas berbeda
suhu.
Bagan alir siklus Carnot, ditunjukkan pada Gambar 3-1 dan bentuk siklus pada koordinat p-v dan T-s
ditunjukkan pada Gambar 3-2. Gambar 3-2 (a) menunjukkan siklus Carnot
yang bekerja hanya pada satu wilayah fase (fase gas), sedangkan (b)
menunjukkan siklus Carnot yang bekerja pada keadaan jenuh (keadaan
cair-uap). Proses yang berlangsung pada siklus pendinginan Carnot adalah
:
Proses 1-2 : |
Ekspansi gas secara isotermik pada suhu rendah TC sambil menerima energi QC dari reservoir dingin melalui pindah panas. |
Proses 2-3 : |
Kompresi gas secara adiabatik hingga mencapai suhu tinggi T |
Proses 3-4 : |
Kompresi gas secara isotermik sambil melepas energi QH ke reservoir panas melalui pindah panas. |
Proses 4-1 : |
Ekspansi gas secara adiabatik hingga mencapai suhu rendah TL
|
Kerja bersih yang diperlukan selama proses dalam satu siklus adalah daerah yang dibatasi oleh keempat kurva pada diagram p-v.
Jika siklus Carnot dibalik, akan
diperoleh siklus yang menjadi ukuran kinerja maksimum yang mungkin
diperoleh dari suatu mesin pendingin. Dalam hal ini, kerja harus
diberikan pada siklus, zat kerja dikembangkan secara adiabatik dari TH ke TC, menyerap panas pada TC dengan entropi yang meningkat dari sa ke sb. Selanjutnya, zat kerja dikempa secara adiabatik dari TC ke TH, melepas panas secara isotermal pada TH dengan entropi menurun dari sb ke sa. Dengan demikian, siklus Carnot dapat digunakan untuk tiga tujuan yaitu:
- mengubah energi panas menjadi energi mekanik (sebagai mesin panas)
- menggunakan energi mekanik untuk menyerap panas dari suatu
tempat dan melepaskannya di tempat yang diinginkan (sebagai pompa panas)
- menggunakan energi mekanik untuk menyerap panas dari suatu
tempat yang diinginkan dan membuangnya di tempat lain (sebagai mesin
pendingin)
Tujuan (2) dan (3) didasarkan pada
siklus Carnot terbalik dan berbeda hanya pada hasil akhir yang
diinginkan. Proses yang berlangsung pada siklus pendinginan dan siklus
pompa panas pada prinsipnya sama dan hanya berbeda pada tujuan akhir
proses. Pada siklus pendinginan yang menjadi tujuan adalah mendapatkan
suhu yang lebih rendah dari lingkungannya, sebaliknya pada siklus pompa
panas yang menjadi tujuan akhir adalah memperoleh suhu yang lebih tinggi
dari lingkungannya.
Penampilan mesin pendingin dan pompa panas umumnya dinyatakan dalam koefisien penampilan (coefficient of performance, COP). Koefisien penampilan (coefficient of performance, cop)
telah digunakan sebagai alat pengukur keefektifan suatu alat dan
didefinisikan sebagai perbandingan antara hasil akhir yang diperoleh
dengan kerja bersih yang harus diberikan. Berdasarkan Gambar 3-2, cop mesin pendinginan adalah,
|
.........
|
3-2
|
untuk pompa panas,
|
.........
|
3-3
|
dan untuk mesin panas,
|
.........
|
3-4
|
Meskipun siklus Carnot sangat
efisien bekerja di antara dua sumber panas tertentu dan sangat berguna
sebagai kriteria bagi siklus yang bekerja secara sempurna, terdapat
kelemahan yang sangat jelas jika gas digunakan sebagai refrigeran.
Kelemahan-kelemahan tersebut antara lain adalah :
-
Terjadinya tekanan yang sangat tinggi dan
volume yang sangat besar karena kenaikan tekanan terjadi saat
berlangsungnya kompresi isentropik serta saat proses pelepasan panas
secara isotermal.
-
Proses pindah panas dengan menggunakan
gas, yaitu media yang mempunyai kapasitas panas tertentu, tidak mungkin
diperoleh di dalam praktek.
-
Diagram p-v siklus yang bekerja dengan
menggunakan gas sangat sempit sehingga sedikit ke-tak-mampubalikan di
dalam proses tertentu akan mengakibatkan peningkatan kerja yang
dilakukan yang sangat besar dan merupakan bagian terbesar kerja bersih
siklus tersebut.
Koefisien tampilan menyatakan
keefektifan suatu sistem pendingin, yang merupakan perbandingan antara
efek pendinginan bermanfaat terhadap energi bersih yang harus disediakan
dari luar untuk mendapatkan efek pendinginan tersebut.
|
.........
|
3-5
|
Efisiensi refrigerasi menunjukkan
kedekatan sistem atau siklus pendingin tersebut dengan siklus ideal
yang mampu-balik, yaitu siklus Carnot.
|
.........
|
3-6
|
B. Siklus Pendinginan Teoritis Dan Nyata
Siklus pendinginan kompresi uap ditunjukkan pada Gambar
3-3. Proses 1-2 adalah kompresi, 2-3 adalah kondensasi, 3-4 adalah
ekspansi, dan 4-1 adalah evaporasi.
|
Gambar 3-3. Siklus refrigerasi kompresi uap
|
Siklus pendinginan kompresi uap teoritis, sebagaimana yang umum digunakan, ditunjukkan pada Gambar 3-4 dalam sistem koordinat p-V, T-s dan p-h, dimana tanda nomor proses sama dengan pada Gambar 3-5. Proses kompresi yang berlangsung pada jalur 1-2 disebut kompresi basah,
dimana refrigeran yang masuk ke- dan keluar dari kompresor adalah
refrigeran kering dan jenuh (derajat kering uap = 1). Proses kompresi
dapat juga terjadi pada jalur 1'-2' yang disebut dengan kompresi basah
karena refrigeran yang masuk ke kompresor masih mengandung fase cair
(derajat kering < 1) dan keluar dari kompresor dalam keadaan kering
dan jenuh. Meskipun koefisien penampilan (cop) sedikit lebih
rendah, pendinginan dengan kompresi kering lebih sering digunakan dengan
alasan kompresor akan lebih aman karena tidak terjadi kemungkinan
masuknya refrigeran cair yang dapat mempengaruhi kerja kompresor. Pada
proses kompresi kering, uap refrigeran yang meninggalkan kompresor dalam
keadaan panas-lanjut (superheat) sehingga kelebihan panas
tersebut harus dibuang di kondensor pada tekanan tetap (tekanan
kondensor) dan suhu tetap sebelum dikondensasi menjadi cairan refrigeran
(proses 2-2').
Proses kompresi dianggap
berlangsung secara isentropik karena lebih mendekati keadaan
sesungguhnya, meskipun secara teoritis kompresi isotermal lebih disukai
karena membutuhkan kerja yang lebih kecil. Kerja pada proses pencekikan
(throtling) seharusnya dapat didaur-ulang, akan tetapi karena tidak ekonomis jarang dilakukan.
Perbandingan antara siklus
kompresi uap teoritis (siklus 1-2'-2''-3-4'-1) dengan siklus Carnot
terbalik (siklus 1-2-3-4-1) ditunjukkan dalam diagram T-s pada Gambar
3-6. Seperti terlihat pada bagian yang diarsir di dalam gambar,
terdapat tiga luasan yang merupakan perbedaan antara siklus kompresi uap
teoritis dengan siklus Carnot terbalik. Luasan 2-2'-2'' menunjukkan
penambahan kerja yang harus diberikan ke kompresor serta tambahan panas
yang harus dilepas di kondensor sebagai akibat kompresi yang tidak
isotermal. Luasan 3-3'-4-3 menunjukkan tambahan kerja ke siklus akibat
kerja pencekikan yang tidak didaur-ulang. Luasan 4-sa-sb-4'-4
menunjukkan kehilangan efek pendinginan sebagai akibat dari peningkatan
entropi karena proses pencekikan. Masih terdapat perbedaan-perbedaan
lain antara siklus kompresi uap teoritik dan nyata, akan tetapi karena
nilainya tidak terlalu besar masih dapat diabaikan dari perhitungan.
Keragaan suatu siklus refrigerasi
umumnya dinyatakan dalam berbagai terminologi, seperti ton refrigerasi,
koefisien tampilan, dan efisiensi refrigerasi. Satu ton refrigerasi
didefinisikan sebagai kapasitas pendinginan yang diserap oleh satu ton
es untuk menjadi cair selama 24 jam, yaitu 1357 W (200 Btu/menit)
. Istilah ton refrigerasi umum digunakan untuk mesin pendingin berkapasitas besar.
C. Analisis Kinerja Mesin Pendingin
Analisa terhadap siklus
pendinginan kompresi uap dapat dilakukan dengan menggunakan Gambar 3-7.
Sebagaimana telah dijelaskan di atas, terjadi 4 proses yang membentuk
satu siklus kompresi uap dan terjadi berulang-ulang. Proses dan
perubahan keadaan pada setiap proses yang terjadi adalah :
Proses 1-2 (kompresi) : Gas refrigeran
yang keluar dari evaporator masuk dan dikempa pada kompresor sehingga
menghasilkan gas refrigeran dengan tekanan dan suhu yang lebih tinggi.
Suhu tinggi merupakan akibat dari proses kompresi isentropik.
Proses 2-3 (kondensasi) : Gas
refrigeran bertekanan dan bersuhu tinggi dikondensasi dan menghasilkan
refrigeran cair jenuh. Proses yang terjadi adalah pelepasan panas ke
lingkungan. Proses kondensasi bekerja pada tekanan tetap. Pada awal
proses suhu gas refrigeran sedikit mengalami penurunan, selanjutnya
terjadi perubahan fase gas menjadi cair pada suhu tetap.
Proses 3-4 (pencekikan) : Tekanan
cairan refrigeran diturunkan dengan menggunakan katup cekik (expansion
valve). Saat terjadi penurunan tekanan, juga terjadi penurunan suhu dan
peningkatan mutu gas refrigeran, sebab dengan penurunan tekanan dan
suhu sebagian refrigeran cair berubah menjadi gas.
Proses 4-1 (penguapan) : Proses
penguapan terjadi pada suhu sama, dimana hanya terjadi perubahan fase
refrigeran cair menjadi gas. Panas laten penguapan diambil dari
lingkungan sehingga terjadi pendinginan lingkungan. Besarnya
pendinginan yang terjadi dinyatakan dalam efek pendinginan (ton
refrigerasi).
|
Gambar 3-7. Analisis siklus pendinginan kompresi uap
|
Setiap proses yang terjadi
sepanjang siklus dinyatakan dalam besaran-besaran yang dapat ditentukan
secara matematik. Pada Bab Termodinamika Pendinginan telah ditunjukkan
bahwa untuk proses tekanan tetap, seperti terjadi pada proses evaporasi
dan kondensasi dalam mesin pendingin kompresi uap, dQ = dh. Dengan demikian, panas yang diserap dan digunakan untuk menguapkan refrigeran adalah:
|
............................................................
|
3-7
|
dan panas yang di lepas untuk kondensasi refrigeran adalah,
Qkond = h2 - h3 ......................................... 3-8
Juga telah diketahui bahwa pada
proses pencekikan (ekspansi) tidak dilakukan kerja, sehingga entalpi
refrigeran yang masuk dan keluar dari katup ekspansi adalah sama (h1 =
h2). Kualitas uap refrigeran setalah melalui katup cekik menjadi,
|
............................................................
|
3-9
|
Sesuai dengan kaidah kekekalan energi, panas yang dilepas pada
kondensor harus sama dengan panas yang diserap pada evaporator ditambah
dengan ekivalen panas dari kerja kompresi, yaitu :
|
............................................................
|
3-10
|
Dengan memasukkan persamaan [3-8] hingga [3-9] ke persamaan [3-10] diperoleh kerja kompresi sebesar,
Wkomp = h2 - h1 .......................................... 3-11
dalam hal ini, dianggap tidak
terjadi pengambilan dan pelepasan panas dari dan ke lingkungan selama
proses kompresi. Berikut ini adalah beberapa istilah yang umum
digunakan dalam ilmu pendinginan dan besarannya dalam persamaan
matematik.
Efek pendinginan,
jumlah panas yang diserap oleh refrigeran pada saat melalui evaporator.
Selain panas laten penguapan, efek pendinginan juga mencakup panas yang
diserap akibat terjadinya pemanasan lanjut.
Ton pendinginan (ton of refrigeration)
adalah laju penyerapan panas di evaporator, sama dengan 200 Btu/min
(3517 W). Laju aliran refrigeran yang dibutuhkan per ton pendinginan
adalah laju penyerapan panas (W) per ton pendinginan dibagi dengan efek
pendinginan,
|
............................................................
|
3-12
|
Tenaga kompresi teoritis
per ton pendinginan untuk proses kompresi adalah perkalian antara kerja
kompresi dengan laju aliran refrigeran per ton pendinginan, yaitu :
|
............................................................
|
3-13
|
Jika yang terjadi adalah kompresi politropik, tenaga kompresi per ton pendinginan adalah,
|
............................................................
|
3-14
|
Pada kompresi isentropik, n = g = cp/cv
. Jika silinder kompresor mempunyai jaket penutup, sejumlah panas
harus dilepaskan ke sistem pendingin kompresor, yang besarnya :
|
............................................................
|
3-15
|
Tenaga kompresi aktual (nyata) dapat didekati dengan menggunakan nilai n
yang sebenarnya (dengan menggunakan tekanan nyata silinder), dan dengan
memasukkan faktor efisiensi mekanik kompresor. Efisiensi mekanik
adalah perbandingan antara tenaga yang ditunjukkan oleh silinder
kompresor dengan tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan kompresor.
Koefisien penampilan mesin pendingin siklus kompresi uap dengan kompresi isentropik adalah,
|
............................................................
|
3-16
|
Panas yang dilepaskan melalui
kondensor per ton pendinginan, meliputi panas laten, panas akibat
pemanasan lanjut, dan panas yang berasal dari refrigeran cair, yaitu :
|
............................................................
|
3-17
|
Disamping itu, siklus kompresi uap nyata juga berbeda dalam beberapa hal dengan siklus kompresi uap teoritis, seperti :
(1) Proses 1-2 (kompresi), sering
dianggap berlangsung secara insentropik, akan tetapi dapat berlangsung
tidak isentropik dan tidak juga politropik. Meskipun berlangsung secara
isentropik, dimana dianggap tidak terjadi pertukaran panas antara
refrigeran dengan dinding kompresor, pada kenyataannya suhu dinding
silinder kompresor bisa lebih tinggi dari suhu gas refrigeran yang masuk
dan lebih rendah dari suhu gas yang keluar dari kompresor sehingga
menyebabkan perpindahan panas antara dinding kompresor dengan gas
refrigeran.
(2) Selama proses 2-3, refrigeran cair mengalami pendinginan lanjut sebelum memasuki katup cekik.
(3) Pada proses 4-1, uap
refrigeran yang meninggalkan evaporator mengalami pemanasan lanjut
sebelum memasuki kompresor. Pemanasan lanjut tersebut dapat disebabkan
oleh jenis pengendali katup cekik yang digunakan, dimana penyerapan
panas dapat terjadi pada jalur antara evaporator dan kompresor.
(4) Terjadi kehilangan tekanan sepanjang pipa tempat mengalirnya refrigeran.
Penentuan nilai-nilai tersebut di
atas dapat dilakukan dengan menggunakan dua alat, yaitu diagram molier
(diagram p-h) dan tabel keadaan refrigeran yang bersangkutan.
Pengenalan dan penggunaan kedua alat tersebut dijelaskan berikut
D. Penggunaan Diagram Molier
Tekanan dan entalpi refrigeran
mengalami perubahan pada saat melalui berbagai komponen mesin
pendingin. Pada evaporator dan kondensor, entalpi berubah sementara
tekanan tetap. Pada kompresor terjadi perubahan entalpi bersama-sama
dengan perubahan tekanan, sedangkan pada katup ekspansi terjadi
perubahan tekanan dengan entalpi tetap. Berdasarkan sifat-sifat di
atas, telah dikembangkan suatu diagram tekanan-entalpi (diagram molier)
yang dapat digunakan untuk analisa sistem pendinginan kompresi uap.
Gambar 3-8. Diagram Mollier
|
Konstruksi diagram mollier untuk
refrigeran R-12ditunjukkan pada Gambar 3-8. Sumbu mendatar adalah
entalpi sedangkan sumbu tegak adalah tekanan, sehingga garis-garis
mendatar menunjukkan tekanan sama sedangkan garis-garis tegak
menunjukkan entalpi sama. Garis melengkung dari kiri bawah ke kanan
atas hingga titik kritis adalah garis cair jenuh.
Di sebelah kiri garis cair jenuh refrigeran berada pada keadaan cair super-dingin
atau cair terkondensasi. Pada garis jenuh refrigeran berada pada
keadaan keseimbangan dengan nilai mutu uap 0 (nol), artinya seluruh
refrigeran berada pada keadaan cair. Semakin ke kanan garis cair jenuh
nilai mutu uap refrigeran semakin besar hingga mencapai nilai 1 (satu)
pada garis uap jenuh, yaitu garis melengkung dari kanan bawah ke kiri atas mencapai titik kritis.
Di sebelah kanan garis uap jenuh, refrigeran berada pada keadaan uap super-panas. Garis suhu sama ditunjukkan dengan pola khusus seperti pada penggalan garis yang dihubungkan dengan huruf "s-u-h-u", sedangkan garis volume jenis sama dan garis entropi sama ditunjukkan seperti pada gambar.
|
Keseluruhan siklus yang terjadi pada pendingin kompresi
uap, mencakup kompresi, kondensasi, ekspansi, dan evaporasi dapat
digambarkan secara mudah pada diagram tersebut. Gambar 3-9 menunjukkan
siklus pendinginan kompresi uap yang bekerja secara ideal dengan suhu
evaporasi Te dan suhu kondensasi Tk
Peletakan siklus di dalam diagram dilakukan dengan
memperhatikan sifat tiap proses yang membentuk siklus tersebut. Proses
kompresi (1-2) digambarkan bekerja secara isentropik, sehingga berada
pada garis entropi sama (s).
Proses pengembunan (2-3) bekerja pada keadaan tekanan
tetap pada suhu T3, sehingga berada pada garis mendatar. Pencekikan
(3-4) bekerja pada keadaan isentalpik sehingga merupakan garis tegak
lurus entalpi sama, dalam hal ini h3 = h4.
Proses penguapan kembali bekerja pada tekanan tetap
tapi pada suhu Tk yang merupakan perpotongan antara garis pengembunan
dengan garis cair jenuh. Nilai h1 merupakan entalpi pada perpotongan
antara garis penguapan garis uap jenuh sedangkan nilai h2 merupakan
entalpi pada perpotongan antara garis pengembunan dengan garis entropi
(s).
|
|
Siklus yang bekerja dengan pendinginan lanjut disajikan
pada Gambar 3-10. Di dalam kondensor gas refrigeran diembunkan hingga
seluruhnya menjadi refrigeran cair (mencapai garis cair jenuh). Pada
proses pendinginan lanjut, terjadi pelepasan panas yang lebih besar dari
pada yang dibutuhkan untuk kondensasi sehingga suhu refrigeran cair
yang keluar dari kondensor lebih rendah dari suhu pengembunan Tk dan
berada pada keadaan cair super-dingin (cair terkompresi).
Jika proses lain di dalam siklus sama dengan proses
pada siklus ideal, pendinginan lanjut sebesar ΔT (selisih antara suhu
refrigeran cair jenuh Tk dengan suhu refrigeran keluar dari kondensor
T') dapat menyebabkan peningkatan efek pendinginan sebesar Δh = h' - h3
. ΔT dalam hal ini sering disebut sebagai derajat pendinginan lanjut
atau derajat super-dingin.
|
Gambar 3-10. Siklus nyata
|
Siklus yang bekerja dengan
pemanasan lanjut disajikan pada Gambar 3-11. Pemanasan lanjut terjadi
pada evaporator. Pada evaporator terjadi penyerapan panas yang
digunakan untuk menguapkan refrigeran cair yang keluar dari katup cekik
pada suhu Te hingga seluruh refrigeran menjadi uap. Pada proses
pemanasan lanjut, panas yang diserap lebih besar dari pada yang
dibutuhkan untuk penguapan dan kelebihan tersebut digunakan untuk
meningkatkan suhu uap, sehingga uap yang keluar dari evaporator berada
pada keadaan uap super-panas. Jika proses lain di dalam siklus sama
dengan proses pada siklus ideal, pemanasan lanjut sebesar ΔT (selisih
antara suhu refrigeran keluar dari evaporator dengan suhu uap jenuh Te )
dapat menyebabkan peningkatan efek pendinginan sebesar Δh = h1 - h'.
ΔT dalam hal ini sering disebut sebagai derajat pemanasan lanjut atau
derajat super-panas. Proses pemanasan lanjut sering juga disebut dengan
proses kompresi kering karena refrigeran yang masuk ke kompresor seluruhnya dalam keadaan uap (mutu uap = 1). Proses kompresi basah
terjadi jika refrigeran yang keluar dari evaporator dan masuk ke
kompresor belum seluruhnya menjadi uap (mutu uap < 1) akibat dari
kurangnya panas yang dapat diserap oleh evaporator
E. Penggunaan Tabel Properti Refrigeran
Pemecahan nyata masalah-masalah
termodinamika, khususnya pendinginan, dapat disederhanakan dengan
menggunakan diagram atau tabel sifat termodinamik. Keberadaan zat dan
peralihannya dapat dianalisa dengan menggunakan diagram. Gambar I-3 (a)
adalah diagram tekanan-volume, (b) diagram suhu-entropi, dan (c) diagram tekanan-entalpi,
yang keseluruhannya adalah untuk jenis refrigeran yang mengkerut pada
saat pembekuan. Pada seluruh diagram tersebut, kurva yang membatasi
wilayah fase zat ditunjukkan dengan sistem penomoran yang sama. Garis
jenuh cair "3-4" dan garis jenuh uap "4-6" (umumnya disebut sebagai
garis jenuh), bersama garis/titik tripel "2-3-5", membatasi suatu
wilayah dimana ketiga fase (padat, cair dan uap) berada bersama-sama
dalam berbagai komposisi. Perbandingan berat dua fase zat yang
tercampur homogen di dalam wilayah ini dikenal dengan mutu uap. Mutu uap dinyatakan berdasarkan persamaan berikut :
|
............................................................
|
3-18
|
Contoh soal 3-1
Diketahui suatu campuran homogen antara 10% massa cairan jenuh dengan 90% massa uap jenuh. Tentukan mutu uap tersebut
Jawab : x = 0.9 / (0.9 + 0.1)
x = 0.9 (mutu uap adalah 0.9)
Pada wilayah di sebelah kiri garis cair jenuh dan di atas suhu titik triple, zat berada pada keadaan cair super dingin (subcooled liquid), sedangkan di sebelah kanan garis uap jenuh zat berada pada keadan uap panas-lanjut (superheated vapor).
Titik kritis, 4, pada pertemuan antara garis jenuh cair dan uap,
menunjukkan suhu kritis yang mana di atas suhu tersebut zat tidak dapat
dicairkan kembali. Di atas tekanan kritis, panas laten penguapan
menjadi nol, garis batas antara fase cair dan uap lenyap, serta fenomena
penguapan dan kondensasi juga lenyap. Garis jenuh padat, 1-2, bagian
bawah dari garis jenuh uap, 5-6, dan garis triple isotermik, 2-3-5,
melingkupi suatu wilayah di mana fase padat dan uap ada bersama-sama
dengan proporsi berbeda.
Di sebelah kiri garis jenuh padat
dan di bawah suhu titik triple, zat berada pada keadaan padat
dingin-lanjut. Titik triple pada suhu titik triple, 2-3, adalah
rangkaian titik keadaan yang unik dimana zat dapat berada pada ketiga
fase, padat, cair, dan uap, dalam keseimbangan. Di bawah suhu titik
triple, panas yang dibutuhkan untuk mengubah zat dari fase padat
langsung ke fase uap disebut panas laten sublimasi. Pada suhu titik
triple, panas yang dibutuhkan untuk mengubah zat dari fase padat menjadi
cair (sepanjang 2-3) disebut panas laten pencairan, dan di atas suhu
tersebut, panas yang dibutuhkan untuk mengubah zat dari fase cair ke uap
disebut panas latent penguapan.
Untuk keperluan teknik status zat
dapat lebih mudah ditentukan dengan menggunakan tabel sifat termodinamik
zat. Tabel untuk air sering disebut dengan Tabel Uap (Steam Table).
Tabel sifat termodinamik air dan beberapa zat yang umum digunakan
sebagai refrigeran diberikan pada Lampiran. Cara pembacaan Tabel Uap
dijelaskan sebagai berikut.
-
Tabel sifat termodinamik berisi nilai-nilai
untuk suhu (T) tekanan (p), volume jenis (v), panas dalam (u), entalpi
(h) dan entropi (s).
-
Tabel sifat termodinamik terdiri atas tabel jenuh (Lampiran), tabel super panas (Lampiran) dan tabel super dingin (Lampiran).
-
Tabel jenuh (saturated) dapat
dibaca melalui dua cara, yaitu melalui suhu (Lampiran) dan melalui
tekanan (Lampiran). Nilai-nilai pada tabel ini menunjukkan status zata
pada kondisi jenuh yaitu berada pada garis lengkung pada Gambar I-3.
Tabel jenuh berisi nilai sifat pada keadaan terdapat dua fase (cair dan
uap) dalam keseimbangan. Sifat v, u, h dan s mempunyai subskrip "f",
"g", dan "fg". Subskrip "f" berarti keadaan cair jenuh (fluid)
ditunjukkan dengan garis melengkung cembung ke kiri pada Gambar I-3,
dimana mutu uap 0.0. Subskrip "g" berarti uap jenuh (gas) ditunjukkan
dengan garis melengkung cembung ke kanan, dimana mutu uap 1.0. Subskrip
"fg" berarti cair-gas (peralihan fase dari cair ke gas atau dari gas ke
cair). Nilai bersubskrip "fg" sama dengan nilai bersubskrip "g"
dikurang nilai bersubskrip "f", atau Zfg = Zg - Zf . Sebagaimana
disebutkan pada bagian terdahulu, tekanan dan suhu pada status jenuh
adalah saling tergantung sehingga pembacaan nilai sifat melalui tabel
jenuh dapat dilakukan hanya dengan menggunakan salah satu nilai sifat
yang diketahui, seperti suhu atau tekanan.
-
Nilai sifat zat pada keadaan yang berada di
antara kedua garis lengkung (garis jenuh) dapat dihitung dari table
jika mutu uap diketahui dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut :
hx = hf + xhfg
sx = sf + xsfg .................................. 3-19
vx = vf + xvfg
u = h - pv .................................. 3-20
-
Tabel super panas (superheated)
memberi nilai-nilai sifat zat dalam fase uap yang mendapat pemanasan
lanjut (sebelah kanan garis melengkung cembung ke kanan pada Gambar
I-3). Pembacaan tabel super panas dapat dilakukan jika 2 nilai sifat
diketahui, misalnya tekanan dan suhu. Nilai Tsat yang dicantumkan
berdekatan dengan nilai tekanan menunjukkan suhu jenuh yang bersesuaian
dengan tekanan tersebut. Pada tabel super panas diberikan nilai sifat
pada tekanan tertentu dan suhu lebih besar atau sama dengan suhu jenuh
yang bersesuaian dengan tekanan tersebut.
-
Tabel super dingin (subcooled atau compressed liquid)
memberi nilai sifat zat dalam fase cair yang mendapat pendinginan
lanjut atau mendapat tekanan lanjut (sebelah kiri garis melengkung
cembung ke kiri pada Gambar I-3). Pembacaan tabel super dingin sama
dengan tabel super panas, kecuali nilai yang tercantum adalah pada
tekanan tertentu dan suhu lebih rendah atau sama dengan suhu jenuh yang
bersesuaian dengan tekanan tersebut.
Pembacaan nilai sifat refrigeran atau zat lain dapat dilakukan dengan cara yang sama dengan menggunakan tabel yang bersesuaian.
Contoh soal 3-2 :
Uap air berada pada silinder
dengan kondisi awal 3.0 MPa dan 300 oC (status 1). Air tersebut
didinginkan pada volume tetap hingga mencapai suhu 200 oC (status 2).
Selanjutnya dikempa pada kondisi isotermal hingga tekanan mencapai 2.5
Mpa (status 3).
(a) Gambarkan proses tersebut pada diagram T-v dan diagram p-v.
(b) Tentukan volume jenis pada status 1,2,3, dan mutu uap pada status 2.
Jawab :
(a) Dengan menggunakan tabel uap
diketahui bahwa Suhu T1 (300 oC) lebih besar dari suhu jenuh pada
tekanan p1 (3.0 MPa) yaitu 233.9 oC, sehingga status 1 berada pada
wilayah super panas. Pendinginan pada kondisi volume jenis tetap
mengikuti proses yang tegak lurus dengan sumbu datar "v" diteruskan
hingga mencapai garis suhu 200 oC untuk mendapatkan status 2.
Pengempaan isotermal mengikuti proses di sepanjang garis suhu 200 oC.
Pada wilayah dua fase (cair-uap) garis suhu berimpit dengan garis
tekanan hingga mencapai garis jenuh cair. Kemudian dilanjutkan pada
garis suhu yang sama hingga mencapai tekanan 2.5 MPa untuk mendapatkan
status 3.
(b) Dari tabel uap super panas
diperoleh bahwa volume jenis pada status 1 (v1) adalah 81.1 cm3/kg
(dengan memasukkan nilai p=3.0 MPa dan T=300 oC) yang mana harus sama
dengan v2 (volume jenis pada status 2). Dengan memasukkan nilai p=2.5
MPa dan T=200 oC ke tabel uap super dingin diperoleh nilai v3 = 1.1555
cm3/kg. Mutu uap pada status 2 (x2) dapat ditentukan melalui volume
jenis yaitu dengan mengetahui volume jeni saat jenuh cair (vf) dan jenuh
uap (vg) pada suhu status tersebut (200 oC) yaitu vv=1.1565 cm3/kg dan
vg=124.4 cm3/kg. Diperoleh x2=(81.1-1.156)/(124.4-1.1565)=0.633
Alat lain yang dapat digunakan
untuk menentukan sifat refrigeran selama siklus pendinginan adalah tabel
keadaan refrigeran. Tabel keadaan refrigeran mempunyai struktur yang
sama dengan Tabel Uap untuk air. Tabel tersebut mempunyai 3 bentuk
yaitu tabel jenuh (saturated), tabel super-dingin (compressed liquid), dan tabel super-panas (superheated qas).
Penentuan sifat refrigeran dilakukan dengan memperhatikan keadaan
refrigeran pada titik yang ingin ditentukan sebagaimana diterangkan di
atas. Sifat refrigeran yang berada di sepanjang garis jenuh (garis
jenuh cair dan garis jenuh uap) pada diagram molier ditentukan dengan
menggunakan tabel jenuh. Tabel jenuh dapat digunakan jika salah satu
sifat refrigeran (suhu, tekanan, entalpi, entropi, volume jenis)
diketahui. Jika refrigeran berada di antara kedua garis jenuh tersebut,
maka sifat refrigeran ditentukan dengan menggunakan nilai mutu uap
seperti dijelaskan pada bagian terdahulu.
Sifat refrigeran dalam keadaan
cair super-dingin (berada di sebelah kiri garis cair jenuh) ditentukan
dengan menggunakan tabel super-dingin, sedangkan sifat refrigeran dalam
keadaan uap super panas (di sebelah kanan garis uap jenuh) ditentukan
dengan menggunakan tabel super-panas. Penggunaan tabel super-dingin dan
tabel super-panas harus memperhatikan derajat super-dingin atau derajat
super-panas refrigeran yang bersangkutan.
SOAL LATIHAN
1. Setengah kilogram amonia cair
jenuh dikembangkan melalui katup cekik dari tekanan kondensor 12.25
kg/cm2 ke tekanan evaporator
2.85 kg/cm2. Tentukan :
a. perubahan volume jenis yang terjadi
b. mutu uap amonia yang keluar dari katup cekik
2. Jika refrigeran pada soal no.1
mengalami pendinginan lanjut sebesar 3 oC, tentukan mutu uap amonia yang
keluar dari katup cekik
3. Suatu mesin pendingin yang
menggunakan amonia sebagai refrigeran bekerja pada suhu pengembunan 30
oC dan suhu penguapan -20 oC. Jika terjadi siklus ideal, tentukan :
a. efek pendinginan
b. laju aliran massa amonia (dalam kg/menit per ton pendinginan)
c. langkah piston per menit per ton pendinginan
d. kebutuhan tenaga (Hp) per ton pendinginan
e. COP
f. panas yang dilepaskan dari kondensor per menit per ton pendinginan.
4. Suatu sistem pembekuan pangan
membutuhkan kapasitas sebesar 20 ton pendinginan pada suhu evaporator
-35 oC dan suhu kondensor 22 oC. Refrigeran yang digunakan adalah Freon
22 dan mengalami pendinginan lanjut sebesar 3 oC saat keluar dari
kondensor serta pemanasan lanjut sebesar 4 oC saat keluar dari
evaporator. Proses kompresi yang terjadi adalah isentropik. Kompresor
yang digunakan mempunyai 6 silinder dengan stroke sama dengan bore dan bekerja pada 1500 rpm. Tentukan :
a. efek pendinginan
b. laju aliran massa refrigeran per menit
c. langkah piston teoritik per menit
d. tenaga teoritik (Hp)
e. COP
f. panas yang dilepas dari kondensor
5. Satu kilogram refrigeran 12
dikembangkan melalui katup cekik dari tekanan 10 bar menjadi 4 bar.
Tentukan a) mutu uap refrigeran pada akhir proses, b) perubahan volume
jenis, dan c) mutu uap akhir jika refrigeran tersebut mengalami
pendinginan lanjut 10 oC.
6. Buatlah suatu bentuk umum
keseimbangan energi antara refrigeran cair pada keadaan diam di receiver
dengan refrigeran yang memasuki katup ekspansi. Abaikan gesekan pada
pipa.
7. Suatu mesin pendingin kompresi uap dengan refrigeran R-22 beroperasi pada suhu evaporasi –20 oC dan suhu kondensasi 35 oC.
- Tentukan suhu refrigeran yang memasuki kondensor
- Tentukan debit aliran yang diperlukan untuk mendapatkan kapasitas pendinginan 2 ton refrigerasi (1 ton ref.=1357 W).
- Hitung COP mesin tersebut
Test Formatip
1. Sebuah sistem pendingin dengan siklus kompresi
uap standar yang menggunakan refrigeran tipe R-22 diketahui mempunyai
suhu kondensasi 35oC. Apabila setelah melalui katup ekspansi tekanannya
turun sebesar 933.45 kPa, dan jika diketahui laju aliran refrigeran
sebesar 0.315 kg/s tentukan:
- Suhu proses evaporasi
- Kebutuhan daya kompresi dan kapasitas refrigerasi yang dihasilkan (dalam kW).
- COP dari sistem
2. Sebuah sistem pendingin dengan siklus kompresi uap standar yang
menggunakan refrigeran tipe amonia diketahui beroperasi pada suhu
kondensasi 34oC dan suhu evaporasi -30 oC. Jika diketahui laju aliran
refrigeran sebesar 0.3 kg/s, dan diasumsikan bahwa kompresor bekerja
secara adiabatik, tentukan:
- Kapasitas refrigerasi yang dihasilkan
- Tekanan hisap dan tekanan buang kompresor
- Suhu refrigeran yang keluar dari kompresor
- Kebutuhan daya kompresi.
- COP
PUSTAKA
Alan, H. Cromer. 1981. Physics
For The Sciences. Second edition, Intenational Student Edition, Mc
Graw-Hill International Book Company, Tokyo.
Dossat, R.J. 1981. Principles of Refrigeration. John Willey and Sons, New York.
Hutchinson, F.W. 1957. Thermodynamics of Heat Power Systems. Adison-Wesley.
Lee, J.F and Sears, F.W. 1964. Thermodynamics. Adison Wesley Publishing Co., Massachusets.
Moran, M.J., and H.N. Shapiro. 1988. Fundamentals of Engineering Thermodynamics, John Wiley & Sons. N.Y. USA
Stoker W.F dan Jones, J.W, 1987. Refrigeration and Air Condition. McGraw-Hill Book Company. Tokyo.
sumber : http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Teknik%20Pendinginan/bab3.php
Pemvakuman
Tujuan Pemvakuman pada sistem pendingin (AC atau Kulkas) adalah mengkosongkan sistem dari udara dan uap air, dengan cara menurunkan tekanan dalam sistem hingga dibawah 1 atm. Alat yang dgunakan adalah Vacuum Pump. Setelah pemvakuman sistem pun dapat dicek kebocorannya.
Alat Vacum Pump :
Langkah-langkahnya sebagai berikut :
1. Pastikan katup manifold gauge dalam keadaan menutup
2. Lakukam pemasangan Manifold Gauge ke kompresor dengan membuka katup service pada kompresor dengan bukaan katup dalam keadaan middle
- Selang merah ke nipel tekanan tinggi
- Selang biru ke nipel tekanan rendah
- Selang hijau ke pompa vakum
Gambar. Pemasangan Vacuum Pump pada Kompresor
3. Buka salah satu katup manifold dan operasikan pompa vakum
4. Perhatikan skala pada Vacuum gauge, hingga menunjukkan angka +/- 600 mmHg ( 23,62 inHg; 80 kPa)
5. Buka katup manifold yang lain agar vakum bekerja dari dua sisi agar kerja vacuum pump lebih efisien
6. Perhatikan kembali skala pada Vacuum gauge dan pastikan sistem telah bersih dari udara maupun uap air, dengan angka penunjuk berada pada angka 750 mmHg ( 29,53 in Hg; 99,98 kPa ) atau dibawah 1 atm
7. Biarkan Vacuum pump tetap beroperasi kurang lebih selama 30 menit, agar membantu proses penguapan air di dalam sistem secara sempurna
8. Tutup kedua katup manifold
9. Matikan pompa vakum
Cek Kebocoran Setelah Pemvakuman
1. Setelah pemvakuman, amati skala pressure gauge pada sistem kurang lebih 15 menit
2. Bila terjadi kenaikan tekanan pada pressure gauge maka dalam sistem pendingin masih terjadi kebocoran, karena udara dari luar sistem dengan tekanan lebih tinggi masuk ke dalam sistem
3. Cari kebocoran dengan alat deteksi kebocoran atau dengan metoda mencari kebocoran, kebocoran biasanya dibagian sambungan-sambungan nut, atau hasil las.
sumber : http://belajar-refrigerasi.blogspot.com/2012/01/cara-pemvakuman-pada-sisitem-pendingin.html
Bagaimana Cara Mengisi Refrigerant?
Seperti kita ketahui banyak merk dan type mobil yang ada di pasaran sekarang ini. Dimana sistem A/C yang ada juga bervariasi dari banyak merk dari produsen A/C mobil. Setiap merk A/C mempunyai panduan cara pengisian refrigerant (bahan pendingin) yang berbeda-beda. Untuk saat ini, kita mencoba memaparkan cara
pengisian secara teori umum, bagaimana cara pengisian refrigerant yang benar, yang dapat digunakan sebagai acuan dalam pengisian secara umum.
Macam Sistem A/C Mobil
Sistem A/C hasil rancangan dari pabrik mempunyai sistem yang seimbang. Seimbang dalam pengertian bahwa kapasitas Compressor, Condensor dan Evaporator sesuai. Ada lagi sistem universal/custom yang merupakan sistem pencampuran pemasangan yang dilakukan para bengkel A/C mobil. Pada sistem gado-gado yang semacam ini apabila pemilihan kapasitas ketiga komponen tersebut diatas tidak sesuai menyebabkan sistem tidak seimbang.
Pengisian berdasarkan Sign-glass.
Pada sistem yang seimbang yang dilengkapi dengan sign-glass, dimana komponen-komponen yang ada dianggap berfungsi dengan baik, cara pengisian berdasarkan penuh / tidaknya refrigerant dengan melihat sign-glass adalah yang terbaik.
Pengisian Berdasarkan Tekanan Kerja.
Pada sistem seimbang yang tidak dilengkapi sign-glass dan tak seimbang, pengisian berdasarkan tekanan kerja lebih disarankan. Walaupun sign-glass masih berbuih, tetapi kalau tekanan kerja sudah tercapai dan suhu pendinginan sudah terpenuhi, sebaiknya pengisian dihentikan tanpa menunggu sign-glass terlihat penuh. Tekanan kerja normal untuk R12 adalah 30-40 psi sisi tekanan rendah dan 150-200 psi sisi tekanan tinggi. Tekanan kerja normal untuk R134a adalah 35-40 psi sisi tekanan rendah dan 175-225 psi untuk sisi tekanan tinggi. Sedangkan untuk Hidrocarbon, mengikuti sesuai jenisnya, jika sebagai pengganti R12 maka tekanan kerja normalnya sesuai R12 demikian juga untuk yang sesuai R134a.
Pengisian Berdasarkan Berat / Volume Refrigerant.
Pada sistem seimbang yang tidak dilengkapi sign-glass, cara pengisian yang direkomendasikan oleh pabrik adalah dengan berdasarkan berat refrigerant yang dimasukkan.
Kesulitan dari cara ini adalah kita harus menaruh timbangan pada tabung refrigerant dan mengukur beratnya terlebih dahulu, kemudian melakukan pengisian dan mengakhirinya setelah tercapai berat refrigerant yang diisikan sesuai rekomendasi pabrik.
Cara Pengisian Secara Umum.
- Manifold meter dimasukkan ke sistem.
- Melakukan pemeriksaan kebocoran dan pen-vakuum-an.
- Isi Refrigerant dari sisi tekanan tinggi (apabila berupa cairan, misal botol refrigerant kecil untuk sekali pengisian). Atau buka semua valve baik tekanan tinggi maupun tekanan rendah jika refrigerant yang dimasukkan berupa gas. Pada kedua cara ini akan terlihat bahwa tekanan kedua sisi antara 70-100 psi.
- Tutup kedua katup pengisian. Mesin dijalankan, A/C dihidupkan, tunggu sampai beberapa waktu.
- Jika pengisian berdasarkan sign-glass, buka valve pengisian tekanan rendah dan hentikan pengisian sampai tidak terlihat buih (berarti refrigerant telah penuh).
- Jika pengisian berdasarkan tekanan kerja, periksa tekanan kerja pada rpm mesin sekitar 2000 rpm. Jika sudah terpenuhi/normal, hentikan pengisian. Secara otomatis, suhu pendinginan yang diinginkan akan tercapai.
- Jika pengisian berdasarkan berat refrigerant yang diisikan, maka hentikan pengisian apabila berat refrigerant yang masuk sesuai yang direkomendasikan (biasanya sekitar 0.45-0.6 kg, untuk single blower dan 0.72-0.8 kg untuk double blower).
Catatan : Jika Anda sudah mempunyai alat R3, maka pengisian akan lebih mudah karena anda tinggal mengisikan refrigerant sesuai berat yang anda minta.
|
sumber :http://pacmobil.org/index.php?option=com_content&view=article&id=57:refrigerant1&catid=25:the-project&Itemid=50CARA MERAWAT MESIN PENDINGIN
CARA CARA MERAWAT MESIN PENDINGIN( Seperti freezer,Chiller,showcase,ice cube machine,ac dll )Sebelum masuk pada bagaimana dan bagian-bagian apa saja dari suatu mesin pendingin yang perlu perawatan rutin ,kita lihat terlebih dahulu tujuan dari perawatan mesin pendingin,Tujuanya yaitu:1.Memaksimalkan fungsi dan pemanfaatan mesin2.Menjaga mesin agar selalu beroperasi dengan normal3.Memperpanjang Usia mesin4.Memperkecil tingkat kerusakan mesin
CARA PERAWATAN
1.Membersihkan unit kondensor.Bersihkan Unit kondensor dari debu yang menempel menggunakan kuas maksimal satu bulan sekali,Jika unit kondensor dibantu fan kondensor Bersihkan fan kondensor dan lumasi motor fan kondensor maksimal 6 bulan sekali.Bersih dan kotornya unit kondensor berpengaruh besar dalam proses pendinginan suatu mesin pendingin,jika kondensor kotor maka proses pendinginan berjalan dengan lambat dan pemakan listrik yang semakin besar serta akan mengakibatkan kerusakan pada unit kompresor,
2.Membersihkan Unit EvaporatorBersihkan Unit Evaporator dari kotoran yang menempel menggunakan kuas atau sikat,Jika Unit Evaporator bayak bunga es cairkan dengan mematikan mesin dan biarkan cair dengan sendirinya,jangan coba membersikanya dengan memukul atau mencongkelnya dengan benda tajam karena bisa merusak unit Evaporator.Bersih dan kotornya unit Evaporator berpengaruh besar dalam proses pendinginan suatu mesin pendingin,jika Evaporator kotor maka proses pendinginan berjalan dengan lambat atau bahkan tidak dingin sama sekali.
3.Mengecek control Electrical ( pekerjaan ini hanya bisa dilakukan oleh teknisi )a.Mengecek kekencangan sambungan2 kabel ( sambungan kabel yang kendor bisa menimbulkan panas,percikan api dan kebakaran)b.Mengecek tegangan dan ampere ( pastikan mesin bekerja pada batas tegangan dan ampere yang di ijikan seperti tertera pada plat kompresor,jika bekerja diatas atau dibawah tegangan dan ampere yang diijinkan maka harus di cari penyebabnya dan diperbaiki )Diliahat dari beberapa cara perawatan suatu mesin pendingin yang tersebut diatas dapat disimpulka bahwa sirkulasi udara baik didalam ruang yang didinginkan ataupun diluar ruangan yang didinginkan bahkan tempat dimana mesin pendingin ditempatkan akan berpengaruh besar dalam operasional suatu mesin pendingin.Masalah yang sering terjadi pada mesin pendingin adalah kerusakan motor kompresor dan untuk memperbaikinya diperlukan biaya yang tidak sedikit.Kenapa Motor Kompresor Rusak?Jawabanya adalah karena mesin tidak ada perawatan.kalau minimalya beberapa cara perawatan tersebut diatas dan masaih ada cara perawatan yang lebih spesifik belum saya jelaskan disini dilakukan maka tujuan perawatan akan tercapai.
TIP UNTUK PENGGUNA MESIN PENDINGIN
1.Tempatkan mesin pendingin pada tempat yang sesuai. ( bisa dibaca terlebih dahulu manual book yang disertakan pada saat pembelian mesin pendingin)Contohnya yaitu:a.Pastikan suhu ruangan tidak terlalu panas dan sirkulasi udara yang cukup.b.Mesin pendingin tidak boleh bersentuhan langsung dengan mesin pemanas seperti oven,kompor dll
2.Lakukan perawatan seperti tersebut diatas atau percayakan perawatan mesin pada teknisi
3.Jangan memasukan barang yang masih panas ke dalam mesin pendingin dll
sumber:http://lopyteknik.blogspot.com/2011/10/cara-merawat-mesin-pendingin.html