Mengenal Komponen Utama Sistem Refrigerasi

Komponen utama sistem refrigerasi dan tata udara

     Alhamdulillah Admin bisa berbagi ilmu dan bisa posting lagi nih.. sesuai dengan judulnya "mengenal komponen utama sistem refrigerasi", Admin akan memberikan sedikit ilmu dan pengalaman selama belajar di SMK khususnya di Teknik Pendingin dan Tata Udara. Oleh karena itu, Admin terinspirasi untuk memposting komponen apa aja sih yang digunakan pada sistem refrigerasi dan tata udara ???

Mungkin bagi yang awam, pikirannya cuman ke (Air Conditioner / AC , kulkas, sama yang berhubungan dengan angin-angin).

Oh... tentu tidak :) sebenarnya banyak sekali bidang-bidang yang berhubungan dengan pendinginan, dari hal pengawetan makanan, obat-obatan, gudang pendinginan, transportasi, dan sebagainya.

Okey... langsung aja ke inti, nanti malah bosen lagi kalau liat Adminnya banyak ngomong ...!!!!

KOMPONEN UTAMA SISTEM REFRIGERASI & TATA UDARA

KOMPRESOR
Kompresor adalah bagian terpenting pada sebuah sistem refrigerasi, mungkin dapat diibaratkan kalau kompresor ini sama halnya dengan jantung kita. Kompresor berfungsi untuk menghisap, dan menekan bahan pendingin (Refrigerant) kemudian memompanya agar dapat bersirkulasi dalam sistem. Pada sistem refrigerasi kompresor bekerja membuat perbedaan tekanan, sehingga refrigerant dapat mengalir dari satu bagian ke bagian lainnya pada sistem. Berikut ada beberapa fungsi kompresor : 

1. Menurunkan tekanan refrigerant didalam evaporator, sehingga refrigerant cair didalam evaporator dapat mendidih/menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap panas lebih banyak dari ruang didekat evaporator.
2. Menghisap gas refrigerant dari evaporator, dengan suhu rendah dan tekanan rendah lalu memampatkan gas refrigerant tersebut sehingga menjadi gas yang bertekanan dan temperature tinggi. Kemudian mengalirkannya refrigerant ke kondenser, sehingga gas tersebut dapat memberikan panasnya kepada media pendingin kondenser dan akan terjadi proses pengembunan/pembuangan kalor (kondensasi).

Berikut adalah beberapa jenis kompresor yang biasa digunakan dalam sistem pendinginan dan tata udara : 

• Kompresor Hermetik (Hermetic Compressor) 

Kompresor hermetik adalah kompresor yang motor penggeraknya disatukan dan dipatenkan berada dalam satu rumah dengan housing kompresornya, sehingga tidak diperlukan shaft coupling. Panas motor pada kompresor hermetik akan didinginkan melalui refrigerant dari saluran pipa hisap (suction line) dan oli kompresornya. Berikut adalah gambar kompresor hermetik dan bagian dalamnya.

Bagian-bagian kompresor hermetik

Kompresor hermetik

Kelebihan :

   - Harganya yang relatif lebih murah

   - Mempunyai tingkat kebisingan (noise level) yang rendah

Kekurangan :

   - Ketika motor terbakar, maka jarang dilakukan service melainkan harus langsung diganti

   - Level oli yang sulit dilihat

• Kompresor Scroll (Scroll Compressor)

Kompresor scroll ini bekerja dengan menggunakan prinsip menjebak uap refrigeran dan mengkompresikannya dengan penyempitan volume refrigeran secara perlahan-lahan. Kompresor scroll menggunakan konfigurasi dua scroll yang dipasang saling berhadapan. Kompresor scroll ini biasanya digunakan untuk sistem heat pump, AC Split, AC Windows, Split Duct dan Water Chiller yang berskala kecil. Sroll paling atas disebut stationary scroll, dimana terdapat discharge port. Sedangkan scroll paling bawah disebut driven scroll, yang dihubungkan dengan motor melalui poros dan bearing. Stationary Scroll adalah scroll yang diam sedangkan Driver scroll adalah scroll yang berputar. Berikut ini adalah gambar dari kompresor scroll, stationary scroll, dan driven scroll.

Kompresor scroll

Prinsip kerja & Konstruksi kompresor scroll

KONDENSOR

Kondensor seperti namanya adalah alat untuk membuat kondensasi refrigeran gas dari kompresor dengan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Refrigeran di dalam kondensor dapat mengeluarkan kalor yang diserap dari evaporator dan panas yang ditambahkan oleh kompresor. Kondensor ditempatkan antara kompresor dan alat ekspansi, jadi pada sisi tekanan tinggi dari sistem. Kondensor ditempatkan di luar ruangan yang sedang didinginkan, agar dapat membuang panasnya ke luar kepada media pendinginnya. Pemilihan jenis dan ukuran kondensor untuk suatu sistem, terutama didasarkan pada yang paling ekonomis, seperti: harga dari kondensor, jumlah energi yang diperlukan, harga dan keadaan media pendingin yang akan dipakai untuk mendinginkan kondensor. Selain itu tempat atau ruangan yang diperlukan oleh kondensor juga harus diperhitungkan. Kondensor berfungsi untuk membuang kalor keluar ruangan dari media yang sedang didinginkan, dan mengubah fasa refrigeran dari gas menjadi cair.

Kondensor pada teknik pendingin

Ada dua metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah (natural convection) dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah mempunyai laju aliran udara yang melewati kondensor sangatlah rendah, karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu. Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil seperti kulkas, dan freezer untuk keperluan rumah tangga. Kondensor berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor berpendingin udara konveksi paksa.

ALAT EKSPANSI

Alat ekspansi (metering device) pada sistem refrigerasi merupakan suatu tahanan yang tempatnya diantara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Alat ekspansi ini berfungsi untuk menurunkan tekanan dan mengatur jumlah aliran refrigerant cair yang mengalir melalui ekspansi sesuai dengan kebutuhan evaporator. Alat ekspansi harus memberikan kapasitas yang maksimum kepada evaporator, tetapi tidak membuat beban lebih kepada evaporator.

Alat ekspansi bekerja berdasarkan atas :

   - Perubahan tekanan,

   - Perubahan suhu, 

   - Perubahan jumlah atau volume refrigeran, 

   - Gabungan dari perubahan tekanan, suhu dan volume refrigeran.

Kompresor harus mempunyai daya hisap yang cukup besar untuk menghisap refrigeran dari evaporator. Refrigeran yang dihisap harus lebih besar jumlahnya daripada yang dialirkan keluar dari alat ekspansi. Sehingga, dapat mempertahankan tekanan yang rendah atau vakum di evaporator. Hal ini perlu untuk membuat refrigeran di evaporator menguap pada suhu yang rendah. Untuk mengatur jumlah aliran refrigerant dan membuat perbedaan tekanan pada sistem.

Berikut ini adalah contoh alat ekspansi yang biasa digunakan dalam sistem pendingin dan tata udara, yaitu :

• Pipa Kapiler (Capillary tube)

Pipa kapiler dibuat dari pipa tembaga dengan lubang dalam yang sangat kecil. Panjang dan lubang pipa kapiler dapat mengontrol jumlah refrigeran yang mengalir ke evaporator.

Berfungsi untuk : 

   - Menurunkan tekanan dan mengatur jumlah aliran refrigerant menuju evaporator,

   - Mengatur jumlah refrigerant cair yang mengalir melaluinya,

Ketika akan mengganti pipa kapiler yang baru, jangan terjadi pembengkokkan karena bisa menyebabkan penyumbatan pada saluran pipa kapilernya. Penggunaan pipa kapiler haruslah disesuaikan dengan diameter dan panjang pipa sebelumnya.

Kelebihan :

   - Harganya lebih murah

   - Kompresor dapat dijalankan dengan motor split phase tanpa start kapasitor 

Kekurangan :

   - Tidak sensitif terhadap perubahan beban di evaporator

   - Jumlah bahan pendingin (refrigerant) yang diisikan dalam sistem harus diperhitungkan

Pipa kapiler

Recommended capillary tube :

• Automatic Expansion Valve (AXV)

Automatic expansion valve merupakan suatu keran ekspansi yang tertua dan disebut keran tekanan tetap. Nama ini diperoleh karena keran ekspansi tersebut dapat mempertahankan tekanan yang tetap pada beban evaporator yang berubah-ubah. Misalkan tekanan pegas telah disetel untuk mempertahankan tekanan di evaporator 10 psig. Jika hanya sedikit refrigeran yang menguap di evaporator , tekanan di dalam evaporator akan turun, karena terus dihisap oleh kompresor. Jarum akan bergerak kearah membukanya lubang saluran refrigerant, sehingga refrigerant cair akan lebih banyak mengalir ke evaporator lalu menguap.

Tekanan evaporator akan bertambah sampai 10 psig dan membuat membran dalam keadaan seimbang lagi dengan tekanan dari pegas. Apabila tekanan evaporator naik sampai lebih dari 10 psig, maka membran akan mendapat tekanan ke atas, sehingga jarum bergerak ke atas menutup lubang saluran refrigerant ke evaporator. Refrigerant yang menguap berkurang dan membuat tekanan di evaporator menurun, sehingga terjadi kesimbangan lagi pada membran.

Konstruksi Automatic Expansion Valve (AXV)

Konstruksi Automatic Expansion Valve

Penempatan AXV 

Penempatan AXV

• Thermostatic Expansion Valve (TXV) 

Keran ekspansi thermostatis adalah suatu alat yang secara otomatis mengukur jumlah aliran refrigeran cair yang masuk ke evaporator, dengan mempertahankan gas panas lanjut pada akhir evaporator seperti yang telah direncanakan. Karena tekanan di evaporator rendah, maka sebagian refrigerant cair ketika melalui keran ekspansi masuk ke dalam evaporator fasanya berubah dari cair menjadi gas dingin. Keran ekspansi thermostatis sampai saat ini merupakan alat ekspansi yang terbanyak dipakai untuk refrigerasi dan Air Conditioner. Kapasitas keran ekspansi harus tepat, keran ekspansi dengan kapasitas yang terlalu besar, dapat menyebabkan kontrol yang tidak menentu. Kapasitas yang terlalu kecil, dapat menjadikan kapasitas dari sistem berkurang. Perbedaannya dengan keran ekspansi otomatis dari luar yaitu keran ekspansi thermostatis mempunyai sebuah thermal bulb yang dihubungkan dengan pipa kapiler dengan keran tersebut.

Konstruksi Thermostatic Expansion Valve (TXV)

Konstruksi Thermostatic Expansion Valve

Penempatan TXV

Penempatan TXV

 

EVAPORATOR
Evaporator juga disebut : Boiler, freezing unit, low side, cooling unit. Fungsi dari evaporator adalah untuk menyerap panas dari udara atau benda di dalam ruangan yang didinginkan. Kemudian membuang kalor tersebut melalui kondenser di ruang yang tidak didinginkan. Kompresor yang sedang bekerja menghisap refrigerant gas dari evaporator, sehingga tekanan di dalam evaporator menjadi rendah. Evaporator fungsinya kebalikan dari kondenser. Tidak untuk membuang panas ke udara di sekitarnya, tetapi untuk mengambil panas dari udara di dekatnya. Evaporator ditempatkan di dalam ruangan yang sedang didinginkan, tempatnya diantara alat ekspansi dan kompresor, jadi pada sisi tekanan rendah dari sistem. Evaporator dibuat dari berbagai macam logam, tergantung dari refrigerant yang dipakai dan pemakaian dari evaporator itu sendiri. Logam yang banyak dipakai adalah besi, baja, tembaga, kuningan dan aluminium. 

Berikut ini adalah evaporator yang biasa digunakan dalam sistem pendinginan :

Macam-macam evaporator

1. Bare tube evaporator terbuat dari pipa baja atau pipa tembaga. Penggunaan pipa baja biasanya untuk evaporator berkapasitas besar yang menggunakan refrigerant ammonia. Pipa tembaga biasa digunakan untuk evaporator berkapasitas rendah dengan refrigerant selain ammonia.
2. Finned tube evaporator adalah bare-tube evaporator tetapi dilengkapi dengan sirip-sirip yang terbuat dari plat tipis alumunium yang dipasang disepanjang pipa untuk menambah luas permukaan perpindahan panas. Sirip-sirip alumunium ini berfungsi sebagai permukaan transfer panas sekunder.
3. Plate surface evaporator atau evaporator permukaan plat, dirancang sedemikian rupa. Beberapa diantaranya dibuat dengan menggunakan dua plat tipis yang dipress dan dilas sehingga membentuk alur untuk mengalirkan refrigerant. Cara lainnya adalah, menggunakan pipa yang dipasang diantara dua plat tipis kemudian dipress dan dilas.

 

 

Versi .docx

 

Versi .pdf

Mungkin, cukup sekian yang bisa Admin posting. Semoga bermanfaat....!!!