Laporan Instalasi Sistem Refrigerasi

BAGIAN I
PENDAHULUAN

A.     Latar belakang

Pada jaman modern ini manusia berusaha supaya segala sesuatu dapat dilakukan dengan mudah dan cepat tanpa hambatan. Oleh karena itu, penemuan-penemuan baru dibidang teknologi yang dapat mempermudah kehidupan manusia yang sekarang banyak diminati.

Sekarang ini banyak peralatan atau mesin yang memiliki kemampuan sangat baik, dari segi operasionalnya sangatlah efisiensi sehingga tidak banyak memakan waktu dan tempat.

Teknologi dibidang refrigerasi dan air conditioning merupakan teknologi yang tidak dapat terpisahkan dari kehidupan manusia pada masa sekarang. Oleh karena itu teknologi Refrigerasi adalah pilihan yang paling tepat karena Refrigerasi mempunyai fungsi utama yaitu kenyamanan dan perlindungan.

Refrigerasi adalah suatu sistem yang memungkinkan untuk mengatur suhu sampai mencapai suhu dibawah suhu lingkungan. Penggunaan refrigerasi sangat dikenal pada sistem pendingin udara pada bangunan, transportasi, dan pengawetan suatu bahan makanan dan minuman. Penggunaan refrigerasi juga dapat ditemukan pada pabrik skala besar, contohnya, proses dehidrasi gas, aplikasi pada industri petroleum seperti pemurnian minyak pelumas, reaksi suhu rendah, dan proses pemisahan hidrokarbon yang mudah menguap.

Refrigersi juga merupakan metode pengkondisian temperatur ruangan agar tetap berada dibawah temperatur lingkungan. Karena temperatur ruangan yang terkondisi tersebut selalu berada dibawah temperatur lingkungan, maka ruangan akan menjadi dingin, sehingga refrigerasi dapat juga disebut dengan metode pendinginan.

Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/kalor dari suatu benda/ruangan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dipindahkan ke suatu bahan/benda lain yang akan menyerap kalor. Jadi refrigerasi akan selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas dan proses-proses perpindahan panas. Untuk mempelajari refrigerasi dengan baik, dibutuhkan pengetahuan tentang bahan dan energi, temperatur, tekanan, panas dan akibat-akibatnya serta subyek-subyek yang lain yang berhubungan dengan fungsi dari suatu sistem refrigersi, terutama termodinamika dan perpindahan panas.

B.     Tujuan

1)     Mengidentifikasi komponen dan peralatan sistem refrigerasi kompresi uap dan menjelaskan masing-masing fungsinya.

2)     Menyebutkan komponen utama pada sistem refrigerasi kompresi uap.

C.      Manfaat

Operasi refrigerasi mempunyai manfaat yang banyak, antara lain:

1)     Pengkondisian udara pada ruangan dalam bangunan/rumah, sehingga temperatur didalam bangunan/rumah lebih dingin dibanding di luar rumah.

2)     Pengolahan/transportasi/penyediaan bahan-bahan makanan/minuman menjadi legis terhadap aktivitas mikro organisme.

3)     Pembuatan batu es dan dehidrasi gas dalam skala besar.

4)     Pemurnian minyak pelumas pada industri minyak bumi.

5)     Melangsungkan reaksi-reaksi kimia pada temperatur rendah.

6)     Pemisahan terhadap komponen-komponen hidrokarbon yang mudah menguap.

7)     Pencairan gas untuk mendapatkan gas murni (O2 dan N2).

D.     Pembahasan Masalah

Masalah yang muncul dan harus ditangani oleh penyusunan laporan adalah sebagai berikut :

Bagaimana merancang atau membuat sistem refrigerasi kompresi uap sehingga bisa mencapai temperatur yang ideal untuk kenyamanan dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari, menjelaskan kelebihan dan kekurangan sistem tersebut.

E.      Sistematika Laporan

Agar dalam penulisan atau menguraikan masalah memiliki acuan yang terarah, maka penulis yang akan menerangkan secara garis besar tentang pokok yang akan dijelaskan diantaranya :

Ø  BAB I PENDAHULUAN

Menerangkan tentang latar belakang, tujuan, manfaat, pembahasan, masalah, dan sistematika laporan.

Ø  BAB II DASAR TEORI

Menjelaskan teori penunjang yang akan di pakai untuk merealisasikan pembuatan sistem refrigasi kompresi uap.

Ø  BAB III ALAT DAN BAHAN

Menjelaskan berbagai macam alat dan bahan yang di gunakan untuk pembuatan sistem refrigasi kompresi uap.

Ø  BAB IV DATA DAN ANALISA

Menjelaskan data dan analisa percobaan yang di ambil dan analisa yang kami lakukan agar mencapai sistem yang ideal.

Ø  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Menjelaskan rangkuman dari laporan ini dan saran dari penulis.

BAB II

DASAR TEORI

A.     Pengantar Sistem Refrigerasi

Salah satu aspek yang paling penting dan rekayasa lingkungan termal adalah refrigerasi. Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/kalor dari suatu benda/ruangan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dipindahkan ke suatu bahan/benda lain yang akan menyerap kalor.

Jadi refrigerasi akan selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas dan proses-proses perpindahan panas. Untuk mempelajari refrigerasi dengan baik, dibutuhkan pengetahuan tentang bahan dan energi, temperatur, tekanan, panas dan akibat-akibatnya serta subyek¬subyek yang lain yang berhubungan dengan fungsi dari suatu sistem refrigerasi, terutama termodinamika dan perpindahan panas..

1.   Sistem Refrigerasi

Sistem refrigerasi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian yaitu :

·                     Sistem refrigerasi mekanik; dimana akan ditemui adanya mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain,

·                     Sistem refrigerasi non mekanik, dimana tanpa menggunakan mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain.

Yang termasuk dalam sistem refrigerasi mekanik adalah :

1.                   Refrigerasi sistem kompresi uap

2.                   Refrigerasi siklus udara

3.                   Kriogenik/refrigerasi temperatur ultra-rendah

4.                   Refrigerasi siklus sterling,

dan sistem refrigerasi non mekanik adalah sebagai berikut :

1.                   Refrigerasi thermoelektrik

2.                   Refrigerasi absorbsi

3.                   Refrigerasi steam jet

4.                   Refrigerasi magnetic

5.            Heat pipe.

  2. Penerapan-penerapan Refrigerasi

Penerapan-penerapan refrigerasi pada dasarnya hampir meliputi seluruh aspek kehidupan kita sehari-hari. Industri refrigerasi dan tata udara berkembang pesat dan bervariasi. Salah satu penggunaan dasar dari refrigerasi adalah pembuatan es. Saat ini refrigerasi sangat penting artinya dalam bidang produksi, pengolahan dan distribusi makanan, juga untuk mencapai kegiatan industri yang efisien baik alat dan hasil yang produksi maupun para sumber daya manusianya yang bekerja lebih efektif.

Pada dasarnya, penerapan refrigerasi dibagi dalam 5 kelompok bidang yaitu :

v    Refrigerasi domestik

v    Refrigerasi komersil

v    Refrigerasi industri

v    Refrigerasi transportasi

v    Tata udara industri dan tata udara kenyamanan.

v    Refrigerasi Domestik :

Refrigerasi domestik memiliki ruang lingkup yang lebih sempit dari yang lain, dimana yang utama akan dipelajari tentang penggunaan lemari es dan freezer di rumah tangga. Tetapi bagaimanapun juga karena unit-unit pelayanannya sangat luas, refrigerasi domestik mewakili suatu bagian dan industri refrigerasi. Unit domestisk biasanya berbentuk kecil, yang mempunyai daya antara 35 W sampai 375 W dan dari jenis kompresor hermetik, walaupun pada saat ini sudah mulai dikembangkan dengan menggunakan sistem lain selain kompresi uap.

v    Refrigerasi Industri/komersial :

Refrigerasi industri sering dikacaukan dengan refrigerasi komersil karena pembagian antara ke dua bidang tersebut tidak jelas. Tetapi sebagai gambaran umum, biasanya refrigerasi industri lebih besar dari pada refrigerasi komersil dan membutuhkan seorang atau lebih yang benar-benar ahli untuk dapat mengoperasikannya, sebagai contoh misalnya pabrik es, pabrik pengepakan makanan yang besar (daging, ikan, ayam, makanan beku dn.), pabrik susu, pabrik bir, pabrik anggur, pabrik minuman ringan, dan berbagai industri lain seperti industri penyulingan minyak, industri kimia, industri semen, pabrik karet, bahkan industri konstruksi sipil/bangunan , industri tekstil, pabrik kertas, industri logam dan lain-lain.

v    Refrigerasi Transportasi :

Sesuai dengan namanya, sistem ini mempelajari refrigerasi yang digunakan pada bidang transportasi seperti kapal, truk, kereta api, pesawat terbang baik untuk jarak jauh maupun untuk pengiriman lokal dan lain-lain.

v    Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana :

Sistem kompresi uap merupakan dasar sistem refrigerasi yang terbanyak digunakan, dengan komponen utamanya adalah kompresor, evaporator, alat ekspansi ("Throttling Device"), dan kondensor.

Keempat komponen tersebut melakukan proses yang saling berhubungan dan membentuk siklus refrigerasi kompresi uap.

Pada diagram P-h, siklus refrigerasi kompresi uap dapat digambarkan sebagai berikut :

                      

Ø  Proses Yang Terjadi Pada Siklus Refrigerasi Kompresi Uap

Proses kompresi (1-2)

Proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik. Kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah dikompresi refrigeran mejadi uap bertekanan tinggi Oleh karena proses ini dianggap isentropik, maka temperatur ke luar kompresor pun meningkat. Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigeran bisa dihitung dengan rumus:

Wk = h2 – h1

dimana : Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

hl = entalpi refrigeran masuk saat kompresor (kJ/kg)

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

Proses kondensasi (2 - 3)

Proses ini berlangsung di kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi keluaran dari kompresor membuang kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di kondensor terjadi penukaran kalor antara refrigeran dengan udara, sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin dan akhirnya refrigeran mengembun menjadi cair.

Besar panas per satuan massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor dinyatakan sebagai :

qc = h2— h3

dimana : cle = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)

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

h3 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

Proses ekspansi (3 - 4)

Proses ini berlangsung secara isoentalpi, hal ini berarti tidak terjadi penambahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur. Proses penurunan tekanan terjadi pada katup ekspansi yang berbentuk pipa kapiler atau orifice yang berfungsi mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan.

h3 = h4

Proses Evaporasi (4 - 1)

Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar isotermal. Refrigeran dalam wujud cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan / media yang didinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator sebenarnya adalah campuran cair dan gas, hal ini terlihat dari gambar, yang mana posisi titik 4 berada di dalam kubah garis jenuh.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator adalah :

Qe = h1 — h4

dimana : qe = besar kalor yang diserap dievaporator ((kJ/kg)

h1 = harga entalpi ke luar evaporator (kJ/kg)

h4 = harga entalpi masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya, refrigeran kembali masuk ke kompresor dan bersikulasi lagi, begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai.

B.     Komponen Utama pada Sistem Refrigerasi

     

Pengertian

Refrigerasi adalah proses pengambilan kalor atau panas dari suatu benda atau ruang untuk menurunkan temperaturnya. Kalor adalah salah satu bentuk dari energi, sehingga mengambil kalor suatu benda ekuivalen dengan mengambil sebagian energi dari molekul-molekulnya. Pada aplikasi tata udara (air conditioning), kalor yang diambil berasal dari udara. Untuk mengambil kalor dari udara, maka udara harus bersentuhan dengan suatu bahan atau material yang memiliki temperatur yang lebih rendah.

Suatu mesin refrigerasi akan memiliki tiga sistem terpisah yakni:

1.          Sistem refrigerasi

2.          Sumberdaya untuk menggerakkan kompresor, yang berupa motor listrik

3.          Sistem kontrol untuk menjaga suhu benda atau ruangan seperti di inginkan.

Mesin refrigerasi dapat berupa lemari es pada rumah tangga, mesin pembeku (freezer), pendingin sayur dan buah-buahan pada supermarket, mesin pembeku daging dan ikan, dan sebagainya.

Peralatan ini dapat dijumpai mulai dari skala kecil pada rumah tangga hingga skala besar pada aplikasi komersial dan industri.

Di samping itu, sistem refrigerasi komputer uap jugga digunakan pada aplikasi tata udara. Pada aplikasi tata udara untuk hunian manusia, mesin yang digunakan dapat ditemui mulai dari skala kecil seperti AC window dan AC split, sampai dengan skala menengah dan besar seperti packaget rooftop air conditioner, water-cooled chiller, dan air-cooled chiller.

          Sistem refrigerasi yang umum dan mudah dijumpai pada apliksai sehari-hari, baik untuk keperluan rumah tangga, komersial, dan industri, adalah sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression refrigeration). Pada sistem ini terdapat refrigeran (refrigerant), yakni suatu senyawa yang dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya. Pada saat terjadi perubahan fase dari cair ke uap, refrigeran akan mengambil kalor (panas) dari lingkungan. Sebaliknya, saat berubah fase dari uap ke cair, refrigeran akan membuang kalor (panas) ke lingkungan sekelilingnya.

Komponen utama dari suatu sistem refrigerasi kompresi uap adalah:

1.          Evaporator

2.          Kompresor

3.          Kondenser

4.          Alat ekspansi (metering device)

Semua komponen tersebut dihubungkan oleh suatu sistem pemipaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar.

           

Gambar 1

Pemipaan pada sistem

1.      Kompresor

Kompresor dikenal sebagai jantung dari suatu sistem refrigerasi, dan digunakan untuk menghisap dan menaikkan tekanan uap refrigeran yang berasal dari evaporator. Bagian pemipaan yang menghubungkan antara evaporator dengaan kompresor dikenal sebagai saluran hisap (suction line). Penambahan tekanan uap refrigeran dengan kompresor ini dimaksud agar refrigeran dapat mengembun pada temperatur yang relatif tinggi. Refrigeran yang keluar dari kompresor masih berfasa uap dengan tekanan tinggi. Perbandingan antara absolut tekanan buang (discharge pressure) dan tekanan isap (suction pressure) disebut dengan ratio kompresi (compression ratio).

Kompresor pada sistem refrigerasi dapat berupa kompresor torak (reciprocating compresor), rotary, scrol, screw, dan centrifugal. Kompresor yang paling umum dijumpai dan terdapat dalam berbagai tingkat kapasitas adalah kompresor torak.

Refrigeran yang masuk kedalam kompresor harus benar-benar berfasa uap. Adanya cairan yang masuk ke kompresor dapat merusak piston, silinder, piston ring dan batang torak. Karena itu, beberapa jenis mesin refrigerasi dilengkapi dengan liquid receiver untuk memastikan refrigeran yang diisap oleh kompresor benar-benar telah berfasa uap.

                                                                 

Gambar 2

Kompresor

Disamping itu, kompresor memiliki terminal/kutub sebagaimana kutub yang dimiliki oleh batre. Terminal/kutub ini sebagai tempat untuk menghubungkan listrik dari sumber PLN ke kompresor. Terminal yang ada pada kompresor ada tiga yaitu C (common / central), S (start), dan R (run). Posisi ketiga terminal ini berbeda-beda tergantung merk kompresor yang digunakan. Untuk mengetahui terminal C, S, atau R dapat dilakukan dengan cara mengukur hambatan (resistansi) antara CS, CR, dan RS. Dimana hambatan yang terukur dari CS + CR harus sama dengan RS.

CR + CS = RS

Keterangan: Untuk diingat bahwa hambatan CR lebih besar dari hambatan CS (CR > CS) dan hambatan terbesar yaitu RS

Berikut akan di berikan contoh bagaimana cara mencari terminal pada kompresor. Sebelum melakukan pengukuran, cabut komponen-komponen yang ada diatasnya seperti overload, relay magnet, atau kabel-kabel yang menempel pada kutub/terminal kompresor.

                                       

Gambar 3

Mencabut komponen dan kabel yang menempel pada kutub/terminal

Untuk penaman awal anggap saja ketiga kutub pada kompresor adalah X, Y, dan Z.

                                                    

Gambar 4

Kutub C, S, R kompresor

Apabila Anda belum tahu cara menggunakan alat ukur, cara mengukur hambatan dengan AVO meter ada pada bab 9 perlengkapan servis lemari es. Jika sudah bisa menggunakan alat ukur, ikuti langkah-langkah berikut:

1.       Ukur hambatan Y-X. Terbaca 30 ohm

 

Gambar 5

Mengukur kutub/terminal Y-X

2.       Ukur hambatan X-Z. Terbaca 40 ohm

Gambar 6

Mengukur kutub/terminal X-Z

3.       Ukur hambatan Y-Z. Terbaca 10 ohm

Gambar 7

Mengukur kutub/terminal Y-Z

Diperoleh bahwa hambatan terbesar yaitu 40 pada terminal XZ. Menurut rumusan di atas,

maka terminal XZ adalah terminal RS (karena nilai hambatannya paling tinggi). Dapat

disimpulkan bahwa kutub lainnya yaitu Y adalah saluran common (C). Sekarang kutub C

sudah diketahui ada pada Y, selanjutnya selidiki kutub lainnya dengan mengganti variabel Y jadi C.

Didapat: C-Z lebih kecil dari C-X, maka kutub Z adalah S

C-X lebih besar dari C-Z, maka kutub X adalah R

Jadi kutub X, Y, dan Z di atas adalah X = S, Y = C, dan Z = R. Dari nilai resistansi yang diperoleh kita juga dapat memperkirakan kondisi kompresor masih baik atau tidak. Kondisi kompresor yang baik yaitu apabila hubungan nilai hambatan (resistansi) lilitannya tidak jauh dari CR + CS = SR.

2.      Kondensor

Kondensor berfungsi untuk mengembunkan atau mengkondensasikan refrigeran bertekanan tinggi dari kompresor. Pemipaan yang menghubungkan antara kompresor dengan kondensor dikenal dengan saluran buang (discharge line). Dengan demikian, pada kondenser terjadi perubahan fasa uap ke cair ini selalu disertai dengan pembuangan kalor ke lingkungan. Pada kondensor berpendingin udara (air cooled condenser), pembuangan kalor dilakukan ke udara. Pada kondensor berpendingin air (water cooled condenser), pembuangan kalor dilakukan ke air.

Kondensor dipasang setelah saluran keluar (discharge) kompresor. komponen ini biasanya dibuat dari pipa tembaga atau pipa alumunium. Di sisi pipanya diberi sirip yang terbuat dari besi kecil atau plat alumunium tipis. Sirip-sirip tersebut berguna untuk memperluas permukaan perpindahan panas, sehingga panas yang dibuang lebih optimal.

                                                

Gambar 8

Kondensor

3.    Alat Ekspansi (Metering Device )

Komponen ini berfungsi memberikan satu cairan refrigeran dalam tekanan rendah ke Evaporator sesuai dengan kebutuhan. Pada alat ekspansi terjadi penurunan tekanan refrigeran akibat adanya penyempitan aliran. Alat ekspansi dapat berupa pipa kapiler, katup ekspansi termostatik (TXV, thermostatik expansion valve), katup ekspansi automatik, maupun katup ekspansi manual.

                                                         

Gambar 9

Katup ekspansi jenis TXV

Setelah refrigeran terkondensasi di kondensor, refrigeran cair tersebut mausk ke katup ekspansi yang mengontrol jumlah refregean yang masuk ke evaporator. Ada banyak jenis katup ekspansi, tiga diantaranya adalah pipa kapiler, katup ekspansi otomatis, dan katup ekspansi termostatik.

a. Pipa Kapiler (capillary tube)

Katup ekspansi yang umum digunakan untuk sistem refrigerasi rumah tangga adalah pipa kapiler. Pipa kapiler adalah pipa tembaga dengan diameter lubang kecil dan panjang tertentu.

Besarnya tekanan pipa kapiler bergantung pada ukuran diameter lubang dan panjang pipa kapiler. Pipa kapiler diantara kondensor dan evaporator

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 pipa kapiler dibuat sedemikian rupa, sehingga refrigeran cair harus menguap pada 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 10

Pipa kapiler

b. Katup Ekspansi Otomatis (Automatic Expansion Valve “AXV”)

`     Sistem pipa kapiler sesuai digunakan pada sistem-sistem dengan beban tetap (konstan) seperti pada lemari es atau freezer, tetapi dalam beberapa keadaan, untuk beban yang berubah- ubah dengan cepat harus digunakan katup ekspansi jenis lainnya.

Beberapa katup ekspansi yang peka terhadap perubahan beban, antara lain adalah katup ekspansi otomatis (AXV) yang menjaga agar tekanan hisap atau tekanan evaporator besarnya tetap konstan. Gambar 11.

Bila beban evaporator bertambah maka temperatur evaporator menjadi naik karena banyak cairan refrigeran yang menguap sehingga tekanan di dalam saluran hisap (di evaporator) akan menjadi naik pula.

Akibatnya “bellow” akan bertekan ke atas hingga lubang aliran refrigeran akan menyempit dan ciran refrigeran yang masuk ke evaporator menjadi berkurang. Keadaan ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang dan “bellow” akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan cairan refrigeran akan masuk ke evaporator lebih banyak. Demikian seterusnya.

                                                   

Gambar 11

Katup ekspansi AXV

 c. Katup Ekspansi Termostatik (Thermostatic Expansion Valve “TXV”)

Jika AXV bekerja untuk mempertahankan tekanan konstan di evaporator, maka katup ekspansi termostatik (TXV) adalah satu katup ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada uap refrigeran di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi beban di evaporator.

Cara kerja TXV adalah sebagai berikut :

Jika beban bertambah, maka cairan refrigran di evaporator akan lebih banyak menguap, sehingga besarnya suhu panas lanjut dievaporator akan meningkat. Pada akhir evaporator diletakkan tabung sensor suhu (sensing bulb) dari TXV tersebut.

Peningkatan suhu dari evaporator akan menyebabkan uap atau cairan yang terdapat ditabung sensor suhu tersebut akan menguap (terjadi pemuaian) sehingga tekanannya meningkat. Peningkatan tekanan tersebut akan menekan diafragma ke bawah dan membuka katup lebih lebar. Hal ini menyebabkan cairan refrigeran yang berasal dari kondensor akan lebih banyak masuk ke evaporator. Akibatnya suhu panas lanjut di evaporator kembali pada keadaan normal, dengan kata lain suhu panas lanjut di evaporator di jaga tetap konstan pada segala keadaan beban.

                                   

Gambar 12

Katup ekspansi TXV

4.      Evaporator

Evaporator adalah komponen yang digunakan untuk mengambil kalor dari suatu ruangan atau suatu benda yang bersentuhan dengannya. Pada evaporator terjadi pendidihan (boiling) atau penguapan (evaporation), atau perubahan fasarefrigran dari cair menjadi uap. Refrigeran pada umumnya memiliki titik didih yang rendah. Sebagai contoh, refrigeran 22 (R22) memiliki titik didih -41° C. Dengan demikian, refrigeran mampu menyerap kalor pada temperatur yang sangat rendah.

Evaporator dapat berupa koil telanjang tanpa sirip (bare pipe coil), koil bersirip (finned coil), pelat (plate evaporator) shell and coil, atau shell and tube evaporator. Jenis evaporator yang digunakan pada suatu sistem refrigerasi tergantung pada jenis aplikasinya.

                                                      

Gambar 13

Evaporator

Pada evaporator, refrigeran menyerap kalor dari ruangan yang didinginkan. Penyerapan kalor ini menyebabkan refrigeran mendidih dan berubah wujud dari cair menjadi uap (kalor/panas laten).

Panas yang dipindahkan berupa :

1.          Panas sensibel (perubahan tempertaur)

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 pupa 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 mengupa (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 temperatur evaporator (evaporator temperature difference).

Perbedaan tempertur evaporator adalah perbedaan antara temperatur jenuh 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 lihat gambar.

                                                     

Gambar 14

Evaporator

C.      Komponen Pendukung/kontrol  pada Sistem Refrigerasi

a)     Solenoid Valve

Pada sistem refrigerasi, solenoid valve atau katup solenoid dapat digunakaan untuk menyekat aliran refrigeran pada saat sistem tidak sedang bekerja. Pada berbagai aplikasi, katup solenoid juga dapat digunakan sebagai alat bantu untuk penghilangan bunga es pada evaporator dengan metode hot gas defrosts.

                                                              

Gambar 15

Selenoid valve

b)     Filter Dryer

Komponen ini berfungsi menyaring kotoran dan menghilangkan uap air yang kemungkinan masih tertinggal pada sistem refrigerasi. Filter dryer dipasang pada liquid line, yakni saluran yang menghubungkan antara keluaran kondenser dengan alat ekspansi.

                                                           

Gambar 16

Filter dryer

c)      Sight Glass

Alat ini digunakan untuk mengamati secara visual kondisi refrigeran pada liquid line. Apabila ada pada sight glass terlihat ada gelembung, berarti kondensasi pada kondensor tidak berlangsung secara sempurna. Selain itu, dari warna yang tampak pada alat ini dapat dilihat apakah refrigeran pada sistem refrigerasi masih mengandung uap air atau tidak.

                                                             

Gambar 17

Sight glass

d)     Accumulator

Merupakan alat yang berguna untuk mengumpulkan cairan refrigerant yang berasal dari Evaporator. Dengan adanya alat ini akan memudahkan pengaturan stock dari total refrigerant, dan mencegah terjadinya cairan yang masuk ke compressor, karena jika cairan dari evaporator masuk, maka akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada kompresor.

                                                        

Gambar 18

Accumulator

e)     Hand Valve

Alat ini termasuk kedalam alat kontrol, namun masih manual.

Alat ini berfungsi untuk membuka dan menutup aliran refrigerant yang akan menuju komponen selanjutnya.

Alat ini juga berfungsi untuk menyumbatkan/menahan refrigerant ketika pada aliran pipa terjadi kebocoran, sehingga tidak perlu lagi membuang refrigerant yang ada didalam sistem, dan kia bisa melakukan pengelasan/penyambungan pipa dengan mudah.

                                                        

Gambar 19

Hand valve

f)       Amperemeter / Ampere Meter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.

Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.

Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.

                                                           

Gambar 20

Ampere meter

g)     Voltmeter / Volt Meter

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.

Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

                                                                          

Gambar 21

Volt meter

h)     MC

Magnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. Dapat dibayangkan MC adalah relay dengan kapasitas yang besat. Umumnya MC terdiri dari 3 pole kontak utama dan kontak bantu (aux. contact). Untuk menghubungkan kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil MC sesuai spesifikasinya.

Komponen utama sebuah MC adalah koil dan kontak utama. Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing masing pole.

Untuk aplikasi yang lebih, MC mempunyai beberapa accessories. Dan yang paling banyak dipergunakan adalah kontak bantu. Jika kontak bantu yang telah tersedia kurang bisa dilakukan penambahan di samping atau depan. Pneumatic Timer juga sering dipakai dalam wiring sebuah system, misalnya pada Star Delta Starter.

                                                                      

Gambar 22

MC

i)       TDR

TDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis.

Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain.

              Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu.

Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik.

Timer yang bekerja dengan prinsip induksi motor akan bekerja bila motor mendapat tegangan AC sehingga memutar gigi mekanis dan memarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu.

              Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian R dan C yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan besarnya pengisisan kapasitor.

Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC.

             Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.

             Pada umumnya timer memiliki 8 buah kaki yang 2 diantaranya merupakan kaki coil sebagai contoh pada gambar di atas adalah TDR type H3BA dengan 8 kaki yaitu kaki 2 dan 7 adalah kaki coil, sedangkan kaki yang lain akan berpasangan NO dan NC, kaki 1 akan NC dengan kaki 4 dan NO dengan kaki 3. Sedangkan kaki 8 akan NC dengan kaki 5 dan NO dengan kaki 6. Kaki kaki tersebut akan berbeda tergantung dari jenis relay timernya.

                                                                     

Gambar 23

TDR

j)       Mengenal MCB (Miniature Circuit Breaker)

MCB bekerja dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran listrik lebih dengan menggunakan electromagnet/bimetal. Cara kerja dari MCB ini adalah memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat arus yang mengalir untuk memutuskan arus listrik. Kapasitas MCB menggunakan satuan Ampere (A), Kapasitas MCB mulai dari 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dll.  MCB yang digunakan harus memiliki logo SNI pada MCB tersebut

Cara mengetahui daya maximum dari MCB adalah dengan mengalikan kapasitas dari MCB tersebut dengan 220v ( tegangan umum di Indonesia ).

contoh

Untuk MCB 6A mempunyai kapasitas menahan daya listrik sebesar :

6A x 220v = 1.200 Watt

Beberapa kegunaan MCB :

1.   Membatasi Penggunaan Listrik

2.   Mematikan listrik apabila terjadi hubungan singkat ( Korslet )

3.   Mengamankan Instalasi Listrik

4.   Membagi rumah menjadi beberapa bagian listrik, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan instalasi listrik

Cara menentukan penyebab MCB turun

cara menyentuh bagian putih dari MCB, apakah panas atau tidak.

Ø Apabila tidak panas

kemungkinan ada bagian instalasi yang korslet, biasanya bila instalasi yang korslet tersebut telah di perbaiki, MCB langsung dapat dinyalakan. Jika sesudah beberapa menit MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan kembali, artinya MCB tersebut sudah rusak

Ø Apabila panas

Itu menandakan MCB mengalami kelebihan beban dalam waktu yang cukup lama, tunggu beberapa menit baru menyalakan MCB tersebut, biasanya apabila langsung di nyalakan, MCB akan langsung turun kembali, hal ini disebabkan oleh BiMetal yang memuai dan membutuhkan waktu untuk kembali ke bentuk semula. Bila sesudah beberapa menit, MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan, artinya MCB tersebut sudah rusak.

                                                    

Gambar 24

MCB

k)     Thermostat

Alat ini berfungsi untuk mengatur temperatur/suhu. Untuk pengaturan temperatur, dapat dilakukan dengan memutar tombol penyetel (dengan memutar kepala thermostat) pada thermostat. Dilihat dari sisi kelistrikan alat ini sama seperti sakelar biasa. Hanya saja, menutup dan membukanya sakelar, berdasarkan temperatur yang deteksi oleh sensor thermostat.

                                            

Gambar 25

Thermostat

                                                                                                                                                                                                      

Gambar 26

Bagian dari thermostat

l)       Kipas (Fan Motor)

a.       Merupakan komponen yang berfungsi untuk mensirkulasikan udara dari kabin evaporator dingin ke seluruh ruang. Komponen ini terletak di bagian  di belakang evaporator.

Gambar 27

Fan Evaporator

b.       Merupakan komponen yang berfungsi untuk mensirkulasikan udara dari kabin kondensor  untuk membuang panas ke lingkungan. Komponen ini terletak di bagian  di belakang kondensor.

Gambar 28

Fan Kondensor

m)   Low Pressure Control

Low Pressure Control digunakan sebagai pengontrol temperatur sekaligus pula sebagai alat pengaman. Bila digunakan sebagai pengaman, LPC ini akan memutuskan rangkaian dan menghentikan kompresor pada saat tekanan hisap (suction pressure) menjadi terlalu rendah. Hal ini bisa disebabkan unit pendingin kekurangan refrigerant, bocor terjadinya bunga es yang tebal di evaporator. Bila tekanan dari saluran hisap ini kembali normal, LPC akan menutup rangkaian dan kompresor akan bekerja kembali. Beberapa LPC dilengkapi dengan reset manual untuk menjaga adanya short cycling karena gangguan pada sistem.

Low Pressure Control dapat pula digunakan sebagai alat pengontrol kompresor pada saat tekanan refrigerant meningkat atau menghentikan kompresor pada saat tekanan hisap meningkat. Jenis ini disebut : Reverse Acting Low Pressure Control, jenis ini biasa digunakan sebagai alat pengaman pada unit dengan suhu yang rendah yang menggunakan electric depost, untuk memutuskan elemen pemanas (electric heater) setelah pencairan bunga es (depost) selesai. Jenis ini dapat juga digunakan sebagai alat kontrol Forced Draft Cooled Fan pada "Cool Rooms", on dan off pada saat temperatur "Cool Rooms" terlalu tinggi.

                               

Gambar 29

Low pressure control

n)     High Pressure Control

HPC biasanya digunakan sebagai alat pengaman kompresor pada saat terjadi gangguan tekanan yang berlebihan. HPC akan menghentikan kompresor pada saat tekanan pada saluran tekan terlalu tinggi. Hal ini dilakukan untuk melindungi katup-katup kompresor dan juga untuk melindungi motor dari beban yang berlebihan.

Bila tekanan saluran tekan (discharge) meningkat melebihi tekanan yang diizinkan, HPC akan terbuka dan memutuskan rangkaian sehingga kompresor berhenti. Bila tekanan turun kembali ke harga normal, HPC tertutup dan kompresor bekerja kembali.

Beberapa jenis HPC dilengkapi dengan tombol reset manual sehingga kompresor tidak dapat bekerja kembali sebelum tombol reset ditekan. Hal ini digunakan sebagai pengaman. Jadi Anda jangan melakukan reset sebelum mengetahui penyebab terjadinya tekanan lebih pada saluran tekan.

HPC biasa digunakan pada sistem komersial dan juga industri. Karena suhu kondensing dan tekanan kondensing untuk bermacam-macam refrigerant berlainan, maka cut in dan cut out pressure tergantung dari refrigerant yang digunakan, jenis kondensor dan ambient temperatur dari sistem. Disamping untuk mengontrol kompresor, HPC dapat juga digunakan sebagai pengontrol Fan Condensor, pompa air condensor dan selenoid valve. Reverse acting HPC akan menutup kontaknya pada saat tekanan meningkat. Sedangkan HPC akan membuka kontaknya pada saat tekanan meningkat. Reverse acting HPC digunakan untuk menjaga suhu condensing yang minimum. Sistem pengontrolan ini biasanya diterapkan pada area dimana ambient temperatur di bawah condensing temperatur.

                   

Gambar 30

High pressure control

                                      

 

D.     PENGISTALASIAN SISTEM

Proses pengistalasian sistem terdiri dari dua bagian, yaitu proses penginstalasian sistem pemipaan (mekanik) dan instalasi sistem kelistrikan.

Instalasi Sistem Pemipaan

Pengerjaan sistem pemipaan meliputi pembengkokan pipa (bending), swaging dan flaring, pengelasan (welding), serta penginstalasiannya.

Penanganan Pipa (Tubing Handling)

Pemrosesan pipa merupakan salah satu dasar yang harus kita perhatikan atau bahkan harus dapat dipertanggungjawabkan didalam instalasi dan mekanisme sistem refrigerasi sebab kalau kita abaikan atau ceroboh dalam pemprosesan pipa misalnya dalam, pemotongan, pembengkokan dan pemben-tukan lainya maka sistem yang kita buat akan mudah bocor atau bahkan gagal.

Hal pertama yang harus diperhatikan adalah membuka gulungan pipa. Gunakan lantai/permukaan yang rata sebagai alas/tempat membuka gulungan. Sebelum membuka gulungan, perhatikan bahwa kedua ujung pipa usahakan dalam keadaan tertutup.

Setelah gulungan pipa diletakkan pada lantai dalam posisi tegak, kemudian salah satu ujung pipa di tahan pakai tangan, dan putarlah gulungan pipa sehingga pipa lurus tertahan di lantai semakin panjang. Jika kira-kira ukuran pipa sudah mencukupi, kemudain pipa dipotong. Seusai pemotongan, kembali kedua pipa ujung-ujungnya ditutup/disumbat

A.     Proses  Pemipaan

Step-step atau langkah-langkah di dalam pengerjaan pipa untuk sistem antara lain :

1.         Pemotongan (cutting)

2.         Peluasan(Reaming)

3.         Pembengkokan (Bending)

4.         Flaring dan Swaging

5.         Welding

1. Pemotongan (cutting)

Cutting adalah pengerjaan pemotongan pipa yang biasanya dilakukan dengan mengunakan alat khusus yang disebut Tubbing Cutter atau disebut juga Cutter pipe. Alat ini mempunyai sebuah mata pisau/blade yang berbentuk bulat dan dapat diputar pada porosnya. Perhatikan Gambar .

Penggunaan alat ini harus dilakukan dengan hati-hati. Pemotongan pipa dilakukan dengan memutar pisau sedikit demi sedikit sambil menekan mata pisau tersebut pada pipa (dengan memutar/mengencangkan skrup pemutar pada ujung bawah cutter). Setelah proses pemotongan selesai dilakukan, pada bagaian dalam pipa akan terjadi lekukan ke dalam, sehingga diameter dalam dari pipa tersebut akan mengecil. Semakin lunak bahan pipa yang digunakan, maka penyempitan diameter dalam tersebut akan semakin besar. Karenanya, sebelum pipa ditangani lebih lanjut, pipa harus dibersihkan lebih dahulu.

Gambar 31

Alat pemotong pipa

2. Peluasan (Reaming)

Proses perluasan pada pipa tidak sama dengan proses peluasan pada lubang seperti bor. Jadi peluasan pada pipa merupakan proses untuk menghilangkan ketajaman sisi-sisi setelah dipotong dan biasanya sebelum proses perluasan, permukaan pipa yang telah dipotong diratakan dulu.

Tujuan dari proses reaming/peluasan ini adalah agar serpihan pipa setelah proses pemotongan tidak terbawa masuk ke dalam sistem dan menghindari kebocoran pada saat pipa tersebut disambungkan.

Salah satu sisi dari reamer digunakan untuk meratakan bagian luar pipa dan sisi lainnya digunakan untuk meratakan bagian dalam pipa. Perhatikan Gambar

                                                         

Gambar 32

Proses peluasan pipa

3. Pembengkokan (Bending)

Dalam proses pembengkokan (bending process) pada pipa, juga hams diperhatikan tentang jenis dan ukuran bahan yang akan diproses. Perhatikan Gambar 9. Ada dua cara alat pembengkokan pipa yaitu :

¨         Pegas pembengkok (bending spring)

¨         Dengan tipe pengungkit (lever type bender)

Penggunaannya adalah sebagai berikut :

Pegas pembengkok ini mempunyai diameter dalam dimana diameter ini dapat digunakan. Untuk diameter yang dalam biasanya digunakan pada pipa-pipa bagian ujung.

Bending Spring ini akan cenderung terjadi penjepitan antara pipa dan alatnya itu sendiri sehingga dalam lapangan jarang digunakan.

Tipe pengungkit (lever type bender) ini jauh lebih praktis serta presisi dibandingkan dengan "Bending Spring" karena alat ini disamping disertai alat penahan juga disertai skala bending, sehingga kita dapat membending dengan tepat sesuai dengan yang diinginkan.

                                                     

Gambar 33

Alat pembengkok pipa

4. Flaring dan Swaging

Sebelum kita melakukan atau mengerjakan proses flaring dan swaging maka kita harus tahu maksud dan tujuan dari proses Flaring dan Swaging. Di dalam banyak sistem refrigerasi proses flaring dan swaging ini sangat penting karena proses ini sangat efisien dan praktis untuk dikerjakan.

Jadi proses flaring dan swaging adalah proses pengembangan pipa yang akan disambung atau diinstalasi, baik itu pada sistem maupun pada pemipaan lainnya sesuai dengan kebutuhan. Adapun tujuan dari kedua proses ini adalah untuk memudahkan proses dari penyambungan yang akan kita lakukan.

·         Proses Flaring

Kedua proses di atas mempunyai perbedaan baik dari proses maupun pada penggunaanya. Proses flaring ada dua macam yaitu "Single Flare dan Double Flare".

Pada penerapan/penggunaan yang umum dipakai adalah single flare karena proses ini lebih praktis dan mudah untuk diproses. Perhatikan Gambar

Gambar 34

Proses flaring

Gambar 35

Contoh flaring yang benar&salah

·         Proses Swaging

Seperti telah diutarakan di alas bahwa proses flaring dan proses swaging mempunyai perbedaan. Proses swaging biasanya digunakan pada sistem penyambungan las atau"solder fitting".

Alat ini (flaring) digunakan untuk pipa-pipa dari bahan :

•tembaga lunak

•alumunium

•baja lunak/dinding tipis

•baja tahan karat

Kualitas pipa sangat berpengaruh pada proses pemipaan. Pipa-pipa dengan kualitas rendah, terutama pipa tipis, bila dibending atau diflaring/swaging hasilnya tidak terlalu baik atau kadang rusak. Oleh karenanya perlu berhati-hati dalam menanganinya. Gunakan alat yang sesuai dan tepat dalam menangani pipa.

Fitting untuk Sistem Pemipaan (Fitting for Piping System)

Yang dimaksud dengan "Fitting" atau penyambungan disini adalah khusus untuk instalasi pemipaan atau "Piping System" pada saluran-saluran baik itu pada sistem refrigerasi dan tats udara maupun saluran-saluran lainnya.

Sistem penyambungan yang umum digunakan pada sistem pemipaan terdiri dari :

Ø  "Solder fitting" (sambungan patri)

Ø  "Flare fitting" (sambungan flare)

Ø  "Pipe fitting" ( sambungan pipa)

Ø  "Weld fitting" (sambungan las)

Ø  "Compression fitting" (sambungan tekan)

Ø  "Plastic fitting" (sambungan plastik)

Pada sistem trainer terdapat dua macam sambungan yaitu sambungan patri, sambungan pipa, dan sambungan las. Berikut akan dijelaskan mengenai kedua sambungan tersebut.

Ø  Solder Fitting (sambungan patri)

Untuk sistem penyambungan dengan cara ini (solder fitting) biasanya digunakan pada bahan-bahan lunak seperti tembaga, seng, aluminium dan lain-lain. Bahan tambahan yang sering digunakan untuk sistem penyambungan di alas adalah timah dan perak dan bahan tambahan ini hams mempunyai titik didih yang lebih rendah dari pada bahan yang akan disambung

Ø  Pipe Fitting (Sambungan Pipa)

Sistem penyambungan pipe fitting ini biasanya digunakan pada :

•        Sistem kedua untuk menyalurkan air atau air asin disekitar sistem

•        Sistem air untuk kondensor dan "Cooling Tower"

•        Sistem yang menggunakan refrigeran 717 (amonia).

Untuk sistem penyambungan ini terdiri dari fitting yang berulir dan pipa yang berulir pula sehingga sambungan ini merupakan ukuran standar, tergantung dari ukuran ulir dan pipanya itu sendiri.

Ø  Weld Fitting (Sambungan Las)

Yang dimaksud dengan sistem penyambungan dengan cara "Weld Fitting " disini hampir sama dengan "Solder Fitting" yaitu penyambungan dengan cara menggunakan bahan tambahan, hanya disini perbedaannya untuk "Weld Fitting" digunakan pada bahan-bahan yang keras seperti baja atau sejenisnya.

Jadi busur api yang digunakan lebih keras/panas dibandingkan dengan busur api yang digunakan pada "Solder Fitting". Ada beberapa perangkat las yang biasa digunakan pada sistem sambungan "Weld Fitting" diantaranya adalah

•        Las Asetilin atau las karbit

•        Las listrik

Dalam proses penginstalasian ini, jenis perangkat las yang digunakan adalah las asetiline atau las karbit. Setelah proses pengerjaan pada pipa selesai dilakukan, kemudian dilakukan proses penginstalasian pada sistem terhadap sistem mekanik (pemipaan)-nya. Semua komponen utama dan pendukung sistem mekanik dipasang sesuai dengan tempat yang telah direncanakan.

Proses penginstalasian pertama yang dilakukan adalah meletakkan semua komponen utama sistem, sesuai dengan urutan. Kemudian, komponen-komponen tersebut dihubungkan satu persatu dengan menggunakan pipa yang diameternya telah ditentukan. Pada proses pemasangan pipa ini perlu diperhatikan peletakan dari komponen-komponen pendukung mekanik yang ada pada sistem. Selain itu, pemasangan saluran untuk pipa kapiler (alat ukur) ke titik-titik pengukuran harus diperhatikan pula.

Pada trainer, titik-titik pengukuran tekanan tersebut terdapat pada kedua sisi tekanan kerja sistem. Pada sistem tekanan tinggi titik pengukuran terdapat pada pipa discharge, pipa masukan katup TXV, dan pipa masukan kapiler. Sedangkan pada sisi tekanan rendah titik pengukuran diletakkan pada saluran suction, keluaran EPR, dan keluaran katup TXV.

B.     Instalasi Sistem Kelistrikan

Tahap pengerjaan instalasi sistem kelistrikan dan kontrol meliputi :

1.Penempatan komponen-komponen sistem kelistrikan dan kontrol.

2.Menyambungkan semua komponen kelistrikan sesuai dengan diagram kelistrikan pada sistem.

3.Pengetesan sistem kelistrikan.

Sistem kelistrikan dirakit dalam satu panel yang terletak pada bagian belakang sistem. Secara keseluruhan, rangkaian kelistrikan pada sistem terbagi dalam dua bagian, yaitu :

1.Rangkaian daya

2.Rangkaian kontrol

Rangkaian daya merupakan rangkaian pokok dari suatu sistem kelistrikan Komponen yang digunakan juga merupakan komponen yang terkendali. Dalam rangkaian Jaya ini terdapat satu buah motor kompresor yang dihubungkan dengan kontaktor yang teraliri arus pada rangkaian kontrol. Selain motor kompresor, terdapat beberapa komponen lain seperti termometer digital, pilot lamp untuk sumber arus pada sistem, ampere meter, voltmeter, dan wattmeter pada saluran rangkaian daya yang dilengkapi dengan switch MC sebagai saklar on/off arus pada sistem.

Rangkaian kontrol merupakan bagian yang mengontrol sistem kelistrikan, dalam pengoperasiannya dilakukan secara otomatis dan komponennya terpasang terpisah dengan rangkaian daya. Pada rangkaian kontrol ini terdapat beberapa komponen yang digunakan seperti saklar (toggel dan MCB) konteaktor, delay timer, HLP, fault pilot lamp (sebagai indikasi jika HLP bekerja), solenoid valve dengan pilot lampnya, switch on/off rangkaian kontrol.

Setelah rangkaian kelistrikan selesai diinstal, kemudian dilakukan pengetesan terhadap rangkaian daya dan kontrol.

Pengetesan rangkaian daya dilakukan dengan menggunakan alat bantu test pen untuk mengetahui masuk/tidaknya arus pada titik-titik sepanjang line sistem kelistrikan (sistem menggunakan arus listrik satu fasa). Bekerjanya rangkaian daya ini ditandai dengan bekerjanya termometer digital dan voltmeter akan segera menunjukkan pergerakan. Pada saat dilakukan pengetesan, line yang menuju kompresor (setelah keluar dari kontak utama kontaktor) harus diputuskan terlebih dahulu. Pada keadaan ini ampere dan wattmeter belum menunjukkan pergerakannya, karena belum ada beban. Lampu I pada

panel sebagai indikasi arus pada sistem akan menyala. Namun sistem masih dalam keadaan off.

Pengetesan sistem kontrol dilakukan dengan cara menghidupkan saklar rangkaian kontrol pada sistem (untuk sistem dengan TXV dan kapiler). Jika sistem bekerja dengan baik, semua alat kontrol yang digunakan aka teraliri arus dan bekerja, sehingga kompresorpun akan melakukan proses kompresi terhadap sistem. Sistem rangkaian kontrol ini hanya dapat bekerja jika pada sistem telah teraliri arus listrik (rangkaian daya aktif, dengan cara menaikkan saklar MCB).

BAB III

ALAT DAN BAHAN

A.     Alat

Terdiri dari :

No	Nama Alat	Jumlah
1	Obeng (+/-)	1
2	Kunci kombinasi (10)	1
3	Tang kombinasi	1
4	Palu karet	1
5	Kunci inggris (6 in/8 in)	1
6	Gergaji besi	1
7	Bor duduk	1 set
8	Bor tangan	1 set
9	shelltipe	Secukupnya
10	Box tempat alat	1
11	Pemotong pipa	1
12	Penggaris (30 cm/60 cm)	1
13	Alat banding	1 set
14	Alat flaring and swagging	1 set
15	Kikir pipa tembaga	1
16	Multi meter	1
17	Solder	1
18	Timah	Secukupnya

B.     Bahan

Terdiri dari komponen utama dan komponen pendukung/kontrol, antara lain sebagai berikut :

No	Nama Bahan	Jumlah
1	Kompresor	1 unit
2	Kondensor	1 unit
3	Katup ekspansi	1 unit
4	Evaporator	1 unit
5	Selenoid valve	1 unit
6	Filter dryer	1 unit
7	Accumulator	1 unit
8	Hand valve	3 unit
9	Sight glass	3 unit
10	Pipa tembaga	secukupnya
11	Low pressure switch	1 unit
12	High pressure switch	1 unit
13	thermostate	1 unit
14	Ampere meter	1 unit
15	Volt meter	1 unit
16	Low pressure gauge	1 unit
17	High pressure gauge	1 unit
18	MCB	1 unit
19	MC	1 unit
20	Fan (kondensor&evaporator)	1 unit
21	TDR	1 unit
22	Nat	secukupnya
23	Kabel	secukupnya
24	Refrigerant	secukupnya

C.      Peralatan Las

Pengelasan pada dasarnya adalah proses penyambungan dua logam pada suhu mendekati suhu titik lebur logam itu. Kedua logam ini pada situasi itu akan melunak dan mudah bergabung. Sering kali proses ini dibantu dengan pemberian sejumlah bahan tambah yang sama dengan jenis logam yang dilas. Setelah proses, pengelasan diberi pendinginan mendadak hingga struktur logam akan kembali permanen dan mengeras.

Banyak metode pengelasan, namun yang paling sering digunakan ada dua yaitu las gas Oksi-Asetilena dan las listrik. Las gas Oksi-Asetilena diterapkan pada bahan-bahan lunak dan biasanya selain besi, sedangkan las listrik diterapkan hanya pada besi. Bahan tambah las gas Oksi-Asetilena disesuaikan dengan bahan tambah standar yaitu elektroda.

Prinsip las listrik sebenarnya hanya mempertemukan anoda dengan katoda tekanan tinggi hingga akan terjadi nyala bersuhu sangat tinggi dan melelehkan elektroda dan besi. Setelah selesai, hasil las ini langsung didinginkan sehingga struktur besi akan mendadak berubah dan mengeras. Kerugian dari las listrik ini adalah adanya hasil terak akibat pemanasan bahan tambah selain besi. Namun bagaimanapun hasil las listrik ini sangat kuat.

Mengingat bahan yang dipakai pada praktek lab. Refrigerasi ini adalah logam tembaga yang cukup lunak maka dipakai metoda pengelasan Oksi-Asetilena. Peralatan lengkap untuk pengelasan ini antara lain :

1.            Gas oksigen dan gas Asetilena

2.            Regulator tekanan gas

3.            Selang dan kepala las

4.            Nozzle las yang disesuaikan dengan tekanan gas

5.            Pematik api

6.            Peralatan pengaman dan air pendingin

Satu hal yang perlu diperhatikan pada proses pengelasan adalah kondisi yang statis agar bahan yang akan dilas tidak mengalami perubahan bentuk.

D.     High Vacum Pump

Sistem refrigerasi pada trainer harus divakum untuk menurunkan tekanan pada sistem hingga di bawah tekanan atmosfer. Pada kondisi ini gas-gas tak terkondensasi.

dalam sistem akan dibuang, demikian pula dengan uap air yang terkandung. Semua ini harus dibuang karena dapat mengganggu kinerja sistem, selain itu juga "menyita tempat" dalam sistem. Gas-gas lain selain refrigeran di dalam sistem akan menyebabkan kerja komresi lebih besar dari yang diperlukan, karena kompresor hams juga mengeluarkan energi untuk mensirkulasikan dan menaikan tekanan gas-gas tersebut. Kondisi ini akan berpengaruh saat sistem dijalankan sehingga sistem tidak dapat bekerja dengan optimal.

Prinsip kerja pompa vakum ini adalah menyedot semua gas yang ada dalam sistem, dengan demikian semua partikel yang ada pun ikut tertarik. Proses ini terns dilakukan hingga tekanan dalam sistem mencapai tekanan di bawah tekanan atmosfer mendekati vakum ( -1 atm atau kira-kira — 1 bar), tentu saja ini pun bergantung pada lokasi/ketinggan lokasi (altitude), karena semakin tinggi altitude, tekanan atmosfirnya makin rendah.

High vacum pump terdiri dari tabung penghisap dengan selangnya, Pressure Gauge, katup buang dan motor listrik. Selang tabung penghisap dihubungkan dengan kompresor hingga ketika motor listrik dinyalakan, tabung bekerja dan proses pemvakuman dimulai. Proses ini dihentikan jika tekanan yang ditunjukkan oleh pressure gauge mencapai di bawah tekanan atmosfer (1 atm/14,7 psi). Lamanya proses tergantung pada jenis sistem. Untuk sistem trainer II ini menurut informasi yang didapat, lamanya pemvakuman itu 24 jam.

High vacum pump hampir serupa dengan kompresor, hanya saja kompresor merupakan sistem tertutup dengan kapasitas kecil. Maka pabrik-pabrik pembuat kompresor juga membuat High pressure Vacum. Contoh pompa vakum dapat dilihat pada Gambar

Gambar 36

Proses Vacum

E.      Leak Detector (Pendeteksi kebocoran)

Untuk mengetahui kebocoran dalam sistematau komponen dapat digunakan beberapa cara antara lain :

1. Mencari kebocoran dengan air sabun (soap bubbles)

2. Diberi tekanan lalu direndam dalam cairan/air (untuk memeriksa kebocoran dalam                    komponen; misalnya evaporator saja)

3. Alat pencari kebocoran dengan nyala api (Halida Torch)

4. Detektor kebocoran elektronik (Electronic leak detector)

5. Mencari kebocoran dengan zat pewarna (colored tracing agent)

Pada praktikum yang dilakukan, engecekan kebocoran dapat dilakukan dengan Halida Torch, Electronic Detector atau air sabun. Karena pengecekan dengan air sabun adalah yang paling sederhana dan murah, metoda ini yang akan paling banya digunakan. Selain itu, metoda ini dapat dengan akurat menentukan titik kebocoran.

                   

Gambar 37

Halida Torch dan Elektronik Detektor

F.      Manifold Gauge

Manifold gauge adalah suatu alat yang digunkan untuk membantu saat pemvakuman ataupun pengisian. Berikut adalah gambar suatu manifold gauge.

                            

Gambar 38

Manifold gauge

Katup pada manifold gauge berfungsi untuk membuka dan menutup aliran refrigeran/gas. Secara skematis bagaimana katup tersebut berfungsi ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar 39

Bukaan katup pada manifold gauge

Pada gambar .A, kedua katup (merah maupun biro) dalam keadaan tertutup, pada saat ini masing-masing pressure gauge hanya mengukur tekanan pada masing-masing saluran.

Gambar .B, menunjukkan jika katup merah (katup High Pressure) dan katup tengah (kuning) dibuka, maka akan terjadi aliran dari saluran tengah dan saluran kanan.

Gambar .C, menunjukkan jika katup bim (katup Low Pressure) dan katup tengah (kuning) dibuka, maka akan terjadi aliran dari saluran tengah dan saluran kiri.

Gambar .D, menunjukkan bila kedua katup dibuka maka akan terjadi hubungan antara saluran Low Pressure dan High Pressure. Jika saluran tengah (katup kuning) juga terbuka, maka akan terjadi hubungan aliran pada ketiga selang/saluran.

Jadi dengan mengatur bukaan katup kita dapat mengatur kapan dipakai untuk pemvakuman atau untuk pengisian atau penambahan refrigeran ke dalam sistem.

G.     Katup Servis (Service Valve)

Komponen lain yang biasa ditemukan dalam sistem refrigerasi adalah katup servis. Katup ini berfungsi untuk menyambungkan komponen dan melakukan pengisian atau pemvakuman refrigeran. Biasa terdapat di saliran suction kompresor atau di saluran pipa cair (liquid line), menyatu dengan liquid receiver. Pada gambar 6. berikut ditunjukkan katup servis dengan 3 (tiga) lubang, walaupun di lapangan ditemukan juga katup dengan 4 (empat) lubang.

                                                             

Gambar 40

Katup service

Pada gambar diatas, katup servis dipasang di discharge kompresor (atau dipasang di liquid receiver). Konstruksi katup servis terdiri dari 3 saluran. Saluran pertama (nomor 1 pada gambar) dihubungkan ke pompa vakum (untuk pemvakuman) atau ke tabung refrigeran (untuk pengisian). Saluran yang kedua (nomor 2 pada gambar) dihubungkan ke discharge line, saluran ke kondensor (atau ke pipa liquid line, bila katup servis dipasang di liquid receiver). Saluran ketiga (nomor 3 pada gambar) dihubungkan ke discharge kompresor (atau dari liquid receiver). Selain itu katup servis dilengkapi juga dengan katup yang bisa diatur dengan memutarkan baud pengatur (Valve Stem), dengan menggunakan kunci yang disebut kunci ratchet (bhs sunda : kunci terelek).

Bila keadaan normal, posisi katup adalah back seated, yaitu menghubungkan saluran 2 dan 3. Sedangkan untuk pemvakuman dilakukan pada posisi mid positioned. Posisi Front Seated salah satunya digunakan saat pump down. Prinsip kerja diatas, berlaku pula untuk katup servis yang dipasang di suction kompresor.

H.     Peralatan Tambahan

Peralatan tambahan merupakan peralatan lain yang digunakan selama proses penginstalasian sistem mekanik dan kelistrikan. Peralatan tambahan tersebut tidak tersedia langsung dalam tool box unit, namun harus meminjam. Peralatan tambahan yang digunakan tersebut misalnya peralatan bending, kikir, avo-meter, tes-pen, solder, dan sebagainya.

Avo-meter digunakan untuk mengukur besarnya arus, tegangan dan hambatan yang terdapat pada rangkaian listrik sistem. Alat ini juga sebenarnya gabungan dari tiga macam alat terpisah : ammeter pengukur arus, voltmeter pengukur tegangan, dan ohmmeter pengukur tahanan. Lihat Gambar.

          

Gambar 41

Multimeter digital & analog

1.      Deteksi Kebocoran

Setelah penginstalasian sistem telah selesai, yang mana semua pipa/pemipaan telah tersambungkan dengan komponen, maka selanjutnya dilakukan pengecekan kebocoran. Seperti telah dijelaskan pada bagian sebelumnya.

Pengecekan kebocoran dengan busa sabun dilakukan bila kita yakin tekanan dalam sistem BENAR-BENAR DI ATAS TEKANAN ATMOSFIR. Untuk meyakinkan hal tersebut, lihatlah pressure gauge yang terpasang. BILA TEKANAN DALAM SISTEM VAKUM (jarum menunjukkan tekanan negatif pada skala terbaca), maka pemeriksaan kebocoran dengan air sabun TIDAK BOLEH DILAKUKAN.

Bila tidak terdapat tekanan dalam sistem, kita dapat mengisi gas NITROGEN ke dalam sistem agar sistem mempunyai tekanan, sehingga pemeriksaan dengan busa sabun dapat dilakukan. Berikut adalah langkah pemeriksaan kebocoran pada sistem dengan menggunakan metoda air sabun :

·         Siapkan air dicampur dengan sabun dan kain lap atau spon.

·         Isilah sistem dengan gas Nitrogen (N2), perhatikan tekanan gauge yang terbaca. Tekanan di sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah hams benar-benar di alas 0 (nol) gauge.

·         Hentikan pengisian bila tekanan sudah mencapai 3-5 Bar.

·         Lakukan pemeriksaan kebocoran dengan mengulaskan kain basah (dengan air sabun) atau spon pada pipa-pipa.

·         Mulailah dengan sambungan dan belokan.

Bila terdapat gelembung, artinya di tempat tersebut ada kebocoran.

Bila kebocoran terjadi di sambungan, lakukan tindakan/perbaikan. Bila sambungannya adalah flare/ulir, maka lakukan terlebih dahulu pengencangan

pada flare. Bila tetap masih bocor, periksa kembali, bila perlu ganti flare atau perbaiki flaring pipa. Bila kebocoran pada belokan atau karena ada retakan pada pipa, maka pipa dapat dilas untuk menutupi kebocoran atau mengganti pipa dengan yang baru.

2.      Pemasangan Manofold Gauge

Setelah uakin sistem tidak bocor, maka kita akan melakukan pemvakuman dan pengisian refrigeran. Untuk itu kita perlu memasang manofold gauge pada sistem seperti ditunjukkan pada Gambar berikut :

                        

Gambar 42

Pemasangan manifold

Evacuating atau Dehydrating adalah cara untuk mengosongkan atau menghampakan sistem dari udara dan gas-gas lain. Membuat vakum pada sistem sebelum dilakukan proses pengisian bahan pendingin dengan menggunakan pompa vakum dan alat ukur yang baik adalah suatu keharusan atau standar dari pengisian sistem pendingin.

Setiap kali sistem diperbaiki atau bagian dari sistem yang ditukar baru, setelah selesai dipasang kembali, selalu harus diperiksa dahulu terhadap kemungkinan adanya kebocoran dari bagian yang baru diperbaiki. Setelah pemeriksaan kebocoran selesai, barulah sistem siap untuk divakum.

Pekerjaan pemvakuman ini merupakan suatu keharusan dalam setiap proses penginstalasian terhadap sisem refrigerasi. Sisa udara pada sistem yang tidak divakum akan mengakibatkan udara tersebut tidak dapat diembunkan pada temperatur dan tekanan pengembunan dari refrigeran juga udara dapat menaikkan temperatur dan tekanan kondensasi serta saluran discharge kompresor. Membuat vakum pada sistem dapat dilakukan dalam dua cara, yaitu :

Ø  Memakai kompresor dari sistem itu sendiri.

Ø  Memakai pompa vakum yang khusus untuk memvakum sistem.

Pada sistem trainer ini, pemvakuman dilakukan dengan menggunakan alat khusus, yaitu pompa vakum. Pekerjaan pemvakuman dengan menggunakan pompa khusus ini lebih aman dan mudah, juga tidak banyak bahan pendingin yang terbuang (untuk sistem yang telah terisi refrigeran sebelumnya).

Pada waktu membuat vakum dengan pompa vakum, kita juga dapat menghubungkan bagian yang keluar dari pompa vakum ke dalam gelas yang telah diisi dengan minyak pelumas kompresor. JIka tidak ada gelembung udara yang keluar dari minyak, ini menunjukkan bahwa sistem telah bersih dari udara. Jika masih ada gelembung udara yang keluar dari dalam minyak, maka sistem masih kurang vakum atau ada yang bocor. Apabila ada yang bocor, harus diperbaiki dahulu, baru kemudian dibuat vakum lagi.

Untuk melakukan pemvakuman, maka kita hubungkan saluran di tengah (selang kuning) pada manifold gauge seperti pada Gambar 11, ke pompa vakum. Kemudian jalankan pompa vakum, Yakinkan bahwa katu warna merah dan biru, kedua-duanya dalam keadaan terbuka. Perhatikan tekanan pada pressure gauge. Jika tekanan sudah mencapai -1 bar (minus satu bar gauge) atau — 29 incHg.(minus 29 inci HG). Dalam praktek tekanan ini akan sangat sulit diperoleh, sehingga pemvakuman dapat dihentikan bila tekanan vakum mendekati tekanan tersebut, misal -29 inci Hg, sudah cukup.

Bila pemvakuman sudah dianggap selesai, perhatikan betul saat menutup katup. Tutuplah katup merah (HP) katup biru (LP), dan biru terlebih dahulu sebelum pompa vakum di

3.      Pengisian Refrigeran

Pengisian refrigeran ke dalam sistem harus dilakukan dengan baik dan jumlah refrigeran yang diisikan sesuai/ tepat dengan takaran. Kelebihan refrigeran dalam sistem dapat menyebabkan temperatur evaporasi yang tinggi akibat dari refrigeran tekanan yang tinggi. Selain itu dapat menyebabkan kompresor rusak akibat kerja kompresor yang terlalu

berat, dan adanya kemungkinan liquid suction. Sebaliknya bila jumlah refrigeran yang diisikan sedikit, dengan kata lain kurang dari yang ditentukan, maka sistem akan mengalami kekurangan pendinginan.sebaik mungkin dan karena Proses pengisian refrigeran ke dalam sistem ada beberapa cara, diantaranya yaitu :

1.            Mengisi sistem berdasarkan berat refrigeran.

2.            Mengisi sistem berdasarkan banyaknya bunga es yang terjadi di evaporator.

3.            Mengisi sistem berdasarkan temperatur dan tekanan.

Perhatikan gambar  dan  tentang pemasangan manifold gauge untuk pengisian

                         

Gambar 43

Pemasangan manifold saat pengisian

                                  

Gambar 44

Pemasangan manifold pada tabung dan pompa vacum

BAB IV

DATA PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN

B.     PERHITUNGAN

Penentuan ukuran keefektifan kerja (efisiensi) sistem mesin konversi energi secara umum biasanya adalah membandingkan antara luar ( kerja berguna ) dengan

( energi masuk ), berikut bebagai perhitungan pada sistem refrigerasi kompresi uap :

1.       Efek refrigerasi ( ER)

Efek refrigerasi adalah kemampuan dari sistem untuk melakukan penyarapan panas dari lingkungan, proses ini terjadi pada evaporator, efek refrigerasi dapat dihitung dengan persamaan :

Dimana : ER = Efek Refrigerasi ( kJ/kg)

                   h1 = enthalpi refrigerant saat masuk kompresor (kJ/kg)

                   h4 = enthalpi refrigerant saat masuk evaporator (kJ/kg)

                                                        ER = h1 – h4

Diket :

h1 = 415kJ/kg

h4 = 260kJ/kg

        ER = 415 kJ/kg – 260 kJ/kg

= 155 kJ/kg

2.       Dampak kondensasi atau “ efek pemanasan “

Besar panas per satuan massa refrigerant yang dilepaskan dikondensor dinyatakan sebagai :

Dimana : Qk = besarnya dilepas dikondensor (kJ/kg)

    h2 = enthalpi refrigerant saat masuk kondensor (kJ/kg)

    h3 = enthalpi refrigerant saat keluar kondensor (kJ/kg)

                                                        Qc = h2 – h3

Diket :

h2 = 420kJ/kg

h3 = 260kJ/kg

        Qc = 420 kJ/kg – 260 kJ/kg

              = 160 kJ/kg

                    

3.       Kerja kompresi ( Wk )

Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigerant bisa dihitung dengan rumus :

Dimana : Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

                    h2 = enthalpi refrigerant saat masuk kompresor (kJ/kg)

                     h1 = enthalpi refrigerant saat keluar kompresor (kJ/kg)

                                                        Wk = h2 –h1

Diket :

        H2 = 420 kJ/kg

        H1 = 415 kJ/kg

Wk = 420 kJ/kg – 415 kj/kg

        = 5 kj/kg

4.       Daya kompresor

Daya kompresor adalah daya yang diberikan ke fluida kerja “refrigerant” dengan proses pemampatan. Daya tersebut dipakai refrigerant untuk proses siklus aliran. Daya kompresor dapat dihitung dengan persamaan :

Dimana : Wcomp = daya kompresor (kWatt)

                        V         = Tegangan / Volt (V)

                        I          = Arus / ampere (A)

                     µ          = Efisiensi ( nilai sekitar 0,6 – 0,7 )

                                                        Wcomp = V.I.µ.cos

Diket :

V = 220 V

I = 1.2 A

Wcomp = 220 . 1,2 . 0,6 .1

                 = 158,4 kWatt

5.       Laju aliran massa refrigerant

Adalah perbandingan antara daya kompresor dibagi kerja kompresi, dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :

Dimana : ṁ = Laju aliran massa refrigerant (kg/s)

        Wcomp = daya kompresor (kWatt)

                Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

                                        ṁ = Wcomp / Wk

diket :

Wcomp = 158,4 kWatt

Wk          =  5 kj/kg

ṁ = 158,4 / (5 kj/kg)

        = 31,68 kg/s

6.       Kapasitas pendinginan

Nilai kapasitas pendinginan dapat dirumuskan sebagai berikut :

Dimana : Qe = Kapasitas pendinginan (kWatt)

                    ṁ = Laju aliran massa refrigerant (kg/s)

                   qe = Efek refrigerasi (kJ/kg)

                                        Qe = ṁ . qe

Diket :

ṁ = 31,68 kg/s

qe = 155 kj/kg

Qe = 31,68 kg/s . 155kj/kg

        =4910,4 kWatt

7.       COP ( Coofisien Of Performance )

Untuk aplikasi refrigerasi ukuran keefektifan kerja dari sistem adalah berdasarkan dari tujuan kerja sistem. Pada sistem refrigerasi keluaran yang diharapkan adalah jumlah panas yang harus dipindahkan ke luar lingkungan yang lebih panas sehingga dari perumusan hukum termodinamika II perbandingannya sering dinamakan dengan Coofisien Of Performance (COP)

        COP adalah perbandingan antara efek refrigerasi dibagi kerja kompresi, dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :

                                       

COP = ER / Wk

                                Diket :

                                ER = 155 kj/kg

                                Wk = 5 kj/kg

                                  COP = (155 kj/kg) / (5kj/kg)

                                           = 31

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A.     KESIMPULAN

Salah satu aspek yang paling penting dan rekayasa lingkungan termal adalah refrigerasi. Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/kalor dari suatu benda/ruangan sehingga temperatur benda/ruangan tersebut lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dipindahkan ke suatu bahan/benda lain yang akan menyerap kalor.

Jadi refrigerasi akan selalu berhubungan dengan proses-proses aliran panas dan proses-proses perpindahan panas. Untuk mempelajari refrigerasi dengan baik, dibutuhkan pengetahuan tentang bahan dan energi, temperatur, tekanan, panas dan akibat-akibatnya serta subyek¬subyek yang lain yang berhubungan dengan fungsi dari suatu sistem refrigerasi, terutama termodinamika dan perpindahan panas.

Sistem refrigerasi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian yaitu :

·         Sistem refrigerasi mekanik; dimana akan ditemui adanya mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain,

·         Sistem refrigerasi non mekanik, dimana tanpa menggunakan mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain.

Yang termasuk dalam sistem refrigerasi mekanik adalah :

1.       Refrigerasi sistem kompresi uap

             2.   Refrigerasi siklus udara

3.       Kriogenik/refrigerasi temperatur ultra-rendah

4.       Refrigerasi siklus sterling,

dan sistem refrigerasi non mekanik adalah sebagai berikut :

a.     Refrigerasi thermoelektrik

b.   Refrigerasi absorbsi

c.   Refrigerasi steam jet

d.   Refrigerasi magnetic

e.   Heat pipe.

Pada dasarnya, penerapan refrigerasi dibagi dalam 5 kelompok bidang yaitu :

v Refrigerasi domestik

v Refrigerasi komersil

v Refrigerasi industri

v Refrigerasi transportasi

v Tata udara industri dan tata udara kenyamanan.

Komponen utama dari suatu sistem refrigerasi kompresi uap adalah:

1.       Evaporator

2.       Kompresor

3.       Kondenser

4.       Alat ekspansi (metering device)

Proses kompresi (1-2)

Proses ini berlangsung di kompresor secara isentropik adiabatik. Kondisi awal refrigeran pada saat masuk di kompresor adalah uap jenuh bertekanan rendah, setelah dikompresi refrigeran mejadi uap bertekanan tinggi Oleh karena proses ini dianggap isentropik, maka temperatur ke luar kompresor pun meningkat. Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigeran bisa dihitung dengan rumus:

Wk = h2 – h1

dimana : Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

hl = entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)

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

Proses kondensasi (2 - 3)

Proses ini berlangsung di kondensor. Refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi keluaran dari kompresor membuang kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di kondensor terjadi penukaran kalor antara refrigeran dengan udara, sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin dan akhirnya refrigeran mengembun menjadi cair.

Besar panas per satuan massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor dinyatakan sebagai :

qc = h2— h3

dimana : cle = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)

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

h3 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

Proses ekspansi (3 - 4)

Proses ini berlangsung secara isoentalpi, hal ini berarti tidak terjadi penambahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur. Proses penurunan tekanan terjadi pada katup ekspansi yang berbentuk pipa kapiler atau orifice yang berfungsi mengatur laju aliran refrigeran dan menurunkan tekanan.

h3 = h4

Proses Evaporasi (4 - 1)

Proses ini berlangsung di evaporator secara isobar isotermal. Refrigeran dalam wujud cair bertekanan rendah menyerap kalor dari lingkungan / media yang didinginkan sehingga wujudnya berubah menjadi gas bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator sebenarnya adalah campuran cair dan gas, hal ini terlihat dari gambar, yang mana posisi titik 4 berada di dalam kubah garis jenuh.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator adalah :

Qe = h1 — h4

dimana : qe = besar kalor yang diserap dievaporator ((kJ/kg)

h1 = harga entalpi ke luar evaporator (kJ/kg)

h4 = harga entalpi masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya, refrigeran kembali masuk ke kompresor dan bersikulasi lagi, begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai.

Penentuan ukuran keefektifan kerja (efisiensi) sistem mesin konversi energi secara umum biasanya adalah membandingkan antara luar ( kerja berguna ) dengan

( energi masuk ), berikut bebagai perhitungan pada sistem refrigerasi kompresi uap :

1.       Efek refrigerasi ( ER)

Efek refrigerasi adalah kemampuan dari sistem untuk melakukan penyarapan panas dari lingkungan, proses ini terjadi pada evaporator, efek refrigerasi dapat dihitung dengan persamaan :

                                                        ER = h1 – h4

Dimana : ER = Efek Refrigerasi ( kJ/kg)

                   h1 = enthalpi refrigerant saat masuk kompresor (kJ/kg)

                   h4 = enthalpi refrigerant saat masuk evaporator (kJ/kg)

2.       Dampak kondensasi atau “ efek pemanasan “

Besar panas per satuan massa refrigerant yang dilepaskan dikondensor dinyatakan sebagai :

                                                        Qc = h2 – h3

Dimana : Qk = besarnya dilepas dikondensor (kJ/kg)

    h2 = enthalpi refrigerant saat masuk kondensor (kJ/kg)

    h3 = enthalpi refrigerant saat keluar kondensor (kJ/kg)

                    

3.       Kerja kompresi ( Wk )

Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigerant bisa dihitung dengan rumus :

                                                        Wk = h2 –h1

Dimana : Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

                    h2 = enthalpi refrigerant saat masuk kompresor (kJ/kg)

                     h1 = enthalpi refrigerant saat keluar kompresor (kJ/kg)

4.       Daya kompresor

Daya kompresor adalah daya yang diberikan ke fluida kerja “refrigerant” dengan proses pemampatan. Daya tersebut dipakai refrigerant untuk proses siklus aliran. Daya kompresor dapat dihitung dengan persamaan :

                                                        Wcomp = V.I.µ.cos

Dimana : Wcomp = daya kompresor (kWatt)

                        V         = Tegangan / Volt (V)

                        I          = Arus / ampere (A)

                     µ          = Efisiensi ( nilai sekitar 0,6 – 0,7 )

5.       Kapasitas pendinginan

Nilai kapasitas pendinginan dapat dirumuskan sebagai berikut :

                                        Qe = ṁ . qe

Dimana : Qe = Kapasitas pendinginan (kWatt)

                    ṁ = Laju aliran massa refrigerant (kg/s)

                   qe = Efek refrigerasi (kJ/kg)

6.       Laju aliran massa refrigerant

Adalah perbandingan antara daya kompresor dibagi kerja kompresi, dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :

                                        ṁ = Wcomp / Wk

Dimana : ṁ = Laju aliran massa refrigerant (kg/s)

        Wcomp = daya kompresor (kWatt)

                Wk = besarnya kerja kompresi yang dilakukan (kJ/kg)

7.       COP ( Coofisien Of Performance )

Untuk aplikasi refrigerasi ukuran keefektifan kerja dari sistem adalah berdasarkan dari tujuan kerja sistem. Pada sistem refrigerasi keluaran yang diharapkan adalah jumlah panas yang harus dipindahkan ke luar lingkungan yang lebih panas sehingga dari perumusan hukum termodinamika II perbandingannya sering dinamakan dengan Coofisien Of Performance (COP)

        COP adalah perbandingan antara efek refrigerasi dibagi kerja kompresi, dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :

                                       

COP = ER / Wk

Pengerjaan sistem pemipaan meliputi pembengkokan pipa (bending), swaging dan flaring, pengelasan (welding), serta penginstalasiannya.

Step-step atau langkah-langkah di dalam pengerjaan pipa untuk sistem antara lain : Pemotongan (cutting), Peluasan(Reaming), Pembengkokan (Bending), Flaring dan Swaging serta Welding.

Pengelasan pada dasarnya adalah proses penyambungan dua logam pada suhu mendekati suhu titik lebur logam itu. Kedua logam ini pada situasi itu akan melunak dan mudah bergabung. Sering kali proses ini dibantu dengan pemberian sejumlah bahan tambah yang sama dengan jenis logam yang dilas. Setelah proses, pengelasan diberi pendinginan mendadak hingga struktur logam akan kembali permanen dan mengeras.

Banyak metode pengelasan, namun yang paling sering digunakan ada dua yaitu las gas Oksi-Asetilena dan las listrik. Las gas Oksi-Asetilena diterapkan pada bahan-bahan lunak dan biasanya selain besi, sedangkan las listrik diterapkan hanya pada besi. Bahan tambah las gas Oksi-Asetilena disesuaikan dengan bahan tambah standar yaitu elektroda.

Prinsip las listrik sebenarnya hanya mempertemukan anoda dengan katoda tekanan tinggi hingga akan terjadi nyala bersuhu sangat tinggi dan melelehkan elektroda dan besi. Setelah selesai, hasil las ini langsung didinginkan sehingga struktur besi akan mendadak berubah dan mengeras. Kerugian dari las listrik ini adalah adanya hasil terak akibat pemanasan bahan tambah selain besi. Namun bagaimanapun hasil las listrik ini sangat kuat.

Mengingat bahan yang dipakai pada praktek lab. Refrigerasi ini adalah logam tembaga yang cukup lunak maka dipakai metoda pengelasan Oksi-Asetilena. Peralatan lengkap untuk pengelasan ini antara lain :

1.             Gas oksigen dan gas Asetilena

2.             Regulator tekanan gas

3.             Selang dan kepala las

4.             Nozzle las yang disesuaikan dengan tekanan gas

5.             Pematik api

6.             Peralatan pengaman dan air pendingin

Manifold gauge adalah suatu alat yang digunkan untuk membantu saat pemvakuman ataupun pengisian.

Evacuating atau Dehydrating adalah cara untuk mengosongkan atau menghampakan sistem dari udara dan gas-gas lain. Membuat vakum pada sistem sebelum dilakukan proses pengisian bahan pendingin dengan menggunakan pompa vakum dan alat ukur yang baik adalah suatu keharusan atau standar dari pengisian sistem pendingin.

Setiap kali sistem diperbaiki atau bagian dari sistem yang ditukar baru, setelah selesai dipasang kembali, selalu harus diperiksa dahulu terhadap kemungkinan adanya kebocoran dari bagian yang baru diperbaiki. Setelah pemeriksaan kebocoran selesai, barulah sistem siap untuk divakum.

Pekerjaan pemvakuman ini merupakan suatu keharusan dalam setiap proses penginstalasian terhadap sisem refrigerasi. Sisa udara pada sistem yang tidak divakum akan mengakibatkan udara tersebut tidak dapat diembunkan pada temperatur dan tekanan pengembunan dari refrigeran juga udara dapat menaikkan temperatur dan tekanan kondensasi serta saluran discharge kompresor. Membuat vakum pada sistem dapat dilakukan dalam dua cara, yaitu :

Ø Memakai kompresor dari sistem itu sendiri.

Ø Memakai pompa vakum yang khusus untuk memvakum sistem.

Berikut adalah langkah pemeriksaan kebocoran pada sistem dengan menggunakan metoda air sabun :

·       Siapkan air dicampur dengan sabun dan kain lap atau spon.

·       Isilah sistem dengan gas Nitrogen (N2), perhatikan tekanan gauge yang terbaca. Tekanan di sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah hams benar-benar di alas 0 (nol) gauge.

·       Hentikan pengisian bila tekanan sudah mencapai 3-5 Bar.

·       Lakukan pemeriksaan kebocoran dengan mengulaskan kain basah (dengan air sabun) atau spon pada pipa-pipa.

·       Mulailah dengan sambungan dan belokan.

Bila terdapat gelembung, artinya di tempat tersebut ada kebocoran.

Bila kebocoran terjadi di sambungan, lakukan tindakan/perbaikan. Bila sambungannya adalah flare/ulir, maka lakukan terlebih dahulu pengencangan

pada flare. Bila tetap masih bocor, periksa kembali, bila perlu ganti flare atau perbaiki flaring pipa. Bila kebocoran pada belokan atau karena ada retakan pada pipa, maka pipa dapat dilas untuk menutupi kebocoran atau mengganti pipa dengan yang baru.

B.     SARAN

Dan penyusunan laporan ini terutama dalam perancangan refrigerasi kompresi uap, penyusun menemui beberapa kendala. Sehingga hasil perancangan yang penyusun buat masih belum sempurna dan masih perlu ada perbaikan-perbaikan supaya dapat berfungsi lebih baik dan lebih mudah untuk dipahami oleh banyak kalangan terutama oleh mahasiswa/mahasiswi yang mempelajari bidang refrigerasi dan tata udara khususnya dan masyarakat luas pada umumnya.

                Saran yang ingin penulis sampaikan adalah :

1.       Pembimbing harus mendampingi mahasiswa ketika praktikum dilaksanakan.

2.       Lengkapi alat-alat praktikum.