BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Mesin Pendingin
Mesin pendingin adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari dalam ruangan ke luar ruangan [7]. Adapun siklus mesin pendingin
yang paling banyak digunakan adalah siklus kompresi uap. Secara garis besar komponen sistem pendingin siklus kompresi uap terdiri dari:
2.1.1 Kompresor Tugas kompresor adalah “mengangkat” refrigeran dari evaporator,
mengkompres, dan “mendorong” ke kondensor. Kompresor ini harus dijaga tekanan evaporator tetap rendah agar refigeran bisa menguap dan
tekanan kondensor tetap [3].Untuk melakukan tugas ini kepada kompresor kita berikan energi listrik yang diubahnya menjadi mekanik untuk
melakukan kompresi. Bisa dikatakan kompresor adalah bagian utama dari suatu SKU. Jika dibandingkan harga kompresor mencakup 30-40 dari
harga total satu unit SKU. Fungsi kompresor adalah menetapkan perbedaan tekanan dalam
suatu sistem pendinginan [7]. Oleh karenanya menyebabkan zat pendingin dalam suatu sistem mengalir dari satu bagian ke bagian lainnya.
Kompresor dikategorikan suatu pompa yang bertugas untuk mensirkulasikan zat pendingin, tetapi tugasnya adalah mengadakan
tekanan untuk hal tersebut. Tekanan yang disebabkan oleh kompresor tersebut dapat membuat uap cukup panas untuk pendingin dalam ruang
udara yang hangat.Pada saat yang sama, kondensor menaikkan tekanan zat pendingin diatas titik kondensasi pada suhu ruangan udara, sehingga ia
akan berkondensasi. Itulah perbedaan antara tekanan tinggi dan tekanan rendah yang memaksa cairan pendingin mengalir melalui tabung kapiler
masuk ke evaporator. Dipasaran tersedia banyak jenis kompresor yang umum digunakan
pada SKU. Masing-masing tentunya memiliki kelebihan dan
kekurangan.Bagaimana memilih kompresor yang sesuai tergantung kepada
Universitas Sumatera Utara
spesifikasi yang diinginkan. Berdasarkan prinsip kerjanya secara umum kompresor dapat diklasifikasikan atas dua jenis, yaitu : tipe perpindahan
positif positif displacement dan Roto-dynamic. Prinsip kerja kompresor jenis positive displacement, secara ringkas adalah sebagai berikut : uap
refigeran dari evaporator dihisap dan dijebak pada suatu ruang tertentu, kemudian ditekan hingga tekanannya melebihi tekanan kondensor dan
kemudian dilepas ke kondensor. Setelah langkah ini selesai, maka proses akan diulang lagi. Sebenarnya jika melihat proses aliran ini, aliran fluida
pada kompresor ini tidaklah kontinu tetapi terputus-putus. Tetapi karena frekuensinya terputusnya sangat tinggi, aliran akan kelihatan tidak terputus
atau kontinu. Sementara pada kompresor tipe roto-dynamic tekanan refigeran dihasilkan dengan mengubah energi kinetik dengan
menggunakan elemen yang berotasi.Oleh karena itu , aliran fluida pada kompresor tipe ini kontinu.
2.1.2 Kondensor Karena zat pendingin meninggalkan kompresor dalam bentuk uap
bertekanan tinggi, maka diperlukan suatu proses untuk mengubah uap menjadi cairan kembali. Inilah fungsi kondensor mengembunkan uap
menjadi cairan sehingga dapat dipakai kembali dalam siklus pendinginan [7].
Kondensor adalah suatu alat penukar kalor yang berfungsi untuk mengubah fasa pada refigeran dari keadaan superheat menjadi cair,
bahkan terkadang sampai pada kondisi subcooled [3]. Untuk kembali mereview tugas dari kondensor, ingat kembali diagram p-h dimana tugas
kondensor adalah membawa refigeran dari titik 2 setelah melalui kompresor sampai ke titik 3 sebelum masuk ke katup ekspansi. Proses
ini adalah proses membuang panas pada temperatur kondensasi, T
c
yang diasumsikan konstan.
Disfaat uap dari pendingin dipompa ke dalam kondensor akan mengakibatkan suhu dan tekanan menjadi meningkat. Suhu yang tinggi itu
memudahkan perambatan panas yang efektif dari permukaan kondensor ke
Universitas Sumatera Utara
ruang sekitarnya. Sebagian dari panas yang ditransfer ke dalam ruangan adalah panas laten yang diambil zat pendingin dalam evaporator.
Sarana medium pendingin yang biasa digunakan untuk melakukan tugas ini adalah udara lingkungan dan air atau gabungan dari
keduanya.Masing-masing sarana medium ini mempunyai kelebihan dan kekurangan.Dalam hal ini kondensor dibagi berdasarkan medium yang
digunakan dapat dibagi 3 bagian, yaitu : 1Kondensor berpendingin udara, 2 Kondensor berpendingin air,dan 3 Kondensor berpendingin
gabungan Evaporative Condenser. Jika sarana medium yang digunakan adalah udara maka kelebihan yang didapat adalah tidak diperlukannya pipa
untuk mengalirkannya dan tidak perlu repot untuk membuangnya karena setelah panas diserap bisa langsung dilepas ke udara lingkungan
Namun kelemahan dari udara adalah tidak memiliki sifat membawa dan menghantar panas yang baik. Jadi diperlukan usaha yang
lebih besar untuk mengalirkan lebih banyak udara.Biasanya kondensor dengan pendingin udara umumnya digunakan pada siklus refrigasi dengan
kapasitas pendingin yang kecil. Sementara jika sarana medium pendingin yang digunakan adalah air mempunyai kelebihan yaitu memiliki sifat
membawa dan memindahkan panas yang jauh lebih baik daripada udara. Oleh karena itu tidak dibutuhkan peralatan yang besar untuk proses
perpindahan panas. Tetapi air tidak boleh dibuang begitu saja ke lingkungan. Misalnya setelah digunakan sebagai pendingin kondensor air
akan menjadi panas dan tidak bisa dibuang begitu saja ke sungai atau ke danau, karena bisa membuat ikan-ikan yang ada didalamnya akan menjadi
mati. Untuk menghindari efek lingkungan ini, biasanya kondensor berpendingin air dilengkapi dengan cooling tower yang fungsinya
mendinginkan air panas yang berasal dari kondensor dengan menjatuhkan dari suatu ketinggian agar bisa didinginkan oleh udara. Oleh karena itu
biaya awal kondensor dengan berpendingin air lebih besar tapi biaya operasionalnya lebih kecil, oleh karena itu sistem ini biasanya digunakan
pada SKU dengan kapasitas yang besar. Pada evaporative kondensor air dan udara digunakan untuk mendinginkan kondensor. Air disiram ke pipa-
Universitas Sumatera Utara
pipa kondensor dan udara juga ditiupkan. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya penguapan di kondensor. Karena panas penguapan air sangat
tinggi, dan ini diambil dari refigeran melalui dinding pipa maka jenis ini akan mempunyai koefisien panas yang sangat baik. Hal-hal yang
disebutkan diatas adalah salah satu perbedaan utama kondensor berpendingin air dan bependingin udara.
2.1.3 Evaporator Pada diagram P-h dari siklus kompresi uap sederhana, evaporator
mempunyai tugas merealisasikan garis 4-1. Setelah refigeran turun dari kondesor melalui katup ekspansi masuk ke evaporator dan diuapkan, dan
dikirim ke kompresor. Pada prinsipnya evaporator hampir sama dengan kondensor, yaitu sama-sama APK yang fungsinya mengubah fasa
refigeran. Bedanya jika pada kondensor refigeran berubah dari uap menjadi cair, maka pada evaporator berubah dari cair menjadi uap.
Perbedaan berikutnya adalah, sebagai siklus refrigerasi, pada evaporatorlah sebenarnya tujuan itu ingin dicapai. Artinya jika kondensor
fungsi hanya membuang panas ke lingkungan, maka pada evaporator panas harus diserap untuk menyesuaikan dengan bahan beban pendingin di
ruangan [3]. Berdasarkan model perpindahan panasnya evaporator dapat dibagi atas natural convection dan forced convection. Pada evaporator
natural convection , fluida pendingin dibiarkan mengalir sendiri karena
adanya perbedaan massa jenis. Pada jenis umumnya evaporator ditempatkan ditempat yang lebih tinggi. Fluida yang bersentuhan dengan
evaporator akan turun suhunya dan masa jenisnya akan naik, sebagai akibatnya, fluida ini akan turun dan mendesak fluida dibawahnya untuk
bersikulasi. Sistem ini hanya pada refrigerasi dengan kapasitas-kapasitas kecil, seperti kulkas. Kebalikannya, evaporator forced convection
menggunakan blower untuk memaksa terjadinya aliran udara sehingga terjadi konveksi dengan laju perpindahan panas yang lebih baik. Pada
evaporator dengan konveksi paksa dapat juga dibedakan atas dua bagian yaitu refigeran mengalir di dalam pipa dan refigeran mengalir di luar pipa.
Universitas Sumatera Utara
2.1.4 Katup Expansi Fungsi dari katup expansi ada dua, yaitu 1 menurunkan refigeran
dari tekanan kondensor sampai tekanan evaporator dan 2 mengatur jumlah aliran refigeran yang masuk ke evaporator.Pada kondisi pengaturan
yang ideal, sangat dipantangkan jika cairan refigeran dari evaporator masuk ke kompresor [3]. Hal ini bisa terjadi, misalnya karena beban
pendingin berkurang refigeran yang menguap dari evaporator akan berkurang. Jika pasokan refigeran cair dari kondensor tetap mengalir maka
hal ini akan memaksa cairan refigeran masuk ke kompresor. Untuk menghindari hal inilah katup expansi difungsikan. Jika beban berkurang,
maka pasokan refigeran akan berkurang, sehingga menjamin hanya uap refigeran yang masuk ke kompresor.
Jenis katup expansi dapat dibagi 7, yaitu; 1. Tabung expansi manual
2. Tabung kapiler 3.
Orifice 4. Katup expansi automatic
5. Katup expansi thermostatic 6. Katup expansi mengapung
7. Katup expansi elektronik
2.2 Sisitem Refrigerasi
Kategori