Kulkas DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

5

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kulkas

Kulkas adalah lemari es yang digunakan untuk menyimpan dan mendinginkan berbagai jenis makanan dan minuman. Kulkas biasa digunakan di rumah tangga dan di pertokoan. Kulkas merupakan salah satu dari jenis pendingin yang memiliki ciri – ciri pintu dan bodynya tertutup yang berfungsi agar pendinginan rata secara maksimal di dalam ruangan kulkas tersebut. Produk yang biasa didinginkan oleh kulkas adalah sayuran, minuman dan bahan makanan. Kulkas bekerja dengan tujuan untuk mengambil panas dari benda – benda yang diinginkan di dalam evaporator. Proses tersebut diawali dengan refrigeran dalam bentuk gas yang masuk ke kompresor dan dilakukan proses kompresi sehingga suhu refrigeran menjadi sangat panas dan bertekanan tinggi. Gas panas bergerak menuju kondensor dan selanjutnya mulai didinginkan. Proses ini menyebabkan gas berubah menjadi cair. Refrigeran dipaksa menuju pipa kapiler dalam bentuk cair. Pipa kapiler memiliki diameter yang sangat kecil. Ketika refrigeran melalui pipa tersebut, refrigeran akan berubah menjadi campuran cair dan gas bertekanan rendah yang sangat dingin. Suhu embun refrigeran bisa mencapai suhu jauh dibawah suhu 0 C dan menyerap kalor dari benda-benda yang ada di ruangan evaporator. Sebagai akibat refrigeran akan mendidih. Refrigeran kemudian dikirim kembali ke kompresor untuk memulai lagi siklus tersebut dari awal. 6 a. Kulkas Jenis Non Freezer Jenis kulkas non freezer termasuk jenis kulkas yang banyak dipakai untuk kebutuhan rumah tangga. Salah satu dari aneka macam kulkas ini mempunyai dua ruangan terpisah. Ruangan atas berfungsi sebagai pembeku seperti untuk membuat es batu. Sedangkan ruangan di bawahnya berfungsi untuk menyimpan makanan yang tersusun atas beberapa rak. Efek dingin yang ada didapat dari hembusan dingin yang ada di dalam ruang evaporator atau pembeku yang ada di bagian atas. Jenis kulkas ini biasanya ada beberapa model, misalnya satu pintu dan dua pintu. Pada kulkas satu pintu, evaporatornya terletak dibagian atas dan ukurannya tidak lebih 13 ukuran total kulkasnya. Pada kulkas dua pintu dan seterusnya evaporator tersendiri dan ukurannya lebih besar dibandingkan evaporator satu pintu. Temperatur dingin pada rak - rak dibawah evaporator, sebenarnya berasal dari hembusan dingin evaporator. Suhu kerja kulkas non freezer ini sekitar 2 - 5 C Bagian rak ini biasa digunakan untuk menyimpan makanan dan minuman. Gambar 2.1 Jenis Kulkas Non Freezer 7 b. Kulkas Jenis Freezer Lemari es jenis freezer dapat membekukan atau menjadikan sesuatu menjadi es disetiap bagiannya. Biasanya, lemari es jenis ini biasa digunakan untuk kegiatan wirausaha, seperti penjual es batu atau es lilin. Tidak seperti kulkas biasanya, kulkas freezer mempunyai evaporator disetiap raknya. Suhu kerja freezer ini sekitar -25 C, Jadi kulkas freezer mampu membekukan lebih banyak dibandingkan lemasri es non freezer. Gambar 2.2 Kulkas Jenis Freezer c. Kulkas Jenis Door Glass Refrigerator Kulkas pintu kaca termasuk jenis kulkas non freezer. Kulkas jenis ini khusus digunakan untuk menyimpan aneka jenis minuman kaleng dan botol. Dengan pintu terbuat dari kaca, memungkinkan minuman yang berada didalam terlihat dari luar. Temperatur yang dihasilkan oleh kulkas pintu kaca berkisar antara 10 – 16 C. Kulkas ini tidak membekukan minuman yang ada didalamnya, tetapi hanya mendinginkan atau menyegarkannya. 8 Gambar 2.3 Kulkas Jenis Door Glass Refrigerator Komponen utama kulkas merupakan bagian yang di aliri bahan pendingin, yang terdiri dari : a kompresor, b evaporator, c kondensor, d filter, e thermostat, f heater, g kipas, h timer, i overload, j refrigerant, k pipa kapiler. a. Kompresor Kompresor merupakan bagian terpenting di dalam kulkas. Kompresor berfungsi untuk memompa refrigeran ke seluruh bagian dari kulkas, dan juga untuk menaikkan temperatur kondensasi gas refrigeran dengan cara menaikkan tekanan gas refrigeran yang masuk dari evaporator. Ada beberapa kendala yang dapat mengakibatkan kompresor rusak seperti beban muatan melebihi muatan kapasitas kulkas. Kulkas jangan di tempatkaan terlalu dekat dengan dinding tembok rumah. Alangkah baiknya ada jarak antara body kulkas dengan dinding, minimal 30 cm untuk sirkulasi udara yang baik. Tegangan listrik yang tidak stabil atau tegangan terlalu rendah dapat mengakibatkan kinerja kompresor menjadi berat. Untuk mengatasi hal tersebut, bisa menggunakan stabilizer sebagai 9 solusinya. Stabilizer berfungsi untuk menghindari tegangan yang tidak stabil pada kulkas. Kulkas yang diteliti menggunakan kompresor jenis hermatik. Kompresor hermatik atau Hermatic type compressor jenis kompresor yang motor penggeraknya dan kompresornya berada dalam suatu rumahan yang tertutup. Motor penggerak langsung memutar poros dari kompresor sehingga putaran motor penggerak sama dengan kompresor. Keuntungan dari kompresor hermatik adalah : 1. Bentuknya kecil dan harganya relatif terjangkau. 2. Tidak memakai tenaga penggerak dari luar sehingga tingkat kebisingan rendah. 3. Tidak memakai sil pada porosnya, sehingga jarang terjadi kebocoran. 4. Tidak memerlukan ruang penempatan yang besar. Kerugian kompresor hermatik adalah : 1. Ketinggian minyak pelumas kompresor susah diketahui. 2. Kerusakan yang terjadi didalam kompresor susah diketahui sebelum rumah kompresor dibuka. 3. Digunakan pada mesin pendingin yang berkapasitas kecil. 10 Gambar 2.4 Kompresor Hermatik sumber : http:www.emsteknik.com b. Evaporator Evaporator merupakan suatu tempat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas. Proses penguapannya memerlukan panas, panas diambil dari sekitar lingkungan evaporator misalnya air disekitar evaporator tersebut . Evaporator berbentuk pipa yang dibuat sedemikian rupa. Evaporator dibuat dari bahan logam anti karat yaitu tembaga dan alumunium. Alat ini apabila bocor, oli dari dalam kompresor akan mengendap didalamnya, sehingga harus diflusing terlebih dahulu agar kulkas berfungsi normal dan mendapatkan suhu dingin normal kembali. Jenis evaporator yang biasa digunakan pada mesin pendingin adalah yang berbentuk permukaan datar, dan pipa dengan sirip – sirip. 11 Gambar 2.5 Evaporator sumber : http:indonetwork.co.id c. Kondensor Kondensor adalah alat yang berfungsi untuk merubah fase bahan pendingin dari bentuk gas menjadi cair, pada saat terjadi perubahan fase tersebut panas dikeluarkan oleh kondensor. Bahan pendingin saat keluar kompresor memiliki suhu dan tekanan tinggi. Panas tersebut dikeluarkan melalui permukaan rusuk – rusuk kondensor ke udara, sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin didinginkan awalnya menjadi gas jenuh kemudian mengembun berubah menjadi cair. Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat kulkas bekerja kondensor akan terasa hangat bila dipegang. Alat ini jarang sekali rusak. 12 Gambar 2.6 Kondensor sumber : http:idkf.bogor.net d. Filter Filter berguna untuk menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran bahan pendingin setelah melakukan sirkulasi. Sehingga kotoran tidak ikut masuk ke dalam kompresor dan pipa kapiler. Selain itu bahan pendingin yang akan disalurkan pada proses berikutnya akan lebih bersih sehingga akan menyerap kalor lebih maksimal. Bentuk dari filter adalah tabung kecil dengan diameter antara 10 – 20 mm, sedangkan memiliki panjang kurang dari 8 – 15 cm. Gambar 2.7 Filter sumber : http:parma-teknik.blogspot.com 13 e. Thermostat Thermostat memiliki banyak istilah dalam penyebutannya, antara lain temperatur kontrol dan cool control. Thermostat sendiri memiliki fungsi sebagai pengatur kerja kompresor secara otomatis berdasarkan batasan suhu pada setiap bagian kulkas. Jika suhu evaporator sesuai dengan pengatur suhu thermostat, maka secara otomatis thermostat akan memutuskan listrik ke kompresor. Biasanya thermostat terletak menempel di evaporator kulkas. Untuk mengecek thermostat, cabut kedua ujung kabel thermostat, kemudian hubungkan pada multytester dengan ukuran x1 ohm atau x10 ohm, jika pada jarum multytester bergerak naik menunjuk suatu angka berarti komponen Thermo-fuse masih normal. Tapi jika sebaliknya, jika jarum multytester tidak bergerak naik sama sekali berarti thermostat rusak dan harus segera diganti dengan thermostat yang baru. Gambar 2.8 Termostat sumber : http:specialiskulkas.blogspot.com 14 f. Heater Heater hanya terdapat pada kulkas dua pintu, hampir keseluruhan kulkas nofrost dan sebagian kecil kulkas defrost dilengkapi dengan pemanas heater . Pemanas berfungsi untuk mencairkan bunga es yang terdapat di evaporator. Selain itu, pemanas juga dapat mencegah penimbunan bunga es pada bagian rak es yang terdapat di dalam kulkas. Gambar 2.9 Heater sumber : http:specialiskulkas.blogspot.com g. Kipas Kipas atau fan berfungsi untuk menghembuskan angin. Pada kulkas ada dua jenis kipas yaitu : 1. Fan motor evaporator Fan motor evaporator berfungsi untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator keseluruh bagian rak didalam kulkas. Jika kipas evaporator ini rusak dapat menyebabkan kulkas menjadi tidak dingin karena evaporator yang sudah 15 dingin tidak dihembuskan ke dalam kulkas oleh kipas ini, sehingga lama kelamaan akan terbentuk bunga es. 2. Fan motor kondensor Fan motor kondensor memiliki fungsi untuk menghisap dan mendorong udara melalui kondensor dan kompresor. Selain itu kipas ini juga berfungsi untuk mendinginkan kompresor. Kipas angin ini diletakkan pada bagian bawah kulkas yang memiliki kondensor berukuran kecil. Gambar 2.10 Kipas sumber : http:www.diytrade.com h. Timer Timer terletak diberbagai macam tempat, seperti di samping kompresor kulkas dan juga terletak di dekat thermostat lampu penerang kulkas. Timer kulkas ini yang menghubungkan kompresor bekerja dan heater bekerja. Pada body timer kulkas terdapat angka 1-2-3-4 yang memiliki fungsi sebagai penunjuk arus motor rotary. 16 Gambar 2.11 Timer sumber : http:www.diytrade.com i. Overload Overload adalah komponen pengaman yang letaknya menyatu dengan terminal kompresor. Cara kerja overload sama seperti cara kerja sekering yang dapat menyambung dan memutus arus listrik. Alat ini dapat melindungi komponen kelistrikan dari kerusakan akibat arus yang dihasilkan kompresor melebihi arus acuan normal. 17 Gambar 2.10 Overload sumber : http:parma-teknik.blogspot.com j. Refrigeran Refrigeran adalah zat yang mudah diubah wujudnya dari gas menjadi cair. Jenis bahan pendingin sangatlah beragam dan memiliki karakteristik yang berbeda. Refrigeran - 314a adalah jenis refrigerant yang di gunakan di dalam penelitian ini. Refrigeran ini biasanya dilambangkan R-134a dan mempunyai rumus kimia CH 3 CH 2 F. R-134a memiliki titik didih -15 F -26,2 C. Refrigeran ini merupakan pengganti R-22. R-134a sebagai alternative memiliki beberapa properti yang baik, tidak beracun, tidak mudah terbakar, dan relatif stabil. Diantaranya secara khusus sifat dari refrigeran R-134a adalah : a. Tidak beracun, berwarna dan berbau. b. Tidak merusak lapisan ozon. 18 c. Bukan termasuk bahan yang mudah terbakar. d. Dapat bercampur dengan minyak pelumas kompresor. e. Memiliki unsur kimia yang stabil. f. Memiliki titik didih yang rendah. g. Memiliki tekanan kondensasi yang rendah. h. Memiliki tingkat penguapan yang rendah. i. Memiliki kalor laten yang rendah. Gambar2.11 Refrigeran Sumber : http:multi-service.blogspot.com k. Pipa kapiler Pipa kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran yang ditempatkan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Refrigeran yang mengalir melalui pipa kapiler mengalami pressure drop yang berarti tekanan dan suhunya diturunkan sesuai dengan kebutuhan evaporator. Penggunaan pipa kapiler 19 pada mesin pendingin akan mempermudah pada waktu start, karena dengan mempergunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja tekanan pada kondensor dan evaporator selalu sama. Hal ini berarti meringankan tugas kompresor pada waktu start. Gambar 2.12 Pipa Kapiler sumber : http:www.bloganton.info

2.2 Siklus Kompresi Uap sebagai Dasar Kerja Kulkas Dua Pintu