Top Banner
Laboratorium Mesin Pendingin dan Pemanas Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Pengujian Siklus Mesin Pendingin A. Sejarah dan Perkembangan Mesin Pendingin Pada awalnya untuk pengawetan makanan digunakan es atau salju sejak 1000 tahun sebelum masehi. Pada tahun 1850 mulai dipakai mesin pendingin yang memakai kompressor dengan bahan pendingin udara. Kemudian dipakai bahan pendingin amonia, keburukannya beracun, sampai akhirnya di temukan bahan pendingin freon yang lebih aman dan digunakan sampai sekarang. Di wilayah dengan kelembaban udara yang rendah, seperti Timur Tengah, sejarah pendinginan dimulai dengan pendinginan evaporatif, yaitu dengan menggantungkan tikar basah di depan pintu yang terbuka untuk mengurangi panasnya udara dalam ruangan. Pada abad ke-15, Leonardo da Vinci telah merancang suatu mesin pendingin evaporatif ukuran besar. Konon, mesin ini dipersembahkan untuk Beatrice d’Este, istri Duke of Milan (Pita, 1981). Mesin ini mempunyai roda besar, yang diletakkan di luar istana, dan digerakkan oleh air (sekali-sekali dibantu oleh budak) dengan katup-katup yang terbuka-tutup secara otomatis untuk menarik udara ke dalam drum di tengah roda. Udara yang telah dibersihkan di dalam roda dipaksa keluar melalui pipa kecil dan dialirkan ke dalam ruangan (Gambar 1-1). Perkembangan teknik pendinginan selanjutnya masih terjadi secara tidak sengaja, yaitu penggunaan larutan air-garam untuk mendapatkan suhu yang lebih rendah. Menurut catatan Ibn Abi Usaibia, seorang penulis Arab, penggunaan larutan air-garam ini sudah dilakukan di India sekitar abad ke-4. Garam yang digunakan pada
125

Td Smp Banyak2

Feb 18, 2015

Download

Documents

Engky Laula
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

A. Sejarah dan Perkembangan Mesin Pendingin

Pada awalnya untuk pengawetan makanan digunakan es atau salju sejak 1000

tahun sebelum masehi. Pada tahun 1850 mulai dipakai mesin pendingin yang

memakai kompressor dengan bahan pendingin udara. Kemudian dipakai bahan

pendingin amonia, keburukannya beracun, sampai akhirnya di temukan bahan

pendingin freon yang lebih aman dan digunakan sampai sekarang.

Di wilayah dengan kelembaban udara yang rendah, seperti Timur Tengah,

sejarah pendinginan dimulai dengan pendinginan evaporatif, yaitu dengan

menggantungkan tikar basah di depan pintu yang terbuka untuk mengurangi

panasnya udara dalam ruangan. Pada abad ke-15, Leonardo da Vinci telah

merancang suatu mesin pendingin evaporatif ukuran besar. Konon, mesin ini

dipersembahkan untuk Beatrice d’Este, istri Duke of Milan (Pita, 1981). Mesin ini

mempunyai roda besar, yang diletakkan di luar istana, dan digerakkan oleh air

(sekali-sekali dibantu oleh budak) dengan katup-katup yang terbuka-tutup secara

otomatis untuk menarik udara ke dalam drum di tengah roda. Udara yang telah

dibersihkan di dalam roda dipaksa keluar melalui pipa kecil dan dialirkan ke

dalam ruangan (Gambar 1-1).

Perkembangan teknik pendinginan selanjutnya masih terjadi secara tidak

sengaja, yaitu penggunaan larutan air-garam untuk mendapatkan suhu yang lebih

rendah. Menurut catatan Ibn Abi Usaibia, seorang penulis Arab, penggunaan

larutan air-garam ini sudah dilakukan di India sekitar abad ke-4. Garam yang

digunakan pada larutan tersebut adalah potasium nitrat, sebagaimana dicatat oleh

seorang dokter Italia bernama Zimara pada tahun 1530 dan dokter Spanyol

bernama Blas Villafranca pada tahun 1550. Fenomena pencampuran garam pada

salju untuk mendapatkan suhu lebih rendah baru dapat dijelaskan oleh Battista

Porta pada tahun 1589 dan Trancredo pada tahun 1607.

Teknik pendinginan mulai berkembang secara ilmiah

sejak abad ke-17, dimulai dari penelitian tentang

pemantulan melalui efek panas dan dingin yang

dilakukan oleh Robert Boyle (1627-1691) di Inggris

dan Mikhail Lomonossov (1711-1765) di Rusia.

Selanjutnya, penelitian mengenai termometri yang

dimulai oleh Galileo dikembangkan kembali oleh

Guillaume Amontons (1663-1705) di Perancis, Isaac

Page 2: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Newton (1642-1727) di Inggris, Daniel Fahrenheit (1686-1736) orang German yang

bekerja di Inggris dan Belanda, René de Réaumur (1683-1757) di Perancis dan

Anders Celsius (1701-1744) di Swedia. Tiga ilmuwan yang disebutkan terakhir

merupakan penemu sistem skala pengukuran suhu, dan masing-masing namanya

diabadikan pada sistem skala tersebut yaitu Fahrenheit, Reaumur dan Celsius.

Setelah Anders Celsius menemukan termometer skala centesimal pada tahun 1742 di

Swedia, disepakati bahwa sistem skala yang digunakan pada Sistem Internasional

adalah Celsius.

Pada awal abad ke-18, William Cullen (1710-1790) menemukan terjadinya

penurunan suhu pada saat ethyl ether menguap. Cullen, bahkan, pada tahun 1755

berhasil mendapatkan sedikit es dengan cara menguapkan air di labu uap. Murid dan

penerus Cullen, yaitu seorang Scotland yang bernama Joseph Black (1728-1799)

berhasil menjelaskan pengertian panas dan suhu, sehingga sering dianggap sebagai

penemu kalorimetri. Bidang ini akhirnya dikembangkan dengan sangat baik oleh para

ilmuwan Perancis, seperti Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Pierre Dulong

(1785-1838), Alexis Petit (1791-1820), Nicolas Clément-Desormes (1778-1841) dan

Victor Regnault (1810-1878).

B. Karakteristik Refrigeran

Refrigeran adalah fluida kerja yang bersirkulasi dalam siklus refrigerasi.

Refrigeran merupakan komponen terpenting siklus refrigerasi karena refrigeran yang

menimbulkan efek pendinginan dan pemanasan pada mesin refrigerasi. ASHRAE

(2005) mendefinisikan refrigeran sebagai fluida kerja di dalam mesin refrigerasi,

pengkondisian udara, dan sistem pompa kalor. Refrigeran menyerap panas dari satu

lokasi dan membuangnya ke lokasi yang lain, biasanya melalui mekanisme evaporasi

dan kondensasi.

Page 3: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Calm (2002) membagi perkembangan refrigeran dalam 3 periode: Periode

pertama, 1830-an hingga 1930-an, dengan kriteria refrigeran "apa pun yang bekerja

di dalam mesin refrigerasi". Refrigeran yang digunakan dalam periode ini adalah

ether, CO2, NH3, SO2, hidrokarbon, H2O, CCl4, CHCs. Periode ke-dua, 1930-an

hingga 1990-an menggunakan kriteria refrigeran: aman dan tahan lama (durable).

Refrigeran pada periode ini adalah CFCs (Chloro Fluoro Carbons), HCFCs (Hydro

Chloro Fluoro Carbons), HFCs (Hydro Fluoro Carbons), NH3, H2O. Periode ke-tiga,

setelah 1990-an, dengan kriteria refrigeran "ramah lingkungan". Refrigeran pada

periode ini adalah HCFCs, NH3, HFCs, H2O, CO2

Sifat Regfrigeran

Dalam pemilihan refrigeran, sifat refrigeran yang penting antara lain sifat

termodinamika, kimia, dan fisik. Sifat termodinamika yang penting antara lain titik

didih, tekanan penguapan dan pengembunan, tekanan dan suhu kritis, titik beku,

volume uap, COP, tenaga per ton refrigerasi. Sifat kimia berhubungan dengan reaksi

refrigeran terhadap keadaan sekitar, antara lain tidak mudah terbakar, tidak beracun,

tidak bereaksi dengan air, minyak dan bahan konstruksi. Sedangkan sifat fisik

refrigeran berhubungan dengan bahan itu sendiri,antara lain konduktivitas dan

kekentalan.

Tekanan penguapan harus cukup tinggi, Sebaiknya refrigeran memiliki suhu pada

tekanan yang lebih tinggi, sehingga dapat dihindari kemungkinan terjadinya

vakum pada evaporator dan turunnya efisiensi volumetrik karena naiknya

perbandingan kompresi

Tekanan pengembunan yang tidak terlampau tinggi, apabila tekanan

pengembunannya terlalu rendah, maka perbandingan kompresinya menjadi lebih

rendah, sehingga penurunan prestasi kondensor dapat dihindarkan, selain itu

dengan tekanan kerja yang lebih rendah, mesin dapat bekerja lebih aman karena

kemungkinan terjadinya kebocoran, kerusakan, ledakan dan sebagainya menjadi

lebih kecil.

Kalor laten penguapan harus tinggi, refrigeran yang mempunyai kalor laten

penguapan yang tinggi lebih menguntungkan karena untuk kapasitas refrigerasi

yang sama, jumlah refrigeran yang bersirkulasi menjadi lebih kecil

Volume spesifik ( terutama dalam fasa gas ) yang cukup kecil, Refrigeran dengan

kalor laten penguapan yang besar dan volume spesifik gas yang kecil (berat jenis

Page 4: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

yang besar) akan memungkinkan penggunaan kompresor dengan volume langkah

torak yang lebih kecil. Dengan demikian untuk kapasitas refrigerasi yang sama

ukuran unit refrigerasi yang bersangkutan menjadi lebih kecil

Koefisien prestasi harus tinggi, dari segi karakteristik termodinamika dari

refrigeran, koefisien prestasi merupakan parameter yang terpenting untuk

menentukan biaya operasi

Konduktivitas termal yang tinggi, konduktivitas termal sangat penting untuk

menentukan karakteristik perpindahan kalor

Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun fasa gas, dengan turunnya tahanan

aliran refrigeran dalam pipa, kerugian tekanannya akan berkurang

Konstanta dielektrika dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta

tidak menyebabkan korosi pada material isolator listrik

Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang dipakai, jadi

juga tidak menyebabkan korosi

Refrigeran tidak boleh beracun

Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan mudah meledak

Sebaiknya refrigeran menguap pada tekanan sedikit lebih tinggi dari pada tekanan

atmosfir. Dengan demikian dapat dicegah terjadinya kebocoran udara luar masuk

sistem refrigeran karena kemungkinan adanya vakum pada seksi masuk

kompresor (pada tekanan rendah).

Titik didih refrigeran merupakan salah satu faktor yang sangat penting:

- Refrigeran yang memiliki titik didih rendah biasanya dipakai untuk keperluan

operasi pendinginan temperatur rendah (refrigerasi).

- Refrigeran yang memiliki titik didih tinggi digunakan untuk keperluan

pendinginan temperatur tinggi (pendinginan udara).

- Titik didih refrigeran merupakan indikator yang menyatakan apakah refrigeran

dapat menguap pada temperatur rendah yang diinginkan, tetapi pada tekanan

yang tidak terlalu rendah. Dari segi termodinamika R12, R22, R500, R502,

ammonia dapat dipakai untuk daerah suhu yang luas, dari keperluan

pendinginan udara sampai ke refrigerasi.

Page 5: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Tabel 1.1. Sifat termofisik beberapa refrigeran

ParameterR-12 R-22 R-114 R-500 R-502 R-717 R-718

Simbol kimiaCCl2

F2

CHCl

F2CClF2 - - NH3 H20

Berat molekul 120.9 86.5 170.9 99.29 112 17 18

Titik didih (0C,

1 atm)-29.8 -40.8 3.6 -33.3 -45.6 -33.3 100

Titik beku (0C, 1

atm)

-

157.8-160.0 -77.8

Cp/Cv (g) 1.13 1.18 1.31 1.40

Suhu kritik (0C) 112.2 96.1 132.8

Tekanan kritik

(kPa)

4115.

7

4936.

11423.4

Panas laten

penguapan (kJ/kg)161.7 217.7 1314.2

Atribut Lingkungan dan Atribut Kerja

Pemilihan refrigeran lainnya dibuat berdasarkan atribut kerja dan lingkungan.

Atribut kerja refrigeran adalah sifat yang berkaitan dengan penggunaan refrigeran.

Sifat ini dibandingkan dengan beban kerja yang sama atau suhu evaporasi dan suhu

kondensasi yang sama. Sifat yang dibandingkan antra lain COP, efek pendinginan,

serta tekanan kondensasi dan evaporasi. Tabel 1.2 menampilkan atribut kerja bebrapa

refrigeran dengan suhu kondensasi 300C dan suhu evaporasi -150C.

Tabel 1.2. Atribut kerja beberapa refrigeran

Tekanan Tekanan Rasio Efek Laju aliran COP

Page 6: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Refrigeranevaporasi

(kPa)

kondensasi

(kPa)tekanan

refrigerasi

(kJ/kg)

massa per kW

refrigerasi

(L/det)

11

12

22

502

717

20.4

182.7

295.8

349.6

236.5

125.5

744.6

1192.1

1308.6

1166.6

6.15

4.08

4.03

3.74

4.93

155.4

116.3

162.8

106.2

1103.4

4.9

0.782

0.476

0.484

0.462

5.03

4.70

4.66

4.37

4.76

Atribut lingkungan suatu refrigeran duhubungkan dengan reaksi refrigeran saat

terlepas di atmosfer. Pada refrigeran halokarbon, atom klorin pada refrigeran akan

berikatan dengan ozon di atmosfer, sehingga menyebabkan terjadinya penipisan ozon

yang menyebabkan pemanasan global. Terdapat tiga jenis atribut lingkungan yang

umum dikenal, GWP, ODP, dan tahun atmosferik.

GWP (Global Warming Potential) adalah ukuran seberapa banyak jumlah gas

rumah kaca yang diperkirakan akan mempengaruhi pemanasan global. GWP

merupakan suatu ukuran relatif yang membandingkan gas yang ingin diketahui

nilainya dengan gas CO2 dalam jumlah yang sama. GWP juga harus diukur dalam

waktu yang sama, umumnya diukur dalam waktu 100 tahun. ODP (Ozone Depletion

Pottential) merupakan parameter yang menyatakan kemampuan suatu refrigeran

untuk berikatan dengan ozon di stratosfer. Umumnya, makin banyak ion klorin dalam

suatu refrigeran maka makin tinggi ODPnya. Siklus hidup menentukan lamanya

suatu gas terurai di atmosfer. Atribut lingkungan beberapa refrigeran ditunjukkan

pada tabel 5.3.

Tabel 5.3. Atribut lingkungan refrigeran primer

Refrigeran

Tahun

atmosferikODP GWP

Karbon

dioksida

Metana

50-200

12 + 3

0

0

1

21

R-11 50 + 5 1.0 4000

Page 7: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

R-12

R-22

R-502

R-717

(Amonia)

120

13.3

-

-

1.0

0.055

0.283

0

8500

1700

5600

Tidak

ada

Refrigeran sekunder

Seperti dijelaskan sebelumnya, refrigeran sekunder merupakan fluida yang

membawa panas dari benda yang didinginkan ke evaporator suatu sistem

pendinginan. Suhu refrigeran sekunder akan berubah saat refrigeran mengambil

panas namun tidak berubah fasa. Air dapat digunakan sebagai refrigeran sekunder,

namun hanya untuk kondisi operasi di atas titik beku air. Refrigeran yang umum

digunakan adalah campuran garam dan air (brine) atau anti beku yang mempunyai

titik beku di bawah 00C. Beberapa anti beku yang umum digunakan adalah campuran

air dengan etilen glikol, propiln glikol atau kalsium klorida. Etilen glikol dapat

digunakan dalam industri makanan karena tidak beracun.

Refrigeran Inorganik Penggunaan

Amonia (NH3) Untuk cold storage, pabrik es,

pendinginan bahan pangan

Air (H2O) Pendinginan tipe ejektor

CO2 Sebagai karbondioksida padat atau es

kering dan hanya digunakan untuk

refrigerasi angkutan

Refrigeran 11

(CCL3F)

Pendinginan dengan kompresor

sentrifugal untuk sistem AC ber-

kapasitas besar

Refrigeran 12

(CCL2F)

Pendinginan dengan kompresor piston

untuk refrigerasi unit kecil terutama

water cooler, kulkas

Refrigeran 22

(CHCLF2)

Pendinginan dengan kompresor tipe

piston untuk unit refrigerasi kapasitas

Page 8: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

besar seperti pengemasan dan central

AC

Refrigeran 502 Untuk bahan pangan beku dalam

kabinet, terutama untuk pendinginan di

pasar swalayan

Titik Cp/Cv (g) 1.13 1.18 1.31 1.40

Suhu kritik (0C) 112.2 96.1 132.8

Tekanan kritik (kPa) 4115.7 4936.1 1423.4

Panas laten penguapan (kJ/kg) 161.7 217.7 1314.2

C. AC CENTRAL

Sistem AC Sentral (Central) merupakan suatu sistem AC

dimana proses pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang

kemudian didistribusikan/dialirkan ke semua arah atau lokasi (satu

Outdoor dengan beberapa indoor). Sistem ini memiliki beberapa

komponen utama yaitu unit pendingin atau Chiller, Unit pengatur

udara atau Air Handling Unit (AHU), Cooling Tower, system

pemipaan, system saluran udara atau ducting dan system control

& kelistrikan. Berikut adalah komponen, cara kerja AC Ruangan Sentral, dan

Preventif Maintenance AC Sentral Ruangan.

Komponen AC Sentral Ruangan

1. CHILLER (unit pendingin).

Chiller adalah mesin refrigerasi yang berfungsi untuk

mendinginkan air pada sisi evaporatornya. Air dingin

yang dihasilkan selanjutnya didistribusikan ke mesin

penukar kalor ( FCU / Fan Coil Unit ).

Page 9: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Jenis chiller didasarkan pada jenis kompressornya :

a. Reciprocating

b. Screw

c. Centrifugal

Jenis chiller didasarkan pada jenis cara pendinginan kondensornya :

a. Air Cooler

b. Water Cooler

2. AHU (Air Handling Unit)/Unit Penanganan Udara

AHU Adalah suatu mesin penukar kalor, dimana udara

panas dari ruangan dihembuskan melewati coil

pendingin didalam AHU sehingga menjadi udara dingin

yang selanjutnya didistribusikan ke ruangan

3. COOLING TOWER ( khusus untuk chiller jenis Water Cooler ).

Cooling Tower Adalah suatu mesin yang berfungsi

untuk mendinginkan air yang dipakai pendinginan

condenssor chiller dengan cara melewat air panas pada

filamen didalam cooling tower yang dihembus oleh

udara sekitar dengan blower yang suhunya lebih

rendah.

4. POMPA SIRKULASI.

Ada dua jenis pompa sirkulasi, yaitu :

a. Pompa sirkulasi air dingin ( Chilled Water Pump ) berfungsi mensirkulasikan air

dingin dari Chiller ke Koil pendingin AHU / FCU.

b. Pompa Sirkulasi air pendingin ( Condenser Water Pump ).

Pompa ini hanya untuk Chiller jenis Water Cooled dan berfungsi untuk

mensirkulasikan air pendingin dari kondensor Chiller ke Cooling Tower dan

seterusnya.

Page 10: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Sistem Kerja Ac Sentral Ruangan

(AC) sentral berarti bahwa proses pendinginan udara terpusat pada satu lokasi yang

kemudian didistribusikan ke semua arah atau lokasi.

Prinsip kerja secara sederhana pada unit penanganan udara ini adalah menyedot

udara dari ruangan (return air) yang kemudian dicampur dengan udara segar dari

lingkungan (fresh air) dengan komposisi yang bisa diubah-ubah sesuai keinginan.

Campuran udara tersebut masuk menuju AHU melewati filter, fan sentrifugal dan

koil pendingin. Setelah itu udara yang telah mengalami penurunan temperatur

didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati saluran udara (ducting)

yang telah dirancang terlebih dahulu sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa

terjangkau.

Page 11: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Pada unit pendingin atau Chiller yang menganut system kompresi uap, komponennya

terdiri dari kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator. Pada Chiller

biasanya tipe kondensornya adalah water-cooled condenser. Air untuk mendinginkan

kondensor dialirkan melalui pipa yang kemudian outputnya didinginkan kembali

secara evaporative cooling pada cooling tower.

Pada komponen evaporator, jika sistemnya indirect cooling maka fluida yang

didinginkan tidak langsung udara melainkan air yang dialirkan melalui system

pemipaan. Air yang mengalami pendinginan pada evaporator dialirkan menuju

system penanganan udara (AHU) menuju koil pendingin.

Jika kita perhatikan komponen-komponen apa saja yang ada di dalamnya maka setiap

AHU akan memiliki :

1. Filter merupakan penyaring udara dari kotoran, debu, atau partikel-partikel lainnya

sehingga diharapkan udara yang dihasilkan lebih bersih. Filter ini dibedakan

berdasarkan kelas-kelasnya.

2. Centrifugal fan merupakan kipas/blower sentrifugal yang berfungsi untuk

mendistribusikan udara melewati ducting menuju ruangan-ruangan.

3. Koil pendingin, merupakan komponen yang berfungsi menurunkan temperatur

udara.

Prinsip kerja secara sederhana pada unit penanganan udara ini adalah menyedot

udara dari ruangan (return air) yang kemudian dicampur dengan udara segar dari

lingkungan (fresh air) dengan komposisi yang bisa diubah-ubah sesuai keinginan.

Campuran udara tersebut masuk menuju AHU melewati filter, fan sentrifugal dan

koil pendingin. Setelah itu udara yang telah mengalami penurunan temperatur

didistribusikan secara merata ke setiap ruangan melewati saluran udara (ducting)

yang telah dirancang terlebih dahulu sehingga lokasi yang jauh sekalipun bisa

terjangkau.

Beberapa kelemahan dari sistem ini adalah jika satu komponen mengalami kerusakan

dan sistem AC sentral tidak hidup maka semua ruangan tidak akan merasakan udara

sejuk. Selain itu jika temperatur udara terlalu rendah atau dingin maka pengaturannya

harus pada termostat di koil pendingin pada komponen AHU. (source : citonline)

Page 12: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Dari penjelasan diatas, jelas sistem AC Sentral sangat berbeda dengan AC Split baik

dari segi fungsi maupun dari segi instalasi. Istilah Sistem AC Sentral (Central)

diperuntukkan untuk instalasi AC di satu gedung yang tidak memiliki pengatur suhu

sendiri-sendiri (misalnya per ruang). Semua dikontrol di satu titik dan kemudian

hawa dinginnya didistribusikan dengan pipa ke ruangan-ruangan. Dengan AC

Central yang bisa dilakukan cuma mengecilkan dan membesarkan lubang tempat

hawa dingin AC masuk ke ruang kita. Contoh AC Central adalah di mall, gedung

mimbar, gedung perkantoran yang luas atau di dalam bis ber-AC.

Maintenance Ac (Perawatan Ac) Sentral Ruangan

1. Mempersiapkan perawatan mesin

1.1.Semua proses perawatan dan perbaikan dilaksanakan sesuai prosedur dan SOP

yang ditentukan,

1.2. Selalu bersifat koordinatif dengan pimpinan agar menghasilkan pekerjaan

seefisien mungkin,

1.3. Jadual perawatan, jadual peralatan dan pemeriksaan spesifikasi alat disiapkan

agar efektif sesuai kebutuhan.

1.4. Kelengkapan bahan yang akan dipakai : bahan cairan pembersih, lap pembersih ;

bila perlu kompresor udara,diperiksa dan diurutkan sesuai prosedur perawatan.

1.5. Perkakas bongkar pasang dan alat ukur yang diperlukan diperiksa agar dapat

bekerja dengan baik dan aman

2. Merawat memperbaiki mesin AC Sentral bagian luar

2.1. Perawatan mesin pendingin dilaksanakan sesuai prosedur SOP yang ditentukan

2.2. Gambar denah mesin dibaca dan didiagnosis dengan baik dan teliti

2.3. Debu/kotoran luar dibersihkan dengan cairan pembersih tanpa merusak bahan

mesin.

Page 13: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

2.4.Filter udara, evaporator dan kondensor dengan kompresor udara hisap

dibersihkan setelah diberi disinfectan dan cairan pembersih.

2.5. Deposit yang sulit dan melekat pada dinding penukar kalor dibersihkan dengan

cara kimia atau fisis sesuai dengan prosedur yang ditentukan

2.6. Kebocoran pipa diidentifikasi dan segera diperbaiki

2.7. Kesalahan kerja peralatan diidentifikasi dan dicari sumber kesalahan kerja alat

tersebut.

2.8. Alat ukur, alat kontrol dan asesori diperiksa dan dilakukan perawatan yang

diperlukan.

3. Merawat dan memperbaiki mesin AC Sentral sesuai ketentuan

3.1. Sebelum dilakukan pembongkar mesin terlebih dahulu dilakukan pengeluaran

refrijeran.

3.2. Bagian dalam mesin dibersihkan dengan metode vakum bagian dalam sesuai

prosedur yang Ditentukan

3.3. Katub ekspansi atau pipa kapiler ekspansi dibersihkan dengan kompresor uadara.

3.4. Desican dibersihkan, direkondisi dan dimasang kembali sesuai prosedur yang

ditentukan

3.5. Nosel pengkabut refrijerran dibersihkan dan dipasang kembali tanpa merusak

alat sesuai ketentuan

3.6. Alat ukuir, alat kontrol, alat pengaman listrik dan asesori lainnya diperiksa,

kerusakan diperbaiki dan dipasang kembali sesuai ketentuan

3.7. Peralatan rusak yang tidak mungkin diperbaiki diganti dengan alat baru serta

dipasang kembali tanpa adanya kerusakan alat

Page 14: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

3.8. Untuk mengganti alat yang rusak sesuai spesifikasinya dilakukan pengadaan

barang.

3.9. Dijaga agar refriferan cair dan pelumas tidak masuk kedalam kompresor.

3.10. Kelengkapan pemasangan mesin diperiksa dan dilakukan re-instal untuk

meyakinkan bahwa bekerja dengan baik. sistem sudah dapat

3.11. Semua pekerjaan dilaksanakan dengan tidak ada kesalahan berarti dan tidak

mengulangi pekerjaan.

3.12. Semua pekerjaan dilaksanakan sesuai dengan waktu yang ditentukan dalam

kontrak kerja

4. Mengevaluasi dan memeriksa hasil perawatan

4.1. Selama pekerjaan berlangsung kualitas hasil pekerjaan selalu diperiksa agar

tidak terjadi pengulangan pekerjaan.

4.2. Bila terjadi penyimpangan/masalah harus didiskusikan dengan pimpinan atau

seorang ahli yang berwenang sesauai prosedur yang berlaku.

4.3. Semua kejadian perawatan dan perbaikan dicatat dengan teliti dalam buku

perawatan mesin bersangkutan dan diperkirakan jadual perawatan selanjutnya.

4.4. Hasil pekerjaan diperiksa dengan seksama di akhir pekerjaan untuk meyakinkan

sesuai dengan yang diharapkan

4.5. Dibuat laporan hasil pekerjaan kepada pemberi kerja sesuai dengan tugasnya.

Page 15: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

D. HEAT PUMP DAN JENISNYA

Prinsip Kerja Pompa Kalor adalah mesin memindahakan panas dari suatu lokasi

(sumber) ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis dimana memindahkan dari

sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur lebih tinggi.

Contoh : lemari es, Freezer, pendingin ruangan, dan sebagainya.

Karena heat pump biasanya dipakai di daerah dengan iklim yang dingin maka

persoalan dari manakah panas dapat diambil menjadi persoalan. Sumber panas yang

sering dipakai dalam sebuah heat pump adalah:

Udara atmosfer (paling umum). Sumber panas ini paling praktis tetapi ada

problem frosting pada koil evaporator sehingga akan menurunkan laju perpindahan

kalor.

Air tanah. Pada kedalaman tertentu air tanah mempunyai temperatur berkisar

518C sehingga didapatkan heat pump dengan COP tinggi, tidak ada frosting tetapi

konstruksi rumit.

Tanah

Untuk tujuan pemanasan suatu media, pemanasan dengan proses pembakaran dari

sumber energi primer (bahan bakar) secara ekonomis lebih menguntungkan

dibandingkan dengan heat pump. Oleh karena itu jarang ditemui sebuah heat pump

yang bekerja sendiri. Tetapi karena prinsip kerja yang sama antara refrigerator dan

heat pump maka sekarang ini banyak diproduksi sistem refrigerasi yang bekerja

secara dual yaitu sebagai pendingin dalam musim panas dan sebagai pemanas dalam

musim dingin. Di sini pada prinsipnya koil (heat exchanger) di dalam dan di luar

ruangan akan berubah fungsinya sebagai evaporator dan kondenser sesuai dengan

mode kerjanya dengan bantuan katup pembalik arah. Prinsip kerja sistem dual dapat

dilihat pada gambar di bawah.

Page 16: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Jenis-jenis pompa kalor adalah :

1. Pompa kalor paket (package heat pump) dengan daur reversible.

Pompa kalor jenis ini selama berlangsung proses pemanasan, katup akan mengatur

sendiri sehingga gas buang bertekanan tinggi dari kompressor pertama mengalir ke

penukar kalor didalam arus udara yang dikondisikan. Pada proses pengembunannya

refrigran tersebut melepaskan kalor memanaskan udara, kemudian refrigran mengalir

ke bagian alat ekspansi dan uap air diarahkan ke jalur isap kompressor. Jenis ini

mencakup unit-unit rumah tinggal dan komersil, berukuran kecil yang mampu

memanaskan ruangan pada musim dingin dam mendinginkannya di musim panas.

Gambar : Pompa kalor paket (package heat pump)

Sumber : http://lyricsdigger.info/s/heat%20pump%20package

2. Pompa kalor dengan kondensor bundel ganda (double bundle condensor)

Selama masa dingin, bangunan-bangunan membutuhkan kalor untuk sona-sona

bagian yang terletak di bagian pinggir, sedangkan sona bagian dalam tidak

dipengaruhi oleh kondisi luar, dan selalu membutuhkan pendinginan. Satu jenis

pompa kalor yang bersumber dari dalam (internal source heat pump) yang memompa

kalor yang mempunyai kondensor yang berbundel ganda atau double bundle

Page 17: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

condensor. Dimana menara pendinginan mendinginkan air untuk salah satu bundel

dan air pemanas untuk coil. Sona luar mengalir untuk bundel yang lain.

Gambar : Pompa kalor dengan kondensor bundel ganda

Sumber :

http://www.made-in-china.com/products-search/hot-china-products/Shell_And_Tube

.html

3. Pompa kalor tidak terpusat (desentriliset heat pump)

Sistem dapat memompa kalor dari sona-sona pembangunan yang membutuhkan

pendinginan ke sona lain yang membutuhkan penghangatan. Unit-unit pompa kalor

ini tersedia dalam bentuk yang disesuaikan dengan ruang plafon, ruang-ruang dengan

peralatan yang kecil atau sebagai konsole ruangan.

4. Pompa kalor industri

Penggunaan pompa kalor saat ini diarahkan pada pemanasan dan pendinginan

bangunan. Salah satu contoh penggunaan pompa kalor industri adalah sebuah

konsentrator sari buah. Sari buah atau juice yang harus dibuat konsentrat pada suhu

rendah untuk melindungi cita rasanya. Memasuki alat penguap air yang bekerja

dibawah tekanan atmosfer. Kalor untuk penguapan didapat dengan pengembunan

refrigran.

Contoh lainnya adalah sebuah pompa kalor yang memompa kalor ke pendidih ulang

atau boiler sebuah destilasi. Kondensor harus didinginkan pada suhu rendah dan

reboiler menerima kalor pada suhu tinggi.

Page 18: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Gambar : Pompa kalor industry

Sumber : http://industri.iklanmax.com/2010/05/11/water-cooled-chiller-brine-chiller-

chiller-2.html

E. TIGA JENIS KOMPRESI

1. Kompresi isothermal

Bila gas dikompresikan, berarti ada energi mekanik yang diberikan dari luar gas.

Energi ini diubah menjadi kalor sehingga temperatur gas naik. Namun, jika proses ini

disertai dengan pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi agar temperature

dapat tetap terjaga, maka proses inilah yang disebut kompresi isothermal atau proses

dengan temperature tetap. Hubungan antara p dan v adalah:

P.V = R.T

P.V = konstan

P1.V1 = P2.V2

Dimana subskip (1) adalah kondisi awal dan (2) adalah kondisi akhir.

2. Komprasi Adiabatik

Jika silinder diisolasi sempurna terhadap panas maka akan berlangsung kompresi

tanpa ada panas yang masuk dan ke luar ke dalam gas. Proses adiabatic sering

dipakai dalam pengkajian teoritis proses kompresi.

Hubungan antara volume (V) dan tekanan (P) untuk proses ini adalah sebagai

berikut:

P.Vk = konstan

P1.V1k = P2.V2

k

Dimana k = Cp/Cv

Page 19: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

3. Kompresi Politropik

Kompresi pada kompresor sesungguhnya terletak antara kompresi isothermal dan

adiabatic yang disebut kompresi politropik. Hubungan antara tekanan dan volume

pada proses ini dirumuskan sebagai berikut:

P.Vn = konstan

P1.V1n = P2.V2

n

Dari persamaan di atas diperoleh:

P2/P1 = (T2/T1). n/(n-1)

rp = (rt).n/(n-1)

n = ln rp/ln (rp/rt)

dimana n disebut indeks polytropik dan harganya terletak antara 1 (proses

isothermal) dan 1,4 (proses adiabatic). Jadi, 1<n<1,4

F. CONTROL DEFROST

Control Defrost adalah suatu perangkat yang secara otomatis mengatur defrost

evaporator. Dimana dapat beroperasi dengan menggunakan sebuah jam, pintu

bersepeda mekanisme atau selama "off" bagian dari siklus pendingin.Defrosting

adalah prosedur, dilakukan secara berkala pada lemari pendingin dan freezer untuk

menjaga efisiensi operasi mereka. Seiring waktu uap air di udara mengembun pada

elemen pendingin di dalam kabinet. Ini juga mengacu pada meninggalkan makanan

beku pada suhu yang lebih tinggi sebelum memasak.

Cara kerja control defrost

Cara kerja kontrol defrost adalah mencairkan bunga es yg telah menebal pada

evaporator yg telah didinginkan oleh compressor selama tujuh jam, setelah tujuh jam

bimetal dalam defrost timer berpindah keposisi defrost yg menghubungkan pada

heater/pemanas, defrost thermostat dan fuse selama lebih kurang lima belas

menit.heater berfungsi untuk mencairkan bunga es, defrost thermostat berfungsi

sebagai relay yg dapat meneruskan arus listrik pada heater (pada suhu yg terendah

bimetal dalam defrost thermostat menutup atau menyambungkan arus listrik pada

heater)fuse berfungsi sebagai pengaman.

Cara kerja control defrost pada lemari es yaitu mengontrol evaporator agar tidak

muncul bunga es, maka didekat evaporator terdapat sebuah pemanas yaitu defrost

heater. Dimana evaporator yang terletak didalam kulkas akan menjadi sangat dingin,

Page 20: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

sedangkan kondensor akan menjadi panas. Defrost heater ini dikendalikan oleh

thermofuse 13o C dan thermostat 70o C yang terhubung secara seri. Thermofuse 13o

C akan terputus apabila suhu evaporator berada diatas 13o C yaitu akan mematikan

defrost heater, dan thermofuse 13o C akan tersambung apabila suhu evaporator

berada dibawah 13o C sehingga defrost heater akan menyala. Sedangkan thermostat

70o C berfungsi untuk melindungi defrost heater,

G.KULKAS DAN KOMPONENNYA

Sistem kerja kulkas

Sistem kerja lemari es dimulai dari bagian kompresor sebagai jantung kulkas

yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Pada saat dialiri listrik, motor kompresor

akan berputar dan memberikan tekanan pada bahan pendingin. Bahan pendingin yang

berwujud gas apabila diberi tekanan akan menjadi gas yang bertekanan dan bersuhu

tinggi. Dengan wujud seperti itu, memungkinkan refrigerant mengalir menuju

kondensor. Pada titik kondensasi, gas tersebut akan mengembun dan kembali

menjadi wujud cair. Refrigerant cair bertekanan tinggi akan terdorong menuju pipa

Page 21: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

kapiler.  Dengan begitu refrigerant akan naik ke evaporator akibat tekanan kapilaritas

yang dimiliki oleh pipa kapiler.

Saat berada di dalam evaporator, refrigerant cair akan menguap dan wujudnya

kembali menjadi gas yang memiliki tekanan dan suhu yang sangat rendah.

Akibatnya, udara yang terjebak di antara evaporator menjadi bersuhu rendah dan

akhirnya terkondensasi menjadi wujud cair. Pada kondisi yang berulang

memungkinkan udara tersebut membeku menjadi butiran-butiran es. Hal tersebut

terjadi pada benda atau air yang sengaja diletakkan di dalam evaporator.

Komponen pada Kulkas;

Kompresor

Kompresor merupakan bagian terpenting di dalam

kulkas .Apabila di analogikan dengan tubuh manusia,

kompresor sama dengan jantung yang berfungsi

memompa darah ke seluruh tubuh begitu juga dengan

kompresor. Kompresor berfungsi memompa bahan

pendingin keseluruh bagian kulkas .

Kompresor Hermetik

a. rotor

b. stator

c. silinder

d. poros engkol

e. saluran isap

f. saluran pengeluaran refrigerant

g. sambungan

h. terminal

Kondensor

Page 22: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan pendingin

pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair. Jenis kondensor yang banyak

digunakan pada teknologi kulkas saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara.

Yang digunakan pada sistem refrigrasi kulkas kecil maupun sedang. kondensor

seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan

khusus .saat lemari es bekerja kondensor akan terasa hangat bila dipegang.

Filter.

Filter ( saringan ) berguna menyaring kotoran yang mungkin

terbawa aliran bahan pendingin yang keluar setelah

melakukan serkulasi agar tidak masuk kedalam konpresor dan

pipa kapiler. Selain itu , bahan pendingan yang akan

disalurkan pada proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat

menyerap kalor lebih maksimal. 

Evaporator.

Evaporator berfungsi menyerap panas dari benda yang di

masukkan kedalam kulkas, kemudian evaporator

menguapkan bahan pendingin untuk melawan panas dan

mendinginkannya. Sesuai fungsinya evaporator adalah

alat penguap bahan pendingin agar efektif dalam

menyerap panas dan menguapkan bahan pendingin,

evaporator di buat dari bahan logam anti karat, yaitu

tembaga dan almunium.

Thermostat.

Thermostat memiliki banyak sebutan antara lain

temperatur kontrol dan cool control. Apapun sebutannya,

thermostat berfungsi mengatur kerja kompresor secara

otomatis bedasarkan batasan suhu pada setiap bagian

kulkas. Bisa dikatakan, thermostat adalah saklar otomatis

berdasarkan pengaturan suhu. Jika suhau evaperator

sesuai dengan pengatur suhu thermostat, secara otomatis

thermostat akan memutuskan listrik ke kompresor.  

Page 23: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Heater.

Hampir keseluruan kulkas nofrost dan sebagian kecil

kulkas defrost dilengkapi dengan pemanas ( heater ).

Pemanas berfungsi mencairkan bunga es yang

terdapat di evaporator . selain itu pemanas dapat

mencegah terjadinya penimbunan bunga es pada

bagian rak es dan rak penyimpan buah di bawah rak

es.

Fan motor.

Fan motor atau kipas angin berguna untuk menghembuskan angin . pada kulkas ada

dua jenis fan :

1. fan motor evaporator

Berfungsi menghembuskan udara dingin dari

evaporator keseluruh bagian rak ( rak es , sayur ,dan

buah ).

2. fan motor kondensor

kipas angin ini diletakkan pada bagian bawah

kulkas yang memiliki kondensor yang berukuran

kecil yang berfungsi mengisap atau mendorong

udara melalui kondensor dan kompresor . selain itu berfungsi mendinginkan

kompresor.

Overload motor protector

Adalah komponen pengaman yang letaknya

menyatu dengan terminal kompresor. Cara

kerjanya serupa dengan sekering yang dapat

menyambung dan memutus arus listrik. Alat ini

dapat melindungi komponen kelistrikan dari

kerusakan arus akibat arus yang dihasilkan

kompresor melebihi arus acuan normal.

Page 24: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Bahan Pendingin (Refrigerant).

Refrigerant adalah zat yang mudah diubah wujudnya

dari gas menjadi cair, ataupun sebaliknya. Jenis bahan

pendingin sangat beragam. Setiap jenis bahan

pendingin memiliki karakteristik yang berbeda.

H.SISTEM PENGKONDISIAN UDARA

a. All air system

Sebuah sistem udara lengkap dan kapasitas pendinginan laten di udara dingin yang

diberikan oleh sistem.   Pemanasan dapat dicapai oleh aliran udara yang sama, baik

dalam sistem pusat atau di zona tertentu.   Semua sistem-udara dapat diklasifikasikan

menjadi 2 kategori:

-Single sistem saluran

-Dual sistem saluran

Sistem Keuntungan

a. Pabrik pusat berlokasi di daerah kosong, maka memfasilitasi operasi dan

pemeliharaan, pengendalian kebisingan dan pilihan peralatan yang sesuai.

b. Tidak ada pipa, kabel listrik dan filter yang terletak di dalam ruang AC.

c. Memungkinkan penggunaan jumlah terbesar potensi musim rumah pendingin

dengan udara luar di tempat pendinginan mekanis.

d. changeover musiman sederhana dan mudah beradaptasi untuk mengontrol iklim.

e. Memberikan berbagai pilihan zonability, fleksibilitas, dan kontrol kelembaban di

bawah semua kondisi operasi.

f. Panas pemulihan sistem dapat langsung dimasukkan.

g. Memungkinkan fleksibilitas yang baik desain untuk distribusi udara yang optimal,

pengendalian draft, dan kebutuhan lokal.

h. Cocok untuk aplikasi yang memerlukan make up yang tidak biasa buang.

i. Melanggar setidaknya di lantai ruang perimeter.

j. Menyesuaikan dengan humidifikasi musim dingin.

Sistem Kekurangan

a. Membutuhkan clearance saluran tambahan yang dapat mengurangi ruang lantai

digunakan.

b. Air-balancing sulit dan membutuhkan perhatian yang besar.

Page 25: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

c. Aksesibilitas ke terminal tuntutan kerjasama yang erat antara, mekanik dan

insinyur struktur arsitektur.

b. All water system

Semua-sistem air adalah mereka dengan fan-coil, ventilator unit, atau ruang terminal

tipe kelambu dengan ventilasi udara berkondisi disediakan dengan membuka melalui

dinding atau dengan infiltrasi.  Pendinginan dan dehumidification disediakan oleh

sirkulasi air dingin melalui kumparan bersirip di unit tersebut.   Pemanasan

disediakan oleh memasok air panas melalui kumparan sama atau terpisah.

Sistem Keuntungan

Fleksibel dan mudah beradaptasi dengan modul bangunan banyak persyaratan.

Menyediakan ruang kontrol individu.

Sistem Kekurangan

Tidak ada ventilasi positif ini disediakan kecuali bukaan dinding yang

digunakan.

humidifikasi ini tidak tersedia.

perubahan musiman selama diperlukan.

Pemeliharaan dan layanan pekerjaan harus dilakukan di daerah pendudukan.

Page 26: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

c. Air water system

Air water system adalah satu di mana baik udara dan air (didinginkan atau

dipanaskan di dalam ruangan pabrik pusat) didistribusikan ke terminal ruang untuk

melakukan pendinginan atau pemanasan fungsi.   Sisi udara terdiri dari peralatan

pendingin udara sentral, sistem saluran distribusi, dan terminal kamar.   Udara suplai,

disebut udara primer, biasanya memiliki volume tetap yang ditentukan oleh:

Persyaratan ventilasi.

kapasitas pendinginan yang masuk akal diperlukan pada beban pendinginan

maksimum.

Ini masuk akal maksimum kapasitas pendinginan berikut changeover dengan

siklus musim dingin ketika air dingin tidak lagi diedarkan ke terminal ruang.

Sisi terdiri dari pompa air dan pipa untuk menyampaikan air panas permukaan

transfer dalam setiap ruang AC.   Air umumnya didinginkan oleh pengenalan air

dingin dari sistem pendingin primer dan wasit sebagai loop air sekunder.   Masing-

masing ruang kontrol suhu dengan peraturan baik aliran air melalui atau aliran udara

di atasnya.

I. SYARAT-SYARAT MINYAK PELUMAS PADA SISTEM REFRIGERASI

Page 27: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

MINYAK PELUMAS

Minyak pelumas mesin refrigerasi bersirkulasi hanya untuk melumasi bagian-

bagian kompresor yang saling bergesekan. Sebgaian dari minyak pelumas itu

bercampur dengan refrigeran dan masuk ke dalam kondensor dan evaporator.

Oleh karena itu, minyak pelumas mesin refrigerasi herus memiliki sifat, selain

sebagai pelumas yang baik, juga tidak menyebabkan gangguan atau kerusakan

refrigerant dan bagian-bagian yang dilaluinya. Disamping itu, minyak pelumas

mesin refrigerasi harus taha temperatur tinggi, karena gas refrigerasi pada akhiar

langkah kompresi di dalam silinder bertemperatur tinggi. Seperti diterangkan

diatas, minyak pelumas mesin refrigerasi harus memenuhi beberapa persyaratan

tersebut di bawah ini, yaitu sesuai dengan temperatur kerja mesin, jenis refrigeran

dan jenis kompresor yang dipergunakan.

Persyaratan minyak pelumas mesin refrigerasi :

1. Titik beku yang rendah

2. Titik nyala yang tinggi (stabilitas termal yang baik)

3. Viskositas yang baik

4. Dapat dipisahkan dengan mudah dari refrigeran tanpa reaksi kimia

5. Tidak mudah membentuk emulsi

6. Tidak bersifat sebagai oxidator

7. Kadar parafin rendah (untuk mencegah pembekuan pada temperatur rendah)

8. Kemurnian tinggi (tidak mengandung kotoran, air, asam dan sebagainya)

9. Bersifat isolator listrik yang baik, terutama untuk pengunaan pada kompresor

hermetik)

10. Kekuatan lapisan minyak yang tinggi.

J. 3 FUNGSI KENDALI SISTEM UNTUK INSTALASI SISTEM

REFRIGERASI

a. Mengatur sistem sehingga dapat mempertahankan kondisi yang nyaman di

dalam ruangan yang ditempati

b. Menjalankan peralatan secara efisien.

c. Melindungi peralatan dan bangunan dari kerusakan dan melindungi penghuni

dari kecelakaan.

K.PRINSIP KERJA AC MOBIL

Page 28: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Prinsip Kerja :

a. Zat pendingin bertekanan tinggi dari kompresor berupa gas.

b. Zat pendingin yang sudah didinginkan oleh kondensor berubah bentuk dari gas

menjadi cair.

c. Zat pendingin yang telah diturunkan tekanannya oleh katup ekspansi, berubah

bentuk menjadi uap.

d. Zat pendingin yang telah menyerap panas pada evaporator berubah bentuk

menjadi gas.

e. Zat pendingin yang berbentuk gas diberi tekanan oleh kompresor sehingga

beredar dalam sistem AC,karena adanya tekanan maka zat pendingin menjadi

panas.

f. Kondensor akan medinginkan zat pendingin tersebut (kondensasi),sementara

tekanan zat pendingin masih tetap tinggi dan berubah bentuk menjadi cair.

AC atau Air Conditioners, adalah suatu rangkaian peralatan (komponen) yang

berfungsi untuk mendinginkan udara didalam kabin agar penumpang dapat merasa

segar dan nyaman.

Rangkaian peralatan (komponen) tersebut adalah :

a. Compressor

Compressor

Berfungsi untuk memompakan refrigrant yang

berbentuk gas agar tekanannya meningkat sehingga

juga akan mengakibatkan temperaturnya meningkat.

b. Condenser

Page 29: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Condenser

Berfungsi untuk menyerap panas pada

refrigerant yang telah dikompresikan oleh

kompresor dan mengubah refrigrant yang

berbentuk gas menjadi cair ( dingin ).

c. Dryer/receifer

Dryer/receifer

Berfungsi untuk menampung refrigerant cair

untuk sementara, yang untuk selanjutnya

mengalirkan ke evaporator melalui

expansion valve, sesuai dengan beban

pendinginan yang dibutuhkan. Selain itu

Dryer/receifer juga berfungsi sebagai filter

untuk menyaring uap air dan kotoran yang

dapat merugikan bagi siklus refrigerant.

d. Expansion valve

Expansion valve

Berfungsi Mengabutkan refrigrant kedalam

evaporator, agar refrigerant cair dapat segera

berubah menjadi gas.

e. Evaporator

Evaporator

Merupakan kebalikan dari condenser

Berfungsi untuk menyerap panas dari

udara yang melalui sirip-sirip pendingin

evaporator, sehingga udara tersebut

menjadi dingin.

Page 30: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

f. Blower

Terdiri dari kipas dan motor yang berfungsi

untuk mengipas es beku dari evapurator,

sehingga akan terjadi hawa dingin yang kita

rasa dalam mobil.

Cara kerja komponen AC

a. Compressor

Compressor terbagi menjadi dua bagian, yaitu :

1) Compressor

2) Kopling magnet ( Magnetic Clutch )

Compressor

Kompresor digerakkan oleh tali kipas dari puli engine. Perputaran kompresor ini

akan menggerakkan piston/vane dan gerakan piston/ vane ini akan menimbulkan

tekanan bagi refrigerant yang berbentuk gas sehingga tekanannya meningkat yang

dengan sendirinya juga akan meningkatkan temperaturnya.

Jenis kompresor ini dapat dipilahkan seperti dibawah ini :

Tipe Crank

Tipe Reciprocating

Tipe Swash plate

Tipe Rotary Tipe Through vane

Tipe Reciprocating mengubah putaran crankshaft menjadi gerakan bolakbalik

pada piston.

Tipe Crank :

Pada tipe ini sisi piston yang berfungsi hanya satu sisi saja, yaitu bagian atas. Oleh

sebab itu pada kepala silinder ( valve plate ) terdapat dua katup yaitu katup isap

(suction) dan katup penyalur (Discharge). Lihat gambar mekanis kompresi.

Page 31: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Pada langkah turun, refrigerant masuk kedalam ruang silinder dari

evaporator, dan pada langkah naik refrigerant keluar dari ruang silinder

menuju ke condenser dengan tekanan meningkat dari 2,1 kg/cm2 menjadi

15 kg/cm2 yang mengubah temperatur dari 0oC menjadi 70oC.

Tipe Swash Plate :

Terdiri dari sejumlah piston dengan interval 72o untuk kompresor 10 silinder dan

interval 120o untuk kompresor 6 silinder. Kedua sisi ujung piston pada tipe ini

berfungsi, yaitu apabila salah satu sisi melakukan langkah kompresi maka sisi

lainnya melakukan langkah isap ( lihat bagan gambar mekanis kompresi )

Tipe Through Vane :

Page 32: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Tipe through vane ini terdiri atas dua vane yang integral dan saling tegak

lurus. Dan bila rotor berputar vane akan bergeser pada arah radial

sehingga ujung-ujung vane akan selalu bersinggungan dengan permukaan

dalam silinder. (lihat bagan gambar mekanis kompresi)

Gambar 1 :

Adalah langkah awal isap dimana refrigerant masuk melalui lubang isap.

Gambar 2 :

Akhir langkah isap dimana lubang pengisapan telah tertutup.

Gambar 3 :

Awal langkah kompresi dimana refrigerant mulai dikompresi kan untuk menaikkan

tekanan.

Gambar 4 :

Langkah kompresi penuh.

Gambar 5 :

Langkah penyaluran / pengosongan refrigerant dari silinder ke saluran keluar menuju

ke condenser melalui katup tekan (discharge valve)

Gambar 6 :

Penyaluran refrigerant selesai, ruang vane akan memulai dengan awal langkah isap

lagi.

Pada aktualnya through vane yang membentuk empat ruang, bekerja secara

bergantian, sehingga proses diatas akan berjalan terus menerus secara

berkesinambungan.

b. Kopling magnet ( Magnetic Clutch )

Kopling magnet adalah perlengkapan kompressor yaitu suatu alat yang

dipergunakan untuk melepas dan menghubungkan kompressor dengan

Page 33: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

putaran mesin. Peralatan intinya adalah : Stator, rotor dan pressure plate. Sistem kerja

dari alat ini adalah elektro magnetic.

Cara kerjanya:

Puli kompressor selalu berputar oleh perputaran mesin melalui tali

kipas pada saat mesin hidup. Dalam posisi switch AC off, kompressor

tidak akan berputar, dan kompressor hanya akan berputar apabila

switch AC dalam posisi hidup (on) hal ini disebabkan oleh arus listrik

yang mengalir ke stator coil akan mengubah stator coil menjadi magnet

listrik yang akan menarik pressure plate dan bidang singgungnya akan

bergesekan dan saling melekat dalam satu unit ( Clutch assembly )

memutar kompresor.

Konstruksi :

Puli terpasang pada poros kompressor dengan bantalan diantaranya menyebabkan

puli dapat bergerak dengan bebas. Sedang stator terikat dengan kompressor housing,

pressure plate terpasang mati pada poros kompressor. ( lihat gambar )

Tipe Kopling Magnet

Page 34: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Condenser

Refrigerant yang masuk kedalam

condenser oleh karena tekanan kompresor

masih dalam bentuk gas dengan temperatur

yang cukup tinggi (80oC).

Temperatur yang tinggi dari refrigerant

yang berada dalam condenser yang

bentuknya berlikuliku akan mengakibat

kan terjadinya pelepasan panas oleh

refrigerant. Proses pelepasan panas ini di

permudah dengan adanya aliran

udara baik dari gerakan mobil maupun isapan fan yang terpasang

dibelakang condenser. Semakin baik pelepasan panas yang di hasilkan oleh

condenser semakin baik pula pendinginan yang akan dilakukan oleh evaporator.

Pada ujung pipa keluar condenser refrigerant sudah tidak berbentuk gas

lagi akan tetapi sudah berubah menjadi refrigerant cair dengan temperatur 57oC

(cooled liquid).

Receifer / Dryer.

Refrigerant dari condenser masuk ke tabung

receifer melalui lubang masuk

( inlet port ), kemudian melalui dryer,

desiccant dan filter refrigerant cair

naik dan keluar melalui lubang keluar

( outlet port ) menuju ke expansion

valve. Dryer, desiccant maupun filter

berfungsi untuk mencegah kotoran

yang dapat menimbulkan karat maupun

pembekuan refrigerant terutama pada

expansion valve yang mana akan

mengganggu siklus dari refrigerant.

Bagian atas dari receifer/dryer disediakan gelas kaca ( sight glass ) yang berfungsi

untuk melihat sirkulasi refrigerant.

Page 35: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Expansion valve

Oleh karena fungsi dari expansion valve ini

untuk mengabutkan refrigerant kedalam

evaporator, maka lubang keluar pada alat ini

berbentuk lubang kecil ( orifice ) konstan atau

dapat diatur melalui katup ( valve ) yang

pengaturannya menggunakan perubahan

temperatur yang dideteksi oleh sebuah sensor

panas. Berdasarkan pengaturan pengabutan

ini expansion valve dibedakan menjadi :

- Expansion valve tekanan konstan

- Expansion valve tipe thermal

Pada gambar diatas adalah cara kerja expansion valve tipe thermal. Pembukaan valve

sangat bergantung dari besar kecilnya tekanan Pf dari Heat sensitizing tube. Bila

temperatur lubang keluar ( out let ) evaporator dimana alat ini ditempelkan

meningkat, maka tekanan Pf > dari tekanan Ps + Pe, maka refrigerant yang

disemprotkan akan lebih banyak. Sebaliknya bila temperatur lubang keluar ( out let )

evaporator menurun maka tekanan Pf < Ps + Pe, maka refrigerant yang disemprotkan

akan lebih sedikit.

• Ps : tekanan pegas

• Pe : tekanan uap didalam evaporator

Evaporator

Perubahan zat cair dari refrigerant menjadi gas

yang terjadi pada evaporator akan berakibat terjadi

penyerapan panas pada daerah sekelilingnya, udara

yang melewati kisikisi evaporator panasnya akan

terserap sehingga dengan hembusan blower udara

yang keluar keruang kabin mobil akan menjadi

dingin.

Ada tiga tipe Evaporator yang terbuat dari

aluminium yaitu :

Page 36: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Siklus Pendinginan AC Mobil

Siklus Pendinginan Air Conditioners merupakan suatu rangkaian yang tertutup.

Siklus pendinginan yang terjadi dapat digambarkan sebagai berikut :

a. Kompresor berputar menekan gas refrigerant dari evaporator yang

bertemparatur tinggi, dengan bertambahnya tekanan maka temperaturnya juga

Page 37: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

semakin meningkat, hal ini diperlukan untuk mempermudah pelepasan panas

refrigerant.

b. Gas refrigerant yang bertekanan dan bertemperatur tinggi masuk kedalam

kondenser. Di dalam kondenser ini panas refrigerant dilepaskan dan terjadilah

pengembunan sehingga refrigerant berubah menjadi zat cair.

c. Cairan refrigerant diatampung oleh receifer untuk disaring sampai evaporator

membutuhkan refrigerant.

d. Expansion valve memancarkan refrigerant cair ini sehingga berbentuk gas

dan cairan yang bertemperatur dan bertekanan rendah.

e. Gas refrigerant yang dingin dan berembun ini mengalir kedalam evaporator untuk

mendinginkan udara yang mengalir melalui sela-sela fin evaporator, sehingga udara

tersebut menjadi dingin seperti yang dibutuhkan oleh para penumpang mobil.

f. Gas refrigerant kembali kekompresor untuk dicairkan kembali di condenser.

SISTEM A/C (AIR CONDITIONER) PADA MOBIL

Rangkaian / siklus sistem AC pada mobil

1. Peralatan tambahan yang terdapat pada rangkaian sistem AC mobil.

Peralatan tambahan yang menunjang terlaksananya proses system pendinginan, dan

juga merupakan peralatan pokok yang harus ada meskipun tidak termasuk komponen

utama, adalah :

a. Pressure Switch

Presure switch ini berfungsi untuk mengontrol tekanan yang terjadi pada sisi tekanan

tinggi, bila tekanan siklus refrigerant terlalu berlebihan, baik terlalu tinggi (27

kg/cm2) maupun terlalu rendah (2,1 kg/cm2) maka secara otomatis akan menyetop

switch sehingga magnetic clutch menjadi off. Kondisi tekanan yang tidak normal ini

akan menyebabkan terjadinya kerusakan pada berbagai komponen yang lain. Letak

pressure switch ada diantara receifer dan expansion valve ( lihat gambar dibawah ).

Page 38: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Tipe Pressure switch ini ada dua macam yaitu :

Tipe dual, yang meng gunakan satu switch untuk dua keadaan yaitu terlalu tinggi

atau terlalu rendah Tipe single, dengan switch terpisah.

Gambar tipe dual

b. Alat Pencegah Pembekuan ( Anti Frosting Devices )

Untuk menghidari berkurangnya efek pendinginan yang disebabkan pembekuan air

yang ada di fin pada evaporator yang terlalu dingin <0 C, dapat dipasangkan

peralatan ini yang terdiri atas dua jenis, yaitu :

Tipe Thermistor yang dipasangkan pada fin evaporator, dan bekerja berdasarkan

sinyal thermistor yang mengontrol temperatur fin. Bila temperatur fin menurun <

0°C, maka magnetic clutch akan mati dan kompresor akan berhenti berputar. Tipe

EPR ( Evaporator Pressure Regulator ) dipasangkan diantara eva porator dan

kompresor, (lihat gambar) Tipe ini mengatur jumlah refrigerant yang mengalir dari

evaporator ke kompresor, dan menjaga agar tekanannya tidak kurang dari 1,9

kg/cm2, sehingga akan menjaga temperatur fin eva porator tidak turun < 0 C.

Page 39: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

c. Stabilizer putaran mesin

Peralatan ini berfungsi untuk menstabilkan putaran mesin melalui sensor pendeteksi

RPM mesin yang dipasangkan pada arus primer ignition coil sehingga putaran idle

mesin menjadi lebih baik dan tidak mudah mati. Prinsip kerja dari mekanis peralatan

ini adalah ketika RPM mesin drop hingga mencapai batas minimum, akan

menghentikan magnetic clutch, sehingga kompresor berhenti bekerja dan RPM mesin

akan normal kembali.

d. Peralatan idle up

Digunakan untuk meningkatkan RPM mesin pada kondisi idle dan AC dalam

keadaan hidup. Tanpa alat ini mesin akan menjadi sangat berat karena harus

mengangkat beban kompresor sehingga mesin akan sering mati dan kenyamanan

berkendaraan akan menjadi terganggu. Alat ini penggunaannya tergantung dari tipe

dan jenis bahan bakarnya.

- untuk jenis mobil konvensional (menggunakan karburator) digunakan vacuum

switching valve (VSV) serta sebuah actuator untuk membuka throttle, sehingga

putaran mesin akan meningkat pada putaran idle dan AC dalam keadaan hidup. (lihat

gambar)

- Untuk mobil EFI, digunakan VSV yang

dilengkapi diapraghma yang menyebabkan udara

akan melalui surge tank, dan ECU akan

menginjeksikan sejumlah tambahan bahan bakar

sesuai dengan udara bypass, sehingga idling

mesin akan meningkat.

Page 40: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

L. ALAT PENUKAR KALOR

Seperti yang telah dikemukakan dalam pendahuluan terdapat banyak sekali

jenis-jenis alat penukar kalor. Maka untuk mencegah timbulnya kesalah pahaman

maka alat penukar kalor dikelompokan berdasarkan fungsinya :

1. Chiller, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan fluida sampai

pada temperature yang rendah. Temperature fluida hasil pendinginan didalam

chiller yang lebih rendah bila dibandingkan dengan fluida pendinginan yang

dilakukan dengan pendingin air. Untuk chiller ini media pendingin biasanya

digunakan amoniak atau Freon.

2. Kondensor, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan uap atau

campuran uap, sehingga berubah fasa menjadi cairan. Media pendingin yang

dipakai biasanya air atau udara. Uap atau campuran uap akan melepaskan panas

atent kepada pendingin, misalnya pada pembangkit listrik tenaga uap yang

mempergunakan condensing turbin, maka uap bekas dari turbin akan dimasukkan

kedalam kondensor, lalu diembunkan menjadi kondensat.

Page 41: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

3. Cooler, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan cairan atau gas

dengan mempergunakan air sebagai media pendingin. Disini tidak terjadi

perubahan fasa, dengan perkembangan teknologi dewasa ini maka pendingin coler

mempergunakan media pendingin berupa udara dengan bantuan fan (kipas).

Gambar. Direct Evaporative cooler

Gambar. Indirect evaporative Cooler

4. Evaporator, alat penukar kalor ini digunakan untuk penguapan cairan menjadi

uap. Dimana pada alat ini menjadi proses evaporasi (penguapan) suatu zat dari

fasa cair menjadi uap. Yang dimanfaatkan alat ini adalah panas latent dan zat yang

digunakan adalah air atau refrigerant cair.

5. Reboiler, alat penukar kalor ini berfungsi mendidihkan kembali (reboil) serta

menguapkan sebagian cairan yang diproses. Adapun media pemanas yang sering

digunakan adalah uap atau zat panas yang sedang diproses itu sendiri. Hal ini

dapat dilihat pada penyulingan minyak pada ambar 2.1, diperlihatkan sebuah

Page 42: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

reboiler dengan mempergunakan minyak (665 0F) sebagai media penguap,

minyak tersebut akan keluar dari boiler dan mengalir didalam tube.

Gambar. Thermosiphon Reboiler

6. Heat Exchanger, alat penukar kalor ini bertujuan untuk memanfaatkan panas

suatu aliran fluida yang lain. Maka akan terjadi dua fungsi sekaligus, yaitu :

Memanaskan fluida

Mendinginkan fluida yang panas

Suhu yang masuk dan keluar kedua jenis fluida diatur sesuai dengan

kebutuhannya. Pada gambar diperlihatkan sebuah heat exchanger, dimana fluida

yang berada didalam tube adalah air, disebelah luar dari tube fluida yang mengalir

adalah kerosene yang semuanya berada didalam shell.

Gambar. Konstruksi Heat Exchanger

Page 43: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

7. Vaporizer Secara umum vaporizer digunakan untuk menguapkan cairan. Uap

yang dihasilkan digunakan untuk proses kimia, bukan sebagai sumber panas

seperti halnya steam dan menggunakan elemen pemanas listrik.

Jenis-Jenis Vaporizer :

1. Vaporizer dengan sirkulasi paksa Cairan diumpankan ke dalam vaporizer

dengan menggunakan pompa.

2. Vaporizer dengan sirkulasi alamiah Cairan umpan dapat mengalir sendiri

dalam vaporizer dengan bantuan gaya gravitasi.

Prinsip Kerja Cairan diumpankan ke dalam vaporizer kemudian dipanaskan

dengan suatu media pemanas (umpan tidak kontak langsung dengan media

pemanas). Biasanya tidak semua umpan dapat teruapkan dengan sempurna.

Produk yang dihasilkan (uap dan cairan) dipisahkan dalam suatu tangki pemisah.

Uap yang dihasilkan kemudian digunakan untuk proses selanjutnya, cairan yang

tidak menguap di recycle kembali.

8.Heater merupakan salah satu alat penukar kalor yang berfungsi

memanaskan fluida proses, dan sebagai bahan pemanas a1at ini

menggunakan steam.

Page 44: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

M. SISTEM PENYEGAR UDARA

Jenis – jenis sistim penghantar udara adalah sebagai berikut :

Sistim Udara Penuh

Sistim Saluran Tunggal

Sistim ini merupakan sistim penghantar udara yang paling banyak

dipergunakan. campuran udara ruangan didinginkan dan dilembabkan, kemudian

dialirkan kembali kedalam ruangan melalui saluran udara.

Keuntungan dari sistim ini adalah :

Sederhana, mudah perancangannya, pemasangan, pemakaian dan

perawatannnya.

Biaya awal lebih rendah dan murah.

Kerugian dari sistim ini adalah :

Saluran utama berukuran besar, sehingga memerlukan tempat yang

lebih besar.

Kesulitan dalam mengatur temperature dan kelembaban dari ruangan

yang sedang dikondisikan, karena beban kalor dari ruangan yang

berbeda satu dengan yang lainnya.

Pada dasarnya sistim pengaturan untuk sistim saluran tunggal menyangkut

pengaturan temperature udara melalui bagian-bagian utama dari saluran. Dalam hal

tersebut, laju aliran air dingin, laju aliran air panas atau uap ke koil udara, diatur

Page 45: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

sedemikian rupa sehingga temperature udara dapat diubah. Sistim ini dinamakan

sistim volume konstan temperature variable, yang sudah banyak dipergunakan dalam

sistim penghantar udara.

Dalam keadaan dimana beban kalor dari beberapa ruangan yang akan dilayani

ini berbeda-beda, boleh dikatakan tidak mungkin mempertahankan udara ruangan

pada suatu temperature tertentu, kecuali bagi beberapa ruangan utama saja. Jadi

masalah tersebut dapat dipecahkan dengan melayani ruangan dengan beban kalor

yang sama oleh satu pengolah udara secara sentral.

Sistim saluran udara tunggal yang lain adalah sistim pemanasan ulang,

dimana udara segar yang mengalir didalam saluran utama tersebut dapat

dipertahankan konstan, pada temperature yang rendah. Kemudian udara tersebut

masuk kedalam ruangan melalui alat pemanas yang dipasang pada saluran- saluran

cabang masing-masing. Pemanas tersebut memanaskan udara dan diatur sedemikian

rupa sehingga diperoleh temperature udara tang sesuai dengan temperature udara

ruangan yang di inginkan. Sistim ini dinamakan sistim pemanasaan ulang terminal

dan banyak digunakan untuk melayani beberapa ruangan pribadi yang ada didalam

gedung perkantoran umum.

Ada pula sistim saluran tunggal yang bekerja dengan volume variable dimana

jumlah aliran udara dapat diubah sesuai dengan beban kalornya, jadi, volume aliran

udara akan berkurang dengan turunnya beban kalor dari ruangan yang harus

dilayani.pengaturab volume aliran udara dilakukan dengan mengatur posisi damper

atau dengan unit volume variable damper. Ada beberapa macam unit volume variable

damper. Salash satu diantaranya seperti gambar dibawah ini

Gambar. Unit Volume Udara Variabel

Pada hal tersebut terakhir terdapat dua saluran; satu saluran menyalurkan

jumlah udara yang minimal diperlukan, sedangkan saluran lainnya menyalurkan

jumlah udara sesuai dengan pembukaan katup udara yang diatur oleh thermostat.

Pemasukan udara diatur oleh tekanan udara yang bekerja pada tirai dari alat pengatur

Page 46: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

volume konstan dan gaya pegas. Pemasukan udara minimum harus diatur supaya

distribusi udara didalam ruangan dapat berlangsung sebaik-baiknya, dengan jumlah

ventilasi udara yang minimal. Jumlah udara masuk akan berkurang dengan turunnya

beban kalor, sehingga apabila jumlah udara masuk menjadi lebih kecil daripada

jumlah udara masuk yang minimal, maka temperature udara masuk akan berubah.

Dalam sistim volume variable, putaran atau sudu isap dari kipas udara dapat

diatus sesuai dengan perubahan pemasukan udara yang diinginkan. Sistim

pengaturan kipas udara tersebut diatas memungkinkan penghematan daya listrik yang

diperlukan untuk menggerakan kipas udara pada beban parsial.

Sistim Dua Saluran

Selain sistim saluran tunggal, terdapat pula sistim dua saluran yang dapat

menutupi kekurangan daru sistim saluran tunggal. Sistim ini kebanyakan digunakan

di gedung-gedung besar, dalam hal tersebut udara panas dan udara dingin dihasilkan

secara terpisah oleh mesin penyegar udara yang bersangkutan. Kedua jenis udara

itupun disalurkan melalui saluran yang terpisah satu sama lain. Tetapi kemudian

dicampur sedemikian rupa sehingga tercapai tingkat keadaan yang sesuai dengan

beban kalor dari ruangan yang akan disegarkan. Sesudah itu disalurkan kedalam

ruangan yang bersangkutan. Sistim ini dinamakan sistim dua saluran.

Dalam sistim ini, alat yang diperlukan untuk mencampur udara panas dan

udara dingin dalam perbandingan jumlah aliran yang ditetapkan untuk memperoleh

kondisi akhir yang diinginkan, dinamai alat pencampur. Sistim dua saluran dapat

memberikan hasil pengaturan yang lebih teliti. Tetapi memerlukan lebih banyak

Page 47: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

energi kalor dan lebih tinggi harga awalnya. Ada dua jenis sistim dua saluran, yaitu

sistim volume konstan dan sistim volume variabel.

N. PENGARUH REFRIGERAN BAGI LINGKUNGAN

Indonesia sebagai negara yang beriklim tropis dimana sebagian besar bangunan-

bangunannya dibuat dengan ketinggian ruang tidak lebih dari 3m, sehingga

mengakibatkan temperatur ruangan yang ada pada bangunan tersebut menjadi

tinggi. Fenomena ini membuat bangunanbangunan tersebut memerlukan suatu

alat untuk mengkondisikan udara didalam ruangan bangunanbangunan tersebut

seperti Air Conditioner (AC). Akan tetapi terjadi pula fenomena lain dari

penggunaan AC yaitu dampaknya pada pemakaian refrigeran dalam sistem air

conditioning itu sendiri. Dimana refrigeran yang digunakan sebagian besar

refrigeran sintetik seperti: R-11, R-12, R-22, R-134a, R-502, dll, dibandingkan

bahan pendingin hidrokarbon. Dominasi ini dapat dimaklumi mengingat

refrigerant sintetik tersebut pada umumnya mempunyai sifat-sifat yang sangat

baik dari segi teknik seperti kestabilan yang sangat tinggi, tidak mudah terbakar,

tidak beracun dan relative mudah diperoleh. Namun disamping sifat-sifat yang

baik itu refrigeran sintetik terutama yang mengandung senyawa CFC: R-11 &

R12 mempunyai efek negatif terhadap lingkungan seperti merusak lapisan ozon

(Ozone Depleting Potensial/ ODP) dan sifat menimbulkan pemanasan global

(Global Warming Potential/ GWP). Pengungkapan secara ilmiah dari hasil

penelitian Rowland dan Mollina (1974) menunjukan bahwa CFC memiliki

kontribusi dalam penipisan lapisan ozon, dan semakin mengkhawatirkan dari

waktu ke waktu, telah secara serta merata menggugah masyarakat ilmiah dunia

internasional untuk mengambil sikap dengan cara mengadakan berbagai

pertemuan, seperti yang telah tercatat: Konvensi Kopenhagen, Protokol Montreal

dan pertemuan Kyoto. Berbagai kebijakan yang dirumuskan dari pertemuan-

pertemuan tersebut pada dasarnya adalah upaya untuk menyelamatkan adanya

proses penipisan lapisan ozon akibat bahan-bahan kimia, seperti refrigeran

kelompok halokarbon/sintetik CFC: R-12 dan Hidroklorofluorokarbon (HCFC):

R-22, maupun refrigeran yang memiliki efek rumah kaca, yaitu

Hidrofluorokarbon (HFC) : R-134a. Hidrokarbon sebagai refrigeran dalam

system refrigerasi telah dikenal sejak tahun 1920-an, sebelum refrigeran sintetik

Page 48: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

dikenal. Ilmuwan yang tercatat sebagai promotor hidrokarbon sebagai refrigeran

antara lain Linde (1916) dan Ilmuwan Dunia Albert Einstein (1920).

Hidrokarbon kembali diperhitungkan sebagai alternatif pengganti CFC, setelah

aspek lingkungan mengemuka, dan timbulnya permasalahan dalam peralihan

dari CFC ke HFC, dikarenakan perlu adanya penyesuaian perangkat keras,

pelumas, serta perlakuan khusus dalam operasional penggunaan bahan HFC.

Refrigerant gas manajemen dan pelacakan yang diperlukan untuk memastikan

bahwa tidak ada ozon depleting gas bocor keluar ke atmosfer dan menyebabkan

pemanasan global. Berbagai peraturan pemerintah dan pejabat negara

bertanggung jawab untuk memantau komersial penyejuk udara sistem. Mereka

memiliki wewenang untuk melakukan pemeriksaan spot catatan layanan

refrigeran, pesanan pembelian dan bagian lain dari data yang terkait dengan

pengelolaan gas refrigeran.

Banyak hal yang dapat menyebabkan kebocoran refrigerant AC komersial.

Sebuah katup bisa melemahkan, karat bisa membentuk di pengering filter atau

akumulator pompa panas, lubang-lubang kecil bisa terbentuk pada pipa kapiler

sebagai akibat dari gesekan. Bila terjadi kebocoran refrigerant, ribuan pon gas

berbahaya seperti CFC dan HCFC dilepaskan ke atmosfer. Gas-gas ini sangat

berbahaya dan memiliki potensi pemanasan global sangat tinggi.

Menemukan kebocoran refrigerant dapat tugas yang cukup sulit. Sebagai

komersial AC unit sangat besar dalam ukuran, lokasi akar kebocoran tidak

mungkin berada pada titik di mana diharapkan.

Jadi, menjadi sangat penting untuk menyewa jasa profesional yang dapat

mempertahankan AC komersial dengan benar. Tidak hanya akan mereka

memastikan bahwa AC Anda terus berjalan di terbaik, tetapi mereka juga akan

mampu mendeteksi masalah, termasuk kebocoran refrigerant sebelum mereka

menjadi memprihatinkan. Mempekerjakan layanan mereka akan memastikan

fungsi perusahaan Anda secara efisien, sementara juga menyelamatkan

lingkungan dari bahaya polutan tersebut.

Page 49: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

O. PSYCHROMETRIC CHART DAN DIAGRAM MOILLER

- Psychrometric Chart

Grafik kelembaban adalah grafik yang digunakan untuk menentukan properti-

properti dari udara atmosfer pada suatu tekanan tertentu. Penggunaan grafik ini

lebih menguntungkan dibandingkan apabila harus menghitung menggunakan

persamaan-persamaan di atas. Skematis psychrometric chart adalah seperti

gambar di bawah dimana masing-masing kurva/garis akan menunjukkan nilai

properti yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari properti-properti (h, , , v,

Twb, Tdb) bisa dilakukan apabila minimal dua buah diantara properti tersebut

sudah diketahui.

Misal, apabila diketahui kondisi udara atmosfer bisa digambarkan dalam

psychrometric chart sebagai titik kondisi maka untuk mencari:

ditentukan dengan menarik garis horisontal dari titik kondisi ke sumbu

vertikal ( = konstan).

h ditentukan dengan menarik garis sejajar h=konstan dari titik kondisi ke

skala entalpi.

Twb ditentukan dengan menarik garis sejajar Twb=konstan sampai ke garis

jenuh (saturation line).

Tdb ditentukan dengan menarik garis vertikal sampai ke sumbu horisontal.

Tdp ditentukan dengan menarik garis horisontal sampai ke garis jenuh.

v ditentukan dengan menarik kurva sejajar kurva v=konstan dan nilainya

ditentukan dengan melihat posisi kurva terhadap kurva v=konstan yang

mengapitnya.

Page 50: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

ditentukan dengan menarik kurva sejajar kurva =konstan dan nilainya

ditentukan dengan melihat posisi kurva terhadap kurva v=konstan yang

mengapitnya.

Page 51: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

- Diagram Mollier

Diagram Mollier adalah representasi grafis dari hubungan antara suhu udara,

kadar air dan entalpi - dan merupakan alat desain dasar untuk insinyur

bangunan dan desainer. Udara adalah campuran dari sebagian besar oksigen,

nitrogen dan uap air.

Psychrometry adalah ilmu yang mempelajari sifat termodinamika dari udara

lembab dan penggunaan ini untuk menganalisis kondisi dan proses yang

melibatkan udara lembab.

proses pengkondisian udara dapat ditentukan dengan menggunakan Psychrometric

Charts atau Mollier Diagram . sifat umum dalam grafik meliputi :

dry-bulb temperatur

temperatur bola basah

kelembaban relatif (RH)

Rasio kelembaban

volume spesifik

suhu titik embun

Entalpi

Perbedaannya : Proses transformasi diagram Mollier ke psychrometric grafik

ditunjukkan di bawah ini.

pertama - itu harus tercermin dalam cermin vertikal

Page 52: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

kedua - harus diputar 90 derajat

P. Jenis Penyegar Udara berdasarkan Motor Listrik

1. Penyegar udara system langsung

Dengan sistim ini, pendinginan secara langsung dilakukan oleh refrigerant yang

diekspansikan melalui koil pendingin, sedangkan udara disirkulasikan dengan

cara menghembuskannya dengan menggunakan blower / fan melintasi koil

pendingin tersebut. Sistim ini biasanya dipergunakan untuk beban pendinginan

udara yang tidak terlalu besar seperti keperluan ruangan di rumah

Page 53: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Gambar . Mesin AC jenis Direct Expantion / Ekspansi Langsung

Udara secara Sentral

Secara singkat sistim Central Air Conditioning System ( Sistim Pengkondisian

Udara secara sentral ), yang biasa di rancang pada bangunan dapat di jelaskan

sebagai berikut : Unit pendingin utama di gunakan 2 unit Water Cooled Water

Chiller dimana satu unit beroperasi dan satu unit sebagai cadangan, unit Chiller

beroperasi dengan menggunakan “Primary Refrigerant” berupa refrigerant R123

pada unit Chiller & R 134A pada unit purging yang sudah ramah lingkungan,

nantinya akan mendinginkan “Secondary Refrigerant” berupa air, dimana air

yang sudah didinginkan ini di sirkulasikan oleh Chilled Water Pump ke AHU

dan FCU di LQB.

Pada unit AHU air dingin akan mengkondisikan / mendinginkan udara segar dari

luar gedung sehingga mencapai temperature dan kelembaban yang cukup dan

untuk selanjutnya di distribusikan ke koridor – koridor di ruangan setiap

lantainya dan kamar- kamar pada masing-masing lantai. Pada setiap lantai akan

ditangani oleh 2 unit AHU yang memiliki kapasitas pendinginan yang sama,

begitu pula dengan 2 lantai diatasnya memiliki masing-masing 2 unit AHU yang

memiliki kapasitas pendinginan yang sama dengan lantai dasar. Sedangkan

proses pertukaran kalor yang terjadi di masing-masing kamar akan ditangani

oleh Fan Coil Unit yang telah mendapatkan distribusi udara segar yang telah

didinginkan oleh AHU sehingga kerja FCU tidak terlalu berat. Dikarenakan

lantai dasar, satu dan lantai dua memiliki kapasaitas pendinginan yang sama dan

jenis bangunana yang sama pula, maka perhitungan luasan sistim ducting akan

diwakilkan di salah satu lantai, yaitu lantai dasar.

Water Cooled Water Chiller

Unit Chiller yang digunakan pada sistim ini merupakan jenis Water Cooled

Water Chiller dengan menggunakan kompresor jenis sentrifugal 3 tahap / 3 stage

centrifugal compressor ( Kompresor sentrifugal 3 tingkat ), yang diproduksi oleh

Page 54: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

salah satu pabrikan unit AC yang cukup terkenal yaitu Trane Company. Unit ini

berkapasitas 320 Ton Refrigerant / 320 TR, dengan menggunakan sistim

negative pressure, dimana jika terjadi kebocoran pada unit Chiller maka

refrigerant yang terdapat didalamnya tidak akan terbuangan ke udara, melainkan

udara luar yang akan masuk kedalam sistim. Didalam sistim Chiller sendiri

terdapat satu unit pembuang udara yang masuk saat terjadi kebocoran tadi yang

dinamakan Purging Unit. cara kerja purging seperti ini : saat Chiller mengalami

kebocoran, maka udara luar akan masuk kedalam sistim chiller sehingga

refrigerant atau freon akan bercampur dengan udara luar yang mengandung uap

air, sensor pada purging unit akan membaca perbedaan tekanan pada sistim dan

kelembaban refrigerant pada sistim sehingga akan mengaktifkan purging unit

tersebut.

Saat purging unit bekerja, Chiller tetap beroperasi sebagaimana mestinya tanpa

terganggu. Udara yang terhisap masuk kedalam sistim akan di tekan keluar oleh

purging unit, sehingga tekanan pada sistim mengalami kondisi stabil barulah unit

Chiller dapat di perbaiki. Untuk media pendingin yang digunakan oleh unit

Chiller yaitu refrigerant jenis R 123 dan untuk Purging unit berjenis R 134 A,

kedua sudah ramah lingkungan.

gambar . Water Cooled Centrifugal Chiller

Gambar . Purging Unit

Page 55: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Chilled Water & Condenser Water Pump

Guna keperluan mensirkulasikan air yang sudah didinginkan oleh unit Chiller ke

AHU maupun air yang mendinginkan unit condenser di Chiller ke Cooling

Tower, maka di gunakan masing-masing sistim satu paket Pompa sirkulasi air

dingin dan Pompa sirkulasi air pendingin. Jenis kedua pompa ini adalah sama,

yaitu digunakan jenis End Suction Centrifugal Pump dengan tekanan kerja

pompa adalah 10 kg/cm2.

Pada sistim ini, sistim Chilled Water atau air yang didinginkan menggunakan 2

buah pompa yang beroperasi sekaligus, hal ini dirancang agar umur pompa dapat

lebih lama mengingat jarak antara ruang pompa dan lokasi hotel cukup jauh.

Sedangkan untuk sistim air pendinginan hanya di gunakan satu buah pompa

sirkulasi, mengingat jarak ruang pompa dan unit Cooling Tower cukup dekat.

Gambar. Chilled Water dan Condenser Water Pump

Cooling Tower Unit

Unit ini berfungsi sebagai pendingin unit condenser pada unit Chiller dengan

media yang digunakan adalah air, dimana sistim kerja Cooling Tower dapat di

jelaskan sebagai berikut : condenser di unit Chiller akan memiliki temperature

dan tekanan yang tinggi akibat tekanan kerja dari Kompresor, sehingga

diperlukan media pendingin untuk merubah fase refrigerant di condenser

tersebut, untuk itu dibuat suatu sistim pendinginan dengan menggunakan media

air yang disirkulasikan oleh pompa ke unit Cooling Tower, dimana air yang

disirkulasikan tersebut akan membawa kalor dari condenser untuk kemudian di

lepaskan kalornya ke udara di Cooling Tower, sehingga air akan mengalami

penurunan temperature dan kembali disirkulasikan kembali ke unit condenser.

Unit Cooling Tower sendiri terdiri dari : satu unit casing Cooling Tower, Motor

Blower, Basin dan Water Filler atau jika diartikan menjadi sirip – sirip pendingin

air.

Page 56: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Gambar . Unit Cooling Tower

Air Handling Unit dan Fan Coil Unit

Baik Air Handling Unit maupun Fan Coil Unit memiliki kesamaan fungsi, Air

Handiling unit di fokuskan untuk menangani kapasitas pendinginan yang lebih

besar sedangkan Fan Coil Unit di fokuskan untuk kapasitas pendinginan yang

lebih kecil, dalam sistim ini AHU di gunakan untuk mengkondisikan fresh air

(udara segar) dari udara luar yang akan di distribusikan sebagai tambahan udara

segar untuk FCU dan kamar juga sebagai distribusi suplai udara dingin guna

keperluan koridor di masing-masing lantai.

Komponen – komponen dari AHU maupun FCU sebernanya cukup sederhana

yang terdiri dari : Casing, Koil, Filter Udara dan Motor Blower.

Page 57: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Q. SYARAT REFRIGERAN

a. Konduktifitas thermal yang tinggi untuk menentukan karakteristik

perpindahan panas.

b. Viskositas yang rendah dalam fasa cair atau gas. Dengan turunnya tahanan

aliran refrigerant dalam pipa kerugian tekanannya akan berkurang.

c. Konstata dielektrik yang kecil, tahanan listrik yang besar serta tidak

menyebabkan korosi pada material isolasi listrik.

d. Refrigeran hendaknya stabil dan tidak bereaksi dengan material yang

digunakan sehingga tidak menyebabkan korosi.

e. Refrigeran tidak boleh beracun dan berbau.

f. Refrigeran tidak boleh mudah terbakar dan meledak

g. Tidak merusak sistemnya

h. Mudah diperoleh dan harganya relatif murah

i. Tidak merusak lingkungan

j. Mudah dideteksi jika terjadi kebocoran

R. JENIS-JENIS KOMPRESOR

a. Kompressor berdasarkan gas refrigerannya

Page 58: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

b. Kompressor berdasarkan metode kompressinya

Kompressor torak

Kompresor Torak pada dasarnya bekerja dengan peralatan yang sederhana.

Kompresor tarak terdiri atas sebuah piston yang bergerak kedepan dan

kebelakang didalam suatu silinder yang memilioki katup isap dan katup buang

(suction Valve dan discharge valve).

Kompresor sekrup (screw)

Kompresor sekrup termasuk jenis kompresor perpindahan positif yang

tergolong kompresor putar (rotary). Akhir-akhir ini kompresor sekrup

mengalami perkembangan yang cukup pesat.

c. Kompressor berdasarkan bentuknya

Kompressor jenis terbuka

Pada kompresor jenis terbuka motor terpisah dengan kompresor dan

daya dari motor ditransmisikan melalui sabuk atau sistem transmisi

daya lain.

Kompressor jenis hermetic

Pada kompresor hermetik, motor dan kompresor berada dalam satu

cangkang yang kedap udara.

Page 59: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Kompressor semi hermetic

Jenis lain adalah kompresor semi hermetik selubungnya disambung

dengan baut sehingga bisa dibuka untuk berbagai keperluan servis

termasuk untuk menggulung ulang kumparan motor listrik.

S. PERBEDAAN KOMPRESOR BERKECEPATAN RENDAH DENGAN

KOMPRESOR BERKECEPATAN TINGGI (BERSILINDER BANYAK)

Compressor kecepatan tinggi bersilinder banyaka. Kecil dan ringan

b. Memerlukan pondasi yang sederhana karena getarannya lebih

kecil

c. Kapasitas refrigerant dapat di atur secara otomatik

d. Memungkinkan menggunakan pelepas tekanan dan momen putar

yang lebih besar

Compressor kecepatan rendah

a. Besar dan berat

b. Pondasi harus besar karena getarannya lebih kecil

c. Kapasitas refrigerant di atur manual

d. Momen putarnya kecil

Page 60: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

T. PERBEDAAN SIKLUS KOMPRESI UAP STANDAR DENGAN

KOMPRESI UAP AKTUAL

Page 61: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Siklus refrigerasi kompresi uap aktual

Perbedaan penting antara daur nyata dan standar terletak pada penurunan

tekanan di dalam kondensor dan evaporator, dalam pembawahdinginan

(subcooling) cairan yang meninggalkan kondensor, dan dalam pemanasan lanjut

uap yang meninggalkan evaporator. Daur standar dianggap tidak mengalami

penurunan tekanan pada kondensor dan evaporator. Tetapi pada daur nyata,

terjadi penurunan tekanan karena adanya gesekan.

U. PENYEGAR UDARA PAKET DAN PENYEGAR UDARA JENDELA

Penyegar Udara Jenis Paket

Penyegar udara jenis paket terdiri dari komponen-komponen kipas udara,

koil udara, saringan udara dan panci penampung terletak dibagian atas dari rumah.

Penyegar udara jenis ini terdiri dari peralatan penyegar dan refrigerator yang

terletak dalam satu rumah. Udara yang terinduksi melalui lubang masuk akan

mencapai temperatur dan kelembaban yang diinginkan karena konstruksinya diatur.

Page 62: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Penyegar Udara Jendela/Kamar

V. KOMPONEN KENDALI UTAMA UNTUK INSTALASI SYSTEM

REFRIGERASI

Katup-katup untuk cairan

Katup katup untuk kendali udara

Damper-damper untuk membatasi aliran udara

Pengaturan tekanan-manual untuk udara kendali

Pengatur tekanan fluida kerja, misalnya uap air panas (steam)

Pengatur tekanan-diferensial

Sensor kecepatan

Termostat

Page 63: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

W. MESIN REFRIGERASI ABSORPSI SATU SASARAN DAN MESIN

REFRIGERASI ABSORPSI DUA SASARAN + GAMBAR SIKLUSNYA.

Peningkatan COP dari mesin refrigerasi dapat dilakukan dengan menurunkan

kerja yang dibutuhkan oleh kompresor. Dibanding dengan sebuah kompresor, pompa

dapat melakukan proses kompresi fluida cair dengan kerja input yang jauh lebih kecil

untuk laju massa yang sama. Oleh karena itu dalam sistem refrigerasi absorpsi,

refrigeran akan dilarutkan dalam fluida cair sebagai media transport sehingga

refrigeran dapat dikompresi dengan kerja yang lebih kecil. Refrigeran yang sering

dipakai adalah amoniak dengan media transport berupa air. Refrigeran lain yang juga

dipakai adalah air dengan media transport berupa lithium bromide atau lithium

chloride. Keunggulan sistem ini lebih terasa apabila ada sumber panas dengan

temperatur 100200C yang murah seperti misalnya energi surya, geotermal dan

lain-lain. Skema sistem refrigerasi absorpsi bisa dilihat pada gambar di atas.

Amoniak murni keluar dari evaporator dan masuk ke absorber. Di dalam absorber,

amoniak larut dalam air sehingga terbentuk larutan air-amoniak. Karena pelarutan

amoniak akan berlangsung dengan lebih baik pada temperatur yang lebih rendah

maka larutan dalam absorber didinginkan dengan cooling water. Larutan air-amoniak

kemudian masuk ke pompa untuk mengalami proses kompresi dan masuk ke

regenerator untuk menerima panas. Pemanasan larutan air-amoniak lebih lanjut

dilakukan dalam generator dengan sumber panas, misalnya dari energi surya,

sehingga terjadi proses penguapan larutan. Larutan yang menguap kemudian masuk

ke rectifier untuk dilakukan pemisahan amoniak dan air. Amoniak murni masuk ke

Page 64: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

kondenser dan melanjutkan siklus refrigerasi, sedangkan air kembali masuk

generator untuk dipakai kembali sebagai media transport. Dari gambar di atas dapat

dilihat bahwa prinsip sistem absorpsi adalah sama dengan dengan sistem kompresi

uap, hanya berbeda pada bagian dalam garis putus-putus.

X. PERBANDINGAN SIFAT FISIKA DAN KIMIA BEBERAPA JENIS

REFRIGERANT

Kedua karakteristik refrigeran yang penting yang ditinjau dari hal keselamatan,

adalah derajat kemudahan terbakar dan keracunan.intuk refrigerant ammonia

mempunyai derajat kemudahan terbakar dengan 16 hingga 25% kandungan

volume diudara sedangkan refrigerant yang lain tidak mudah terbakar. Dalam

hubungannya dengan keracunan R-12 tidak beracun untuk konsentrasi hingga

20% volume untuk jangka waktu kurang ari 2 jam.sementara itu ammonia

termasuk kedalam kelompok Refrigeran berbahaya dan mematikan untuk

konsentrasi 0.5 sampai 1% dengan jangka waktu ½ jam. R-11,12 dan 502

termasuk dalam kelas sedikit lebih beracun dari pada R-12.

Y. SIKLUS KOMPRESI UAP AKTUAL

Pada kenyataannya refrigerator atau heat pump akan bekerja dengan suatu

proses yang menyimpang dari siklus idealnya akibat ireversibilitas dalam tiap

komponennya. Ireversibilitas ini pada umumnya disebabkan oleh gesekan

fluida dan perpindahan kalor dari atau ke lingkungan sekitar. Siklus refrigerasi

kompresi uap aktual dapat digambarkan secara skematis seperti gambar di

bawah.

Page 65: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Hal-hal yang terjadi dalam siklus aktual:

Refrigeran sudah dalam kondisi uap panas lanjut sebelum masuk ke

kompresor.

Akibat cukup panjangnya pipa penghubung kompresor-evaporator akan

mengakibatkan rugi tekanan. Rugi tekanan yang disertai peningkatan volume

spesifik dari refrigeran membutuhkan power input yang lebih besar.

Dalam proses kompresi ada rugi gesekan dan perpindahan kalor yang akan

meningkatkan entropi (1-2) atau menurunkan entropi (1-2') dari refrigeran

tergantung kepada arah perpindahan kalornya. Proses (1-2') lebih disukai

karena volume spesifiknya turun sehingga power input bisa lebih kecil. Hal

ini bisa dilakukan apabila dilakukan pendinginan dalam langkah kompresi.

Di dalam kondenser akan terjadi juga rugi tekanan.

Refrigeran dalam kondisi cairan terkompresi ketika masuk dalam katup

ekspansi.

Z. KARAKTERISTIK KOMPRESOR

Page 66: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 67: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 68: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 69: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 70: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 71: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 72: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Page 73: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

AA. AC BOX (AC KOTAK)

Yang efisien cara kombinasi pemanasan dengan pendinginan menggunakan

kotak pendingin. Kotak pendingin aktif menggabungkan pendingin alami

energyefficient dan fungsi pendinginan aktif menggunakan kompresor dalam

satu sistem. Dengan pendinginan alami, rangkaian kompresor dilewati - hanya

air garam dan sirkuit pemanas pompa berjalan. Begitu kapasitas pendinginan

alam menjadi tidak memadai, sistem akan secara otomatis beralih ke

pendinginan aktif.

Untuk pendinginan aktif, kompresor mulai dan pengalir internal dari swap AC-

Box fungsi outlet dan inlet, sehingga aktif mengangkut panas ke probe panas

bumi. Hal ini membuat air dingin ke 7 ° C yang tersedia di sirkuit pemanasan

sebelumnya. Kalor yang dibuang juga dapat digunakan untuk memanaskan

DHW atau untuk memanaskan air kolam renang. Hal ini membuat kombinasi

yang sangat efisien pendinginan dan pemanasan tuntutan.

Kalor yang dibuang bawah tanah sebagai bagian dari proses pendinginan

disimpan dan dapat dipulihkan selama musim pemanasan. Akibatnya,

meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan.

Page 74: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

AB. HAL- HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN PADA DIAGRAM MOILLER

Penggunaan Diagram Molier

Tekanan dan entalpi refrigeran mengalami perubahan pada saat melalui berbagai

komponen mesin pendingin. Pada evaporator dan kondensor, entalpi berubah

sementara tekanan tetap. Pada kompresor terjadi perubahan entalpi bersama-sama

dengan perubahan tekanan, sedangkan pada katup ekspansi terjadi perubahan tekanan

dengan entalpi tetap. Berdasarkan sifat-sifat di atas, telah dikembangkan suatu

diagram tekanan entalpi (diagram molier) yang dapat digunakan untuk analisa sistem

pendinginan kompresi uap.

Page 75: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Konstruksi diagram mollier untuk

refrigeran R-12ditunjukkan pada

Gambar 3-8. Sumbu mendatar adalah

entalpi sedangkan sumbu tegak adalah

tekanan, sehingga garis-garis mendatar

menunjukkan tekanan sama sedangkan

garis-garis tegak menunjukkan entalpi

sama. Garis melengkung dari kiri

bawah ke kanan atas hingga titik kritis

adalah garis cair jenuh.

Di sebelah kiri garis cair jenuh

refrigeran berada pada keadaancair

super-dingin atau cair terkondensasi.

Pada garis jenuh refrigeran berada pada keadaan keseimbangan dengan nilai

mutu uap 0 (nol), artinya seluruh refrigeran berada pada keadaan cair.

Semakin ke kanan garis cair jenuh nilai mutu uap refrigeran semakin besar

hingga mencapai nilai 1 (satu) pada garis uap jenuh, yaitu garis melengkung dari

kanan bawah ke kiri atas mencapai titik kritis. Di sebelah kanan garis uap jenuh,

refrigeran berada pada keadaanuap super-panas. Garis suhu sama ditunjukkan

dengan pola khusus seperti pada penggalan garis yang dihubungkan dengan huruf "s-

u-h-u", sedangkan garis volume jenis sama dan garis entropi sama ditunjukkan

seperti pada gambar.

AC. JENIS – JENIS AIR DUCT

Rectangular Ducts

Untuk ruang yang tersedia antara balok struktural dan langit-langit di sebuah gedung,

saluran persegi memiliki luas penampang terbesar. Mereka kurang kaku

dibandingkan saluran bulat dan lebih mudah dibuat di tempat. Sendi dari saluran

empat persegi panjang memiliki persentase yang relatif lebih besar terhadap

kebocoran udara. Saluran segi empat mungkin memiliki kebocoran udara dari 15

Page 76: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

sampai 20 persen dari tingkat pasokan debit rata-rata. Saluran Rectangular biasanya

digunakan dalam sistem tekanan rendah.

Round Ducts .

Untuk luas penampang tertentu dan rata-rata kecepatan udara, saluran bulat memiliki

ketahanan terhadap aliran udara daripada saluran oval adan plat persegi. Saluran

bulat juga memiliki kekakuan yang lebih baik dan kekuatan. Kerugian tekanan dapat

dihitung lebih tepat daripada saluran empat persegi panjang, dan menghasilkan

sistem yang lebih baik seimbang. Kebocoran udara dapat dipertahankan pada sekitar

3 persen sebagai hasil dari jahitan baik disegel dan sendi. Saluran bulat telah

mengeluarkan kebisingan jauh lebih kecil terpancar daripada saluran oval dan plat

persegi panjang.

Kerugian utama dari saluran putaran adalah ruang lebih besar diperlukan di

bawah sinar untuk pemasangan-tion. Saluran bulat adalah saluran udara yang paling

banyak digunakan pada bangunan komersial. Diameter standar saluran bulat berkisar

4-20 , tebal 1 inch. (100 sampai 500 mm, tebal 25-mm), 20-36, tebal 2 inch. (500

sampai 900 mm, tebal 50 mm), dan 36 sampai dengan 60, tebal 4 inch. (900-1500

mm, tebal 100 mm).

Flat Oval Ducts

Saluran plat oval memiliki bentuk cross-sectional antara segi empat dan bulat.

Mereka berbagi keuntungan dari kedua putaran dan saluran persegi panjang dengan

kurangnya turbulensi udara skala besar dan kedalaman kecil dari ruang yang

dibutuhkan pada instalasi. Saluran plat oval cepat untuk menginstal dan memiliki

kebocoran udara lebih rendah karena pembuatan pabrik. Saluran plat oval dibuat baik

seam spiral atau lapisan longitudinal.

Flexible Ducts

Saluran Fleksibel sering digunakan untuk menghubungkan saluran utama atau

diffusers ke kotak terminal. Fleksibilitas saluran ini dan kemudahan pemasangan

memungkinkan alokasi dan relokasi dari perangkat terminal. Saluran Fleksibel

biasanya terbuat dari polyesterfilm multi-lapis diperkuat dengan kawat inti baja

heliks atau strip aluminium cor-rugated spiral. Saluran ini sering terisolasi oleh

lapisan fiberglass 1 atau 2 inci (25 sampai 50 mm) tebal. Permukaan luar saluran

Page 77: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

flexible biasanya ditutupi dengan aluminium foil atau jenis lain hambatan uap untuk

mencegah perembesan uap air ke dalam lapisan isolasi. Diameter saluran flexible di

dalam bisa berkisar dari 2 hingga 10, tebal 1 inch. (50 sampai 250 mm, tebal 25-mm)

dan 12-20, tebal 2 inch. (300 sampai 500 mm dalam 50-mm). Saluran flexible harus

sesingkat mungkin, dan panjangnya harus sepenuhnya diperluas ke minimizeflow

perlawanan.

Gambar jenis - jenis air duct : (a) rectangular duct; (b) round duct with spiral seam; (c) flat oval duct; (d) flexible duct.

AD. REFRIGERASI PEMBAKARN LANGSUNG 2 SASARAN

Dalam pembahasan mengenai siklus Carnot diketahui bahwa apabila arah siklus

dibalik akan didapatkan siklus Carnot terbalik (reversed Carnot cycle) yang

merupakan sebuah refrigerator ideal. Hal ini menimbulkan ide bahwa siklus

Page 78: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

mesin kalor (heat engine) dan siklus refrigerator sebenarnya adalah mempunyai

prinsip kerja sama hanya arahnya saja yang berlawanan (perhatikan bahwa siklus

refrigeratsi yang dibahas di atas adalah sangat mirip dengan siklus Rankine

dengan arah terbalik). Oleh karena itu maka apabila siklus Brayton dibalik

arahnya akan didapatkan apa yang disebut siklus refrigerasi gas (reversed

Brayton cycle).

Disini akan berlaku bahwa,

dimana,

Siklus refrigerasi gas ini akan mempunyai COP yang lebih rendah dibandingkan

dengan siklus kompresi uap. Tetapi karena konstruksi yang sederhana dan

komponen yang ringan maka siklus ini banyak dipakai di pesawat terbang dan

dapat dikombinasikan dengan proses regenerasi.

Page 79: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

BB. Jelaskan prinsip kerja AC mobil + gambar, dan jelaskan komponen sistem

refrigerasi yang digunakan + gambar.

Page 80: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Jawab : Jelaskan siklus refrigerasi dari mesin refrigerasi pembakaran langsung dua

sasaran + gambar.

Dalam pembahasan mengenai siklus Carnot diketahui bahwa apabila arah siklus

dibalik akan didapatkan siklus Carnot terbalik (reversed Carnot cycle) yang

merupakan sebuah refrigerator ideal. Hal ini menimbulkan ide bahwa siklus

mesin kalor (heat engine) dan siklus refrigerator sebenarnya adalah mempunyai

prinsip kerja sama hanya arahnya saja yang berlawanan (perhatikan bahwa siklus

refrigeratsi yang dibahas di atas adalah sangat mirip dengan siklus Rankine

dengan arah terbalik). Oleh karena itu maka apabila siklus Brayton dibalik

arahnya akan didapatkan apa yang disebut siklus refrigerasi gas (reversed

Brayton cycle).

Disini akan berlaku bahwa,

dimana,

Siklus refrigerasi gas ini akan mempunyai COP yang lebih rendah dibandingkan

dengan siklus kompresi uap. Tetapi karena konstruksi yang sederhana dan

komponen yang ringan maka siklus ini banyak dipakai di pesawat terbang dan

dapat dikombinasikan dengan proses regenerasi.

Page 81: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

CC. Jelaskan 4 hal yang perlu diperhatikan jika hendak melukiskan siklus

refrigerasi pada diagram Muller

DD. Jelaskan perbedaan bagan psikometrik dengan diagram Muller

EE. Jelaskan 10 syarat-syarat refrigerant yang digunakan untuk sistem Refrigerasi

Jawab :

FF.Jelaskan perbedaan antara siklus kompressi uap standar dan siklus kompressi uap

aktual + gambar + Diagram P-h, T-s

Jawab :

Siklus kompresi uap (vapor compression refrigeration cycle) dimana refrigeran

mengalami proses penguapan dan kondensasi, dan dikompresi dalam fasa uap.

Page 82: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

a. Siklus refrigerasi kompresi uap actual

Perbedaan penting antara daur nyata dan standar terletak pada penurunan

tekanan di dalam kondensor dan evaporator, dalam pembawahdinginan

(subcooling) cairan yang meninggalkan kondensor, dan dalam pemanasan

lanjut uap yang meninggalkan evaporator. Daur standar dianggap tidak

mengalami penurunan tekanan pada kondensor dan evaporator. Tetapi pada

daur nyata, terjadi penurunan tekanan karena adanya gesekan.

GG. Jelaskan jenis-jenis Kompressor berdasarkan :

d. Kompressor berdasarkan gas refrigerannya

Page 83: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

e. Kompressor berdasarkan metode kompressinya

Kompressor torak

Kompresor Torak pada dasarnya bekerja dengan peralatan yang sederhana.

Kompresor tarak terdiri atas sebuah piston yang bergerak kedepan dan kebelakang

didalam suatu silinder yang memilioki katup isap dan katup buang (suction Valve

dan discharge valve).

Kompresor sekrup (screw)

Kompresor sekrup termasuk jenis kompresor perpindahan positif yang tergolong

kompresor putar (rotary). Akhir-akhir ini kompresor sekrup mengalami

perkembangan yang cukup pesat.

Page 84: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Gambar 2. Rotor Screw Kompressor

Sumber http://www.zorn-ingenieure.de/ 2005

a. Kompresor sudu luncur

Kompresor ini mempunyai rotor yang dipasang secara eksentrik di dalam rumah

yang berbentuk silinder. Pada rotor terdapat beberapa parit dalam arah aksial dimana

dipasang sudu-sudu. Cara kerja kompresor ini terlihat pada gambar di bawah. Pada

gambar tersebut diperlihatkan suatu kompresor dengan empat sudu. Jika rotor

berputar, volume ruangan yang dibatasi oleh dua sudu mula-mula membesar

sehingga udara akan dikompresikan dan dikeluarkan melalui lubang keluar.

Penempatan lubang keluar akan menentukan besarnya tekanan yang akan dicapai.

Gambar 4. Asas kerja Kompresor sudu luncur

Sumber :Sularso ( 2004 )

f. Kompressor berdasarkan bentuknya

g. Kompressor Jenis terbuka

Pada kompresor jenis terbuka motor terpisah dengan kompresor dan

daya dari motor ditransmisikan melalui sabuk atau sistem transmisi

daya lain.

Page 85: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

h. Kompressor Jenis hermetic

Pada kompresor hermetik, motor dan kompresor berada dalam satu

cangkang yang kedap udara.

i. Kompressor semi hermetic

Jenis lain adalah kompresor semi hermetik selubungnya disambung

dengan baut sehingga bisa dibuka untuk berbagai keperluan servis

termasuk untuk menggulung ulang kumparan motor listrik.

compressor kecepatan tinggi bersilinder banyak

e. Kecil dan ringan

f. Memerlukan pondasi yang sederhana karena getarannya lebih kecil

g. Kapasitas refrigerant dapat di atur secara otomatik

h. Memungkinkan menggunakan pelepas tekanan dan momen putar

yang lebih besar

Compressor kecepatan rendah

e. besar dan berat

f. pondasi harus besar karena getarannya lebih kecil

g. kapasitas refrigerant di atur manual

h. momen putarnya kecil

Page 86: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Compressor kecepatan rendah

HH. Jelaskan perbedaan antara kompressor kecepatan rendah dengan kompressor

kecepatan tinggi bersilinder banyak + gambar 4 point

II.Jelaskan tiga jenis proses kompressi

JJ. Jelaskan 5 karakteristik compressor

Page 87: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Karakteristik Kompresor mengajarkan konsep aplikasi reciprocating kompresor

dan operasi.

Kompresor fundamental:

Kuliah menggambarkan

komponen fisik, hubungan

mekanik, teori operasi dasar,

dan karakteristik operasi.

Karakteristik Kompresor:

Serangkaian masalah yang

menjelaskan perubahan-perubahan tertentu pada kompresor dan efeknya pada

parameter kinerja kompresor kritis.

Karakteristik kompresor

1) HP ratio by stage 1) HP rasio dengan tahap

2) a large diameter 2) diameter besar

3)LP ratio by stage 3) LP rasio dengan tahap

4) a small diameter 4) diameter kecil

KK. Jelaskan prinsip kerja Heat-pump + gambar dan berikan jenis-jenis heat

pump + gambar min. 6

Jawab :

LL. Jelaskan prinsip kerja Ac Box + gambar diagram alirnya dan jenis komponen

system Refrigerasi yang digunakan + gambar.

MM.digunakan + gbr!

Jawab :

Kompresor yang ada pada sistem pendingin dipergunakan sebagai alat untuk

memampatkan fluida kerja (refrigent), jadi refrigent yang masuk ke dalam kompresor

dialirkan ke condenser yang kemudian dimampatkan di kondenser. 

Page 88: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Di bagian kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent

fase uap menjadi refrigent fase cair, maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor

penguapan yang terkandung di dalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang

dilepaskan oleh kondenser adalah jumlahan dari energi kompresor yang diperlukan

dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan. 

Pada kondensor tekanan refrigent yang berada dalam pipa-pipa kondenser relatif jauh

lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa

evaporator. 

Setelah refrigent lewat kondenser dan melepaskan kalor penguapan dari fase uap ke

fase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini

refrigent tekanannya diturunkan sehingga refrigent berubah kondisi dari fase cair ke

fase uap yang kemudian dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent

akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan

karena tekanan refrigent dibuat sedemikian

rupa sehingga refrigent setelah melewati katup ekspansi dan melalui evaporator

tekanannya menjadi sangat turun. 

Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada

dievaporator relatif lebih besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada

pada kondenser. 

Dengan adanya perubahan kondisi refrigent dari fase cair ke fase uap maka untuk

merubahnya dari fase cair ke refrigent fase uap maka proses ini membutuhkan energi

yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang

berada di dalam substansi yang akan didinginkan. 

Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan

maka enthalpi [*] substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun, dengan

turunnya enthalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan

menjadi turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan

yang sesuai dengan keinginan. 

Dengan adanya mesin pendingin listrik ini maka untuk mendinginkan atau

menurunkan temperatur suatu substansi dapat dengan mudah dilakukan.

Page 89: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

NN. Jelaskan secara detail bagian-bagian kulkas, baik luar maupun dalam dan

komponen refrigerasinya Min 20 beserta fungsinya

OO. Jelaskan perbedaan antara penyegar udara paket dengan penyegar udara jenis

jendela

Penyegar Udara Jenis Paket

Penyegar udara jenis ppaket terdiri dari komponen-komponen kipas udara, koil

udara,

saringan udara dan panci penampung terletak dibagian atas dari rumah. Penyegar

udara jenis ini terdiri dari peralatan penyegar dan refrigerator yang terletak dalam

satu

rumah.

Udara yang terinduksi melalui lubang masuk akan mencapai temperatur dan

kelembaban yang diinginkan karena konstruksinya diatur

PP. Jelaskan apa yang

dimaksud dengan

control defrost dan

Jelaskan 2 cara control

deforst + gambar

Page 90: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

QQ. Jelaskan syarat-syarat minyak pelumas yang baik untuk sistem refrigerasi

min. 8

Jawab :

RR. Jelaskan jenis-jenis Air Duct dan penggunaannya + gambar

MPAD digunakan untuk percobaan mesin pendingin

SS. Jelaskan 3 fungsi kendali sistem untuk instalasi sistem refrigerasi

Jawab :

d. Mengatur sistem sehingga dapat mempertahankan kondisi yang nyaman di

dalam ruangan yang ditempati

e. Menjalankan peralatan secara efisien

f. Melindungi peralatan dan bangunan dari kerusakan dan melindungi penghuni

dari kecelakaan.

TT. Jelaskan 15 komponen kendali utama untuk Instalasi system Refrigerasi

Jawab :

- Katup-katup untuk cairan

- Katup katup untuk kendali udara

- Damper-damper untuk membatasi aliran udara

- Pengaturan tekanan-manual untuk udara kendali

- Pengatur tekanan fluida kerja, misalnya uap air panas (steam)

- Pengatur tekanan-diferensial

- Sensor kecepatan

Page 91: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

- Termostat

UU. Jelaskan 8 alat Penukar Kalor berdasarkan fungsinya + gambar

Jawab :

VV. Jelaskan mengapa bisa terjadi siklus kompressi uap aktual + gambar diagram

alirnya.

Pada kenyataannya refrigerator atau heat pump akan bekerja dengan suatu

proses yang menyimpang dari siklus idealnya akibat ireversibilitas dalam tiap

komponennya. Ireversibilitas ini pada umumnya disebabkan oleh gesekan

fluida dan perpindahan kalor dari atau ke lingkungan sekitar. Siklus refrigerasi

kompresi uap aktual dapat digambarkan secara skematis seperti gambar di

bawah.

Hal-hal yang terjadi dalam siklus aktual:

1. Refrigeran sudah dalam kondisi uap panas lanjut sebelum masuk ke

kompresor.

2. Akibat cukup panjangnya pipa penghubung kompresor-evaporator akan

mengakibatkan rugi tekanan. Rugi tekanan yang disertai peningkatan volume

spesifik dari refrigeran membutuhkan power input yang lebih besar.

3. Dalam proses kompresi ada rugi gesekan dan perpindahan kalor yang akan

meningkatkan entropi (1-2) atau menurunkan entropi (1-2') dari refrigeran

tergantung kepada arah perpindahan kalornya.

Page 92: Td Smp Banyak2

Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin

Pengujian Siklus Mesin Pendingin

Proses (1-2') lebih disukai karena volume spesifiknya turun sehingga power

input bisa lebih kecil. Hal ini bisa dilakukan apabila dilakukan pendinginan

dalam langkah kompresi.

4. Di dalam kondenser akan terjadi juga rugi tekanan.

5. Refrigeran dalam kondisi cairan terkompresi ketika masuk dalam katup

ekspansi.

WW. Jelaskan pengaruh Refrigeran bagi lingkungan

XX. Jelaskan perbandingan sifat fisika dan kimia beberapa jenis refrigerant

Kedua karakteristirefrigeran yang penting yang ditinjau dari hal keselamatan,

adalah derajat kemudahan terbakar dan keracunan.intuk refrigerant ammonia

mempunyai derajat kemudahan terbakar dengan 16 hingga 25% kandungan

volume diudara sedangkan refrigerant yang lain tidak mudah terbakar. Dalam

hubungannya dengan keracunan R-12 tidak beracun untuk konsentrasi hingga

20% volume untuk jangka waktu kurang ari 2 jam.sementara itu ammonia

termasuk kedalam kelompok Refrigeran berbahaya dan mematikan untuk

konsentrasi 0.5 sampai 1% dengkan jangka waktu ½ jam. R-11,12 dan 502

termasuk dalam kelas sedikit lebih beracun dari pada R-12.

YY. Jelaskan sistem penyegaran udara + gambar dari :

ZZ. Jelaskan sistem pengkondisian udara + gambar (diagram alirnya +

keuntungan dan kekurangan )