Page 1
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 67
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 68
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 69
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 70
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 71
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 72
Laboratorium Mesin Pendingin dan PemanasJurusan Mesin Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin
Pengujian Siklus Mesin Pendingin
Page 73
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 )