AC (AIR CONDITIONER)
Proses
Pendinginan Ruangan
Proses pendinginan ruangan yang terjadi
adalah sebagai berikut: pertama-tama motor penggerak bergerak maka kompresor
akan berputar. Cairan referigeran dingin mengalir melalui
coil evaporator dan mengabsorbsi panas dari udara yang melewati coil, sehingga
timbul proses penguapan (evaporasi) dari cairan yang menjadi gas freon tanpa
merubah temperatur freon (latent heat). Gas freon dialirkan ke kompresor. Dengan berputarnya kompresor ,maka referigeran (dalam wujud gas) akan naik suhu maupun tekananya. Hal ini
disebabkan molekul-molekul freon saling tabrakan akibat adanya kompres.
Kemudian gas bertekanan tinggi dan
bersuhu tinggi tersebut mengalir dalam pipa-pia menuju kondensor. Dengan
adanya media pendingin pada kondensor,
maka panas dari refrigeran dilepaskan ke lingkungan.
Setelah keluar dari
kondensor refrigeran akan melewati filter untuk menyaring kotoran-kotoran yang
tidak digunakan dalam porses selanjutnya. Setelah dari kondensor suhu referigeran perlahan-lahan
akan berkurang dan berubah menjadi bentuk cair dan bertekanan tinggi. Kemudian
gas tersebut mengalir terus sampai pada
katup ekspansi (expansion valve). Didalam katup ekspansi gas dipaksa mengalir
melalui lubang kecil sehingga temperatur dan tekanannya menjadi turun sesuai dengan
kondisi yang dapat diterima evaporator. Hal ini terjadi karena setelah gas
melewati lubang kecil dan berujung pada pipa yang berukuran lebih besar,
sehingga terjadi pengembunan gas. Sebelum mengalir ke evaporator maka gas
refrigeran yang belum disalurkan ke evaporator disimpan sementara pada receiver
(wadah penampungan) atau sering juga dikatakan sebagai pipa saluran balik
(liquid return line). Gas yang mengalir pada pipa evaporator sudah dalam
berbentuk cair yang bersuhu rendah dan bertekanan rendah. Kemudian gas-gas
dingin in mengalir dalam pipa evaporator dan panas yang ada dalam ruangan akan diserap gas dingin
sehingga udara panas yang terdapat dalam ruangan menjadi dingin dan kemudian
ditupkan kembali dengan menggunakan kipas evaporator ke dalam ruangan menjadi
dingin. Dan siklus ini akan terjadi berulang kali sampai kompresor berhenti
bergerak memompanya.
Komponen pendukung:
A.
Kompresor
Kompresor
terdiri dari motor penggerak dan torak untuk kompres (penekan). Dalam kompresor terdapat dua
proses yaitu :
-
Suction (langkah isap) : pengisapan refrigeran dari evaporator oleh kompresor,
sehingga tekanan refrigeran pada evaporator tetap rendah. Hal ini memungkinkan
proses penguapan refrigeran pada temperatur rendah.
-
Discharge (langkah kompresi) : penekanan uap refrigeran oleh kompresor menyebabkan
tekanan uap refrigeran menjadi makin tinggi, sehingga temperatur uap dan
tekanan refrigeran juga makin tinggi.
Kompresor
merupakan jantung dari sistem pendinginan. Kompresor berfungsi :
Untuk menaikkan suhu dan temperatur refrigeran sampai
mencapai titik saturasinya, titik tersebut lebih tinggi daripada temperatur
medium pendinginnya. (Gunawan,148)
B.
Kondensor
Kondensor
merupakan alat penukar kalor pada sistem pendingin yang berfungsi untuk melepas
kalor ke lingkungan atau bisa juga dikatakatan untuk menghilangkan panas
refrigerant yang diabsorbsi pada cooling dan mengembangkan uap refrigerant
menjadi phase cair. Bagian kondensor biasanya diberi kipas untuk menghisap
udara yang melewati celah alat penukar kalor.
Proses
pemindahan panas dan proses kondensasi dapat dilakukan dengan beberapa cara :
1.
Pendinginan dengan air (water cooled condensed)
Uap refrigerant dialirkan melaui coil berisi air dingin. Panas dari uap
Freon ditransmisikan ke dalam cairan air melalui coil.
2.
Pendinginan dengan udara (air cooled condenser)
Uap Freon melalui coil, dan udara dingin dialirkan oleh fan. Panas dari uap
freon yang ditransmisikan ke udara dingin melalui refrigerant menuju condenser
berupa uap panas, kemudian keluar dalam bentuk cairan refrigerant yang panas.
Penambahan
kipas pada kondensor dimaksudkan untuk meningkatkan laju aliran udara sehingga
mempercepat proses pelepasan kalor ke lingkungan. Semua sistem pendingin
melepaskan kalor ke udara. Sekalipun terdapat usaha-usaha dimana kalor yang
dilepaskan dari daur sistem refrigerasi itu digunakan untuk pemakaian lain
seperti kalor dilepaskan ke suatu kumpulan air yang berdekatan. Kondensor
berpendingin udara pada umumnya lebih banyak digunakan untuk mesin-mesin
pendingin. Tetapi untuk menghasilkan pendinginan dengan daya yang lebih besar
maka umumnya menggunakan kondensor berpendingin air, dimana pada kondensor
berpendingin air berlangsung proses kombinasi perpindahan kalor dan massa . Dengan salah satu
alat evaporatif, suhu kondensasi biasanya dapat juga dijaga tetap lebih rendah
dibandingkan dengan jika menggunakan suatu kondensor berpendingin udara karena
suhu kondensasi dalam menara pendingin atau kondensor evaporatif ideal
mendekati suhu bola-basah udara, berbeda dengan di dalam kondensor berpendingin
udara yang mendekati suhu bola-kering udara. (Wilbert,220)
Kapasitas
kondensor udara biasanya dinyatakan dalam BTU/jam untuk kondisi yang berbeda.
Oleh karena pabrik telah menetapkan luas faktor permukaan dan faktor dari bahan, maka kapasitas kondensor hanya
tergantung pada temperatur rata-rata antara udara dengan refrigeran di dalam
pipa kondensor. Karena kebanyakan kondensor udara dari pabrik telah dilengkapi
dengan fan/blower, maka jumlah udara yang bersikulasi melewati kondensor juga
telah tertentu jumlahnya, maka temperatur udara rata-rata melewati permukaan
kondensor dihitung hanya temperatur dry bulbnya saja, pada saat udara masuk dan
besarnya beban kondensor. Dengan demikian kapasitas kondensor berbanding lurus
dengan perbedaan temperatur antara temperatur dry bulb udara masuk dengan
temperatur kondensasi di kondensor. Perbedaan temperatur ini disebut :
temperatur split yaitu beda antara temperatur kondensasi dengan temperatur
udara luar. (Gunawan,169)
C.
Saringan
Saringan terdiri atas silica gel dan
screen. Silica gel berfungsi menyerap kotoran, air, sedang screen yang terdiri
dari kawat kasa yang halus gunanya untuk menyaring kotoran dalam sistem,
misalnya seperti potongan timah, karat dan lain-lain. Ini disebabkan karena
didalam sistem diusahakan bebas dari kotaran.
Saringan dipasang dengan pipa
kapiler/kran ekspansi, bagian saringan yang disambungkan dengan refrigeran
control disambung lebih rendah dibandingkan dengan bagian saringan yang
disambungkan dengan kondensor agar hanya refrigeran cairan mengalir masuk ke
pengontrolan refrigeran. (Sumanto,10)
D.
Pengontrol
Cairan Refrigeran
Pengontrol
refrigeran adalah alat yang berfungsi mengatur jumlah refrigeran yang mengalir
ke evaporator dan untuk menurunkan tekanan dari cairan bertekanan tinggi
menjadi cairan bertekanan rendah. Jenis alat kontrol ini ada 4 jenis yaitu :
1. Pipa
kapiler
Pipa
kapiler berfungsi untuk menurunkan tekanan dan mengatur jumlah cairan
refrigeran yang mengalir. Diameter pipa kapiler biasanya antara 0,030 sampai
0,085 inchi, tergantung dari kapasitas mesin pendinginnya. Penggunaan pipa
kapiler pada mesin pendingin akan mempermudah pada waktu start, karena dengan
menggunakan pipa kapiler pada saat sistem tidak bekerja tekanan pada kompresor
dan evaporator cenderung sama. Hal ini berarti meringankan tugas kompresor pada
waktu start.
Waktu
keluar dari pipa kapiler (sebelum masuk ke evaporator) suhu dan tekanannya
menjadi lebih rendah dari semula. Untuk lebih menurunkan suhu cairan refrigeran
maka dipergunakan sistem penukar panas (heat exchanger). Caranya ialah sebagian
pipa kapiler dan sebagian saluran hisap (suction line) didempetkan atau
sebagian pipa kapiler dimasukkan ke dalam pipa saluran hisap. (Sumanto,11)
2.
Katup Ekspansi Otomatis (automatic expansion valve)
Katup
Ekspansi Otomatis (automatic expansion valve) sering juga dikatakan sebagai
katup ekspansi pada tekanan evaporator yang tetap, karena katup ini
mempertahankan tekanan keluar yang tetap walau terjadi perubahan pada tekanan
cairan yang masuk, beban atau kondisi lainnya. . (Sumanto,12)
3.
Katup Ekspansi Thermostatis
Katup
ekspansi thermostatis atau disebut juga dengan katup ekspansi berkendali
superheat (panas lanjut). Jenis alat ekspansi yang paling sering digunakan
untuk sistem refrigerasi berukuran sedang dan juga pada pendinginan majemuk.
Katup ekspansi ini juga biasa dipakai pada penyegaran udara. Katup ekspansi
thermostatik mengatur laju aliran refrigeran cair yang besarnya sebanding
dengan laju penguapan evaporator.
Keadaan
panas lanjut gas hisap menggerakkan katup ekspansi thermostatik sebagai berikut
: bola kecil yang diisi dengan cairan refrigeran yang sama dengan sistem.
Fluida di dalam bol tersebut disebut fluida daya (power fluid). Bola peraba ini
ditempelkan pada saluran keluar evaporator sehingga suhu bola dan fluida daya
tersebut sangat dekat dengan suhu gas hisap (suction gas). Tekanan dari fluida
ini memberikan dorongan ke sisi atas difragma, sedangkan tekanan evaporator
menekan dari arah bawah. Disamping itu, terdapat sebuah pegas pada tangkai
katup yang memberikan sedikit gaya ke atas agar
katup tetap tertutup hingga terbentuk tekanan yang lebih tinggi dari arah atas
diafragma yang mengatasi gaya
pegas dan tekanan evaporator. Agar tekanan di atas diafragma lebih tinggi, maka
fluida daya harus bersuhu tinggi dari suhu jenuh di dalam evaporator. Oleh
karena itu gas fluida harus lanjut panas agar mendapat fluida daya di atas
tekanan yang membuka katup. (Wilbert,258)
4.
Katup Ekspansi Listrik (Thermo electric)
Katup
ekspansi listrik menggunakan thermistor, yang diekspos langsung pada refrigeran
(pada pipa isap), untuk mengontrol membukanya jarum pada katup ekspansi. Sistem
ini tidak menggunakan elemen tekanan seperti pada katup ekspansi thermostatis.
Tahanan
listrik pada thermistor berubah dengan perubahan suhunya. Kenaikan suhu
mengurangi tahanan thermistor. Oleh karena itu, pada tegangan yang diberikan
kenaikan suhu tersebut menambah besarnya arus listrik. Kenaikan arus memanaskan
bimetal pada bodi katup sehingga menjadi bengkok dan membuka katup.
Pada
pemasangan katup ekspansi thermal electric. Thermistor A ditempatkan pada kotak
langsung dengan uap refrigeran di dalam pipa isap dari evaporator.
Transformator tegangan rendah sebagai sumbernya yang dihubungkan seri dengan
mekanik pengontrol katup ekspansi sedemikian rupa sehingga kenaikan arus pada
thermistor menyebabkan katup ekspansi lebih membuka sehingga arus refrigeran
yang masuk evaporator makin besar. Kenaikan arus menyebabkan jarum katup
membuka sedangkan penurunan arus menutup katup. Dengan demikian aliran
refrigeran terkontrol. Katup ekspansi thermal electric tidak tergantung pada
tekanan evaporator. Katup ini menghambat aliran refrigeran dan mengontrol
superheat (panas sumber) pada pipa isap untuk mencegah banjirnya kompresor.
Berhentinya
operasi siklus dimungkinkan dengan salah satu cara. Satu hal, katup ekspansi
“thermal electric” secara listrik dapat dihubungkan paralel dengan sistem yang
mengerjakan.
E.
Evaporator
Pada
kebanyakan evaporator, refrigeran mendidih di dalam pipa-pipa dan mendidihkan
fluida yang lewat di luar pipa tersebut. Evaporator yang mendidihkan refrigeran
di dalam pipa biasa disebut evaporator ekspansi langsung (direct expansion
evaporator).
Evaporator
ekspansi langsung yang digunakan untuk pengkondisian udara biasanya disuplay oleh katup ekspansi yang
mengatur aliran sedemikian sehingga uap refrigeran meninggalkan evaporator
dalam keadaan sedikit panas-lanjut. Jenis lainnya adalah evaporator dengan
pendauran ulang cairan refrigeran (liquid recirculation). (Wilbert,238)
F.
Refrigeran
(Bahan Pendingin)
Untuk
terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah dirubah
bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya untuk mengambil panas dari
evaporatir dan membuangnya ke kondensor. Karakteristik thermodinamika
refrigeran antara lain meliputi temperatur penguapan, tekanan penguapan,
temperatur pengembunan dan tekanan pengembunan. Untuk keperluan sutau jenis
pendinginan diperlukan refrigeran dengan karakteristik thermodinamika yang
tepat. Adapun syarat-syarat umum untuk refrigeran adalah :
1.
Tidak beracun dan tidak berbau merangsang.
2.
Tidak dapat terbakar atau meledak bila bercampur dengan
udara, pelumas dan sebagainya.
3.
Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang
dipakai pada sistem pendingin.
4.
Bila terjadi kebocoran mudah dicari.
5.
Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang
rendah.
6.
Mempunyai susunan kimia yang stabil, tidak terurai
setiap kali dimampatkan, diembunkan dan diuapkan.
7.
Perbedaan antara tekanan penguapan dan tekanan
pengembunan (kondensasi) harus sekecil mungkin.
8.
Mempunyai panas laten penguapan yang besar, agar panas
yang diserap evaporator sebesar-besarnya.
9.
Tidak merusak tubuh manusia.
10. Konduktivitas
thermal yang tinggi.
11. Viksositas
dalam fase cair maupun gas rendah agar tahanan listrik yang besar, serta tidak
menyebabkan korosi pada material isolaor listrik.
12. Konstanta
dielektrik dari refrigeran yang kecil, tahanan listrik yang besar, serta tidak
menyebabkan korosi pada material isolator listrik.
13. Harganya
tidak mahal dan mudah diperoleh.
Refrigeran
yang umum dipakai pada mesin pendingin adalah : refrigeran fluorinated (CFC),
ammonia (NH3) dan beberapa refrigeran sekunder. Dan yang umum digunakan pada
mesin pendingin ruangan adalah refrigeran CFC. Refrigeran CFC yang paling umum
adalah R11, R12, R22, R502. (Sumanto,19)
Refrigeran
|
Kompresor
|
Keterangan
penggunaan
|
R11
|
Sentrifugal
|
Pendinginan
air sentrifugal
|
R12
|
Torak
Sentrifugal
|
Penyegar
udara, refrigerasi dan pendinginan
Pendinginan
air sentrifugal
|
R13
|
Torak
|
Refrigerasi
temperatur sangat rendah
|
R21
|
-
|
Pendingin
kabin alat pengangkat
|
R22
|
Sentrifugal
|
Penyegar
udara, refrigerasi pada umumnya, pendinginan, beberapa unit refrigerasi, unit
temperatur rendah
Pendingin air
sentrifugal temperatur rendah ukuran besar
|
R113
|
Sentrifugal
|
Pendingin air
sentrifugal temperatur rendah ukuran kecil
|
R114
|
Torak
Sentrifugal
|
Pendingin
kabin alt pengangkat
Pendingin air
sentrifugal
|
R500
|
Torak
Sentrifugal
|
Refrigerasi
pada umumnya dan pendinginan, misal penyegar udara
Pendingin air
sentrifugal temperatur rendah
|
R502
|
Torak
|
Lemari pamer,
unit temperatur rendah, refrigerasi dan pendinginan pada umumnya
|
R717
|
Torak
Sentrifugal
|
Unit pembuat
es, ruang dingin, pendinginan larutan garam, peti es, pendinginan pabrik
(proses) kimia
Ring es, pendingin
larutan garam, pendinginan pabrik (proses) kimia
|
Tabel penggunaan refrigeran
G.
Motor
penggerak
Untuk
memutar kompresor diperlukan mesin penggerak. Untuk keperluan tersebut mesin
penggerak yang paling sering digunakan adalah motor listrik. Motor listrik yang
paling sering digunakan untuk kompresor tipe hermetis adalah : capasitor start
indunction, capasitor start, capasitor run, permanent split capsitor. Sedangkan
motor-motor yang digunakan untuk kipas kondensor dan evaporator adalah : split
phase dan shaded pole, motor kapasitor dan motor permanent split capasitor.
H.
Rangkaian
Listrik Pengontrol
Sistem kontrol
pada mesin pendingin ruangan adalah :
1. Motor
cyling controls
Thermostat
Pressure motor control
2.
Motor starting relays
Relay arus
Relay tegangan
Relay thermal (hot wire)
a.
Pengatur suhu thermostat
Jenis sensing bulb adalah jenis
thermostat yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis bimetal dan
jenis thermistor. Fungsi dari thermistor adalah:
-
mengatur batas-batas suhu dalam ruangan/suhu pada
evaporator
-
mengatur lamanya kompressor berhenti
-
menghentikan dan menjalankan kembali kompresor secara
otomatis.
Pada
ujung pipa kapiler dari thermostat biasanya terdiri dari sebuah bulb yang
berisi cairan yang mudah menguap. Sensing bulb menempel pada evaporator, pipa
kapiler menghubungkan sensing bulb dengan kontrol pengatur suhu.
Pada
pengatur suhu, membuka atau menutupnya kontak-kontak harus dalam waktu yang
singkat untuk menghindari loncatan bunga api yang terjadi. Loncatan bunga api
akan mempercepat kerusakan dari kontak itu sendiri.
Untuk
mendapat gerakan membuka/menutup yang cepat dapat dipakai :
1.
Sistem per/toggle
2.
Sistem magnet permanen
Apabila
suhu evaporator dingin, cairan pada sensing bulb akan mengkerut sehingga
bellows akan tertekan oleh per ke bawah
dan kontak-kontak terbuka dan motor berhenti.
Apabila
suhu evaporator sudah panas cairan pada sensing bulb akan merasakan perubahan
tersebut dan menguap sehingga tekanan bellows naik dan kontak-kontak menutup
sehingga motor berjalan lagi.
Selain
pada mesin pendingin ruangan (air conditioner room) sistem toggle sering juga
digunakan pada mesin refrigator (kulkas), frezer.
b.
Relay Tegangan
Kontak-kontak
relay (waktu tak ada aliran listrik) dalam keadaan tertutup (normaly closed).
Mempunyai lilitan (coil) yang sangat halus dan jumlah lilitan yang banyak
sehingga tahanannya besar dan arusnya sangat kecil. Waktu motor mulai jalan
(start), tegangan turun, tetapi setelah motor mecapai hampir mencapai putaran
penuh, tegangannya naik dan tegangan relai naik pula, maka akan terjadi magnet
yang kuat dan kontak akan terputus.
c.
Sistem Pengaman
Sistem
pengaman listrik yang paling umum dipakai pada mesin listrik adalah dengan
menggunakan sekering. Pada motor listrik, sekering harus cukup besar agar pada
waktu start tidak putus. Pada waktu
motor berjalan, motor menarik arus lebih tetapi sekering tidak putus (meskipun
kumparan motor sudah sangat panas). Untuk menghindari kejadian tersebut maka
kompresor hermetis biasanya menggunakan protektor beban lebih (over load protector) yang memakai
bimetal yang dilengkapi pemanas. Bekerjanya dipengaruhi oleh arus yang mengalir
melebihi batas atau panas dari motor atau kompresor. Bimetal dihubungkan dengan
kontak-kontak, yang akan membuka kontaknya apabila arus yang lewat terlalu
besar atau menerima panas dari motor atau kompresor yang terlalu dingin.
Setelah beberapa saat motor dan kompresor menjadi dingin dan kontak-kontak
terhubung kembali.
I. Spesifikasi AC
a.
Table spesifikasi AC
Ruangan
(m2)
|
Kapasitas
AC
(PK)
|
Kapasitas
Pendinginan
(Btu / jam)
|
Daya listrik
(watt)
|
Arus Listrik
(A)
|
10
|
½
|
5000
- 5.500
|
400
-570
|
1,8
-2,6
|
14
|
¾
|
7000
– 7.500
|
600
– 800
|
2,7
-3,6
|
18
|
1
|
8.500
– 9000
|
750
– 950
|
3,4
-4,3
|
24
|
1
½
|
12.000
|
1.100
– 1.300
|
5,0
– 5,9
|
36
|
2
|
18.000
|
1.800
– 1.950
|
8,2
– 8,9
|
48
|
2
½
|
24.000
|
2.350
-2.800
|
13,2
|
Kapasitas
AC
(PK)
|
Kapasitas
Pendinginan
(Btu / jam
|
Jarak maksimum outdoor – indoor (meter)
|
Panjang pipa standar (meter)
|
Panjang pipa maksimum
(meter)
|
1- 1 ½
|
5000 – 14. 000
|
7
|
4 – 7
|
13
|
2 – 2 ½
|
18. 000 – 24.000
|
13
|
4 - 7
|
25
|
b. Tabel penggunaan kabel listrik
Kapasitas
AC
(PK)
|
Kapasitas
Pendinginan
(Btu / jam)
|
Diameter kabel
(mm2)
|
Kode yang tertera
|
½
|
5000
- 5.500
|
1
|
NYM
3X1,0 mm2
|
¾
|
7000
– 7.500
|
1
|
NYM
3X1,0 mm2
|
1
|
8.500
– 9000
|
1,5
|
NYM
3X1,5 mm2
|
1
½
|
12.000
|
1,5
|
NYM
3X1,5 mm2
|
2
|
18.000
|
2,5
|
NYM
3X2,5 mm2
|
2
½
|
24.000
|
2,5
|
NYM
3X2,5 mm2
|
c.
Tabel penggunaan
pemutus arus
Ukuran AC (PK)
|
Ukuran Pemutus Arus
|
Jenis Pemutus Arus
|
½
|
6
|
Stop
kontak
|
¾
- 1
|
10
|
Stop
kontak
|
1
½
|
16
|
MCB
|
2
|
25
|
MCB
|
2
½
|
35
|
MCB
|
Gambar. Proses terjadinya pendinginan udara
TRIMAKASIH TELAH BERKUNJUNG
0 komentar:
Posting Komentar